[導讀] 浮筒液位變送器由于其結構簡單、工作可靠、維修方便，既可測導電介質的液位，也可測非導電介質的液位，因此在化工、石油等工業方面得到了廣泛的應用。但基于浮筒液位變送器的工作原理，要求被測介質的密度在整個工藝流程中保持不變，否則將給儀表帶來誤差。為此，我們在UTD-22型浮筒液位變送器的基礎上加了一套密度補償裝置，解決了被測介質因密度變化而而引起的儀表誤差間題。經有關單位使用，效果較好。
一、工作原理
1.UTD-22型浮筒液位變送器的工作原理
工作原理如圖一所示:容器中被測介質的液位變化引起液體對浮筒所產生的浮力變化，此浮力的變化使測量彈簧產生變形直到與它平衡為止。而位于差動變壓器內鐵芯的位移與測量彈簧所產生的變形量相等。因此液位的變化即改變了鐵芯與差動變壓器的相對位置，使差動變壓器輸出一定的交流毫伏信號傳送到轉換器。轉換器輸出0~10mA.DC信號供指示、記錄儀表使用。
液位高度H與浮力F之間的關系，可按下式計算:
式中A是常數，與測量彈簧參數、浮筒結構尺寸有關。
由于差動變壓器輸出的差動交流毫伏信號與差動變壓器內的鐵芯位移成正比，轉換器線路設計成使差動交流毫伏信號與輸出的0~10mA·DC信號成正比。所以下式成立：
根據式(4)可知:如果被測介質密度在整個工藝流程中不變，則I與H成正比，該儀表即為液位計;如果H不變，則I與丫成正比，該儀表即為密度計。所以浮筒式液位變送器略經修改即可用于測量被測介質的密度。值得注意的是:如果H與Y同時變化，儀表則不能使用。
2.帶有密度補償裝置的浮筒液位變送器的工作原理
如圖二所示:在裝有UTD-22型浮筒液位傳感器的設備上再裝一套密度補償裝緊二該裝置實質上是一套浮筒密度傳感器。除了浮筒尺寸不同外，其它均與浮筒液位傳感器相同。對密度補償裝置浮筒的要求是，當被測介質液位在“零”位時，浮筒仍能全部浸沒在被測介質里，當被測介質的密度為最大密度時，被測介質對浮筒應能產生一定的浮力。在該型儀表中，浮力應不小于200克。
二、儀表的標定
配制各種不同密度的被測介質需花費大量的人力物力，為此采用模擬辦法進行標定。
1.對液位傳感器
根據式(l)，在浮筒尺寸、被測介質最大密度、被測介質最大液位變化范圍已定的條件下，計算出被測介質在最大密度、最高液位時對浮筒產生的最大浮力F1max0。用天平稱一重量W1-1等于F1max3，稱另一重量W1-2等于浮筒的重量減去重量W1-1。用W1-1，加W1-2代替浮筒，當把W1-1、W1-2均掛在傳感器上，表示被測液位在“零”位，當只掛上W1-2，表示被測液位在“滿”位，如果再稱10個W1-1/10，則每一個重量表示液位變化為最大變化的100%。
2.對密度補償裝置
同樣根據式(1)，在浮筒尺寸、最大密度已定的條件下，計算出被測介質在最大密度下對浮筒產生的最大浮力F2max0用天平稱一重量W2-1等于F2max3稱另一重量W2-2等于浮筒的重量減去重量W2-1。同樣用W2-1加W2-2代替密度補償裝置的浮筒，當把W2-1和W2-2均掛上時，表示密度為“零”，當只掛上W2-2時，表示被測介質密度為最大值。再稱十個W2-1/10重量，則每一個重量表示密度變化為最大密度的10%。
3.與轉換器配套的調整
在液位傳感器上，不掛浮筒，分別掛上重量W1-1加W1-2及W1-2，調節其轉換器.使輸出電流I:分別為。及10mA.DC。
在密度補償裝置上，不掛浮筒，分別掛上重量W2-1加W2-2及W2-2，調節其轉換器，使輸出電流12分別為。及10mA.DC。
把I1和I2輸入到除法器，保持I2為10mA.DC不變，使I1分別為0及10mA.DC，調整除法器的輸出電流I，使其分別為0及10mA.DC。I即為不受密度影響的被測液位指示值。而I2即為被測介質密度的指示值。
三、實測教據
要求:被測介質液位變化為2500mm，當被測介質在工藝流程中密度從1.2g/變到1.59/時，不影響被測液位的指示值。
經設計:補償裝置的浮筒直徑為40mm.長度為300mm，實測浮筒重量為816.4g，計算得W2-1為565.29，W2-2為251.29;液位傳感器的浮筒直徑為27mm，長度為2600mm，實測浮筒重量為2963.49，計算得W1-1為2132.39，W1-2為831.19。按二對儀表調整后，測得以下數據：
從以上數據可知，當被測介質密度由1.59/變到1.29/時，儀表的最大誤差不超過1%。