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液位开关

日期:2020-08-09 07:38
浏览次数:1793
摘要:
概况  
      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.
  浮球式液位开关

浮球式液位开关

 

常见液位开关及其道理

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,出格是欧洲、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。按照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
在目前大大都的洗衣机设计中,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)。按照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概况

    
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企业(MEMSensing Microsystems Co., Ltd.)研发出产、具有自主常识产权、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,同时按照客户需求,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

电子式液位开关可以横向或竖向安装。
 
  当横向安装时,水位达到蓝线就动作,且精度较高。产品竖向安装时,水位达到红线就动作,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,这样按照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安全性、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,尤其在大型的出产线,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纯水出产线上,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出产纯水不停,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。目前国内技术较成熟的有:科林声(北京)科技有限责任企业,对超声方面比较专业。
 
  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,该产品更是理想的抉择,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。
 
  主要技术参数
 
  4..1量程规格:3m、5m、10m、20m、30m
 
  显示分辨率:0.2mm
 
  短时间重复性:0.2mm
 
  测量误差:1‰
 
  迁移量:±10 m
 
  液晶屏显示:6 位 LCD
 
  4.2 供电 24V DC, ±15%,10W
 
  4.3 接线形式 ● 四线制(两根电源线、两根信号线)
 
  4.4 接口
 
  模拟输出:4~20mA,*大负载750Ω 通讯接口:RS-4854.5 外壳
 
  结构:铸铝防护等级:IP65防爆标志:ExdIICT6 音叉式液位开关
 
  ●工作道理:
 
  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道理设计制作的。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道理,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、安全可靠等优点,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(必要时可做耽误);
 
  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(可以按照客户要求抉择过程连接方式);
 
  电气接口:M20×1.5;
 
  外壳防护:IP65;
 
  防爆标志:Ex dⅡCT4
 

国内液位开关企业现状

  由于出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,要出产出优的液位开关并不是一件很简单的事。首先是选材,其次是是出产过程的工艺控制;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。
 
  如果希翼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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