浮筒工作原理基于阿基米德浮力原理,通过调节浮力与重力的平衡实现液位测量、物体打捞等功能,具体机制因应用场景不同而有所差异。
液位测量浮筒工作原理
- 核心原理:浮筒部分浸入液体时,所受浮力与液位高度成正比(浮=液排F浮=ρ液gV排)。液位变化导致浮筒浸没体积改变,从而引发浮力变化。
- 力-信号转换:
- 机械位移:浮力与自重合力通过弹簧转换为线性位移,或通过扭力管转换为角位移。
- 信号输出:磁耦合装置(如霍尔传感器/LVDT)将位移转化为4~20mA电信号输出。
- 补偿设计:部分高精度仪表采用温度补偿技术,减少液体密度变化对测量结果的影响。
工程漂浮装置工作原理
- 浮力支撑结构:
- 密封空腔浮筒通过排开水体产生浮力,单个浮筒浮力可达数吨。
- 高分子材料浮筒具有抗冲击、耐腐蚀特性,适合长期水上作业。
- 打捞沉船应用:
- 关键步骤:将灌水沉底的浮筒固定于沉船两侧,注入空气排水减少总重量,当浮力(浮F浮)>总重力(总G总)时实现上浮。
- 力学平衡:排水后浮筒重力降低约90%(以水密度1g/cm³计),显著提升净浮力。