浮筒液位計是根據阿基米德定律和霍爾原理或磁耦合原理設計而成的液位測量儀表，可用來測量液位、密度和界位，輸出液位和限位報警信號。專用于測量容器內液位，廣泛用于石油、化工、煤炭、冶金、生物和制藥行業(yè)的自動檢測，是過程工業(yè)不可缺少的技術工具之一。目前國產浮筒液位計主要應用在低壓領域，其中純國產的占有一部分，另有一部分以中外合資的形式生產。對工業(yè)應用的其中2種型號浮筒液位計進行結構和原理分析。
1、浮筒液位計的結構
JK系列浮筒液位計由浮子、浮子腔、彈簧、變送器等構件組成，為采用彈簧支持浮子結構的浮筒液位計。浮子腔通過連接管與被測容器形成平衡容器，使被測容器中的水導入浮子腔進行水位測量；浮子通過彈簧支持在浮子腔內并浸沒在浮子腔內的液體中，變送器內的磁芯通過撐杠與浮子連接。頂部布置的變送器內還有線性可變差動變換器LVDT、電路板、儀表盤等電器元件。
JK系統(tǒng)浮筒液位計由浮子、浮子腔、扭力管、變送器等構件組成，其結構見圖1，為采用浮子和扭力管結構的浮筒液位計。浮子腔通過連接管與被測容器連接形成平衡容器，使被測容器中的水導入浮子腔進行水位測量；浮子垂直懸掛在扭力臂上并浸沒在浮子腔內的液體中，扭力臂與扭力管機構剛性連接。側位布置的變送器內有霍爾效應傳感器、磁鐵、電路板、儀表盤等電器元件。
2、浮筒液位計的工作原理
浮筒液位計基于阿基米德定律和電磁感應原理設計，浮子是根據介質密度和耐壓、耐溫等特定條件而制作的。在介質的密度、溫度、壓力發(fā)生變化時，測量精度降低。
采用彈簧支持浮子結構的浮筒液位計，當浮子處于干燥狀態(tài)時，浮子接觸浮子腔下部。當液位發(fā)生變化時，浮子所受浮力相應改變，平衡狀態(tài)被打破，從而引起彈力變化即彈簧的伸縮，以達到新的平衡。彈簧的伸縮使其與剛性連接的磁鋼產生位移。這樣，通過指示器內磁感應元件和傳動裝置使其指示出液位。液位變化引起浮力的變化作用到量程彈簧支持的浮子上，從而使得位于頂部的線性可變差動變換器（LVDT）內的檢測磁芯做垂直運動。當檢測磁芯的位置隨著液位變化而變化時，LVDT的次級線圈內產生了感應電壓，產生的電壓與液位成線性關系。這些信號經電路處理并轉為4~20mA的電流信號輸出。
另一種采用浮子和扭力管結構的浮筒液位計，當浮子處于干燥狀態(tài)時，扭力管的彈力與浮子的自身重力相平衡，浮子處于懸空狀態(tài)。當液位上升時引起浮力變大，扭力管的彈力相應減小，扭力管形成角度變化，芯軸與扭力管同步旋轉，將浮力的變化即液位變化轉換成扭力管芯軸的角位移輸出。轉角輸出到表頭里的搖架組件上，帶動固定在搖架上的磁鋼組件發(fā)生位移變化，改變了霍爾效應傳感器檢測到的磁場，霍爾傳感器作相應電壓輸出，產生的電壓與液位成比例關系。通過電子線路部分轉換成4~20mA的電流信號輸出。
