заряд q

Чувствительность пьезокристалла d = заряд q/сила F

Гидростатические уровнемеры

В этих уровнемерах измерение уровня Н жидкости постоянной плотности р сводится к измерению гидростатического давления р, создаваемого жидкостью, причем

кг/(м·с²) (паскаль, Па)

кг·м/с² (ньютон, Н)

Буйковые средства измерений уровня Средства измерений уровня этого вида входят в номенклатуру приборов ГСП. В основу работы буйковых уровнемеров положено физическое явление, описываемое законом Архимеда. Чувствительным элементом в этих уровнемерах является цилиндрических буек, изготовленный из материала с плотностью, большей плотности жидкости. Буек находится в вертикальном положении и частично погружен в жидкость. При изменении уровня жидкости в аппарате масса буйка в жидкости изменяется пропорционально изменению уровня. Преобразование веса буйка в сигнал измерительной информации осуществляется с помощью унифицированных преобразователей «сила—давление» и «сила—ток». В соответствии с видом используе­мого преобразователя силы различают пневматические и электрические буйковые уровнемеры. Схема буйкового пневматического уровнемера приведена на рис. 3, а. Уровнемер работает следующим образом. Когда уровень жидкости в аппарате равен начальному ho (в частном случае ho может быть равен 0), измерительный рычаг 2 находится в равновесии, так как момент M1, создаваемый весом буйка G, уравновешивается моментом М2, создаваемым противовесом N.

Когда уровень жидкости становится больше ho, часть буйка погружается в жидкость. Поэтому вес буйка уменьшается, а следовательно, уменьшается и момент m1, создаваемый буйком на рычаге 2. Так как M2 становится больше М1, рычаг 2 поворачивается вокруг точки О по часовой стрелке и прикрывает заслонкой 7 сопла 8. Поэтому давление в линии сопла увеличивается. Это давление поступает в пневматический усилитель 10, выходной сигнал кото­рого является выходным сигналом уровнемера. Этот же сигнал од­новременно посылается в сильфон отрицательной обратной связи 5. При действии давления Рвых возникает сила R, момент М3 которой совпадает по направлению с моментом M1, т. е. действие силы R направлено на восстановление равновесия рычага 2. Движение измерительной системы преобразователя происходит до тех пор, пока сумма моментов всех сил. действующих на рычаг 2, не станет равной 0, т. е.

Представляя моменты М1, М2 и М3 в виде произведений соответ­ствующих сил и плеч, получим

где G—вес буйка при погружении его в жидкость на глубину h. h—плечи действующих сил относительно точки О, R—сила развиваемая сильфоном 5, N—вес противовеса. Силы G и R определяем из следующих выражений:

где d и hб — диаметр и длина буйка (последняя определяет диапа­зон измерений уровнемера); р—плотность материала буйка; ρж— плотность жидкости; h—глубина погружения буйка в жидкость, т. е. текущее значение измеряемого уровня; эф—эффективная площадь сильфона

Уравнение Бернулли

После перестановки членов уравнение примет вид:
(8)
Это и есть уравнение Бернулли. Поскольку элемент жидкости может быть взят в любом месте потока и любой длины, уравнение Бернулли можно записать следующим образом:
, (9)
где р и V - статическое давление и скорость движения в любом месте элементарной струйки жидкости. Выражение rV2/ 2называется динамическим давлением.
Из уравнения (9) следует, что в тех точках, где скорость больше, статическое давление будет меньше и наоборот.

Дата добавления: 2015-08-02