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液位开关
液位开关


简介　　液位开关，也称水位开关，液位传感器，顾名思义，就是用来控制液位的开关。从形式上主要分为接触式和非接触式。
 
　　常用的非接触式开关有电容式液位开关,接触式的浮球式液位开关应用*广泛。电极式液位开关，电子式液位开关(如图所示BZ2401)，电容式液位开关也可以采用接触式方法实现.
  

浮球液位开关

 

编辑本段常见液位开关及其原理

MEMS压阻式液位开关

　　洗衣机是全球范围内广泛使用的白色家电产品。近些年来，随着水资源的紧缺以及市场对家电产品节能、环保性能要求的提高，特别是欧洲、北美地区对于家电产品节水指标已经进入立法程序，良好的节水性能已经成为了新一代智能、绿色洗衣机的重要技术发展趋势。
 
　　节水的技术核心是要**控制洗衣机筒中的水量，也意味着首先需要**地测量液位高度。根据对全球若干主要制造商的客户需求调查，对于液位测量的要求如下表：
 
　　
类型 满量程 精度要求
立式 600mm +/- 15mm
卧式（滚筒式） 400mm +/- 10mm
在目前大多数的洗衣机设计中，液位测量是通过机械触电开关或是压控的LC振荡器（依靠控制器检测振荡频率的变化以感知液位高度）。根据敏芯微电子设计人员反复试验与长期测量，大量数据表明上述两种方法是无法适合于**液位控制的应用。技术发展的趋势亟需更高精度、更小分辨率、性能更加稳定的压力传感器的出现。
 
　　基于微机电技术（MEMS）的微型压力传感器，由于其具有良好的可靠性、精密的分辨率以及高精度的特点，在工业、汽车以及白色家电中获得了广泛的应用。将其应用于洗衣机的液位检测，不仅相对于传统的方法省去了若干外围电路，降低了成本；同时它可以更加**地测量液位；更进一步地，此方案可以同时提供静态液位与动态液位信息，籍此可以实现更加智能化的水量控制，例如流量监测、注水放水速度监测、泄漏探测等多种功能。因此，MEMS微型压力传感器将成为未来新一代智能、节水、环保洗衣机中不可获取的核心芯片。
 
　　压力传感器MSP10简介MSP10系列微型硅压力传感器，是中国苏州敏芯微电子技术有限公司（MEMSensing Microsystems Co., Ltd.）研发生产、具有自主知识产权、基于MEMS技术的新一代智能压力传感产品。它可以提供**的、与外界感测压力线性相关的电压输出。
 
　　MSP10系列微型硅压力传感器已经在内部完成了非线性及温度补偿，同时根据客户需求，可提供数字或是模拟两种输出方式为用户提供了灵活的使用方式，使用户可以方便地设计与添加后续的A/D采样电路或是更为复杂的算法程序

电容式液位开关

　　电容式液位开关是采用侦测液位变化时所引起的微小电容量（通常为PF)差值变化，并由专用的ADA电容检测芯片进行信号处理（可以输出多种信号通讯协议，如：IO,BCD, PWM,UART,IIC…），从而检测出水位，并输出信号到输出端。
 
　　电容式液位检测的*大优势在于可以隔着任何介质检测到容器内的水位或液体的变化，大大扩展了实际应用，同时有效避免了传统液位检测方式的稳定性、可靠性差的弊端。
 
　　在某些特殊领域不能检测的问题，使用内置MCU双核处理的ADA电容检测芯片的电容式液位开关，就可以实现很多特殊控制功能，甚至实现更多的集成化、智能化水位检测功能，诸如太阳能热水器、咖啡壶等应用中掉电后的水位变化也能可靠检测当前水位，电容式液位检测是目前液位开关中*有优势的检测方法。

电缆浮球液位开关

　　浮球液位开关是利用微动开关做接点输出。当水平面以上扬线角度超过28°时，浮球液位开关内部的钢珠会滚动压到微动开关或脱离微动开关，使液位开关ON或OFF的接点信号输出。
 
　　也有另一类浮球液位开关，利用水银开关做接点输出，当液位上升接触浮球时，浮球以重锤为中心随水位上升角度变化。当水面以上扬线角度超过10°时，液位开关便会有ON或OFF的接点信号输出。
 
　　其主要特点：
 
　　1、使用微动开关做接点输出，接点容量10A/250VAC可直接起动电机设备。
 
　　2、欧规（HAR）橡胶电缆，耐候性佳、价格低、使用寿命长。
 
　　3、构造简单、不需保养、污水净水皆可使用。
 
　　4、电缆线≦20米的长度皆可订制。

电子式液位开关

　　电子式液位开关通过内置电子探头对水位进行检测，再由芯片对检测到的信号进行处理，当判断到有水时，芯片输出高电平24V或5V等(PNP型或NPN型均可），当判断到无水时，芯片输出0V。高低电平的信号通过PLC或其它控制电路来读取，并驱动水泵等用电器工作。
  

电子式液位开关

电子式液位开关可以横向或竖向安装。
 
　　当横向安装时，水位到达蓝线就动作，且精度较高。产品竖向安装时，水位到达红线就动作，有一定的防波浪功能。电子式液位开关一般采用环氧树脂封灌，密封防水，可长期浸在液体中，外部无机械活动部件，寿命长。右图的BZ2401为普通型电子式液位开关，适用常温水体环境。

压力式液位开关

　　全自动洗衣机中一般采用的液位开关就是压力式水位开关，它装在
  

洗衣机的压力式水位开关

洗涤缸的上部，它有一根下端开口的气管通到缸底，进水时管里的空气被封闭在里面出不来，就形成比外界稍高的压力。水位越高压力越高，这样根据压力就可间接测知水位。而压力的测量仍然用弹性元件，靠元件的变形带动触点完成通断动作。这种测液位的方法叫做“静压法”，在工业中用的不少。

浮球式液位开关

　　浮球式液位开关*大的特点是有一个带杆的浮球，随着液位的变化，浮球联动的杆随着变化，从而控制开关的闭合。工业上很早就利用浮子测量水塔中的水位了。
 
　　目前使用*广泛的是发泡浮子式液位开关、因其安装简便、价格低廉、使用寿命长而受到欢迎。

水处理中的液位控制

　　在水处理中，液位控制往往关系到整个工艺的**性、经济性和可行性。
 
　　在一个水处理的工艺流程中，一般都有原水，中间水箱，产水箱，反洗水箱，甚至废液箱等。体积有大有小，一般地，产水箱、原水箱等都会比较大，尤其在大型的生产线，这时在水箱中往往需要使用多个液位开关控制多个液位。每个液位对应不同的动作，常见的有泵的启停，产水的启停等。而有些水箱虽然很大，但是并不一定需要多个液位开关。
 
　　例如，在一个RO纯水生产线上，使用RO浓水作为反洗水储存在反洗水箱内。在反洗水箱中，液位开关只有一个，既低液位控制开关，用于检测反洗时水箱中的水量，而不用检测水箱是否满溢。因为RO生产纯水不停，浓水就不可以停止排放。而对于产品水箱，则需要设置低液位和高液位控制开关。高液位开关用于检测水箱是否装满，是则停止产水；低液位开关用于监测在用水时，产品水箱内产水是否足够，不足则需停止产水外送。
 
　　对于一些需要更**控制液位的场合，还可以设置多个中液位控制开关，一般是在高低液位控制开关之间等距离分布设置。

外贴式超声波液位开关

　　外贴式超声波液位开关采用超声波检测技术，解决了传统的液位开关的不足，不受液体表面的泡沫、水汽的影响。侧贴式超声波液位开关利用超声波在管壁介质中的余震信号，大幅度提高了稳定性和穿透性，可适用于多种材料的容器，包括：合金钢、不锈钢、塑料、玻璃及各种合成材料。
 
　　外贴非接触式超声波液位开关提供了容器尤其是高压、腐蚀、密闭容器物位测量的解决方案，将探头紧贴于容器外侧壁，不需要打孔，即可完成单点物位测量，这种技术不受介质压力、温度、泡沫、气体、反射系数等因素的影响，所以适用于医药，石油，化工，电力，食品等行业的各类液体液位工程控制，对于有毒的、强腐蚀危险品液体的检测，该产品更是理想的选择，可满足多种应用需求和适应各种恶劣环境。同时，具有极高可靠性，高稳定性。
 
　　音叉式液位开关
 
　　●工作原理：
 
　　音叉式液位开关是一种新型的液位开关。它是利用音叉振动的原理设计制作的。它是在音叉液位开关的感应棒底座，透过压电晶片驱动音叉棒，并且由另外一压电晶片接受振动讯号，使振动讯号得以循环，并且使感应棒产生共振。当物料与感应棒接触时，振动讯号逐渐变小，直到停止共振时，控制电路会输出电气接点信号。由于感应棒感度由前端向后座依次减弱的自然原理，所以当桶槽内物料与桶周围向上堆积，触及感应棒底座〈后部〉或排料时，均不会产生错误讯号。
 
　　简单的说，音叉在压电晶体激励下产生机械振动，这种振动具有一定的频率和振幅。当音叉被液体或固体浸没时，音叉的振动频率和振幅将发生变化。这个频率变化由电子线路检测出来并输出一个开关量。
 
　　●适用范围及特点
 
　　
 
　　音叉液位开关是一种新型的液位开关。几乎适用于所有液体介质，同时也适用于测量能自由流动的中等密度的固体粉末或颗粒。由于音叉液位开关基本没有活动部件，机械磨损比较小，因此无需维护和调整，使用简单方便。
 
　　另外，该液位开关采用国外的新技术和原装进口芯片，具有使用寿命长、性能稳定、**可靠等优点，以及适应性强（被测介质不同的电参数、密度对测量均不产生影响）、不需调校（无论测量何种介质都不需要现场调校）和免于维护等特点，广泛应用于冶金、建材、化工、轻工、粮食等行业中物位的过程控制。
 
　　
 
　　●主要技术参数：
 
　　
 
　　叉体长度：128mm～200mm（必要时可做延长）；
 
　　供电电压：DC24V 或 AC220V50/60Hz；
 
　　工作温度：-40～80℃（标准型）、-40～130℃（中温型）；
 
　　环境温度：-20～70℃；
 
　　工作压力：≤2.5MPa；
 
　　介质密度：≥ 0.7g/cm3（液体）、>0.1g/ cm3（固体）；
 
　　输出方式：AC220V/20mA，DC24V/0.5A；
 
　　功率消耗：1.5W（AC220V供电）、0.25W（DC24V供电）；
 
　　过程连接：螺纹连接、法兰连接（可以根据客户要求选择过程连接方式）；
 
　　电气接口：M20×1.5；
 
　　外壳防护：IP65；
 
　　防爆标志：Ex dⅡCT4
 

编辑本段国内液位开关企业现状

　　由于生产液位开关进入门槛较低，目前国内市场可以形容到泛滥的程度。
 
　　事实上，要生产出优的液位开关并不是一件很简单的事。首先是选材，其次是是生产过程的工艺控制；差的液位开关普遍表现为位精度低，发泡浮球吸水率高，环氧树脂绝缘耐压性能差。
 
　　如果希望液位开关安装后能可靠的工作，一定要挑选正规的厂家购买。
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