目前用于罐体内液体重量的测量方法有很多例如声波液位测量法、雷达液位测量法、压力测量法。这几种方法先测量出罐体内液体高度,再转换为体积或重量。声波液位测量是利用声波脉冲原理进行非接触式测量,采用收发一体的声波换能器,声波的发射和接收共用一个换能器,由发射端向被测液面方向发射声波信号,遇到被测液体表面被反射回来,被换能器接收转换成电信号。通过分析发射声波和回波的时间差,根据声波的传播速度,计算出换能器到液面的距离,然后再根据安装参数,计算得出液面的深度。温度变化会引起声速变化进而出现测量误差,因此需要对温度进行补偿声波通过压电物质的振动来发射,压力大发声部件会受到影响,声波液位计用于敞口容器测量常压的液位,一般不用于对带压力环境的液位测量声波液位计所发射的机械波需要借助传播媒介,所以不能在真空环境中应用。在挥发性液体有水汽、粉尘、液面上有泡沫等场合,会吸收声波造成测量误差,所以不宜选用声波液位计凹。
雷达液位测量通过探头发射高频电磁波,遇到料液表面时反射回来被仪表内的接收器接收,信号处理器检测发射波和回波之间的时差或者频率差计算液面高度。相比声波液位计,雷达液位计的测量范围更大,测量精度较高。雷达液位计采用电磁波,传播不需要介质,能够在真空环境中应用。
不需要考虑温度、压力、粉尘、被测物质挥发性对测量的影响。雷达液位计相对声波液位计价格昂贵,并且介质的介电常数会影响测量范围和稳定性,介电常数越大回波信号效果越好。
压力测量法是利用安装在罐体上的压力称重传感器测量罐体内液体的压力,计算罐体内液体的高度,进一步计算出液体重量。采用声波液位计、雷达液位计或者压力称重传感器测量液体重量,先要保证测量液位*确。当罐子内存在搅拌器时,介质界面波动会直接影响液位高度或者压力测量的*确性。测量出液体御要常压的液位,一般不用于对带压力环境的液位测量声波液位计所发射的机械波需要借助传播媒介,所以不能在真空环境中应用。在挥发性液体有水汽、粉尘、液面上有泡沫等场合,会吸收声波造成测量误差,所以不宜选用声波液位计凹。
雷达液位测量通过探头发射高频电磁波,遇到料液表面时反射回来被仪表内的接收器接收,信号处理器检测发射波和回波之间的时差或者频率差计算液面高度。相比声波液位计,雷达液位计的测量范围更大,测量精度较高。雷达液位计采用电磁波,传播不需要介质,能够在真空环境中应用。不需要考虑温度、压力、粉尘、被测物质挥发性对测量的影响。雷达液位计相对声波液位计价格昂贵,并且介质的介电常数会影响测量范围和稳定性,介电常数越大回波信号效果越好。
压力测量法是利用安装在罐体上的压力称重传感器测量罐体内液体的压力,计算罐体内液体的高度,进一步计算出液体重量。采用声波液位计、雷达液位计或者压力称重传感器测量液体重量,要保证测量液位*确。
当罐子内存在搅拌器时,介质界面波动会直接影响液位高度或者压力测量的*确性。测量出液体高度后还需要知道容器的容积表,其*确性直接影响容器内液体体积的*确性。*后为了得到液体重量还需要测量出液体的密度。当罐体变形容积变化时容器的容积表还需要重新测量。因此,采用液位测量法或者压力测量法对罐体内液体重量进行测量和校准的过程相对复杂采用称重传感器测量罐体内液体重量是另一种较为常见的方法。称重传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、电阻应变式等。
目前,采用*广泛的是电阻应变式称重传感器电阻应变式称重传感器主要由弹性体、应变片与测量电路三部分组成。电阻应变式称重传感器是基于电阻应变效应,在外力作用下,粘贴于弹性体表面应变区的应变片,跟弹性体一起产生形变,应变片产生形变后其阻值会发生变化,测量惠斯通电桥电路,将阻值的变化转化成电信号输出,从而间接测量出外力。电阻应变式称重传感器根据结构不同分为多种类型,如单点式、弯曲梁式、剪切梁式等其中剪切梁式称重传感器因其自身的优点得到广泛应用。剪切梁式称重传感器的弹性体受力后,测量的不是正应力,而是由剪切力引起的切应力。但切应力本身是测量不出来的,它只能产生与工字梁中心轴线成45°的互相垂直的主应力,也就是产生与剪切梁成±45°方向的拉伸应力及压缩应力。因此,将4片应变计分别贴在工字梁腹板的两面,并与中心轴线成45°的相互垂直的位置上,这4个应变计组成惠斯通
电桥电路当称重传感器承受载荷时,其中两个应变计电阻值增大,另外两个应变计电阻值减小其结果在电桥的对角线上产生与载荷成正比的不平衡输出。利用这一原理,便可测出力或载荷的大小。剪切梁式称重传感器输出信号不受测力点方位改动的影响。
般弹性应变梁接受载荷时发生弯曲,正应力正比于梁的弯矩,弯矩又正比于力作用点的距离,因此力作用点方位的改动会引起测量过失。而剪切梁式称重传感器测量切应变,其应变与切力成正比,切力在梁上为一常数与弯矩无关,所以力作用点方位的改动不影响称重传感器的输出。同时由于应变片是贴在工字梁腹板上,与轴线成45°的方位上,它只测量与切应力对应的主应力,不 受弯曲应力的影响,所以线性好、精度高。