浮子钢带式液位计

浮子钢带式液位计的原理如图6－6所示。整个系统是采用了力平衡原理，但对于浮子本身而言仍为恒浮力原理。浮子吊在钢带的一端，钢带对浮子施以拉力 (约为3.5N)，钢带可以自由伸缩，当浮子在测量范围内变化时，钢带对浮子的力基本不变。为了防止浮子受被测液体流动影响，可增加一个导向机构。导高机构由悬挂的两根钢丝所组成，靠下端的重锤进行定位，浮子沿导向钢丝随液位变化上下移动。如果罐内液体表面流速不大，可以省略导向系统。

浮子1经过钢带2和滑轮3将浮力的变化传到钉轮4上，钉轮周边的钉状齿与钢带上的孔啮合，将钢带的直线运动变为转动，由指针5和计数器6指示出液位。在钉轮轴上再安装转角传感器或变送器，就可以实现液位信号的远传。

为了保证钢带张紧，绕过钉轮后的钢带由收带轮7收紧，其收紧力由恒力弹簧提供。恒力弹簧外形与钟表发条相似，但特性不同。钟表发条在自由状态下是松驰的，卷紧之后其回送力矩与变形成正比，符合胡克定律。恒力弹簧在自由状态是卷紧在恒力弹簧轮9上的，受力反绕在轴8上以后其恢复力f8始终保持常数，从头至尾相同，因而称为恒力弹簧。

由图6－6中可见，由于恒力弹簧具有一定厚度，虽然f8恒定，但它对轴8形成的力矩并非常数，液位低时力矩大。同样，由于钢带厚度使液位低时收带轮7的直径小，于是在f8恒定的情况下，钢带上的拉力f7就和液位有关了。液位低时f7大，恰好与液位低时图6－6中l段钢带的重力抵消，使浮子所受的提升力几乎不变，从而减少了误差。

当浮子浸没在液体中某一个高度时，液体对浮子产生的浮力为F，若浮子本身的重力为W，恒力弹簧对浮子的位力为T，整个系统平衡时应满足

T=W－F (6－7)

如果液位升高，则在瞬间会使浮力F增加，恒力弹簧会通过钢带将浮子向上拉升，钢带上的小孔和钉轮上的钉状齿啮合，从而钢带的线位移变为钉轮的角位移。当位力T恒定，钉轮的周长、钉状齿间距及钢带的孔间距均制造的很精确时，可以得到较高的测量精度。但这种传动方式，密封比较困难，不适用于有压容器，因此通常多用于常压储罐的液位测量。

它的测量范围一般为0～20m，测量精度可以达到0.03%。若采用远传信号方式，不仅可以提供远传标准信号，还可以在现场提供液位的液晶数字显示。