液位開(kāi)關(guān)

簡(jiǎn)介　　
      液位開(kāi)關(guān)，也稱(chēng)水位開(kāi)關(guān)，液位傳感器，顧名思義，就是用來(lái)控制液位的開(kāi)關(guān)。從形式上主要分為接觸式和非接觸式。　　常用的非接觸式開(kāi)關(guān)有電容式液位開(kāi)關(guān),接觸式的浮球式液位開(kāi)關(guān)應用*廣泛。電極式液位開(kāi)關(guān)，電子式液位開(kāi)關(guān)(如圖所示BZ2401)，電容式液位開(kāi)關(guān)也可以采用接觸式方法實(shí)現.

常見(jiàn)液位開(kāi)關(guān)及其原理

MEMS壓阻式液位開(kāi)關(guān)

　　洗衣機是全球范圍內廣泛使用的白色家電產(chǎn)品。近些年來(lái)，隨著(zhù)水資源的緊缺以及市場(chǎng)對家電產(chǎn)品節能、環(huán)保性能要求的提高，特別是歐洲、北美地區對于家電產(chǎn)品節水指標已經(jīng)進(jìn)入立法程序，良好的節水性能已經(jīng)成為了新一代智能、綠色洗衣機的重要技術(shù)發(fā)展趨勢。　　節水的技術(shù)核心是要**控制洗衣機筒中的水量，也意味著(zhù)首先需要**地測量液位高度。根據對全球若干主要制造商的客戶(hù)需求調查，對于液位測量的要求如下表：　　

類(lèi)型	滿(mǎn)量程	精度要求
立式	600mm	+/- 15mm
臥式（滾筒式）	400mm	+/- 10mm

在目前大多數的洗衣機設計中，液位測量是通過(guò)機械觸電開(kāi)關(guān)或是壓控的LC振蕩器（依靠控制器檢測振蕩頻率的變化以感知液位高度）。根據敏芯微電子設計人員反復試驗與長(cháng)期測量，大量數據表明上述兩種方法是無(wú)法適合于**液位控制的應用。技術(shù)發(fā)展的趨勢亟需更高精度、更小分辨率、性能更加穩定的壓力傳感器的出現。　　基于微機電技術(shù)（MEMS）的微型壓力傳感器，由于其具有良好的可靠性、精密的分辨率以及高精度的特點(diǎn)，在工業(yè)、汽車(chē)以及白色家電中獲得了廣泛的應用。將其應用于洗衣機的液位檢測，不僅相對于傳統的方法省去了若干外圍電路，降低了成本；同時(shí)它可以更加**地測量液位；更進(jìn)一步地，此方案可以同時(shí)提供靜態(tài)液位與動(dòng)態(tài)液位信息，籍此可以實(shí)現更加智能化的水量控制，例如流量監測、注水放水速度監測、泄漏探測等多種功能。因此，MEMS微型壓力傳感器將成為未來(lái)新一代智能、節水、環(huán)保洗衣機中不可獲取的核心芯片。
　　壓力傳感器MSP10簡(jiǎn)介

     MSP10系列微型硅壓力傳感器，是中國蘇州敏芯微電子技術(shù)有限公司（MEMSensing Microsystems Co., Ltd.）研發(fā)生產(chǎn)、具有自主知識產(chǎn)權、基于MEMS技術(shù)的新一代智能壓力傳感產(chǎn)品。它可以提供**的、與外界感測壓力線(xiàn)性相關(guān)的電壓輸出。　　MSP10系列微型硅壓力傳感器已經(jīng)在內部完成了非線(xiàn)性及溫度補償，同時(shí)根據客戶(hù)需求，可提供數字或是模擬兩種輸出方式為用戶(hù)提供了靈活的使用方式，使用戶(hù)可以方便地設計與添加后續的A/D采樣電路或是更為復雜的算法程序

電容式液位開(kāi)關(guān)

　　電容式液位開(kāi)關(guān)是采用偵測液位變化時(shí)所引起的微小電容量（通常為PF)差值變化，并由專(zhuān)用的ADA電容檢測芯片進(jìn)行信號處理（可以輸出多種信號通訊協(xié)議，如：IO,BCD, PWM,UART,IIC…），從而檢測出水位，并輸出信號到輸出端。　　電容式液位檢測的*大優(yōu)勢在于可以隔著(zhù)任何介質(zhì)檢測到容器內的水位或液體的變化，大大擴展了實(shí)際應用，同時(shí)有效避免了傳統液位檢測方式的穩定性、可靠性差的弊端。　　在某些特殊領(lǐng)域不能檢測的問(wèn)題，使用內置MCU雙核處理的ADA電容檢測芯片的電容式液位開(kāi)關(guān)，就可以實(shí)現很多特殊控制功能，甚至實(shí)現更多的集成化、智能化水位檢測功能，諸如太陽(yáng)能熱水器、咖啡壺等應用中掉電后的水位變化也能可靠檢測當前水位，電容式液位檢測是目前液位開(kāi)關(guān)中*有優(yōu)勢的檢測方法。

電纜浮球液位開(kāi)關(guān)

　　浮球液位開(kāi)關(guān)是利用微動(dòng)開(kāi)關(guān)做接點(diǎn)輸出。當水平面以上揚線(xiàn)角度超過(guò)28°時(shí)，浮球液位開(kāi)關(guān)內部的鋼珠會(huì )滾動(dòng)壓到微動(dòng)開(kāi)關(guān)或脫離微動(dòng)開(kāi)關(guān)，使液位開(kāi)關(guān)ON或OFF的接點(diǎn)信號輸出。　　也有另一類(lèi)浮球液位開(kāi)關(guān)，利用水銀開(kāi)關(guān)做接點(diǎn)輸出，當液位上升接觸浮球時(shí)，浮球以重錘為中心隨水位上升角度變化。當水面以上揚線(xiàn)角度超過(guò)10°時(shí)，液位開(kāi)關(guān)便會(huì )有ON或OFF的接點(diǎn)信號輸出。　　其主要特點(diǎn)：　　1、使用微動(dòng)開(kāi)關(guān)做接點(diǎn)輸出，接點(diǎn)容量10A/250VAC可直接起動(dòng)電機設備。　　2、歐規（HAR）橡膠電纜，耐候性佳、價(jià)格低、使用壽命長(cháng)。　　3、構造簡(jiǎn)單、不需保養、污水凈水皆可使用。　　4、電纜線(xiàn)≦20米的長(cháng)度皆可訂制。

電子式液位開(kāi)關(guān)

　　電子式液位開(kāi)關(guān)通過(guò)內置電子探頭對水位進(jìn)行檢測，再由芯片對檢測到的信號進(jìn)行處理，當判斷到有水時(shí)，芯片輸出高電平24V或5V等(PNP型或NPN型均可），當判斷到無(wú)水時(shí)，芯片輸出0V。高低電平的信號通過(guò)PLC或其它控制電路來(lái)讀取，并驅動(dòng)水泵等用電器工作。電子式液位開(kāi)關(guān)可以橫向或豎向安裝。　　當橫向安裝時(shí)，水位到達藍線(xiàn)就動(dòng)作，且精度較高。產(chǎn)品豎向安裝時(shí)，水位到達紅線(xiàn)就動(dòng)作，有一定的防波浪功能。電子式液位開(kāi)關(guān)一般采用環(huán)氧樹(shù)脂封灌，密封防水，可長(cháng)期浸在液體中，外部無(wú)機械活動(dòng)部件，壽命長(cháng)。右圖的BZ2401為普通型電子式液位開(kāi)關(guān)，適用常溫水體環(huán)境。

壓力式液位開(kāi)關(guān)

　　全自動(dòng)洗衣機中一般采用的液位開(kāi)關(guān)就是壓力式水位開(kāi)關(guān)，它裝在洗滌缸的上部，它有一根下端開(kāi)口的氣管通到缸底，進(jìn)水時(shí)管里的空氣被封閉在里面出不來(lái)，就形成比外界稍高的壓力。水位越高壓力越高，這樣根據壓力就可間接測知水位。而壓力的測量仍然用彈性元件，靠元件的變形帶動(dòng)觸點(diǎn)完成通斷動(dòng)作。這種測液位的方法叫做“靜壓法”，在工業(yè)中用的不少。

浮球式液位開(kāi)關(guān)

　　浮球式液位開(kāi)關(guān)*大的特點(diǎn)是有一個(gè)帶桿的浮球，隨著(zhù)液位的變化，浮球聯(lián)動(dòng)的桿隨著(zhù)變化，從而控制開(kāi)關(guān)的閉合。工業(yè)上很早就利用浮子測量水塔中的水位了。　　目前使用*廣泛的是發(fā)泡浮子式液位開(kāi)關(guān)、因其安裝簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉、使用壽命長(cháng)而受到歡迎。

水處理中的液位控制

　　在水處理中，液位控制往往關(guān)系到整個(gè)工藝的**性、經(jīng)濟性和可行性。　　在一個(gè)水處理的工藝流程中，一般都有原水，中間水箱，產(chǎn)水箱，反洗水箱，甚至廢液箱等。體積有大有小，一般地，產(chǎn)水箱、原水箱等都會(huì )比較大，尤其在大型的生產(chǎn)線(xiàn)，這時(shí)在水箱中往往需要使用多個(gè)液位開(kāi)關(guān)控制多個(gè)液位。每個(gè)液位對應不同的動(dòng)作，常見(jiàn)的有泵的啟停，產(chǎn)水的啟停等。而有些水箱雖然很大，但是并不一定需要多個(gè)液位開(kāi)關(guān)。　　例如，在一個(gè)RO純水生產(chǎn)線(xiàn)上，使用RO濃水作為反洗水儲存在反洗水箱內。在反洗水箱中，液位開(kāi)關(guān)只有一個(gè)，既低液位控制開(kāi)關(guān)，用于檢測反洗時(shí)水箱中的水量，而不用檢測水箱是否滿(mǎn)溢。因為RO生產(chǎn)純水不停，濃水就不可以停止排放。而對于產(chǎn)品水箱，則需要設置低液位和高液位控制開(kāi)關(guān)。高液位開(kāi)關(guān)用于檢測水箱是否裝滿(mǎn)，是則停止產(chǎn)水；低液位開(kāi)關(guān)用于監測在用水時(shí)，產(chǎn)品水箱內產(chǎn)水是否足夠，不足則需停止產(chǎn)水外送。　　對于一些需要更**控制液位的場(chǎng)合，還可以設置多個(gè)中液位控制開(kāi)關(guān)，一般是在高低液位控制開(kāi)關(guān)之間等距離分布設置。

外貼式超聲波液位開(kāi)關(guān)

　　外貼式超聲波液位開(kāi)關(guān)采用超聲波檢測技術(shù)，解決了傳統的液位開(kāi)關(guān)的不足，不受液體表面的泡沫、水汽的影響。側貼式超聲波液位開(kāi)關(guān)利用超聲波在管壁介質(zhì)中的余震信號，大幅度提高了穩定性和穿透性，可適用于多種材料的容器，包括：合金鋼、不銹鋼、塑料、玻璃及各種合成材料。目前國內技術(shù)較成熟的有：科林聲（北京）科技有限責任公司，對超聲方面比較專(zhuān)業(yè)。　　外貼非接觸式超聲波液位開(kāi)關(guān)提供了容器尤其是高壓、腐蝕、密閉容器物位測量的解決方案，將探頭緊貼于容器外側壁，不需要打孔，即可完成單點(diǎn)物位測量，這種技術(shù)不受介質(zhì)壓力、溫度、泡沫、氣體、反射系數等因素的影響，所以適用于醫藥，石油，化工，電力，食品等行業(yè)的各類(lèi)液體液位工程控制，對于有毒的、強腐蝕危險品液體的檢測，該產(chǎn)品更是理想的選擇，可滿(mǎn)足多種應用需求和適應各種惡劣環(huán)境。同時(shí)，具有極高可靠性，高穩定性。　　主要技術(shù)參數　　4..1量程規格：3m、5m、10m、20m、30m　　顯示分辨率：0.2mm　　短時(shí)間重復性：0.2mm　　測量誤差：1‰　　遷移量：±10 m　　液晶屏顯示：6 位 LCD　　4．2 供電 24V DC, ±15%,10W　　4．3 接線(xiàn)形式 ● 四線(xiàn)制（兩根電源線(xiàn)、兩根信號線(xiàn)）　　4．4 接口　　模擬輸出：4～20mA，*大負載750Ω 通訊接口：RS-4854．5 外殼　　結構：鑄鋁防護等級：IP65防爆標志：ExdIICT6　音叉式液位開(kāi)關(guān)　　●工作原理：　　音叉式液位開(kāi)關(guān)是一種新型的液位開(kāi)關(guān)。它是利用音叉振動(dòng)的原理設計制作的。它是在音叉液位開(kāi)關(guān)的感應棒底座，透過(guò)壓電晶片驅動(dòng)音叉棒，并且由另外一壓電晶片接受振動(dòng)訊號，使振動(dòng)訊號得以循環(huán)，并且使感應棒產(chǎn)生共振。當物料與感應棒接觸時(shí)，振動(dòng)訊號逐漸變小，直到停止共振時(shí)，控制電路會(huì )輸出電氣接點(diǎn)信號。由于感應棒感度由前端向后座依次減弱的自然原理，所以當桶槽內物料與桶周?chē)蛏隙逊e，觸及感應棒底座〈后部〉或排料時(shí)，均不會(huì )產(chǎn)生錯誤訊號。　　簡(jiǎn)單的說(shuō)，音叉在壓電晶體激勵下產(chǎn)生機械振動(dòng)，這種振動(dòng)具有一定的頻率和振幅。當音叉被液體或固體浸沒(méi)時(shí)，音叉的振動(dòng)頻率和振幅將發(fā)生變化。這個(gè)頻率變化由電子線(xiàn)路檢測出來(lái)并輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)量。　　●適用范圍及特點(diǎn)　　　　音叉液位開(kāi)關(guān)是一種新型的液位開(kāi)關(guān)。幾乎適用于所有液體介質(zhì)，同時(shí)也適用于測量能自由流動(dòng)的中等密度的固體粉末或顆粒。由于音叉液位開(kāi)關(guān)基本沒(méi)有活動(dòng)部件，機械磨損比較小，因此無(wú)需維護和調整，使用簡(jiǎn)單方便。　　另外，該液位開(kāi)關(guān)采用國外的新技術(shù)和原裝進(jìn)口芯片，具有使用壽命長(cháng)、性能穩定、**可靠等優(yōu)點(diǎn)，以及適應性強（被測介質(zhì)不同的電參數、密度對測量均不產(chǎn)生影響）、不需調校（無(wú)論測量何種介質(zhì)都不需要現場(chǎng)調校）和免于維護等特點(diǎn)，廣泛應用于冶金、建材、化工、輕工、糧食等行業(yè)中物位的過(guò)程控制。　　

 

　　●主要技術(shù)參數：

 

　　　　叉體長(cháng)度：128mm～200mm（必要時(shí)可做延長(cháng)）；　　供電電壓：DC24V 或 AC220V50/60Hz；　　工作溫度：-40～80℃（標準型）、-40～130℃（中溫型）；　　環(huán)境溫度：-20～70℃；　　工作壓力：≤2.5MPa；　　介質(zhì)密度：≥ 0.7g/cm3（液體）、>0.1g/ cm3（固體）；　　輸出方式：AC220V/20mA，DC24V/0.5A；　　功率消耗：1.5W（AC220V供電）、0.25W（DC24V供電）；　　過(guò)程連接：螺紋連接、法蘭連接（可以根據客戶(hù)要求選擇過(guò)程連接方式）；　　電氣接口：M20×1.5；　　外殼防護：IP65；　　防爆標志：Ex dⅡCT4

國內液位開(kāi)關(guān)企業(yè)現狀

　　由于生產(chǎn)液位開(kāi)關(guān)進(jìn)入門(mén)檻較低，目前國內市場(chǎng)可以形容到泛濫的程度。　　事實(shí)上，要生產(chǎn)出優(yōu)的液位開(kāi)關(guān)并不是一件很簡(jiǎn)單的事。首先是選材，其次是是生產(chǎn)過(guò)程的工藝控制；差的液位開(kāi)關(guān)普遍表現為位精度低，發(fā)泡浮球吸水率高，環(huán)氧樹(shù)脂絕緣耐壓性能差。　　如果希望液位開(kāi)關(guān)安裝后能可靠的工作，一定要挑選正規的廠(chǎng)家購買(mǎi)。