目前用于罐體內(nèi)液體重量的測(cè)量方法有很多例如聲波液位測(cè)量法、雷達(dá)液位測(cè)量法、壓力測(cè)量法。這幾種方法先測(cè)量出罐體內(nèi)液體高度,再轉(zhuǎn)換為體積或重量。聲波液位測(cè)量是利用聲波脈沖原理進(jìn)行非接觸式測(cè)量,采用收發(fā)一體的聲波換能器,聲波的發(fā)射和接收共用一個(gè)換能器,由發(fā)射端向被測(cè)液面方向發(fā)射聲波信號(hào),遇到被測(cè)液體表面被反射回來,被換能器接收轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。通過分析發(fā)射聲波和回波的時(shí)間差,根據(jù)聲波的傳播速度,計(jì)算出換能器到液面的距離,然后再根據(jù)安裝參數(shù),計(jì)算得出液面的深度。溫度變化會(huì)引起聲速變化進(jìn)而出現(xiàn)測(cè)量誤差,因此需要對(duì)溫度進(jìn)行補(bǔ)償聲波通過壓電物質(zhì)的振動(dòng)來發(fā)射,壓力大發(fā)聲部件會(huì)受到影響,聲波液位計(jì)用于敞口容器測(cè)量常壓的液位,一般不用于對(duì)帶壓力環(huán)境的液位測(cè)量聲波液位計(jì)所發(fā)射的機(jī)械波需要借助傳播媒介,所以不能在真空環(huán)境中應(yīng)用。在揮發(fā)性液體有水汽、粉塵、液面上有泡沫等場(chǎng)合,會(huì)吸收聲波造成測(cè)量誤差,所以不宜選用聲波液位計(jì)凹。
雷達(dá)液位測(cè)量通過探頭發(fā)射高頻電磁波,遇到料液表面時(shí)反射回來被儀表內(nèi)的接收器接收,信號(hào)處理器檢測(cè)發(fā)射波和回波之間的時(shí)差或者頻率差計(jì)算液面高度。相比聲波液位計(jì),雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量范圍更大,測(cè)量精度較高。雷達(dá)液位計(jì)采用電磁波,傳播不需要介質(zhì),能夠在真空環(huán)境中應(yīng)用。
不需要考慮溫度、壓力、粉塵、被測(cè)物質(zhì)揮發(fā)性對(duì)測(cè)量的影響。雷達(dá)液位計(jì)相對(duì)聲波液位計(jì)價(jià)格昂貴,并且介質(zhì)的介電常數(shù)會(huì)影響測(cè)量范圍和穩(wěn)定性,介電常數(shù)越大回波信號(hào)效果越好。
壓力測(cè)量法是利用安裝在罐體上的壓力稱重傳感器測(cè)量罐體內(nèi)液體的壓力,計(jì)算罐體內(nèi)液體的高度,進(jìn)一步計(jì)算出液體重量。采用聲波液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)或者壓力稱重傳感器測(cè)量液體重量,先要保證測(cè)量液位*確。當(dāng)罐子內(nèi)存在攪拌器時(shí),介質(zhì)界面波動(dòng)會(huì)直接影響液位高度或者壓力測(cè)量的*確性。測(cè)量出液體御要常壓的液位,一般不用于對(duì)帶壓力環(huán)境的液位測(cè)量聲波液位計(jì)所發(fā)射的機(jī)械波需要借助傳播媒介,所以不能在真空環(huán)境中應(yīng)用。在揮發(fā)性液體有水汽、粉塵、液面上有泡沫等場(chǎng)合,會(huì)吸收聲波造成測(cè)量誤差,所以不宜選用聲波液位計(jì)凹。
雷達(dá)液位測(cè)量通過探頭發(fā)射高頻電磁波,遇到料液表面時(shí)反射回來被儀表內(nèi)的接收器接收,信號(hào)處理器檢測(cè)發(fā)射波和回波之間的時(shí)差或者頻率差計(jì)算液面高度。相比聲波液位計(jì),雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量范圍更大,測(cè)量精度較高。雷達(dá)液位計(jì)采用電磁波,傳播不需要介質(zhì),能夠在真空環(huán)境中應(yīng)用。不需要考慮溫度、壓力、粉塵、被測(cè)物質(zhì)揮發(fā)性對(duì)測(cè)量的影響。雷達(dá)液位計(jì)相對(duì)聲波液位計(jì)價(jià)格昂貴,并且介質(zhì)的介電常數(shù)會(huì)影響測(cè)量范圍和穩(wěn)定性,介電常數(shù)越大回波信號(hào)效果越好。
壓力測(cè)量法是利用安裝在罐體上的壓力稱重傳感器測(cè)量罐體內(nèi)液體的壓力,計(jì)算罐體內(nèi)液體的高度,進(jìn)一步計(jì)算出液體重量。采用聲波液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)或者壓力稱重傳感器測(cè)量液體重量,要保證測(cè)量液位*確。
當(dāng)罐子內(nèi)存在攪拌器時(shí),介質(zhì)界面波動(dòng)會(huì)直接影響液位高度或者壓力測(cè)量的*確性。測(cè)量出液體高度后還需要知道容器的容積表,其*確性直接影響容器內(nèi)液體體積的*確性。*后為了得到液體重量還需要測(cè)量出液體的密度。當(dāng)罐體變形容積變化時(shí)容器的容積表還需要重新測(cè)量。因此,采用液位測(cè)量法或者壓力測(cè)量法對(duì)罐體內(nèi)液體重量進(jìn)行測(cè)量和校準(zhǔn)的過程相對(duì)復(fù)雜采用稱重傳感器測(cè)量罐體內(nèi)液體重量是另一種較為常見的方法。稱重傳感器按轉(zhuǎn)換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、電阻應(yīng)變式等。
目前,采用*廣泛的是電阻應(yīng)變式稱重傳感器電阻應(yīng)變式稱重傳感器主要由彈性體、應(yīng)變片與測(cè)量電路三部分組成。電阻應(yīng)變式稱重傳感器是基于電阻應(yīng)變效應(yīng),在外力作用下,粘貼于彈性體表面應(yīng)變區(qū)的應(yīng)變片,跟彈性體一起產(chǎn)生形變,應(yīng)變片產(chǎn)生形變后其阻值會(huì)發(fā)生變化,測(cè)量惠斯通電橋電路,將阻值的變化轉(zhuǎn)化成電信號(hào)輸出,從而間接測(cè)量出外力。電阻應(yīng)變式稱重傳感器根據(jù)結(jié)構(gòu)不同分為多種類型,如單點(diǎn)式、彎曲梁式、剪切梁式等其中剪切梁式稱重傳感器因其自身的優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。剪切梁式稱重傳感器的彈性體受力后,測(cè)量的不是正應(yīng)力,而是由剪切力引起的切應(yīng)力。但切應(yīng)力本身是測(cè)量不出來的,它只能產(chǎn)生與工字梁中心軸線成45°的互相垂直的主應(yīng)力,也就是產(chǎn)生與剪切梁成±45°方向的拉伸應(yīng)力及壓縮應(yīng)力。因此,將4片應(yīng)變計(jì)分別貼在工字梁腹板的兩面,并與中心軸線成45°的相互垂直的位置上,這4個(gè)應(yīng)變計(jì)組成惠斯通
電橋電路當(dāng)稱重傳感器承受載荷時(shí),其中兩個(gè)應(yīng)變計(jì)電阻值增大,另外兩個(gè)應(yīng)變計(jì)電阻值減小其結(jié)果在電橋的對(duì)角線上產(chǎn)生與載荷成正比的不平衡輸出。利用這一原理,便可測(cè)出力或載荷的大小。剪切梁式稱重傳感器輸出信號(hào)不受測(cè)力點(diǎn)方位改動(dòng)的影響。
般彈性應(yīng)變梁接受載荷時(shí)發(fā)生彎曲,正應(yīng)力正比于梁的彎矩,彎矩又正比于力作用點(diǎn)的距離,因此力作用點(diǎn)方位的改動(dòng)會(huì)引起測(cè)量過失。而剪切梁式稱重傳感器測(cè)量切應(yīng)變,其應(yīng)變與切力成正比,切力在梁上為一常數(shù)與彎矩?zé)o關(guān),所以力作用點(diǎn)方位的改動(dòng)不影響稱重傳感器的輸出。同時(shí)由于應(yīng)變片是貼在工字梁腹板上,與軸線成45°的方位上,它只測(cè)量與切應(yīng)力對(duì)應(yīng)的主應(yīng)力,不 受彎曲應(yīng)力的影響,所以線性好、精度高。