Учебное пособие Нижний Новгород 2015 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное

Буйковые уровнемеры

Принцип работы буйковых уровнемеров основан на законе Архимеда, со- гласно которому на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, пропорциональная весу вытесненной жидкости.

Схема работы буйкового уровнемера приведена на рисунке 6.4 [20]. Чувст- вительным элементом уровнемера является цилиндрический буек 1, выполнен- ный в виде трубы из нержавеющей стали, в камере 6. Буек находится в верти- кальном положении и частично погружен в измеряемую жидкость. Длина буйка примерно равна максимальной высоте жидкости в емкости.
При изменении уровня жидкости в емкости вес буйка в жидкости изме- нится пропорционально её уровню. Выталкивающая сила составит
F  gf _б h , (6.2)
где ρ – плотность измеряемой жидкости, кг/м³; f_б – площадь живого сечения буйка, м²; h – высота буйка, погруженного в воду, м.
Если уровень жидкости меньше или равен начальному h₀, измерительная штанга 2 находится в равновесии, так как момент буйка, создаваемый его весом G₁, равен моменту противовеса M₁ = M₂.

Рис. 6.4. Схема буйкового уровнемера: 1 – буек; 2 – штанга; 3 – рычаг; 4 – противовес;

5 – вторичный преобразователь; 6 – выносная камера; 7 – емкость

При повышении уровня жидкости выше h₀ часть буйка длиной (h – h₀)

будет погружаться в жидкость, вес буйка при этом уменьшится на величину
F  gf _б h  h₀ . (6.3)
С уменьшением веса буйка уменьшается и создаваемый им момент M₁. Чтобы привести штангу 2 в состояние равновесия, противовес 4 опускается ни- же на некоторую величину, двигая при этом рычаг 3, передающий перемещение поплавка вторичному преобразователю 5.
Современные буйковые уровнемеры изготавливаются для измерений уровней жидкостей в диапазоне от 0,025 до 16 м.

5.