10種液位開關(guān)工作原理及常見故障分析

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(wàn)順華科技

摘要： 本文通過對(duì)常見的10種液位開關(guān)原理和優(yōu)缺點(diǎn)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(shí)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(chǎng)原理設(shè)計(jì)生產(chǎn)的。帶有磁體的浮球（簡(jiǎn)稱浮球）在被測(cè)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(hào)。

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(duì)壓電晶體使音叉在一定共振頻率下振動(dòng)。當(dāng)音叉液位開關(guān)的音叉與被測(cè)介質(zhì)相接觸時(shí)，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(jìn)行檢測(cè)，處理并將之轉(zhuǎn)換為一個(gè)開關(guān)信號(hào)，達(dá)到液位報(bào)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(cè)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(gè)電容。探頭處于空氣中時(shí)，測(cè)量到的是一個(gè)小數(shù)值的初始電容值。當(dāng)罐體中有物料注入時(shí)，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。

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外測(cè)液位開關(guān)

         外測(cè)液位開關(guān)是一種利用“變頻超聲波技術(shù)”實(shí)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(cè)。其測(cè)量探頭安裝在容器外壁上，屬于一種從罐外檢測(cè)液位的*非接觸檢測(cè)儀表。儀表測(cè)量探頭發(fā)射超聲波，并檢測(cè)其在容器壁中的余振信號(hào)，當(dāng)液體漫過探頭時(shí)，此余振信號(hào)的幅值會(huì)變小，這個(gè)改變被儀表檢測(cè)到后輸出一個(gè)開關(guān)信號(hào)，達(dá)到液位報(bào)警的目的。

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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(cè)量導(dǎo)納。高頻正弦振蕩器輸出一個(gè)穩(wěn)定的測(cè)量信號(hào)源，利用電橋原理，以精確測(cè)量安裝在待測(cè)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(cè)量參量的多樣性、驅(qū)動(dòng)三端屏蔽技術(shù)和增加的兩個(gè)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(cè)量參量，尤其是電阻參量，使得儀表測(cè)量信號(hào)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(cè)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(duì)旋轉(zhuǎn)葉片的阻旋作用，使開關(guān)的過負(fù)載檢測(cè)器動(dòng)作，繼電器發(fā)出通、斷開關(guān)式信號(hào)，從而使外接控制電路發(fā)出信號(hào)報(bào)警，同時(shí)控制給料機(jī)。如當(dāng)開關(guān)作為高位控制時(shí)：在物料觸及葉片的情況下，開關(guān)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)停止給料機(jī)。當(dāng)開關(guān)作為低位控制時(shí)，在物料離開葉片的情況下，開關(guān)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)啟動(dòng)給料機(jī)。

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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(shí)，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(shí)，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(hào)，信號(hào)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(duì)水位進(jìn)行檢測(cè)，再由芯片對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行處理，當(dāng)被測(cè)液體的液位到達(dá)動(dòng)作點(diǎn)時(shí)，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(shí)現(xiàn)對(duì)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(cè)，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(cè)液體處于高位時(shí)則被測(cè)液體與光電開關(guān)形成一種分界面，當(dāng)被測(cè)液體處于低位時(shí)，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(qiáng)度不同，即對(duì)應(yīng)兩種不同的開關(guān)狀態(tài)。每一臺(tái)光電液位控制器的問世，均來自一個(gè)專業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)；專業(yè)、堅(jiān)持、始終如一；光電液位控制器，源于北京萬(wàn)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(gè)晶體振動(dòng)頻率為1.5MHz把聲音信號(hào)傳到空氣間隙中間，探頭浸入液體時(shí)，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(diǎn)及技術(shù)指標(biāo)

浮球液位開關(guān)

優(yōu)點(diǎn)：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(dòng)開關(guān)內(nèi)部磁鐵，浮球開關(guān)的簡(jiǎn)捷的杠桿使開關(guān)瞬間動(dòng)作。浮子懸臂角限位設(shè)計(jì)，防止浮子垂直。浮球液位開關(guān)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、安全可靠的液位控制器。它比一般機(jī)械開關(guān)速度快、工作壽命長(zhǎng);與電子開關(guān)相比，它又有抗負(fù)載沖擊能力強(qiáng)的特點(diǎn),一只產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)控制。易于維護(hù)。廣泛使用于造船、造紙、印刷、發(fā)電機(jī)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(jī)械等方面。

 缺點(diǎn)：浮球開關(guān)是簡(jiǎn)單的被動(dòng)器件，并且不具有自檢查功能，因此建議對(duì)其進(jìn)行定期檢查與維護(hù)。浮球或浮筒物位計(jì)是活動(dòng)部件，因此用在更濃或黏稠液體中時(shí)會(huì)被弄臟。測(cè)量精度較差，黏度<>

技術(shù)指標(biāo)：大電纜長(zhǎng)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(diǎn)容量：220VAC10A 電氣接口：M20*1.5防護(hù)等級(jí)：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(diǎn)：振動(dòng)音叉開關(guān)能真正地免受流量、氣泡、湍流、泡沫、振動(dòng)、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(wú)活動(dòng)零件或縫隙真正實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。強(qiáng)大的自檢查與診斷功能保證了高低物位測(cè)量的高可靠性，某些型號(hào)的物位計(jì)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(shì)信號(hào)。

 缺點(diǎn)：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(cè)。

技術(shù)指標(biāo)：電源：DC12V~24V,AC220  功率消耗：1W3、振動(dòng)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(hù)：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(cè)時(shí)間：輸出動(dòng)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(diǎn)：防掛料，耐腐蝕?？蛇m用各種環(huán)境，如塑料 水泥等非金屬罐體，耐酸耐堿。

 缺點(diǎn)：校準(zhǔn)困難，精度較差，介電常數(shù)需>2，對(duì)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(dòng)火。

外測(cè)液位開關(guān)

  優(yōu)點(diǎn)：

1、安全：在測(cè)量有毒害、有腐蝕、有壓力、易燃爆、易揮發(fā)、易泄漏的液體時(shí)，不使用閥門、連通管、接頭，沒有漏點(diǎn)，不 接觸罐內(nèi)的液體和氣體，非常安全。即使在儀表?yè)p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(shí)不動(dòng)火，不清罐，不影響生產(chǎn)。

3、可靠耐用：傳感器和儀表中無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，并嚴(yán)格密封，與外界隔離，不會(huì)磨損或腐蝕。

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

缺點(diǎn)：對(duì)罐體的材質(zhì)要求為不能是非硬質(zhì)材料。對(duì)安裝要求較高，測(cè)量探頭安裝間距為1米左右，兩個(gè)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(diǎn)：

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

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

3.免維護(hù) ：測(cè)量過程無(wú)可動(dòng)部件，不存在機(jī)械部件損壞問題，無(wú)須維護(hù)。

4.抗干擾 ：接觸式測(cè)量，抗干擾能力強(qiáng)，可克服蒸汽、泡沫及攪拌對(duì)測(cè)量的影響。

5.準(zhǔn)確可靠：測(cè)量量多樣化，使測(cè)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(zhǎng)。

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(diǎn)：

1.小料斗專業(yè)型技術(shù)，三個(gè)軸承支撐，運(yùn)行更可靠；

2.密封的設(shè)計(jì)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(dòng)打滑，保護(hù)電機(jī)不受損壞；

5.機(jī)電分離式結(jié)構(gòu)，整體免拆卸易維護(hù)；

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(diǎn)容量：250V. AC,5A

7.壽命：機(jī)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(duì)濕度：不大于85%

電磁式液位開關(guān)

 優(yōu)點(diǎn)：電子式有過壓保護(hù)功能；電磁式漏電電流保護(hù)可到300MA、分?jǐn)喾秶嗉?jí)、應(yīng)用量大。

電子式液位開關(guān)

優(yōu)點(diǎn)：耐污、耐傾搖、耐顛簸、抗摔性強(qiáng)、耐鹽霧、耐酸堿，不怕磁場(chǎng)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(wú)可動(dòng)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(diǎn)：沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件,可靠性高；體積小，性價(jià)比高；液位控制精度高，可重復(fù)性好。

缺點(diǎn)：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(diǎn)：超聲波液位計(jì)是非接觸測(cè)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(bǔ)償。超聲波液位計(jì)測(cè)量有腐蝕（酸、堿）的介質(zhì)、有污染的場(chǎng)合，或易產(chǎn)生粘附物的物質(zhì)。適合于那些無(wú)法用物理方式接觸的液體。

 缺點(diǎn)：1：與被測(cè)介質(zhì)粘度有關(guān)，被測(cè)介質(zhì)粘度較大時(shí)不鞥測(cè)量；

    2：受溫度影響，當(dāng)溫度高時(shí)，傳播速度回發(fā)生變化，儀表反應(yīng)遲緩，會(huì)延遲報(bào)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(dòng)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(dòng)作，但無(wú)信號(hào)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(hào)輸出不正常, 附近有磁場(chǎng)干擾。

處理方法：消除磁場(chǎng)  

信號(hào)保持，無(wú)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(diǎn)會(huì)有兩個(gè)信號(hào)輸出, 環(huán)扣位置移動(dòng)。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?yàn)樽冃魏鬅o(wú)法共振,高料位還可以安裝,低料位不能使用,安裝時(shí)應(yīng)避開進(jìn)料口和出料口,如果不能,要安裝擋板. 音叉測(cè)量的介質(zhì)不能有粘附性,如果物料粘附在音叉上,會(huì)改變音叉固有的震動(dòng)頻率,也很容易引起不能共振的故障。

3

外測(cè)液位開關(guān)

常見故障分析及處理：

  1.參數(shù)丟失引起誤報(bào)；

  2.時(shí)間長(zhǎng)耦合劑流失引起誤報(bào)；

   3.有液沒做雙校準(zhǔn)（只做但校準(zhǔn)）容易誤報(bào)；

處理辦法：

  1.聯(lián)系廠家做儀表升級(jí)；

  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；