液位開關:液位傳感器-中文百科頻道

常見原理

液位開關

洗衣機是全球範圍内廣泛使用的白色家電産品。近些年來，随着水資源的緊缺以及市場對家電産品節能、環保性能要求的提高，特别是歐洲、北美地區對于家電産品節水指标已經進入立法程序，良好的節水性能已經成為了新一代智能、綠色洗衣機的重要技術發展趨勢。

節水的技術核心是要精确控制洗衣機筒中的水量，也意味着首先需要精确地測量液位高度。在大多數的洗衣機設計中，液位測量是通過機械觸電開關或是壓控的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複試驗與長期測量，大量數據表明上述兩種方法是無法适合于精确液位控制的應用。技術發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（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，在工業、汽車以及白色家電中獲得了廣泛的應用。将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幹外圍電路，降低了成本；同時它可以更加精确地測量液位；更進一步地，此方案可以同時提供靜态液位與動态液位信息，籍此可以實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、洩漏探測等多種功能。因此，MEMS微型壓力傳感器将成為未來新一代智能、節水、環保洗衣機中不可獲取的核心芯片。

電容式

電容式液位開關是采用偵測液位變化時所引起的微小電容量（通常為PF)差值變化，并由專用的ADA電容檢測芯片進行信号處理（可以輸出多種信号通訊協議，如：IO,BCD,PWM,UART,IIC…），從而檢測出水位，并輸出信号到輸出端。

電容式液位檢測的最大優勢在于可以隔着任何介質檢測到容器内的水位或液體的變化，大大擴展了實際應用，同時有效避免了傳統液位檢測方式的穩定性、可靠性差的弊端。

在某些特殊領域不能檢測的問題，使用内置MCU雙核處理的ADA電容檢測芯片的電容式液位開關，就可以實現很多特殊控制功能，甚至實現更多的集成化、智能化水位檢測功能，諸如太陽能熱水器、咖啡壺等應用中掉電後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關中最有優勢的檢測方法。

浮球開關

浮球液位開關是利用微動開關做接點輸出。當水平面以上揚線角度超過28°時，浮球液位開關内部的鋼珠會滾動壓到微動開關或脫離微動開關，使液位開關ON或OFF的接點信号輸出。

也有另一類浮球液位開關，利用水銀開關做接點輸出，當液位上升接觸浮球時，浮球以重錘為中心随水位上升角度變化。當水面以上揚線角度超過10°時，液位開關便會有ON或OFF的接點信号輸出。

其主要特點：

1、使用微動開關做接點輸出，接點容量10A/250VAC可直接起動電機設備。

2、歐規（HAR）橡膠電纜，耐候性佳、價格低、使用壽命長。

3、構造簡單、不需保養、污水淨水皆可使用。

4、電纜線≦20米的長度皆可訂制。

電子式

電子式液位開關通過内置電子探頭對水位進行檢測，再由芯片對檢測到的信号進行處理，當判斷到有水時，芯片輸出高電平24V或5V等(PNP型或NPN型均可），當判斷到無水時，芯片輸出0V。高低電平的信号通過PLC或其它控制電路來讀取，并驅動水泵等用電器工作。

電子式液位開關可以橫向或豎向安裝。

當橫向安裝時，水位到達藍線就動作，且精度較高。産品豎向安裝時，水位到達紅線就動作，有一定的防波浪功能。電子式液位開關一般采用環氧樹脂封灌，密封防水，可長期浸在液體中，外部無機械活動部件，壽命長。右圖的BZ2401為普通型電子式液位開關，适用常溫水體環境。

壓力式

全自動洗衣機中一般采用的液位開關就是壓力式水位開關，它裝在洗滌缸的上部，它有一根下端開口的氣管通到缸底，進水時管裡的空氣被封閉在裡面出不來，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，靠元件的變形帶動觸點完成通斷動作。這種測液位的方法叫做“靜壓法”，在工業中用的不少。

浮球式

浮球式液位開關最大的特點是有一個帶杆的浮球，随着液位的變化，浮球聯動的杆随着變化，從而控制開關的閉合。工業上很早就利用浮子測量水塔中的水位了。

目前使用最廣泛的是發泡浮子式液位開關、因其安裝簡便、價格低廉、使用壽命長而受到歡迎。

水處理控制

在水處理中，液位控制往往關系到整個工藝的安全性、經濟性和可行性。

在一個水處理的工藝流程中，一般都有原水，中間水箱，産水箱，反洗水箱，甚至廢液箱等。體積有大有小，一般地，産水箱、原水箱等都會比較大，尤其在大型的生産線，這時在水箱中往往需要使用多個液位開關控制多個液位。每個液位對應不同的動作，常見的有泵的啟停，産水的啟停等。而有些水箱雖然很大，但是并不一定需要多個液位開關。

例如，在一個RO純水生産線上，使用RO濃水作為反洗水儲存在反洗水箱内。在反洗水箱中，液位開關隻有一個，既低液位控制開關，用于檢測反洗時水箱中的水量，而不用檢測水箱是否滿溢。因為RO生産純水不停，濃水就不可以停止排放。而對于産品水箱，則需要設置低液位和高液位控制開關。高液位開關用于檢測水箱是否裝滿，是則停止産水；低液位開關用于監測在用水時，産品水箱内産水是否足夠，不足則需停止産水外送。

對于一些需要更精确控制液位的場合，還可以設置多個中液位控制開關，一般是在高低液位控制開關之間等距離分布設置。

超聲波開關

外貼式超聲波液位開關采用超聲波檢測技術，解決了傳統的液位開關的不足，不受液體表面的泡沫、水汽的影響。側貼式超聲波液位開關利用超聲波在管壁介質中的餘震信号，大幅度提高了穩定性和穿透性，可适用于多種材料的容器，包括：合金鋼、不鏽鋼、塑料、玻璃及各種合成材料。目前國内技術較成熟的有：科林聲（北京）科技有限責任公司，對超聲方面比較專業。

外貼非接觸式超聲波液位開關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，将探頭緊貼于容器外側壁，不需要打孔，即可完成單點物位測量，這種技術不受介質壓力、溫度、泡沫、氣體、反射系數等因素的影響，所以适用于醫藥，石油，化工，電力，食品等行業的各類液體液位工程控制，對于有毒的、強腐蝕危險品液體的檢測，該産品更是理想的選擇，可滿足多種應用需求和适應各種惡劣環境。同時，具有極高可靠性，高穩定性。