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常见液位开关种类有哪些

发布日期:2020-10-04 17:22

  常见液位开关种类有哪些_机械/仪表_工程科技_专业资料。液位开关就是液位传感器,它决定了液位控制系统的可靠性、稳定性及使用寿命。所以如何选择液位传感器是液位控制系统设计的关键。目前,液位开关无外乎电极式、UQK/GSK式、光电式、压力式、GKY式等几种。本文分析了各种液位开关的基本原理,为大家选择提供了一定的帮助。

  常见液位开关种类有哪些? 液位开关,顾名思义,就是根据液位来自动开关水泵。实现这种功能的方式有很多,主要 由所采用的液位传感器来决定。现在的液位传感器无外乎电极式、UQK/GSK 式、光电式、压力 式、GKY 式等几种。分析其基本原理就能够发现这些传感器的优缺点。有些固有的缺点,无论 怎么做都无法避免。 当然传感器的制造工艺和材质也会影响其性能,所以市场上有不同品质和 价格的液位传感器。我们先从其实现原理分析,再从其制造工艺和材质来探讨。液位控制的核 心在于液位传感器,它决定了液位控制系统的可靠性、稳定性及使用寿命。所以应该根据使用 环境来慎重选择。 一、电极式液位控制传感器 电极式是最早的液位控制方式,其控制原理很简单:因为水是导体,有水的时候两个电极 间导电,交流接触器吸合。图 1.1 为电极式在水中控制原理示意图。但是电极在水中会分解而 且会吸附很多杂质。 如果不及时清理, 电极就会失去作用, 这是电极式液位传感器固有的缺陷。 电极式液位传感器的制造非常简单, 有人将导线外皮拨开,插到水里就可以做成电极式液位控 制器。所以电极式液位控制器造价很低,价格便宜,但使用寿命很短。当然,如果采用不锈钢 做电极,硬度较强,分解得就会慢一点。如果表面再处理光滑一些,电镀一下,吸附的杂质就 会少一些,使用寿命就会长一点。但是无论怎么做,其品质都不可能超过干簧管。 二、UQK 液位控制原理 干簧管将电极触点密封在玻璃管内,接近磁铁,触点就会吸合。所以人们在浮球里放一块 磁铁和上、下两个干簧管,通过导线将浮球固定于水池中,如图 2.1。这就是 UQK 的液位控制 方式。当水池无水的时候,浮球下垂,磁铁在下限干簧管处,故下限干簧管吸合。当水池有水 的时候如图 2.2,浮球上翻,磁铁在上限干簧管处,故上限干簧管吸合。将干簧管触点串接交 流接触器,就可以控制水泵启动,见图 2.3。这种方式依靠水的浮力使浮球上下翻转,上限、 下限间的距离依据导线的长度来决定。由于要考虑耐流问题,导线不能太细。同时导线 段时间后,变得僵化发硬,翻转很不灵活。于是浮子翻转有时高一点,有时低一点,上下限位 置很不准确。于是出现了定位准确的 GSK 方式。 三、GSK 液位控制原理 GSK 也采用干簧管,它将干簧管固定在管壁内固定的位置。浮子随着浮力沿着管壁上下滑 动,见图 3.1。浮子内有磁铁,经过干簧管时,触点吸合。干簧管触点也是直接串接交流接触 器,可以控制水泵启动,见图 3.2。GSK 上下限位置精确,但管壁不能有脏东西,安装不能倾 斜(小于 30°),否则会影响浮子的上下移动。 制作 UQK/GSK 浮子通常采用塑料或不锈钢。塑料材质的浮子价格便宜,但使用寿命短。不 锈钢材质的浮子,质量要好一些。制作 GSK 轨道的管子材质也很重要,有塑料的和不锈钢的。 塑料管表面容易黏着脏东西,使用寿命低。为管子和浮子之间仅 1mm 左右的缝隙,很容易被脏 东西堵住。如果采用不锈钢管,表面光滑,质量要好一些。市场上不锈钢管子还有有缝钢管和 无缝钢管之分,钢管坏的时候都是从缝隙处开始的,所以采用无缝钢管制作是最好的。 2 以上这些为传统的液位控制方式,直接使用 220V 或 380V 交流电,属于强电产品。直接使 用强电, 电极插在水中很不安全。 而干簧管因水位波动, 触点频繁吸合, 使用寿命也大幅降低。 这和现代微电子产品形成了鲜明的对比。现代微电子产品,如收音机、电视机等,使用寿命可 达十年以上, 而传统液位控制方式使用寿命一般一年左右。所以现在人们经常采用用一些控制 器、 仪表等设备将强电转换为弱电来使用,不仅可以延长液位传感器的使用寿命而且可以增加 一些功能,但传感器本身一些固有的缺陷是无法改变的。 近些年出现的一些液位控制方式原理就比较复杂一些,它们都需要通过变换器、仪表等设 备,将强电转化为弱电,再接入液位传感器。 四、光电式液位控制原理 光电式液位控制采用光反射原理:当传感器玻璃反射面有水时,如图 4.1,发射光从反射 面透射出去,不发生全反射。这时接收端检测不到光,输出很小的电流,说明有水。当传感器 反射面无水时,如图 4.2,发射的光在玻璃反射面回来,发生全反射。这时接收端可以检测到 光,输出毫安级的电流,说明无水。光电式传感器工作于 12V 直流电,属于弱电。毫安级电流 传输损耗少, 可以传很远的距离。但光电式液位传感器的反射玻璃面如果变脏或被脏东西挡住 时,即使有水,光也会被反射回来,造成判断失误。所以光电式液位传感器使用时也需注意清 理玻璃面。 光电式还有一种液位控制方式, 就是加装在传统液位计上。在传统玻璃管液位计中加上 一个浮子,如图 4.3。浮子在玻璃管中随水位上下浮动。当浮子挡住发射管发出的光线时,接 收管就将液位信号发送出去。 五、GKY 液位控制原理 GKY 结合传统浮子和弱电液位控制的特性。其一,GKY 液位传感器利用液体浮力改变传感 3 器方向,如图 5.1。这一点类似传统浮子,传感器通过细软线固定在悬索的某一点,这样它可 以随水位灵活上下翻转,检测这一点是否有水,检测位置精确。其二,密封在传感器内部的微 电路可以在不同方向下产生不同的电流(类似手机自动旋转屏幕),这一点类似光电式弱电控 制的特点: 有水时电流很小, 无水时产生毫安级的电流。 GKY 液位传感器工作于 12V 安全电压, 检测方式和水质无关,且只需两根普通传输线传输,传输距离可达几十公里,是近几年出现的 液位控制方式。 以上这些是几种常用的液位控制方式,液位传感器决定了它们使用的特点。如电极式只 能用于清水,而且使用一段时间后需清理一下电极。如果用于污水,很快就会吸附很多杂质而 无法使用。GSK 也不能用于污水,因为 GSK 浮子和管壁之间只有 1mm 左右的缝隙,很容易 被脏东西堵住,造成浮子上下滑动不灵活。光电式也不能用于污水,因为玻璃反射面脏了就会 出现误判断。 GKY 在污水和清水中都可以使用, 而且 GKY 仪表有多种功能: 可以提供通用的、 双台泵专用的仪表。可以提供有线的传输方式,或无线的短信、GPRS 传输方式。GKY 液位 传感器可以直接和变频器或电脑连接,GKY 仪表还具有 RS485 通信接口接入网络,满足 MODBUS 通信协议。所以 GKY 液位控制技术可以满足液位控制市场的多种需求。 4

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