电极式液位传感器原理及使用注意事项
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。电极式液位传感器只能用于清水中，而且是容易维修的场所。因为过几个月需要清理一下电极，污水中电极很快会被杂质包裹住，所以不能使用。但是无论
怎么做，其品质都不可能超过其他液位传感器。
图1.1电极式液位传感器原理图1.2电极式液位控制系统原理
从图1.2可以看出，电极式除了需要经常清理以外，在使用过程中也比较麻烦，需要2个继电器触点倒换。如果直接采用GKY通用液位控制器则控制系统就简单多了，如图1.3
。
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水位自动控制系统就是将水位信号转换为开关信号，再用这个开关信号去控制交流接触器，交流接触器再控制一个水泵，就可以达到水位自动控制的目的。水泵有各种各样的工作方式，所以交流接触器也有多种设计方案，这些电气元件按照设计方案连接起来就是电气控制箱。现有多种成熟的设计方案，如GKY1X单台泵系统、GKY2X双台泵系统等等，在网上可以查到各种各样的设计原理图。水泵电气控制箱是很常用的控制设备，工作可靠、使用寿命长。影响水位自动控制系统可靠性和使用寿命的关键因素是液位传感器，就是将水位信号转换为开关信号这一部分。现在主要有电极式、UQK/GSK干簧管式、光电式、压力式、GKY和超声波式等几种方式。这些方式检测原理不同，因而水位自动控制的原理也不同。下面，我们根据液位传感器的检测方式来讲解水位自动控制系统的原理，这是决定水位自动控制系统使用寿命和可靠性的主要因素。 一、电极式液位控制原理 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，水泵就开始抽水。图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。即使采用不锈钢做电极，也需要2-3个月清理一下，在污水中电极的使用寿命就更短了。 图1 二、UQK/GSK干簧管液位控制原理 干簧管将电极触点密封在玻璃管内，这样就不直接接触液体了，所以电极不会吸附杂质，使用寿命提高。干簧管的特点就是接近磁铁，触点就会吸合。所以我们将干簧管固定在管壁内固定的位置。浮子里装上磁铁，随着浮力沿着管壁上下滑动，见图2。当浮子经过干簧管时，触点吸合。干簧管触点一般直接驱动交流接触器，可以控制水泵启动。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。
开关 液位设备概要 选择机型的标准故障检查 液位设备Q&A关于施工资料参考 电极式液位开关（61F）作为电气性液位检测方式，被广泛用于以大厦、集中住宅的上下水道为主及钢铁、食品、化学、药品、半导体等各种工业、农业水、净水场、污水处理等的液面控制。一旦电极接触到液体，通过液体可以闭合电路（电气流通的道路），根据流过的电流检知液位控制的动作原理，是以所谓的导电性液体为控制对象的液位开关。进行检测时，直接检测液体的电极间电阻，根据大于或小于已设定的电阻值，来判断有无液面。 ■基本原理 以一般接收上水道供水的情况为例来进行说明。 通常，在大厦、集中住宅区等中，一旦接水槽接收供水后，就会将水送到设置在屋顶上的高架水槽内，然后再分配到各楼层。在高架水槽内，如果因水的消耗而导致水槽内的水位下降，通过泵从接水槽中再进行补充。达到一定的水位后，即可停止泵了。（参照图1）在高架水槽内，可以进行水位的控制，以保持上限和下限间的水位。 可以根据下列工作原理来进行这一水位控制。 图1. 水槽的供水控制 ●根据水位对泵进行ON、OFF控制（2根电极式） ①如图2，电极E1未接触到液面时，电流流通的电路（E1-E3间）为开路，没有电流通过。因此，继电器「X」不动作，继电器「X」
的接点仍为“b侧”。 ②如图3，电极E1接触到液面时，为电路闭合状态（液体将E1-E3间闭合），因此，继电器「X」动作，接点移动到“a侧”。若将该继电器接点连接到接触器，则可根据液面的位置对泵进行ON、OFF控制。但是，如图2、图3，如果仅有2根电极，电极E1附近会发生波动，导致继电器抖动。为此，电极式液位开关有自我保持电路。（图2、图3用于水位的报警等方面） 图2 水位低时 图3 水位高时 ●带自我保持电路的实用性水位控制（3根电极式） 如图4所示，使用E1、E3电极以外的E2电极，通过a2接点连接E2、E1。此时（前页的②）液面接触电极E1、继电器「X」动作，如果接点变为“a侧”，即使接下来液面低于E1，E2-E3间的电路也可以保持闭合状态。这种E2电极和接点构成的电路称为自我保持电路。如果液面低于E2，为使电路再次打开、继电器「X」复位到“b侧”，可以在E1-E2间对继电器[X]进行ON、OFF控制。 图5表示该动作的时间图。 由于这种动作方式简单，除了液位控制，电极式液位开关还应用于接触开关、漏水检测器、进行大小判别的传感器等。
型电接点液位计 一、用途： 型系列电接点式液位计主要用于我厂锅炉汽包的水位测量。其二次仪表具有触点报警输出和4~20mA模拟量输出。二、结构及工作原理： 1、液位计构成 电接点式液位计主要由测量筒体、陶瓷电极、二次仪表等几部分构成，见图1。 图1 结构原理图 2、二次仪表 二次仪表显示为双色光柱形式，以区分水与汽，其中液相部分为绿色，汽相部分为红色，同时具备数码显示功能，直观显示水位。二次仪表操作采用功能菜单方式，水位设定指示为19点，7路可在线编程的任意高低位报警输出（面板有报警指示灯），全部参数均可在线设定，并具有掉电记忆功能。
3、测量筒结构： 二、主要技术参数： 1、测量筒 公称压力：~32MPa
工作压力：~ 工作温度：饱和温度 接口方式：法兰连接或焊接 连通管规格：￠38×5 排污管规格：￠28×4 筒体直径：10~32MPa（公称压力）￠102×22 电极点数分布 2、二次仪表 工作环境条件 环境温度：-10℃—50℃ 相对湿度：<80% 无凝结 电源：AC220V±5% 50HZ <1A 被测液体阻抗条件：0-100KΩ 功耗：<20VA 盘装式 外形尺寸：160×80×145（mm)(高×宽×长）表盘开口尺寸：152×76（mm)(高×宽) 报警输出：7路报警输出，无源常开触点(220V/100mA),可在线任意设定，自动记忆。
水位指示：最大5位显示（含“—”号），用户自设。 水阻设定：设定范围0~99，自动记忆。 水位设定：设定范围：-9999~+9999，自动记忆。 筛选功能：故障电极筛选。 传输距离：500米（如大于500米，订货时请说明）。 二次仪表面板（见图5）。 图5二次仪表面板图6二次仪表接线端子图
音叉液位开关工作原理 音叉液位开关的工作原理是通过安装在音叉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来进行检测， 处理并将之转换为一个开关信号。 雷达液位计的测量原理 雷达液位计采用发射—反射—接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波，这些波经被测对象表面反射后，再被天线接收，雷达液位计记录脉冲波经历的时间，而电磁波的传输速度为常数，则可算出液面到雷达天线的距离，从而知道液面的液位。 超声波物位计测量原理 超声波物位计的工作原理是由换能器（探头）发出高频超声波脉冲遇到被测介质表面被反射回来，部分反射回波被同一换能器接收，转换成电信号。超声波脉冲以声波速度传播，从发射到接收到超声波脉冲所需时间间隔与换能器到被测介质表面的距离成正比。此距离值S与声速C和传输时间T之间的关系可以用公式表示：S=CxT/2。 由于发射的超声波脉冲有一定的宽度，使得距离换能器较近的小段区域内的反射波与发射波重迭，无法识别，不能测量其距离值。这个区域称为测量盲区。盲区的大小与超声波物位计的型号有关。 双转子流量计工作原理 双转子流量计的计量室由内壳体和一对螺旋转子及上下盖板等组成，它们之间形成若干个已知体积的空腔作为流量计的计量单元。流量计的转子靠其进、出口处的微小压差推动旋转，并不断地将进口的液体经空腔计量后送到出口，转子将转动次数经密封联轴器及传动系统传递给计数机构，直接指示出流经流量计的 液体总量。 LTD-通用电子流量计 非常适用于水、污水、热水、高压水的计量，结构简单、适应性强，产品广泛应用于油田掺水、注水及石化、热电、市政、矿山、食品等行业。原理：当被测介质流过流量计时，冲击叶轮旋转，在一定的流量范围内，叶轮转速与流量成正比，而当叶轮转动时，叶轮由导磁的不锈钢的叶片，依次接近处于壳体的传感器，周期性地改变传感器磁电回路的磁阻，使通过传感器的磁通量发生变化而产生与流量成比例的脉冲电信号，此信号经过数据处理后分别显示出累计流量值和瞬时
题目传感器电容式湿度传感器的应用 姓名 学号 系（院）_电子电气工程学院_ 班级 目录 前言 (3) 1. 绪论 (1) 1.1电容式传感器的工作原理 (1)
1.2电容式传感器的特点 . (4) 2. 系统设计 (6) 2.1硬件电路设计 (6) 2.2 湿敏电容器的特性 (8) 2.3 电容式传感器数据处理 (8) 2.4测试结果 (8) 结论 (10) 参考文献 (11) 淄博职业学院 前言 人类的生存和社会活动与湿度密切相关，随着现代化的实现，很难找出一个与湿度无关的领域来。在电子科学技术日益发达的今天, 人类对自身的生活环境及工作环境要求越来越高。湿度的监测与控制在国民经济各个部门，如国防、科研、煤炭开采和井下监测以及人生活等诸多领域有着非常广泛的应用。众所周知, 湿度的测量较复杂，而对湿度进行控制更不易。人们熟知的毛发湿度计、干湿球湿度计等已不能满足现代工作条件和环境的要求。为此，人们研制了各种湿度传感器，其中电阻和电容型湿度传感器以其测量范围宽, 响应速度快, 测量精度高, 稳定性好, 体积小, 重量轻，制造工艺简单等显示出极大的优越性, 在实际中得到了广泛应用。由于应用领域不同，对湿度传感器的技术要求也不同。从制造角度看，同是湿度传感器，材料、结构不同，工艺不同。其性能和技术指标有很大差异，因而价格也相差甚远。湿度是一个重要的物理量，航天航空，计量等许多环境中需要在高温下进行湿度的测量，很多行业中，如发电、纺织食品、医药、仓储、农业等，对温度、湿度参量的要求都非常严格，目前，在低温条件下，（通常是指100℃以下），湿度
测量已经相对成熟，有商品化产品，并广泛应用于各种行业，另外有许多以行业需要在高温环境下测量湿度，如航天航空、机车舰船、发电变电、冶金矿山、计量科研、电厂、陶瓷、工业管道、发酵环境实验箱、高炉等场合，这时，湿度测量结果往往不如低温环境下的测量结果理想，另外，在恶劣的环境下工作，例如气流速度、温度、湿度变化非常剧烈或测量污染严重的工业化气体时，将使精度大大下降。然而，随着科技的进步，人们对湿度的测量设备进行了越来越深层的研究，本文就以电容型湿度传感器进行阐述。 1. 绪论 1.1电容式传感器的工作原理 电容式传感器是将被测量的变化转换为电容量变化的一种装置，它本身就是一种可变电容器。由于这种传感器具有结构简单，体积小，动态响应好，灵敏度高，分辨率高，能实现非接触测量等特点，因而被广泛应用于位移、加速度、振动、压力、压差、液位、等分含量等检测领域。 这里主要介绍电容式传感器的原理、结构类型、测量电路及其工程应用。当被测量的变化使S 、d 或ε任意一个参数发生变化时，电容量也随之而变，从而完成了由被测量到电容量的转换。当式中的三个参数中两个固定，一个可变，使得电容式传感器有三种基本类型：变极距型电容传感器、变面积型电容传感器和变介电常数型电容传感器。电容式传感器的测量电路就是将电容式传感器看成一个电容并转换成电压或其他电量的电路。因此，常用的测量电路主要有桥式电路、调频电路、脉冲宽度制电路、运算放大器电路、二极管双T 形交流电桥和环行二极管充放电法等。调频电路实际是把电容式传感器作为振荡器谐振回路的一部分, 当输入量导致电容量发生变化时，振荡器的振荡频率就发生变化。虽然可将频率作为测量系统的输出量，用以判断被测非电量的大小，但此时系统是非线性的，不易校正，因此必须加入鉴频器，将频率的变化转换为电压振幅的变化，经过放大就可以用仪器指示或记录仪记录下来。
使用说明书OWNER’S MANUAL 智能液位监控仪LIQUIDLEVEL DISPLAY CONTROL DEVICE 烟台瑞丰仪表有限公司
目录 Ⅰ.总述 (3) 概述 (3) 命名方法 (3) 特点 (3) 技术参数 (3) 工作原理 (3) Ⅱ.智能型液位监控仪 (5) 仪表连接 (5) 仪表操作和设置...................................................6-7-8 Ⅲ.专用校验仪 (9) 概述 (9) 仪表校验 (9) Ⅳ.测量筒 (10) Ⅴ.超纯陶瓷电极 (11) Ⅵ.定货时请提供的参数 (12) 附表 (13)
概述 命名方法 特点 概述 智能通用型电接点液位监控仪是由测量筒、超纯陶瓷电极、显示仪表构成的电接点式液位测量、显示和控制仪表。它采用红绿双色发光管在显示中模拟汽（红）水（绿） ，明显指示液位在容器中的位置，并具有越限报警、输出等功能。 智能电接点液位监控仪具有结构简单、显示直观、运行可靠、维修量小、判断和排除故障方便等优点。它采用全电信号传送，不仅延时小，而且无机械传动所产生的变差和刻度误差，不需要进行误差计算和调整。电接点液位计最突出的优点是能适应锅炉变参数运行，在 锅炉起停等变参数运行工况下，仪表均能在控制室内准确地显示水位。 电接点液位监控仪适用于导电液体的液位测量和控制。主要用于监视锅炉汽泡水位、高低压加热器、除氧器、蒸发器、凝结器、直流锅炉启动分离器和其他水箱的液位测量。但不 适用易燃易爆场合。 — 一、标尺型号 查附表，特殊规格可根据用户需要定制 二、测量筒参数 三、安装方式 01—工作压力≤6.4MPa Z —竖式安装 02—工作压力≤16MPa H —横式安装 03—工作压力≤20MPa 04—工作压力≤22MPa 特点 仪表的显示部分采用模拟显示和数字显示两种方式同时进行，非常直观地即时显示水位的升降情况。 显示点数可根据用户需要在6～19点范围内任意设定。 每个标尺刻度值可通过面板操作任意设定，并可根据标尺刻度值方便地更换标尺，克服了老式仪表通用性差、不能互换、备用品规格品种要求多等缺点。 具有液位越限声光报警及多种报警方式选择功能，报警点的位置可在标尺刻度范围内任意设定。 具有水阻自动判断、跟踪功能，本仪表可对每一电极单独测试，且可显示每一点的水阻（汽阻）值，使您及时发现并判断电极工作是否正常，帮助您决定整套电极是否需要清洗或更换，及精确提供汽液临界面值的调整参数。 具有很强的容错性，由于采用了智能水位识别技术，在个别电极工作异常的情况下，仪表仍能显示正确的水位值，并立即将异常电极在面板标尺上以闪烁的形式显示，以提醒您进行维护和更换，克服了老式仪表电极只有损坏后才能被发现的缺陷。 抗干扰能力强，对输入环节采用了先进的数字滤波技术，并采用带回差的电极状态判断功能，大大提高了仪器的可靠性及抗干扰能力，输出环节采用延时报警，防止在瞬间强干扰情况下产生误报警。 电流输出采用了高精度线性输出方式（根据标尺范围的设定值确定），避免了老式仪表非线性输出与DCS 系统无法信号传输的蔽端。 自供电采用了低电压保护技术，克服了老式仪表自供式方式供电后电瓶损坏的现象。 SXY5S 智能通用型液位监控仪可以替代所有的电接点液位监控仪老产品，其所有接口与老式仪表保持兼容，可不作任何改动直接替换老式仪表。
水位电极 一、水位电极的概述 Co-fly系列电接点水位计，主要用于锅炉汽包、高低加热器、除氧器、蒸发器、直流锅炉起动分离器、水箱等的水位测量。本装置由测量筒和二次仪表组成。采用数码显示和汽红水绿双色发光二极管显示液位。 二、仪表的特点及技术参数 1.水位电极的特点： ①具有闪光、声音报警功能。 ②具有4-20mA信号输出，可接DCS系统，设有保护联锁输出功能。 ③具有自供电功能，断电后可继续工作4小时。 ④仪表上设有三个按钮，a报警消音、b排污按钮、c检测按钮。 2.水位电极的技术参数： ①电源电压：220V±10%、50Hz ②工作环境温度：-10-45℃ ③工作相对湿度：≤85% ④液体水阻范围：0-500KΩ ⑤继电器输出接点容量：220V、3A ⑥水位显示点数：5-19点(最多可达38点) 例如19点：0、±15、±30、±50、±75、±100、±150、±250、±300 ⑦外形尺寸：800mm×160mm×300mm安装尺寸：15mm×76mm ⑧整机功率：≤5W 三、型号
型号规格与测量筒安装形式Co-fly-DJM1615-115M16×1.5×115外螺纹，保温型 Co-fly-DJM1615-97M16×1.5×97外螺纹，不保温型 Co-fly-DJM1615-87M16×1.5×87外螺纹 Co-fly-DJM1815-115M18×1.5×115外螺纹 Co-fly-DJM1815-97M18×1.5×97外螺纹 Co-fly-DJM1815-87M18×1.5×87外螺纹 Co-fly-DJY2212-115Φ22×Φ12×115压入式/保温型 Co-fly-DJY2212-97Φ22×Φ12×97 Co-fly-DJY2212-87Φ22×Φ12×87不保温性 Co-fly-DJY1712-115Φ17×Φ12×115压入式/保温型 Co-fly-DJY1712-97Φ22×Φ12×97 Co-fly-DJY1712-87Φ22×Φ12×87不保温 四、水位电极的测量筒、电极及技术参数 1.测量筒结构简图 2.测量筒制造标准按国家机械行业标准JB/T6691-93锅炉用电接点液位计技术条件制造、生产、检验。 3.电极(电接点)采用超纯陶瓷制造。结构分两种：压入式和螺纹式 4.技术指标： 工称压力：1.6、2.5、4.0、6.4、10、12、16、22MPa绝缘性能：≥500MΩ 工作压力：≤21.56MPa可测中心距：≤2200mm 工作温度：372℃ 五、水位电极的工作原理 电接点水位计根据水与汽电阻率不同而设计。测量筒的电极在水中对筒体的阻抗小。在汽中对筒体的阻抗大。 随着水位的变化，电极在水中的数量产生变化。转换成电阻值的变化。传送到二次仪表，从而实现水位的显示、报警、保护联锁等功能。 六、水位电极的订货须知 订货时请用户评理有下列内容： 1.仪表型号
吉林隆华电力仪器仪表有限公司 电接点液位计说明书 一、用途： LHDJ-1.6-32型系列电接点式液位计主要用于各种锅炉汽包、储集器、除氧器、加 热器及水箱的水位测量。其二次仪表具有触点报警输出和 4?20mA 模拟量输出。可直接 参与闭环控制系统和连锁控制系统。 二、结构及工作原理： 1、液位计构成 电接点式液位计主要由测量筒体、陶瓷电极、二次仪表等几部分构成，见图 1。 图1结构原理图 2、二次仪表 二次仪表显示为双色光柱形式， 以区分水与汽，其中 液相部分为绿色，汽相部分为红色，同时具备数码显示功 能，直观显示水位。二次仪表操作采用功能菜单方式，水 位设定最大指示为24点，7路可在线编程的任意高低位 报警输出（面板有报警指示灯），全部参数均可在线设定， 并具有掉电记忆功能。 由于二次仪表是通用型设计，故可适应国内不大于 被测容器 水 位 显 示 k 控制系统 I DC 4-20 mA /保护连锁系统 j 节点输出 h 简 虚线椎内为我厂供货范圜
24点水位、输出不多于7路开关量的各种电接点测量筒及各种地域的水阻值。增强型二次仪表可提供4-20mA模拟信号输出，适用于就地控制或与DCS系统连接。同时，二次仪表利用CMOS高输入阻抗的特点，信号输入回路仅有微电流通过电极，可以使被测液体对电极的化学腐蚀减少到最低限度，以延长电极的使用寿命。 3、测量筒结构： 测量筒是液位计取得水位信号的重要设备，长度及测 量点数按用户要求而定。 图2压入式电极结构 图3旋入式电极结构
图4测量筒结构图 三、主要技术参数： 1、测量筒 1.1公称压力：1.6?32MPa 1.2工作压力：1.0?21.5MPa 1.3工作温度：饱和温度 1.4接口方式：法兰连接或焊接 1.5连通管规格：C 385 1.6排污管规格：C 284 1.7筒体直径：1.6?10MPa（公称压力）,8813 10?32MPa （公称压力）C 10222 1.8电极点数分布 2、二次仪表 2.1工作环境条件 环境温度：-10 C—50 C
电接点液位计 产品概述 UDZ系列智能电接点液位计主要用于测量、控制锅炉汽 包、除氧器、高低加热器、凝汽器、蒸发器、直流锅炉启动分 离器和双水内冷发电机水箱液位的智能仪表。 结构原理 UDZ电接点液位计是由测量筒、电接点和二次仪表组成， 由于水和汽的导电性能差异大，测量筒的作用就是将水位变化 通过电接点的电阻的变化取得信号，在液态时由于介质电阻率 小，当电接点加上一电压时，流过的电流大，反之未浸入液面下的电接点流过的电流小，这两种状态下流过的电流相差很大，可以作为一种信号馈送到二次仪表，显示控制输出，实现远距离监控。 UDZ系列液位计配套的电接点采用超高纯陶瓷电极，其耐压、耐温，绝缘性能良好，并采用交流供电方式，从而有效地延长了电接点的寿命，避免了频繁更换的烦恼。 UDZ系列液位计配套的智能通用液位监控仪它采用全电信号传送，不仅延时小，而且无机械传动所产生的变差和刻度变差，不需要进行误差计算和调整。它最突出优点是能适应锅炉变参数运行，在锅炉起停等变参数运行工况下，仪表均能在控制室内准确的显示液位。 产品特点 1.采用红、绿双色合成光柱显示水位，红色数码管显示水位坐标值，解决了操作人员监视运行状态时眼部易疲劳的状况，具有直观、清晰的视觉效果。 2.具有内报警（声光提示）外报警（继电器输出）、消音、自检、筛选功能。与老式二次仪表相比较具有操作更加简便、直观，可一次多点设定报警数值。 3. 利用CMOS高输入阻抗的特点，信号输入回路仅有弱小的电流通过电极，可将电极的化学腐蚀减少到最低限度，因此，本二次仪表能够更加明显的延长电极的使用寿命。 4.通过模糊控制，根据不同水质自动调节电极的电、水阻阀值，以适应不同的应用需求。 工作压力：≥2.5Mpa≤32Mpa 电极（电接点）采用超纯陶瓷制造。结构分两种：压入式和螺纹式
液位开关种类及原理 1浮球液位开关 浮球液位开关结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。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。 2音叉液位开关 音叉液位开关的工作原理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来进行检测，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。为了让音叉伸到罐内，通常使用法兰或者带螺纹的工艺接头将音叉开关安装到罐体的侧面或者顶部。 3电容式液位开关 电容式液位开关的测量原理是：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。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，开关状态发生变化。 4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，广泛使用于各种液体的液体检测。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。 万联芯城-电子元器件采购网https://www.doczj.com/doc/ef3320044.html,一直秉承着以良心做好良芯的服务理念，为广大客户提供一站式的电子元器件配单服务，客户行业涉及电子电工，智能工控，自动化，医疗安防等多个相关研发生产领域，所售电子元器件均为原厂渠道进货的原装现货库存。只需提交BOM表，即可为您报价。万联芯城同时为长电，顺络，先科ST等知名原厂的指定授权代理商，采购代理品牌电子元器件价格更有优势，欢迎广大客户咨询，点击进入万联芯城。
电容式传感器在液位测量中的应用 【摘要】本文主要介绍了电容式传感器在液体测量中的一项应用——电容式液位计。电容式液位计是企业自动化的重要检测工具.本文介绍的电容式传感器做成水位测量计报警系统，结构简单，具有极高的抗干扰性和可靠性，解决了温度、湿度、压力及物质的导电性等因素对测量过程的影响。 【关键词】电容式液位计;测量原理;连接电路 洪水灾害是我国发生频率高、危害范围广、对国民经济影响最为严重的自然灾害。洪灾会造成江、河、湖、库水位猛涨，堤坝漫溢或溃决。所以一个安全，可靠，及时的水位测量系统显得尤为重要，目前我国较多使用的是浮子式水位测量计，虽然结构简单，但是干扰性较差，抗腐蚀能力也较低。本文根据检测与转化技术中的电容式传感器做成水位测量计报警系统，结构简单，具有极高的抗干扰性和可靠性，解决了温度、湿度、压力及物质的导电性等因素对测量过程的影响。能够测量强腐蚀性的液体，如酸、碱、盐、污水等。 1.解决方案 由于较多的降雨，水库的水位会增加，所以可以利用电容式传感器做成水位测量计。 1.1检测原理 电容式液位计是根据电容的变化来实现液位高度测量的液位仪表，电容式液位计的主要构件包括容式物位传感器和检测电容的线路。电容式液位计在测量时是将一根金属棒探入被测量容器的溶液中，将金属棒作为电容的一极，将容器壁作为电容的另一极。 电容式液位计在工作时，两个电极之间分别处于两种介质之中，而这两种介质的介电常数肯定是不同的，液体的介电常数ε1和气体的介电常数ε2之间存在一个差，这样同一段距离中ε1与ε2的比例不同，加和的结果也不同。 电容式液位计测量时，加设ε1>ε2，那么当液位升高时，ε1占据的比例增大而ε2占据的比例减小，两个电极之间的总的介电常数值也就会随之增大，而电容量也就会相应增加，通过对电容量增加值的测算就可以得到液位高度值。 在液位的连续测量中，多用同心圆柱式电容器，同心圆柱式电容器的电容量: C=■ 式中：
西安祥天和电子科技有限公司 主营产品：液位传感器控制箱报警器GKY仪表液位控制系统，液位控制器，无线传输收发器等详情咨询官网https://www.doczj.com/doc/ef3320044.html, 什么是液位开关液位开关原理 液位开关，顾名思义，就是根据液位来自动开关水泵。实现这种功能的方式有很多，主要由所采用的液位传感器来决定。现在的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。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。所以应该根据使用环境来慎重选择。 至于如何开关水泵？可以有各种设计方案，实现不同的功能。具体设计方案可以登录本公司官网的“资料免费下载”栏目下载。 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
XCK-Y25-xxx智能型非接触式 （2016-04-12） 液 位 传 感 器 使 用 说 明 书 深圳市星科创科技有限公司 Shenzhen XingKeChuang Technology Co., Ltd. 电话：86-0755-******** 传真：86-0755-********
一、产品概述 智能型非接触式液位感应器（以下简称液位感应器）采用了先进的信号处理技术及高速信号处理芯片，突破了容器壁厚的影响，实现了对密闭容器内液位高度的真正非接触检测。液位传感器（探头）安装于被测容器外壁的上下方（液位的高位与低位），非金属容器无需对其开孔、安装简易、不影响生产。可实现对高压密闭容器内的各种有毒物质﹑强酸﹑强碱及各种液体的液位进行检测。液位感应器对液体介质和容器的材质无特殊要求，可广泛使用。 智能型非接触式液位感应器分四种信号输出接口，分别为高低电平输出接口、NPN输出接口、PNP输出接口和RS485通信接口；分别对应四种型号： 高低电平输出接口——型号：XKC-Y25-V NPN输出接口——型号：XKC-Y25-NPN PNP输出接口——型号：XKC-Y25-PNP RS485通信接口——型号：XKC-Y25-RS485 二、产品特性 ?非接触式液位传感器，适用于非金属容器外壁而无需与液体直接接触，不会受到强酸强 碱等腐蚀性液体的腐蚀，不受水垢或其他杂物影响。 ?智能化液位基准调整及液位记忆功能，液位状态显示方式，可实现多点串联接线；可支 持高低电平输出、NPN、PNP信号输出和RS485通信接口输出（选型时与厂家说明即可）。 ?检测准确稳定，可检测沸水液面。 ?纯电子电路结构，非机械工作方式，性能稳定寿命耐久。 ?高稳定性，高灵敏度，刚干扰能力强，不受外界电磁干扰，针对工频干扰及共模干扰有 做特殊处理，以兼容市面上所有的5~24V电源适配器。 ?强大兼容性，穿透各种非金属材质的容器，如塑料、玻璃、陶瓷等容器，感应距离可达 20mm；液体、粉末、颗粒物均可检测。 ?开集电极输出方式，电压范围宽（5~24V），适合连接各种电路及产品应用。 三、工作原理 智能型非接触式液位感应器是利用水的感应电容来检测是否有液体存在，在没有液体接近感应器时，感应器上由于分布电容的存在，因此感应器对地存在一定的静态电容，当液面慢慢升高接近感应器时，液体的寄生电容将耦合到这个静态电容上，使感应器的最终电容值变大，该变化的电容信号再输入到控制IC进行信号转换，将变化的电容量转换成某种电信号的变化量，再由一定的算法来检测和判断这个变化量的程度，当这个变化量超过一定的阈值时就认为液位到达感应点。 电话：86-0755-******** 传真：86-0755-********
河南科技学院新科学院 单片机课程设计报告题目：基于单片机的锅炉水位控制器 专业班级：电气工程及其自动化104 姓名： _ 时间：2012.12.03～2012.12.21 指导教师：邵峰、徐君鹏、张素君 2012年12月20日
基于单片机控制的锅炉水位控制器设计任务书 一. 设计要求 (一) 基本功能 1.具有手动和自动两种操作模式 2.能够实现多点水位数据采集，并实时进行水位状态显示 3.具有多种连锁保护和报警功能 具体工作过程如下： 控制器上电后，首先处于自动工作模式，程序开始扫描当前锅炉的水位和压力状态，如果水位低于正常水位，发出报警信后，同时启动水泵上水，经过一定时间后，如水位到达正常水位，报警将自冻结除，同时如果压力为低压状态则马上启动鼓风机和引风机，否则控制器自动关闭鼓风机和引风机。如果水位达到最高水位和压力超过设定压力时自动报警，同时关闭水泵和风机。系统时刻跟踪显示水位和压力状态。如果你想手动操作，你可以通过手动/自动转换键把系统置为手动工作模式，此时可由人工控制水泵和风机的运行，水位和压力检测由控制器自动完成，且当水位过低时不能手动停止水泵，过高时不能启动水泵，压力过低不能停止风机，过高不能启动风机，从而实现安全联锁保护控制。 （二）扩展功能 1.系统具备一定的硬件抗干扰能力 2.系统增加软件看门狗功能 二．计划完成时间三周 1.第一周完成软件和硬件的整体设计，同时按要求上交设计报告一份。 2.第二周完成软件的具体设计和硬件的制作。 3.第三周完成软件和硬件的联合调试。
目录 1引言 (1) 2总体设计方案.............................................................................. 1 2.1设计思路.............................................................................. 2 2.2设计方框图 (2) 3设计组成及原理分析..................................................................... 3 3.1水位检测电路设计..................................................................... 3 3.2驱动电路设计 (4) 3.3报警电路设计 (4) 3.4复位电路 (5) 3.5振荡电路 (5) 3.6水位指示电路 (6) 3.7手动自动路 (6) 4总结与体会 (7) 参考文献…………………………………………………………………………… 8附录1 …………………………………………………………………………… 9附录 2 …………………………………………………………………………… 10附录 3 …………………………………………………………………………… 11附录 4 (12)
常见液位开关种类有哪些？ 液位开关，顾名思义，就是根据液位来自动开关水泵。实现这种功能的方式有很多，主要由所采用的液位传感器来决定。现在的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。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。所以应该根据使用环境来慎重选择。 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
液位开关，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。非接触式的如电容式液位开关,接触式的例如:浮球式液位开关、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。 1、浮球液位开关 浮球液位开关结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。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。 2、音叉液位开关
音叉液位开关的工作原理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来进行检测，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。为了让音叉伸到罐内，通常使用法兰或者带螺纹的工艺接头将音叉开关安装到罐体的侧面或者顶部。3、电容式液位开关 电容式液位开关的测量原理是：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。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
态发生变化。 4、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，广泛使用于各种液体的液体检测。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。 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
UQD.Z 型 智 能 浮 球 液 位 变 送 器 辽制00000252号
1 前言 非常感谢您选择丹东通博电器（集团）有限公司的产品。 本产品已通过国家级防爆认证，认证标志：本安型ExiaⅡCT1～T6；隔爆型ExdⅡCT1～T6。 使用前请仔细阅读使用说明书，特别是与防爆相关的环境温度等各项要求。 2 概述 a) 本产品执行标准代号：Q/AMM 001-2010浮球液位变送器； b) UQD.Z型智能浮球液位变送器是模拟、数字与微处理器相结合的产品。该变送器将模拟电压信号转换成4～20mA两线制电流输出信号，并且加载了HART协议通讯。由于采用了HART总线技术，具有高精度，低漂移，抗干扰能力强等特点，可以实现对仪表的远程组态、监测、维护、及校准等功能，并可构成生产过程测量、监督管理系统。 c) 可广泛适用于粘稠、脏污、易燃易爆及腐蚀性介质以及其它介质液位的测量及液位信号的变送，是石油、化工、冶金、电力及轻工等工业部门生产过程控制中用于液位测量的理想仪表。 d) 型号的组成及其代表意义： 3 结构特征与工作原理 a）总体结构及工作原理、工作特性：UQD.Z智能浮球液位变送器主要由测量传感机构和智能变送器两大部分组成。测量传感元件为圆球型浮球。而变送器则采用平衡杆和平衡锤与浮球构成的力矩平衡机构，因此浮球可以自由地随液位的变化而升降。根据不同的结构特点分为UQD.Z—90小转角型、UQD.Z—91大转角型、UQD.Z—92外浮球型三种结构，三种规格的电器性能和防爆级别均相同。变送器具有现代流行壳体设计，造型美观且各工作腔室隔离等特点。
b）主要部件作用及其工作原理：当液位改变时，浮球的位置发生相应的变化，带动主轴转动，主轴与表头（发讯器）角位移传感器输出轴相连接，角位移传感器将浮球随液位的变化转换成相应的电信号，再由浮球控制器内部的电路将此信号转换为与液面变化成正比的标准电流信号。 c）单元结构的联系及工作原理： 图 1 4 主要规格及技术参数 4.1 主要参数 ·电源电压：24V DC； ·输出：4～20mA叠加HART通信； ·负载电阻：230～1100Ω； ·阻尼时间选择：0～32秒； ·测量范围：400～1200mm (小转角型)；550～1600mm (大转角型) ； ·公称压力：≤6.3MPa； ·公称通径：DN250 ·精度等级：1.0级；1.5级 ·介质密度：≥0.55/cm3； ·环境温度：－30℃～70℃； ·工作温度：-30℃≤T≤225℃(无散热片)；225℃＜T≤450℃(带散热片)； ·法兰标准：HG/T20592-2009、HG/T20615-2009或按用户要求； ·电源引入口：M20X1.5(内)或按用户要求； ·防护等级：IP67； ·诊断功能：仪表故障时，输出报警电流； ·组态功能：工程单位、量程、显示、测量类型、介质密度、浮筒高度、报警等组态； ·报警功能：可以设置报警上下限。低于下限输出3.8mA；高于上限输出22mA； ·监测动态变量功能：液位/界位/密度、百分比、输出电流、温度、传感器值等； ·电流校准功能：可对模拟输出电流进行校准； ·上下限校准：两点校准功能，实现零点和满度的微调； ·定点微调：进行任意点迁移，实现平移功能；
西安祥天和电子科技有限公司详情咨询官网https://www.doczj.com/doc/ef3320044.html, 主营产品：液位传感器水泵控制箱报警器GKY仪表液位控制系统，液位控制器，无线传输收发器等 液位控制器工作原理 液位控制器是简单的液位控制系统，接线简单、使用灵活。常见的有GKY通用液位控制器和水位报警器，可以接入GKY液位传感器、电极探头（如GKYC-DJ）、UQK01等液位传感器。以下，以GKY传感器为例来说明其工作原理。 一、GKY通用液位控制器工作原理 通用液位控制器外形尺寸长150宽90高70mm，继电器输出I、输出II同步工作，在低水位吸合高水位断开，继电器触点负荷均为220V10A。用于供水时选择4端接入控制回路，用于排水时选择5端接入控制回路。以下为UGKY典型的电气控制接线方案，其中KA为中间继电器或交流接触器： 供水接线方案排水接线方案 二、GKY液位报警器工作原理
水位报警器外形尺寸长150宽90高70mm，可以配一个或两个液位传感器。配一个传感器时，报警器为水满报警：即在这个传感器有水时发出声光报警，同时上限继电器吸合。如果将报警器设置1（7、8端子）用一段导线连接（即短路），则报警器为缺水报警：即在这个传感器无水时发出声光报警，同时下限继电器吸合。如果配两个传感器时，则报警器在下限无水或上限有水时发出声光报警，同时相应的继电器吸合。继电器触点负荷均为220V10A。如果不需要声音报警则把设置2（9、10端子）用一段导线连接即可。以下为GKY-BJ典型的电气控制接线方案，其中KA为中间继电器或交流接触器： 以上是最简单电气控制方案，复杂的控制功能可以通过电气控制的设计来实现。具体可在https://www.doczj.com/doc/ef3320044.html,的“资料免费下载”栏目中下载所需的电气控制柜设计方案。
1、水位传感器组成及工作原理 水位传感器是一种测量液位的压力传感器．静压投入式液位变送器（液位计）是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号（一般为4～20mA／１～５ＶＤＣ）。分为两类：一类为接触式，包括单法兰静压/双法兰差压液位变送器，浮球式液位变送器，磁性液位变送器，投入式液位变送器，电动内浮球液位变送器，电动浮筒液位变送器，电容式液位变送器，磁致伸缩液位变送器，侍服液位变送器等。第二类为非接触式，分为超声波液位变送器，雷达液位变送器等。 静压投入式液位变送器（液位计）适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。精巧的结构，简单的调校和灵活的安装方式为用户轻松地使用提供了方便。4～20mA、 0～5v、 0～10mA等标准信号输出方式由用户根据需要任选。 利用流体静力学原理测量液位，是压力传感器的一项重要应用。采用特种的中间带有通气导管的电缆及专门的密封技术，既保证了传感器的水密性，又使得参考压力腔与环境压力相通，从而保证了测量的高精度和高稳定性。 是针对化工工业中强腐蚀性的酸性液体而特制，壳体采用聚四氟乙烯材料制成，采用特种氟胶电缆及专门的密封技术进行电气连接，既保证了传感器的水密性、耐腐蚀性，又使得参考压力腔与环境压力相通，从而保证了测量的高精度和高稳定性。 工作原理： 用静压测量原理：当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压力公式为：Ρ = ρ . + Po式中： P ：变送器迎液面所受压力 ρ：被测液体密度 g ：当地重力加速度 Po ：液面上大气压 H ：变送器投入液体的深度 同时，通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的 Po ， 使传感器测得压力为：ρ . ，显然 , 通过测取压力 P ，可以得到液位深度。 功能特点：