變浮力式液位檢測(cè)儀表
當(dāng)物體被液體浸沒(méi)的體積不同時(shí)，所受的浮力也不同，因此，可以根據(jù)物體所受浮力的大小來(lái)測(cè)得物體被浸沒(méi)的高位（液位），故稱(chēng)為變浮力式液位計(jì)。浮筒式液位計(jì)正是根據(jù)這一原理制成的液位計(jì)檢測(cè)儀表，它主要由變送器和顯示儀表兩部分組成。液位計(jì)因不用軸、軸套、填料等進(jìn)行密封，故他能測(cè)量較高壓力的液體介質(zhì)的液位，最高可達(dá)32MPa。檢測(cè)元件浮筒的長(zhǎng)度決定了儀表的量程，一般為300~2000mm。
浮筒式液位計(jì)由液位傳感器和轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。
液位傳感器的檢測(cè)元件，是一沉浸與液體之中的浮筒，一般使用不銹鋼制成的空心長(zhǎng)圓柱體，被垂直地懸掛在被測(cè)介質(zhì)之中，測(cè)量過(guò)程中位移極小，不漂移在液體表面上，故也稱(chēng)為沉筒。浮筒在液體中的浮力是用扭力管的扭力來(lái)平衡的。
如圖3-11所示，檢測(cè)元件浮筒1垂直地懸掛在杠桿2的一端，杠桿2的另一端與扭力管3、芯軸4的一端垂直固接在一起。扭力管的另一端通過(guò)法蘭固定在儀表外殼5上。芯軸4的另一端呈自由狀態(tài)作為傳感器的輸出，它的輸出信號(hào)時(shí)機(jī)械角位移θ。
當(dāng)液位為零時(shí)，即浮筒浸入液體中的深度為零，浮筒的全部重量W作用在杠桿上，此時(shí)扭力管上扭力矩最大，同時(shí)產(chǎn)生的扭角最大，一般為7°左右，即
作用在杠桿的力 F0=W
扭力矩 M0=F0l
扭角
式中
M0--作用在扭力管上的扭力矩；
d1、d2--分別為扭力管的內(nèi)徑和外徑；
l--浮筒中心到扭力管中心的距離；
F0--杠桿左端受到的力；
k--扭力管的橫向彈性系數(shù)；
L--扭力管的長(zhǎng)度。
當(dāng)液面上升，高于浮筒的下端，上升液位為H時(shí)，作用在杠桿上的力，變?yōu)楦⊥驳闹亓縒與浮筒所受浮力之間的差值。隨著液位的逐漸升高，扭力矩逐漸減小，扭力管輸出的扭角也相應(yīng)減小，當(dāng)在最高液位時(shí)，扭角最小，一般為2°，即
作用在杠桿的力 F1=W-A(H-X)ρg
由于X是正比于H，所以其中X=kH,故上式可改寫(xiě)為
F1=W-AH(1-k)ρg
扭力矩：M1=F1l
由此可知，Δθ與液位H成比例關(guān)系，式中負(fù)號(hào)說(shuō)明，液位變化越高，則扭角越小。
浮筒式液位計(jì)的轉(zhuǎn)換器按其傳輸信號(hào)的不同，可分為兩類(lèi)：即氣動(dòng)式和電動(dòng)式。
