在生物发酵过程中,醪液的密度会随着菌体生长和养分消耗而变化(例如从1.05 g/cm³变为1.15 g/cm³)。由于浮球液位计的输出依赖于浮力(F=ρgV),密度变化会直接导致测量误差。
结构上的补偿策略:
纯粹的缆式浮球液位计无法进行自动密度补偿,须结合外部手段:
双参数测量系统:
结构: 在同一个导管内,安装两个浮球。
浮球A: 密度较高(如1.2 g/cm³),悬浮在液面上,测量液位 L。
浮球B: 密度较低(如0.9 g/cm³),悬浮在液气界面(泡沫层或气相中),实际上测量的是密度界面。
计算: 通过两个浮球的位置差,结合已知的密度-位置标定曲线,反算出当前的液体密度 ρ(t),然后对液位读数进行实时修正。
外挂密度计:
在旁路上安装一台科里奥利质量流量计或放射性密度计,实时测量 ρ(t)。
如果密度变化缓慢,可以在发酵的不同阶段(前期、中期、后期),分别进行人工液位比对,并在控制系统中分段设置不同的密度补偿系数。
由于机械结构的局限性,缆式浮球液位计在变密度工况下通常需要与其他仪表协同工作。