几种常见液位开关的原理

液位开关是目前较为常见的一种液位测量仪表，广泛应用于工业、食品、医药、石油等行业。但由于各个行业的工况复杂多样，对液位开关的需求也各不相同，为满足需求，市场上也有各种不同的液位开关与之相适应。目前，比较常见的液位开关有：音叉液位开关、浮球液位开关、光电液位开关、电极式液位开关等。尽管同为液位开关，但其工作原理却大相径庭。

1、音叉液位开关

音叉液位开关是通过安装在基座上的一对压电晶体使音叉在一定共振频率下振动，当音叉液位开关的音叉与被测介质相接触时，音叉的频率和振幅将改变，音叉液位开关的这些变化由智能电路检测、处理并将之转换为一个开关信号，达到液位报警或控制的目的。

在实际应用中，为能将音叉伸到罐内，通常使用法兰或者带螺纹的工艺接头将音叉液位开关安装在罐体的侧面或顶部。

2、浮球液位开关

浮球液位开关的结构是基于浮力和静磁场原理设计的，带有磁体的浮球（简称浮球）在被测介质中的位置受浮力作用影响，液位的变化会导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，产生开关信号。

3、超声波液位开关

利用超声波在空气和液体中的传播特性来检测液体的液位。由于换能器表面材料的声阻抗(声阻抗Z=密度ρ*声速C)与空气的声阻抗相差巨大，声波在空气中的发射、接收困难；而且声波在气体中传播时的衰减也比液体中大得多，因此，声波在空气中传播时几乎没有信号，但在液体中传播的信号却很强。通过检测声波接收信号的大小或强度可以用来检测液位。

4、阻旋式液位开关

物料对旋转叶片的阻旋作用，使开关的过负载检测器动作，继电器发出通、断开关式信号，从而使外接控制电路发出报警信号，同时控制给料机。当开关作为高位控制时，在物料触及叶片的情况下，开关发出报警信号，同时停止给料机。当开关作为低位控制时，在物料离开叶片的情况下，开关发出报警信号，同时启动给料机。

5、射频导纳液位开关

射频导纳物位控制技术是一种从电容式物位控制技术发展起来的，防挂料、更可靠、更准确、适用性更广的物位控制技术，“射频导纳”中“导纳”的含义为电学中阻抗的倒数，它由阻性成分、容性成分、感性成分综合而成，而“射频”即高频，所以射频导纳技术可以理解为用高频测量导纳。

高频正弦振荡器输出一个稳定的测量信号源，利用电桥原理，以精确测量安装在待测容器中的传感器上的导纳，在直接作用模式下，仪表的输出随物位的升高而增加。

射频导纳技术与传统电容技术的区别在于测量参量的多样性、驱动三端屏蔽技术和增加的两个重要的电路。射频导纳技术由于引入了除电容以外的测量参量，尤其是电阻参量，使得仪表测量信号信噪比上升，大幅度地提高了仪表的分辨力、准确性和可靠性、测量参量的多样性，也有力地拓展了仪表的应用范围。

6、电容式液位开关

电容式液位开关是根据固体物料的物位高低变化导致探头被覆盖区域大小发生变化，从而导致电容值发生变化，探头与罐壁（导电材料制成）构成一个电容。当探头处于空气中时，测量到的是一个小数值的初始电容值。当罐体中有物料注入时，电容值将随探头被物料所覆盖区域面积的增加而相应地增大，开关状态也发生变化。

7、外测液位开关

外测液位开关是一种利用“变频超声波技术”实现的非接触式液位开关，在各种液体的液体检测中应用广泛。其测量探头安装在容器外壁上，属于一种从罐外检测液位的完全非接触检测仪表。仪表测量探头发射超声波，并检测其在容器壁中的余振信号，当液体漫过探头时，此余振信号的幅值会变小，这个改变被仪表检测到后输出一个开关信号，达到液位报警的目的。

8、电子式液位开关

电子式液位开关的工作电压是DC5V-24V，通过内置电子探头对液位进行检测，再由芯片对检测到的信号进行处理，当被测液体的液位到达动作点时，输出DC5V-24V，可以直接与PLC配合使用或者与控制板配合使用，从而实现对液位的控制。

9、电极式液位开关

电极式液位开关是利用液体的导电性来监测液位的高低，解释接触到棒极，便会导电从而输出报警信号。该液位开关可多点控制，控制位置由客户需求而定，具有突破保护功能，可有效防止突波干扰，不过电极式液位开关仅适用于导电液体，且液体不能有挥发性。

10、光电液位开关

光电液位开关利用光线的折射及反射原理工作，当使用红外线探测时，光线在两种不同介质的分界面将产生反射或折射现象。当被测液体处于高位时则被测液体与光电开关形成一种分界面，当被测液体处于低位时，则空气与光电开关形成另一种分界面，这两种分界面使光电开关内部光接收晶体所接收的反射光强度不同，即对应两种不同的开关状态。