目前用于罐體內液體重量的測量方法有很多例如聲波液位測量法、雷達液位測量法、壓力測量法。這幾種方法先測量出罐體內液體高度,再轉換為體積或重量。聲波液位測量是利用聲波脈沖原理進行非接觸式測量,采用收發一體的聲波換能器,聲波的發射和接收共用一個換能器,由發射端向被測液面方向發射聲波信號,遇到被測液體表面被反射回來,被換能器接收轉換成電信號。通過分析發射聲波和回波的時間差,根據聲波的傳播速度,計算出換能器到液面的距離,然后再根據安裝參數,計算得出液面的深度。溫度變化會引起聲速變化進而出現測量誤差,因此需要對溫度進行補償聲波通過壓電物質的振動來發射,壓力大發聲部件會受到影響,聲波液位計用于敞口容器測量常壓的液位,一般不用于對帶壓力環境的液位測量聲波液位計所發射的機械波需要借助傳播媒介,所以不能在真空環境中應用。在揮發性液體有水汽、粉塵、液面上有泡沫等場合,會吸收聲波造成測量誤差,所以不宜選用聲波液位計凹。
雷達液位測量通過探頭發射高頻電磁波,遇到料液表面時反射回來被儀表內的接收器接收,信號處理器檢測發射波和回波之間的時差或者頻率差計算液面高度。相比聲波液位計,雷達液位計的測量范圍更大,測量精度較高。雷達液位計采用電磁波,傳播不需要介質,能夠在真空環境中應用。
不需要考慮溫度、壓力、粉塵、被測物質揮發性對測量的影響。雷達液位計相對聲波液位計價格昂貴,并且介質的介電常數會影響測量范圍和穩定性,介電常數越大回波信號效果越好。
壓力測量法是利用安裝在罐體上的壓力稱重傳感器測量罐體內液體的壓力,計算罐體內液體的高度,進一步計算出液體重量。采用聲波液位計、雷達液位計或者壓力稱重傳感器測量液體重量,先要保證測量液位*確。當罐子內存在攪拌器時,介質界面波動會直接影響液位高度或者壓力測量的*確性。測量出液體御要常壓的液位,一般不用于對帶壓力環境的液位測量聲波液位計所發射的機械波需要借助傳播媒介,所以不能在真空環境中應用。在揮發性液體有水汽、粉塵、液面上有泡沫等場合,會吸收聲波造成測量誤差,所以不宜選用聲波液位計凹。
雷達液位測量通過探頭發射高頻電磁波,遇到料液表面時反射回來被儀表內的接收器接收,信號處理器檢測發射波和回波之間的時差或者頻率差計算液面高度。相比聲波液位計,雷達液位計的測量范圍更大,測量精度較高。雷達液位計采用電磁波,傳播不需要介質,能夠在真空環境中應用。不需要考慮溫度、壓力、粉塵、被測物質揮發性對測量的影響。雷達液位計相對聲波液位計價格昂貴,并且介質的介電常數會影響測量范圍和穩定性,介電常數越大回波信號效果越好。
壓力測量法是利用安裝在罐體上的壓力稱重傳感器測量罐體內液體的壓力,計算罐體內液體的高度,進一步計算出液體重量。采用聲波液位計、雷達液位計或者壓力稱重傳感器測量液體重量,要保證測量液位*確。
當罐子內存在攪拌器時,介質界面波動會直接影響液位高度或者壓力測量的*確性。測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液體體積的*確性。*后為了得到液體重量還需要測量出液體的密度。當罐體變形容積變化時容器的容積表還需要重新測量。因此,采用液位測量法或者壓力測量法對罐體內液體重量進行測量和校準的過程相對復雜采用稱重傳感器測量罐體內液體重量是另一種較為常見的方法。稱重傳感器按轉換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、電阻應變式等。
目前,采用*廣泛的是電阻應變式稱重傳感器電阻應變式稱重傳感器主要由彈性體、應變片與測量電路三部分組成。電阻應變式稱重傳感器是基于電阻應變效應,在外力作用下,粘貼于彈性體表面應變區的應變片,跟彈性體一起產生形變,應變片產生形變后其阻值會發生變化,測量惠斯通電橋電路,將阻值的變化轉化成電信號輸出,從而間接測量出外力。電阻應變式稱重傳感器根據結構不同分為多種類型,如單點式、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點得到廣泛應用。剪切梁式稱重傳感器的彈性體受力后,測量的不是正應力,而是由剪切力引起的切應力。但切應力本身是測量不出來的,它只能產生與工字梁中心軸線成45°的互相垂直的主應力,也就是產生與剪切梁成±45°方向的拉伸應力及壓縮應力。因此,將4片應變計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個應變計組成惠斯通
電橋電路當稱重傳感器承受載荷時,其中兩個應變計電阻值增大,另外兩個應變計電阻值減小其結果在電橋的對角線上產生與載荷成正比的不平衡輸出。利用這一原理,便可測出力或載荷的大小。剪切梁式稱重傳感器輸出信號不受測力點方位改動的影響。
般彈性應變梁接受載荷時發生彎曲,正應力正比于梁的彎矩,彎矩又正比于力作用點的距離,因此力作用點方位的改動會引起測量過失。而剪切梁式稱重傳感器測量切應變,其應變與切力成正比,切力在梁上為一常數與彎矩無關,所以力作用點方位的改動不影響稱重傳感器的輸出。同時由于應變片是貼在工字梁腹板上,與軸線成45°的方位上,它只測量與切應力對應的主應力,不 受彎曲應力的影響,所以線性好、精度高。