近年來，隨著電子技術(shù)和自動化的不斷發(fā)展，液位測量與控制技術(shù)有很大的提高，日化產(chǎn)品、食品飲料、醫(yī)藥等行業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展都不離不開液位的控制，可見液位傳感器的重要性日益凸顯，甚至直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。下面我們了解一下超聲波液位開關(guān)的原理及與其他液位開關(guān)的對比及應(yīng)用。

液位開關(guān)是用來控制液體位置的開關(guān)。當(dāng)被測液體介質(zhì)高達一定的指示位置是，液位開關(guān)會根據(jù)其工作原理輸出一個報警信號，從而停止繼續(xù)輸送該液體介質(zhì)；當(dāng)被測液體介質(zhì)低于某一設(shè)定位置，液位開關(guān)也會輸出一個報警信號，提醒總部打開閘門，開始輸送液體。如下圖：

液位開關(guān)

液位開關(guān)包括浮球液位開關(guān)、音叉液位開關(guān)、電容式液位開關(guān)以及正在興起的超聲液位開關(guān)等。關(guān)于液位傳感器的對比也可參考《液位傳感器與液位開關(guān)、液位控制器、液位變送器、液位計的區(qū)別》一文；

浮球液位開關(guān)結(jié)構(gòu)主要基于浮力和靜磁場原理設(shè)計生產(chǎn)的。帶有磁體的浮球(簡稱浮球)在被測介質(zhì)中的位置受浮力作用影響：液位的變化導(dǎo)致磁性浮子位置的變化。浮球中的磁體和傳感器(磁簧開關(guān))作用，產(chǎn)生開關(guān)信號。浮球液位開關(guān)主要通過浮球的上下升降來檢測液面的變化，在測量粘稠性或者含雜質(zhì)液體時，容易造成浮球堵塞，產(chǎn)生浮子上浮和下降慢現(xiàn)象。

音叉液位開關(guān)的工作原理是通過安裝在基座上的一對壓電晶體使音叉在一定共振頻率下振動。當(dāng)音叉液位開關(guān)的音叉與被測介質(zhì)相接觸時，音叉的頻率和振幅將改變，音叉液位開關(guān)的這些變化由智能電路來進行檢測，處理并將之轉(zhuǎn)換為一個開關(guān)信號，達到液位報警或控制的目的。為了讓音叉伸到罐內(nèi)，通常使用法蘭或者帶螺紋的工藝接頭將音叉開關(guān)安裝到罐體的側(cè)面或者頂部。音叉液位開關(guān)主要通過測量兩個振動音叉間介質(zhì)變化時共振頻率的變化來檢測液位的變化。音叉液位開關(guān)在測量粘度介質(zhì)時，叉體容易被粘連在一起的叉間物料堆積，從而產(chǎn)生誤報警。

電容式液位開關(guān)的測量原理是：固體物料的物位高低變化導(dǎo)致探頭被覆蓋區(qū)域大小發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電容值發(fā)生變化。探頭與罐壁(導(dǎo)電材料制成)構(gòu)成一個電容。探頭處于空氣中時，測量到的是一個小數(shù)值的初始電容值。當(dāng)罐體中有物料注入時，電容值將隨探頭被物料所覆蓋區(qū)域面積的增加而相應(yīng)地增大，開關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化。電容式液位開關(guān)通過檢測液面或者散料高度變化時電容值的變化來測量液位或料位的高度。當(dāng)測量粘稠介質(zhì)時容易形成開關(guān)桿體掛料，從而影響模擬量的輸出而產(chǎn)生誤報警

超聲波液位開關(guān)利用超聲波在空氣和液體中的傳播特性來檢測液體的液位。由于換能器表面材料的聲阻抗(聲阻抗Z=密度ρ*聲速C)與空氣的聲阻抗相差巨大，聲波在空氣中的發(fā)射、接收困難；而且聲波在氣體中傳播時的衰減也比液體中大得多，因此，聲波在空氣中傳播時幾乎沒有信號，而在液體中傳播時信號很強。通過檢測聲波接收信號的大小或強度可以用來檢測液位。為了達到液位檢測的目的，設(shè)計的超聲波液位開關(guān)傳感器采用了如圖1所示的凹槽型結(jié)構(gòu)。

工作原理

圖中，凹槽二端的內(nèi)壁面上分別安裝了一個超聲發(fā)射晶片和一個超聲接收晶片，用于超聲波的發(fā)射和接收。當(dāng)凹槽內(nèi)存在液體時，液位開關(guān)電路檢測到的聲波接收信號強度較大，而當(dāng)凹槽內(nèi)存在氣體(空氣)時，液位開關(guān)電路檢測到的聲波接收信號極為微弱[1]。液位開關(guān)電路根據(jù)檢測到的聲波信號的強度不同來實時判斷液位，并相應(yīng)地輸出繼電器開關(guān)信號來控制液位。

由上文可知一直以來，大部分液位開關(guān)對粘度大的介質(zhì)進行液位檢測時，都存在反應(yīng)時間滯后、上下動作點落差大、使用壽命短、極易產(chǎn)生誤報警等測量問題。因此工采網(wǎng)推薦一款超聲波液位開關(guān) - XLS-1。

超聲波液位開關(guān)

超聲波液位開關(guān)利用超聲波在空氣和液體中的傳播特性來檢測液體的液位，可以克服粘稠介質(zhì)液位的測量控制問題，最大動力粘度可測量到7000mpa.s,是石油、化工行業(yè)高粘稠度液體液位測量控制的優(yōu)選產(chǎn)品。而XLS-1超聲波液位傳感器專為應(yīng)對嚴苛環(huán)境中的可靠運行而設(shè)計，具有防腐蝕，抗沖擊振動，能夠精確監(jiān)測及感應(yīng)流體液位的變化并迅速做出響應(yīng)。也可替代磁簧開關(guān)液位傳感器使用，適用于水、水基和烴基液體，可完美用于泡沫和凝露的液位檢測但是可能會影響其他傳感技術(shù)的應(yīng)用。除此之外XLS-1外形緊湊，應(yīng)用極為靈活，并且?guī)?個安裝選項，可安裝在各類特殊的應(yīng)用中。XLS-1不含運動部件，因此不會發(fā)生常見的部件磨損問題。由于采用了先進的超聲波液位感應(yīng)技術(shù)，XLS-1能降低客戶的停機時間。是發(fā)電機、水箱、散熱器、打印機和其他工業(yè)應(yīng)用中流體液位檢測的理想解決方案。

總結(jié)

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