E+H液位开关的常见原理

简介：
液位开关，也称水位开关，液位传感器，顾名思义，就是用来控制液位的开关。从形式上主要分为接触式和非接触式。常用的非接触式开关有电容式液位开关，接触式的浮球式液位开关应用广泛。电极式液位开关，电子式液位开关，电容式液位开关也可以采用接触式方法实现。

液位开关常见原理：

液位开关
洗衣机是范围内广泛使用的白色家电产品。近些年来，随着水资源的紧缺以及市场对家电产品节能、环保性能要求的提高，特别是欧洲、北美地区对于家电产品节水指标已经进入立法程序，良好的节水性能已经成为了新一代智能、绿色洗衣机的重要技术发展趋势。
节水的技术核心是要控制洗衣机筒中的水量，也意味着首先需要地测量液位高度。在大多数的洗衣机设计中，液位测量是通过机械触电开关或是压控的LC振荡器（依靠控制器检测振荡频率的变化以感知液位高度）。根据敏芯微电子设计人员反复试验与长期测量，大量数据表明上述两种方法是无法适合于液位控制的应用。技术发展的趋势亟需更高精度、更小分辨率、性能更加稳定的压力传感器的出现。
基于微机电技术（MEMS）的微型压力传感器，由于其具有良好的可靠性、精密的分辨率以及高精度的特点，在工业、汽车以及白色家电中获得了广泛的应用。将其应用于洗衣机的液位检测，不仅相对于传统的方法省去了若干外围电路，降低了成本；同时它可以更加地测量液位；更进一步地，此方案可以同时提供静态液位与动态液位信息，籍此可以实现更加智能化的水量控制，例如流量监测、注水放水速度监测、泄漏探测等多种功能。因此，MEMS微型压力传感器将成为未来新一代智能、节水、环保洗衣机中*的核心芯片。
电容式
电容式液位开关是采用侦测液位变化时所引起的微小电容量（通常为PF)差值变化，并由的ADA电容检测芯片进行信号处理（可以输出多种信号通讯协议，如：IO,BCD, PWM,UART,IIC…），从而检测出水位，并输出信号到输出端。

着任何介质检测到容器内的水位或液体的变化，大大扩展了实际应用，同时有效避免了传统液位检测方式的稳定性、可靠性差的弊端。

在某些特殊领域不能检测的问题，使用内置MCU双核处理的ADA电容检测芯片的电容式液位开关，就可以实现很多特殊控制功能，甚至实现更多的集成化、智能化水位检测功能，诸如太阳能热水器、咖啡壶等应用中掉电后的水位变化也能可靠检测当前水位，电容式液位检测是目前液位开关中有优势的检测方法。

浮球开关
浮球液位开关是利用微动开关做接点输出。当水平面以上扬线角度超过28°时，浮球液位开关内部的钢珠会滚动压到微动开关或脱离微动开关，使液位开关ON或OFF的接点信号输出。
也有另一类浮球液位开关，利用水银开关做接点输出，当液位上升接触浮球时，浮球以重锤为中心随水位上升角度变化。当水面以上扬线角度超过10°时，液位开关便会有ON或OFF的接点信号输出。
其主要特点：
1、使用微动开关做接点输出，接点容量10A/250VAC可直接起动电机设备。
2、欧规（HAR）橡胶电缆，耐候性佳、价格低、使用寿命长。
3、构造简单、不需保养、污水净水皆可使用。
4、电缆线≦20米的长度皆可订制
电子式
电子式液位开关通过内置电子探头对水位进行检测，再由芯片对检测到的信号进行处理，当判断到有水时，芯片输出高电平24V或5V等(PNP型或NPN型均可），当判断到无水时，芯片输出0V。高低电平的信号通过PLC或其它控制电路来读取，并驱动水泵等用电器工作。
电子式液位开关可以横向或竖向安装。当横向安装时，水位到达蓝线就动作，且精度较高。产品竖向安装时，水位到达红线就动作，有一定的防波浪功能。电子式液位开关一般采用环氧树脂封灌，密封水，可长期浸在液体中，外部无机械活动部件，寿命长。右图的BZ2401为普通型电子式液位开关，适用常温水
压力式
全自动洗衣机中一般采用的液位开关就是压力式水位开关，它装在洗涤缸的上部，它有一根下端开口的气管通到缸底，进水时管里的空气被封闭在里面出不来，就形成比外界稍高的压力。水位越高压力越高，这样根据压力就可间接测知水位。而压力的测量仍然用弹性元件，靠元件的变形带动触点完成通断动作。这种测液位的方法叫做“静压法”，在工业中用的不少。
音叉式液位开关
工作原理：
音叉式液位开关是一种新型的液位开关。它是利用音叉振动的原理设计制作的。它是在音叉液位开关的感应棒底座，透过压电晶片驱动音叉棒，并且由另外一压电晶片接受振动讯号，使振动讯号得以循环，并且使感应棒产生共振。当物料与感应棒接触时，振动讯号逐渐变小，直到停止共振时，控制电路会输出电气接点信号。由于感应棒感度由前端向后座依次减弱的自然原理，所以当桶槽内物料与桶周围向上堆积，触及感应棒底座<后部>或排料时，均不会产生错误讯号。
简单的说，音叉在压电晶体激励下产生机械振动，这种振动具有一定的频率和振幅。当音叉被液体或固体浸没时，音叉的振动频率和振幅将发生变化。这个频率变化由电子线路检测出来并输出一个开关量。
适用范围及特点：
音叉液位开关是一种新型的液位开关。几乎适用于所有液体介质，同时也适用于测量能自由流动的中等密度的固体粉末或颗粒。由于音叉液位开关基本没有活动部件，机械磨损比较小，因此无需维护和调整，使用简单方便。
另外，该液位开关采用国外的新技术和*芯片，具有使用寿命长、性能稳定、安全可靠等优点，以及适应性强（被测介质不同的电参数、密度对测量均不产生影响）、不需调校（无论测量何种介质都不需要现场调校）和免于维护等特点，广泛应用于冶金、建材、化工、轻工、粮食等行业中物位的过程控制。
电缆浮球
电缆浮球液位开关利用重力与浮力的原理设计而成，结构简单而合理，主要包括浮漂体，设置在浮漂体内的大容量微型开关和能将开关处于通断状态的驱动机构，以及与开关相连的三芯电缆。
该液位开关的显著特点是性能稳定可靠（不因液面的波动而引起误动作），同时，它还具有无毒、耐腐蚀、安装方便、使用寿命长等特点。