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技术文章

当物体被浸没在液体里的体积不同时，物体所受的浮力也不同。因此，通过检测物体所受浮力的变化，便可知道液位的变化。

将一横截面相同，重量为W的圆形金属浮筒悬挂在弹簧上，浮筒的重量被弹簧力所平衡。当浮筒的一部分被液体浸没时，由于受到液体的浮力作用而使浮筒的向上移动，当与弹簧力达到平衡时，浮筒才停止移动，平衡时其关系如下：

cx=W-Ahρg (1)

式中，c为弹簧的刚度（N/m）；x为弹簧压缩的位移（m）；A为浮筒的截面积（m²）；H为浮筒被液体浸没的深度（m）；ρ为被测液体的密度（kg/m³）；g为重力加速度（m/s²）。

当容器内液体的液位变化时，浮筒浸入部分的深度H就要发生变化，弹簧所受的力也跟着变化，则弹簧变形产生位移△x，形成新的平衡关系如下：

c(x-△x)=W-A(H+△H-△x)ρg (2)

将式（1）减式（2）得

c△x = A（△H-△x）ρg

△x = Aρg - △H =K△H

c+Aρg

式中，△x为浮筒的位移量；△H为液位的变化量；K为比例系数。

由此可知，浮筒的位移量与液位的变化量成正比，比例系数K只与弹簧的刚度、浮筒的截面积、液体的密度有关。欲改变量程和灵敏度，可通过改变K来实现。

变浮力法测量液位是通过检测元件把液位的变化转化为力的变化，然后再把力的变化转换为位移。如果通过转换器把位移转换成电信号，就可以进行指示和远传。

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