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E+H液位開關(guān)的常見原理

簡介：
液位開關(guān)，也稱水位開關(guān)，液位傳感器，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。常用的非接觸式開關(guān)有電容式液位開關(guān)，接觸式的浮球式液位開關(guān)應(yīng)用廣泛。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)常見原理：

液位開關(guān)
洗衣機是范圍內(nèi)廣泛使用的白色家電產(chǎn)品。近些年來，隨著水資源的緊缺以及市場對家電產(chǎn)品節(jié)能、環(huán)保性能要求的提高，特別是歐洲、北美地區(qū)對于家電產(chǎn)品節(jié)水指標(biāo)已經(jīng)進入立法程序，良好的節(jié)水性能已經(jīng)成為了新一代智能、綠色洗衣機的重要技術(shù)發(fā)展趨勢。
節(jié)水的技術(shù)核心是要控制洗衣機筒中的水量，也意味著首先需要地測量液位高度。在大多數(shù)的洗衣機設(shè)計中，液位測量是通過機械觸電開關(guān)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(jù)敏芯微電子設(shè)計人員反復(fù)試驗與長期測量，大量數(shù)據(jù)表明上述兩種方法是無法適合于液位控制的應(yīng)用。技術(shù)發(fā)展的趨勢亟需更高精度、更小分辨率、性能更加穩(wěn)定的壓力傳感器的出現(xiàn)。
基于微機電技術(shù)（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(yè)、汽車以及白色家電中獲得了廣泛的應(yīng)用。將其應(yīng)用于洗衣機的液位檢測，不僅相對于傳統(tǒng)的方法省去了若干外圍電路，降低了成本；同時它可以更加地測量液位；更進一步地，此方案可以同時提供靜態(tài)液位與動態(tài)液位信息，籍此可以實現(xiàn)更加智能化的水量控制，例如流量監(jiān)測、注水放水速度監(jiān)測、泄漏探測等多種功能。因此，MEMS微型壓力傳感器將成為未來新一代智能、節(jié)水、環(huán)保洗衣機中*的核心芯片。
電容式
電容式液位開關(guān)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，并由的ADA電容檢測芯片進行信號處理（可以輸出多種信號通訊協(xié)議，如：IO,BCD, PWM,UART,IIC…），從而檢測出水位，并輸出信號到輸出端。

著任何介質(zhì)檢測到容器內(nèi)的水位或液體的變化，大大擴展了實際應(yīng)用，同時有效避免了傳統(tǒng)液位檢測方式的穩(wěn)定性、可靠性差的弊端。

在某些特殊領(lǐng)域不能檢測的問題，使用內(nèi)置MCU雙核處理的ADA電容檢測芯片的電容式液位開關(guān)，就可以實現(xiàn)很多特殊控制功能，甚至實現(xiàn)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(yīng)用中掉電后的水位變化也能可靠檢測當(dāng)前水位，電容式液位檢測是目前液位開關(guān)中有優(yōu)勢的檢測方法。

浮球開關(guān)
浮球液位開關(guān)是利用微動開關(guān)做接點輸出。當(dāng)水平面以上揚線角度超過28°時，浮球液位開關(guān)內(nèi)部的鋼珠會滾動壓到微動開關(guān)或脫離微動開關(guān)，使液位開關(guān)ON或OFF的接點信號輸出。
也有另一類浮球液位開關(guān)，利用水銀開關(guān)做接點輸出，當(dāng)液位上升接觸浮球時，浮球以重錘為中心隨水位上升角度變化。當(dāng)水面以上揚線角度超過10°時，液位開關(guān)便會有ON或OFF的接點信號輸出。
其主要特點：
1、使用微動開關(guān)做接點輸出，接點容量10A/250VAC可直接起動電機設(shè)備。
2、歐規(guī)（HAR）橡膠電纜，耐候性佳、價格低、使用壽命長。
3、構(gòu)造簡單、不需保養(yǎng)、污水凈水皆可使用。
4、電纜線≦20米的長度皆可訂制
電子式
電子式液位開關(guān)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)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(dāng)判斷到無水時，芯片輸出0V。高低電平的信號通過PLC或其它控制電路來讀取，并驅(qū)動水泵等用電器工作。
電子式液位開關(guān)可以橫向或豎向安裝。當(dāng)橫向安裝時，水位到達藍線就動作，且精度較高。產(chǎn)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(guān)一般采用環(huán)氧樹脂封灌，密封水，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(guān)，適用常溫水
壓力式
全自動洗衣機中一般采用的液位開關(guān)就是壓力式水位開關(guān)，它裝在洗滌缸的上部，它有一根下端開口的氣管通到缸底，進水時管里的空氣被封閉在里面出不來，就形成比外界稍高的壓力。水位越高壓力越高，這樣根據(jù)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(yè)中用的不少。
音叉式液位開關(guān)
工作原理：
音叉式液位開關(guān)是一種新型的液位開關(guān)。它是利用音叉振動的原理設(shè)計制作的。它是在音叉液位開關(guān)的感應(yīng)棒底座，透過壓電晶片驅(qū)動音叉棒，并且由另外一壓電晶片接受振動訊號，使振動訊號得以循環(huán)，并且使感應(yīng)棒產(chǎn)生共振。當(dāng)物料與感應(yīng)棒接觸時，振動訊號逐漸變小，直到停止共振時，控制電路會輸出電氣接點信號。由于感應(yīng)棒感度由前端向后座依次減弱的自然原理，所以當(dāng)桶槽內(nèi)物料與桶周圍向上堆積，觸及感應(yīng)棒底座<后部>或排料時，均不會產(chǎn)生錯誤訊號。
簡單的說，音叉在壓電晶體激勵下產(chǎn)生機械振動，這種振動具有一定的頻率和振幅。當(dāng)音叉被液體或固體浸沒時，音叉的振動頻率和振幅將發(fā)生變化。這個頻率變化由電子線路檢測出來并輸出一個開關(guān)量。
適用范圍及特點：
音叉液位開關(guān)是一種新型的液位開關(guān)。幾乎適用于所有液體介質(zhì)，同時也適用于測量能自由流動的中等密度的固體粉末或顆粒。由于音叉液位開關(guān)基本沒有活動部件，機械磨損比較小，因此無需維護和調(diào)整，使用簡單方便。
另外，該液位開關(guān)采用國外的新技術(shù)和*芯片，具有使用壽命長、性能穩(wěn)定、安全可靠等優(yōu)點，以及適應(yīng)性強（被測介質(zhì)不同的電參數(shù)、密度對測量均不產(chǎn)生影響）、不需調(diào)校（無論測量何種介質(zhì)都不需要現(xiàn)場調(diào)校）和免于維護等特點，廣泛應(yīng)用于冶金、建材、化工、輕工、糧食等行業(yè)中物位的過程控制。
電纜浮球
電纜浮球液位開關(guān)利用重力與浮力的原理設(shè)計而成，結(jié)構(gòu)簡單而合理，主要包括浮漂體，設(shè)置在浮漂體內(nèi)的大容量微型開關(guān)和能將開關(guān)處于通斷狀態(tài)的驅(qū)動機構(gòu)，以及與開關(guān)相連的三芯電纜。
該液位開關(guān)的顯著特點是性能穩(wěn)定可靠（不因液面的波動而引起誤動作），同時，它還具有無毒、耐腐蝕、安裝方便、使用壽命長等特點。