基尔中国 浮球液位计的测量原理

一、核心测量原理

1. 基本物理原理

阿基米德浮力原理：浮球密度小于被测液体，漂浮于液面，液位变化直接带动浮球同步移动。

磁耦合原理：浮球内置磁体，随液位变化靠近或远离导杆上的磁簧开关，触发其吸合或断开。

2. 信号转换过程

磁性触发：当浮球随液位上升或下降时，其内置磁体通过磁耦合作用使导杆内的干簧管（或磁簧开关）产生吸合或断开动作。

电阻变化：干簧管的开关状态变化导致传感器内电阻线性变化，这种变化与液位高度成正比。

信号输出：转换器将电阻变化转换为4～20mA标准电流信号，可远传至控制室进行显示、控制和记录。

二、工作流程详解

浮力驱动阶段 浮球因密度小于被测液体而漂浮于液面，当容器内液位发生变化时，浮球随液面同步升降，液位变化直接转化为浮球的位移变化。

磁耦合触发阶段

浮球内置的磁钢随位移靠近导杆上的磁簧开关

磁场作用下，磁簧开关的触点闭合或断开，形成开关量信号

此过程无机械连接件，运作简单可靠，避免了机械磨损

信号转换阶段

磁簧开关的动作状态被转化为电阻、电压或电流信号

通过智能转换器输出标准信号（如4～20mA）

部分型号可叠加HART协议，便于与PLC、DCS等控制系统联动

显示与控制阶段

可选配就地液晶显示表头，实时显示液位百分比和电流值

电流信号远传至控制室，实现液位的自动检测、控制和记录

部分型号可直接配带显示仪，省去信号检测的中间变送环节以提升传输精度

三、不同结构类型的测量原理

1. 侧装式浮球液位计

导杆垂直安装于容器侧壁，浮球沿导杆上下移动

结构紧凑，可直接显示液位高度，适合现场观察

适用于侧壁开口的储罐、水池等，便于安装和维护

2. 顶装式浮球液位计

导杆通过法兰固定于容器顶部，浮球在导杆内升降

密封性好，可承受高压，适合工业过程控制

适用于密闭容器或高温高压环境，避免顶部开口带来的安全隐患

3. 连杆式浮球液位计

浮球通过连杆与外部指示器连接，液位变化带动连杆转动

无需导杆，安装灵活，适合空间受限的环境

适用于地下水池、深井等液位低于操作面的场景

四、技术特点与优势

测量精度：通常为±10mm，精度等级1.0～2.5级

测量范围：可达0～6000mm，不受容器高度限制

介质适应性：可测量清水、油类、腐蚀性液体等，介质密度≥0.45g/cm³

环境适应性：防护等级可达IP65、IP68，适用于户外、潮湿或水下环境

输出方式：4～20mA标准电流信号，支持HART协议，便于系统集成

浮球液位计凭借其结构简单、可靠性高、适应性强的特点，成为工业、环保、能源等领域液位监测与控制设备，特别适用于需要稳定可靠测量且对精度要求适中的场合。