PDF《如何选择液位传感器》

1 如何选择液位传感器 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.

所以如何选择液位传感器是液位控制系统设计的关键. 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.

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.同时导线使用一 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.

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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. 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.

3 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.