Расчет передаточной функции

а – с поплавком постоянного погружения; б и в – с поплавком переменного
погружения.
7) Для цилиндрического поплавка
(3.9)
8) Для сосудов, сечение которых меняется по любому закону S_c = f(х), может быть подобрана форма поплавка, обеспечивающая линейную связь между весом жидкости и величиной х_п. Для этого, очевидно, требуется, чтобы сечение поплавка было линейно связано с сечением сосуда S = mf(х) и вес поплавка G был ском­пенсирован внешней силой. Из формулы (3.8) имеем
(3.10)
где G_ж — вес жидкости, налитой до уровня х.
Пример использования этого принципа для сосуда шаровой формы приведен на рисунке 3.15, в.
Поплавки изготовляются металлическими и стеклянными, пустотелыми или из пробки, пористого стекла, пластмассы и других легких материалов. Для изме­рения уровня раздела между двумя жидкостями требуется выполнение условия
(3.11)
где — объемный вес поплавка;
и — удельные веса жидкостей.
Передача перемещения поплавка исполнительному органу через стенку со­суда, при необходимости герметизации, может осуществляться различными ме­тодами, представленными на рисунке 3.16.

Рисунок 3.16 – Способы передачи перемещения поплавка через стенку со-
суда:
а – с помощью сильфона; б – с помощью мембраны; в – с помощью тор-
сионной трубки; г и д – с помощью магнитного поля.
Уравнения механики жидкостей. Локальные уравнения однофазного течения. Эти уравнения выводятся в координатах xt.
9) Уравнение неразрывности, или уравнение сохранения массы (в отсутствие источников), запи­сывается следующим образом:
(3.12)
где t — время;
р — плотность;
U_i — компоненты вектора ско­рости.
10) Уравнение сохранения количества движения жидкости, на­ходящейся в поле ньютоновской силы тяготения, имеет вид:
(3.13)
где р — давление;
g — ускорение силы тяжести.
11) Уравнение сохранения энергии, которое записывается для случая, когда происходит выделение теплоты из-за вязкой диссипации можно пренебречь, записывается в виде
(3.14)
где j — температура;
с_р — удельная теплоемкость при посто­янном давлении;
К — коэффициент теплопроводности.

3.4 Модернизация датчика расхода жидкости

В данном случае модернизация может заключаться либо в замене поплавкового уровнемера на более совершенный его вид, либо подбор датчика, характеристики и свойства которого значительно выше данного. В нашем случае более лучшим является поплавковый уровнемер - цифровой УПЦ со сменным регистратором (рисунок 3.17). Этот датчик является более точным в измерениях, более дорогим, автоматическим, он потребляет меньше мощности, его достоинство в том, что он цифровой: полученная от уровнемера УПЦ информация выводится в стандартном интерфейсе RS - 232 на компьютер или другое внешнее устройство. Следовательно, данный датчик является лучшим в измерениях.

Рассмотрим принцип действия данного датчика. Уровнемер предназначен для измерения уровня воды в реках, озёрах, водохранилищах, прибрежных участках морей и гидрогеологических скважинах и других местах в автоматическом режиме. Он обеспечивает: измерение и индикацию уровня воды; передачу в сменный регистратор-накопитель информации об уровне; передачу информации на внешние устройства через последовательный коммуникационный порт в стандарте RS-232.

Рисунок 3.17 – Уровнемер цифровой УПЦ со сменным регистратором