10種液位開關(guān)工作原理及常見故障分析，不懂的看這里！-萬順華科技

摘要： 本文通過對常見的10種液位開關(guān)原理和優(yōu)缺點的介紹，讓用戶在使用和選擇上有更明確的方向。

液位開關(guān)，顧名思義，就是用來控制液位的開關(guān)。從形式上主要分為接觸式和非接觸式。非接觸式的如電容式液位開關(guān),接觸式的例如:浮球式液位開關(guān)、電極式液位開關(guān)、電子式液位開關(guān)。電容式液位開關(guān)也可以采用接觸式方法實現(xiàn)。

液位開關(guān)種類及原理

1

浮球液位開關(guān)

       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。

2

音叉液位開關(guān)

      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。

3

電容式液位開關(guān) 

         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。

4

外測液位開關(guān)

         外測液位開關(guān)是一種利用“變頻超聲波技術(shù)”實現(xiàn)的非接觸式液位開關(guān)，廣泛使用于各種液體的液體檢測。其測量探頭安裝在容器外壁上，屬于一種從罐外檢測液位的*非接觸檢測儀表。儀表測量探頭發(fā)射超聲波，并檢測其在容器壁中的余振信號，當(dāng)液體漫過探頭時，此余振信號的幅值會變小，這個改變被儀表檢測到后輸出一個開關(guān)信號，達到液位報警的目的。

5

射頻導(dǎo)納液位開關(guān)

     射頻導(dǎo)納物位控制技術(shù)是一種從電容式物位控制技術(shù)發(fā)展起來的，防掛料、更可靠、更準(zhǔn)確、適用性更廣的物位控制技術(shù)，“射頻導(dǎo)納”中“導(dǎo)納”的含義為電學(xué)中阻抗的倒數(shù)，它由阻性成分、容性成分、感性成分綜合而成，而“射頻”即高頻，所以射頻導(dǎo)納技術(shù)可以理解為用高頻測量導(dǎo)納。高頻正弦振蕩器輸出一個穩(wěn)定的測量信號源，利用電橋原理，以精確測量安裝在待測容器中的傳感器上的導(dǎo)納，在直接作用模式下，儀表的輸出隨物位的升高而增加。射頻導(dǎo)納技術(shù)與傳統(tǒng)電容技術(shù)的區(qū)別在于測量參量的多樣性、驅(qū)動三端屏蔽技術(shù)和增加的兩個重要的電路。射頻導(dǎo)納技術(shù)由于引入了除電容以外的測量參量，尤其是電阻參量，使得儀表測量信號信噪比上升，大幅度地提高了儀表的分辨力、準(zhǔn)確性和可靠性測量參量的多樣性也有力地拓展了儀表的可靠應(yīng)用領(lǐng)域。

6

阻旋式液位開關(guān)

         物料對旋轉(zhuǎn)葉片的阻旋作用，使開關(guān)的過負(fù)載檢測器動作，繼電器發(fā)出通、斷開關(guān)式信號，從而使外接控制電路發(fā)出信號報警，同時控制給料機。如當(dāng)開關(guān)作為高位控制時：在物料觸及葉片的情況下，開關(guān)發(fā)出報警信號，同時停止給料機。當(dāng)開關(guān)作為低位控制時，在物料離開葉片的情況下，開關(guān)發(fā)出報警信號，同時啟動給料機。

7

電磁式液位開關(guān)

  電磁式接近開關(guān)，又稱電感式接近開關(guān)，在通電時，震蕩回路（線圈等）在磁芯CORE的輔助下向前方發(fā)射電磁波，后又回到接近開關(guān)，當(dāng)接近開關(guān)前端有金屬時，由于金屬吸收了電磁，接近開關(guān)通過電磁的衰減轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號，信號處理完成后再控制輸出。

8

電子式液位開關(guān)

     電子式液位開關(guān)工作電壓是DC5V-24V，通過內(nèi)置電子探頭對水位進行檢測，再由芯片對檢測到的信號進行處理，當(dāng)被測液體的液位到達動作點時，輸出DC5V-24V，可以直接與PLC配合使用或者與控制板配合使用，從而實現(xiàn)對液位的控制。

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光電式液位開關(guān)

        光電液位開關(guān)使用紅外線探測，利用光線的折射及反射原理，光線在兩種不同介質(zhì)的分界面將產(chǎn)生反射或折射現(xiàn)象。當(dāng)被測液體處于高位時則被測液體與光電開關(guān)形成一種分界面，當(dāng)被測液體處于低位時，則空氣與光電開關(guān)形成另一種分界面，這兩種分界面使光電開關(guān)內(nèi)部光接收晶體所接收的的反射光強度不同，即對應(yīng)兩種不同的開關(guān)狀態(tài)。每一臺光電液位控制器的問世，均來自一個專業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)團隊；專業(yè)、堅持、始終如一；光電液位控制器，源于北京萬順華科技有限公司。

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超聲波液位開關(guān)   

         超聲波液位開關(guān)內(nèi)部壓電晶體的叉形探頭中間被空氣隔開，一個晶體振動頻率為1.5MHz把聲音信號傳到空氣間隙中間，探頭浸入液體時，晶體，聲波偶合，超聲波液位開關(guān)改變狀態(tài)。

各液位開關(guān)的優(yōu)缺點及技術(shù)指標(biāo)

浮球液位開關(guān)

優(yōu)點：浮球開關(guān)不含導(dǎo)致故障發(fā)生和波紋管、彈簧、密封等部件。而是采用直浮子驅(qū)動開關(guān)內(nèi)部磁鐵，浮球開關(guān)的簡捷的杠桿使開關(guān)瞬間動作。浮子懸臂角限位設(shè)計，防止浮子垂直。浮球液位開關(guān)是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、安全可靠的液位控制器。它比一般機械開關(guān)速度快、工作壽命長;與電子開關(guān)相比，它又有抗負(fù)載沖擊能力強的特點,一只產(chǎn)品可以實現(xiàn)多點控制。易于維護。廣泛使用于造船、造紙、印刷、發(fā)電機設(shè)備、石油化工、食品工業(yè)、水處理、電工、染料工業(yè)、油壓機械等方面。

 缺點：浮球開關(guān)是簡單的被動器件，并且不具有自檢查功能，因此建議對其進行定期檢查與維護。浮球或浮筒物位計是活動部件，因此用在更濃或黏稠液體中時會被弄臟。測量精度較差，黏度<>

技術(shù)指標(biāo)：大電纜長度：30m工作溫度：標(biāo)準(zhǔn)型:0~80℃中溫型：0~120℃環(huán)境溫度：-40~70℃工作壓力：常壓介質(zhì)密度：≥0.6g/cm觸點容量：220VAC10A 電氣接口：M20*1.5防護等級：IP65過程連接：HG20592~20635-97DN100以上,其他法蘭標(biāo)準(zhǔn)（如GB、JB/T、HGJ、ANSI、DIN等）接液材質(zhì)：不銹鋼。

音叉液位開關(guān)

優(yōu)點：振動音叉開關(guān)能真正地免受流量、氣泡、湍流、泡沫、振動、固體含量、沾敷、液體特性以及產(chǎn)品變化的影響。并且不需要校準(zhǔn)，只需要經(jīng)歷短的安裝過程便能完成安裝。無活動零件或縫隙真正實現(xiàn)免維護。強大的自檢查與診斷功能保證了高低物位測量的高可靠性，某些型號的物位計甚至可以在出現(xiàn)故障之前，繪出性能曲線和發(fā)送故障趨勢信號。

 缺點：音叉開關(guān)不適合用于非常粘的介質(zhì)。導(dǎo)致叉子被連接在一起的叉間物料堆積，將干擾物位檢測。

技術(shù)指標(biāo)：電源：DC12V~24V,AC220  功率消耗：1W3、振動頻率：200Hz4、輸出：NPN型、晶體管輸出、大30V、100mA（過壓和過流有可能燒壞）材質(zhì)：316不銹鋼 防護：IP68 大壓力：1MPa 密度：液體≥0.8克/立方厘米  粉料≥0.2克/立方厘米  液體粘度：高1000㎡/s   檢測時間：輸出動作（停振）0.5秒輸出關(guān)閉（起振）3秒  工作溫度：‐10℃~+85℃

電容式液位開關(guān)

優(yōu)點：防掛料，耐腐蝕。可適用各種環(huán)境，如塑料 水泥等非金屬罐體，耐酸耐堿。

 缺點：校準(zhǔn)困難，精度較差，介電常數(shù)需>2，對容器內(nèi)壓力、密度、介電常數(shù)有要求、安裝需停產(chǎn)、清罐、開孔、動火。

外測液位開關(guān)

  優(yōu)點：

1、安全：在測量有毒害、有腐蝕、有壓力、易燃爆、易揮發(fā)、易泄漏的液體時，不使用閥門、連通管、接頭，沒有漏點，不 接觸罐內(nèi)的液體和氣體，非常安全。即使在儀表損壞或維修狀態(tài)下，也*引起泄漏、毒害、爆炸的可能。

2、安裝、維修方便：安裝維修時不動火，不清罐，不影響生產(chǎn)。

3、可靠耐用：傳感器和儀表中無機械運動部件，并嚴(yán)格密封，與外界隔離，不會磨損或腐蝕。

4、適用廣泛：與被測介質(zhì)的壓力、溫度、密度、介電常數(shù)、黏度及有無腐蝕性無關(guān)。可廣泛用于石化、化工、油庫、石油、電力、液體儲運、醫(yī)藥等行業(yè)。

缺點：對罐體的材質(zhì)要求為不能是非硬質(zhì)材料。對安裝要求較高，測量探頭安裝間距為1米左右，兩個探頭中間不能有焊縫（即在同一塊鋼板上）。

射頻導(dǎo)納液位開關(guān)

優(yōu)點：

1.通用性強：可測量液位及料位，可滿足不同溫度、壓力、介質(zhì)的測量要求，并可應(yīng)用于腐蝕、沖擊等惡劣場合。

2.防掛料 ：*的電路設(shè)計和傳感器結(jié)構(gòu)，使其測量可以不受傳感器掛料影響，無需定期清潔，避免誤測量。

3.免維護 ：測量過程無可動部件，不存在機械部件損壞問題，無須維護。

4.抗干擾 ：接觸式測量，抗干擾能力強，可克服蒸汽、泡沫及攪拌對測量的影響。

5.準(zhǔn)確可靠：測量量多樣化，使測量更加準(zhǔn)確，澤良不受環(huán)境變化影響，穩(wěn)定性高，使用壽命長。

6.適用范圍：化工、油田、水及污水處理、造紙、制藥、電廠、冶金、水泥、糧食等行業(yè)。 

阻旋式液位開關(guān)

優(yōu)點：

1.小料斗專業(yè)型技術(shù)，三個軸承支撐，運行更可靠；

2.密封的設(shè)計可防止粉塵滲入（；

3.扭力穩(wěn)定可靠且扭力大小可調(diào)節(jié)；

4.葉片承受過重負(fù)載，離合器自動打滑，保護電機不受損壞；

5.機電分離式結(jié)構(gòu)，整體免拆卸易維護；

6.接線盒IP65

技術(shù)指標(biāo)：

1.物料為干式粉狀、顆粒狀，允許物料粒度大尺寸為20mm

2.物料容重≥0.5g/cm3

3.物料溫度：a、常溫b、高溫≤185℃

4.控制方式：位式

5.供電電源:220V.AC,50Hz

6.輸出接點容量：250V. AC,5A

7.壽命：機械5×107次 電氣5×105次

8.旋轉(zhuǎn)速度：6轉(zhuǎn)／分

9.功率消耗：4W

10.使用環(huán)境溫度：－10～＋55℃

11.相對濕度：不大于85%

電磁式液位開關(guān)

 優(yōu)點：電子式有過壓保護功能；電磁式漏電電流保護可到300MA、分?jǐn)喾秶嗉墶?yīng)用量大。

電子式液位開關(guān)

優(yōu)點：耐污、耐傾搖、耐顛簸、抗摔性強、耐鹽霧、耐酸堿，不怕磁場影響、不怕金屬體影響、不怕水壓變化影響、不怕光線影響，沒有盲區(qū)，外部無可動部件，不怕固體漂浮物的影響。

適用范圍：清水、各種污水、酸堿水、海水、水處理藥劑、河涌水、紡織印染水、工業(yè)廢水，還適合做船舶水位開關(guān)等

光電式液位開關(guān)

優(yōu)點：沒有機械運動部件,可靠性高；體積小，性價比高；液位控制精度高，可重復(fù)性好。

缺點：不適用于冷凍液體和結(jié)晶液體。

超聲波液位開關(guān)

優(yōu)點：超聲波液位計是非接觸測量方式，±0.2%精度，1-25米量程，優(yōu)異的聚焦：5度聲束角，多種傳感器材質(zhì)，內(nèi)置全量程溫度補償。超聲波液位計測量有腐蝕（酸、堿）的介質(zhì)、有污染的場合，或易產(chǎn)生粘附物的物質(zhì)。適合于那些無法用物理方式接觸的液體。

 缺點：1：與被測介質(zhì)粘度有關(guān)，被測介質(zhì)粘度較大時不鞥測量；

    2：受溫度影響，當(dāng)溫度高時，傳播速度回發(fā)生變化，儀表反應(yīng)遲緩，會延遲報警。

液位開關(guān)常見故障分析與解決辦法

1

浮球液位開關(guān)

常見故障及處理方法：

浮球不動作 ：

① 液體比重小于浮球比重

② 浮球漏水

③ 異物卡住浮球 

處理方法：

①重新確認(rèn)浮球比重 　

② 公司聯(lián)系更換浮球 　

③ 清除異物  

浮球動作，但無信號輸出 ：

① 浮球位置偏移

② 磁簧開關(guān)損壞 

處理方法：

①調(diào)整浮球位置 　　

② 更換磁簧開關(guān)  

信號輸出不正常, 附近有磁場干擾。

處理方法：消除磁場  

信號保持，無法復(fù)原, 浮球不能復(fù)歸，有異物卡住。

處理方法：清除異物  

一點會有兩個信號輸出, 環(huán)扣位置移動。處理方法：調(diào)整環(huán)扣位置

2

音叉液位開關(guān)

音叉物位開關(guān),抗沖擊能力較差,也不能受大力擠壓,因為變形后無法共振,高料位還可以安裝,低料位不能使用,安裝時應(yīng)避開進料口和出料口,如果不能,要安裝擋板. 音叉測量的介質(zhì)不能有粘附性,如果物料粘附在音叉上,會改變音叉固有的震動頻率,也很容易引起不能共振的故障。

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外測液位開關(guān)

常見故障分析及處理：

  1.參數(shù)丟失引起誤報；

  2.時間長耦合劑流失引起誤報；

   3.有液沒做雙校準(zhǔn)（只做但校準(zhǔn)）容易誤報；

處理辦法：

  1.聯(lián)系廠家做儀表升級；

  2.重新涂抹耦合劑，再做校準(zhǔn)調(diào)試；

  3.有液做雙校準(zhǔn)調(diào)試；