對(duì)于液體的液位控制，應(yīng)用非常**，比如水池、水塔、水井、水箱、石油化工、造紙、食品、排澇和污水處理等行業(yè)開(kāi)口或密閉儲(chǔ)罐，基本上涉及到此類(lèi)容器內(nèi)部液體介質(zhì)了儲(chǔ)存與使用，都需要進(jìn)行必要的液體液位控制。其中被測(cè)介質(zhì)可以包括水、油、酸堿液、工業(yè)污水等各種導(dǎo)電或非導(dǎo)電液體。對(duì)于液位的控制，一般是基于兩個(gè)方面的要求：其一是液位低于一定限度時(shí)，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)-水泵機(jī)組，使液體能得到及時(shí)的補(bǔ)充，比如水塔。其二是液位高于或達(dá)到一定限度時(shí)，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)-水泵機(jī)組，將液體及時(shí)排出，比如地道橋積水或污水池等。液位控制技術(shù)對(duì)于生產(chǎn)生活來(lái)說(shuō)都非常重要，一些重要的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不僅關(guān)系到生產(chǎn)效率的提高，甚至對(duì)于人身安全來(lái)說(shuō)都有著凡同一般的意義。
 
　　　要做到液位的控制，*要解決的問(wèn)題就是液位信號(hào)的獲取，通常采用限位式控制方式，如壓力、液位高限或低限，這些物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后進(jìn)而驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電路，完成既定目標(biāo)。常用的控制器(傳感器)有干簧管式、電接點(diǎn)壓力表式、晶體管電路式和球形液位控制器等。
利用干簧管進(jìn)行工作的磁浮球液位開(kāi)關(guān)是生產(chǎn)生活中常見(jiàn)的液位測(cè)量與控制儀表，其控制方式也有兩種方式，一種是直接通過(guò)設(shè)定好高度位置之后，通過(guò)開(kāi)關(guān)量信號(hào)進(jìn)行控制；另一種是將整個(gè)高度設(shè)為****，通過(guò)4-20mA的模擬量信號(hào)輸出，在外部加裝液位控制二次表進(jìn)行設(shè)定所需的高度。
 
　　本文介紹干簧管液位控制電路（亦稱(chēng)浮球液位開(kāi)關(guān)）。
　　1.元器件介紹
　　1)磁浮球液位干簧管開(kāi)關(guān)和干簧管液位控制器(SL)
干簧管開(kāi)關(guān)：由一組或幾組導(dǎo)磁金屬簧片封裝在充有惰性氣體的玻璃管中組成的元件，每組簧片既能導(dǎo)磁又能導(dǎo)電，起開(kāi)關(guān)電路和磁路的雙重作用，如圖1。對(duì)于常開(kāi)型：當(dāng)干簧管在外加**磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)的作用時(shí)，干簧管中的兩根簧片分別被磁化，在兩根簧片接近的地方產(chǎn)生異性磁極而吸引，兩根簧片相接觸使電路導(dǎo)通。反過(guò)來(lái)，當(dāng)磁場(chǎng)取消時(shí)，簧片依靠本身的彈性力恢復(fù)原狀，兩簧片分離，電路斷開(kāi)，這樣便完成了一個(gè)開(kāi)關(guān)的作用。常閉型干簧管原理可自行分析。干簧開(kāi)關(guān)有許多優(yōu)點(diǎn)：由于接點(diǎn)密閉在充滿(mǎn)惰性氣體的玻璃管中，不易腐蝕、氧化和污染，接點(diǎn)免于維護(hù);接通或釋放的時(shí)間只有1～3 毫秒，僅為電磁繼電器的1/5～1/10，可以作為速動(dòng)開(kāi)關(guān)使用;由于接點(diǎn)部分使用了金、鐒、鈀合金鍍層，壽命長(zhǎng)，開(kāi)關(guān)約為106～107 次。干簧管液位控制器：見(jiàn)圖2。由2 只或以上的干簧管開(kāi)關(guān)作為主控元件，置于絕緣導(dǎo)管中，浮子連同環(huán)形磁鋼套在導(dǎo)管外面，浮球隨液位的高低上下移動(dòng)，當(dāng)磁環(huán)浮動(dòng)到干簧管外周時(shí)，干簧管內(nèi)的開(kāi)關(guān)受磁場(chǎng)作用或開(kāi)或關(guān)，輸出一個(gè)液位信號(hào)，啟動(dòng)控制電路動(dòng)作，終使電動(dòng)機(jī)-水泵機(jī)組啟動(dòng)或停止，從而實(shí)現(xiàn)液位高低的改變。導(dǎo)管上部為接線(xiàn)盒，內(nèi)設(shè)接線(xiàn)端子，下部密封。導(dǎo)管的長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)，使用時(shí)垂直于液面固定。

 
　　2)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(SA)
　　又稱(chēng)組合開(kāi)關(guān)。它是刀開(kāi)關(guān)的另一種結(jié)構(gòu)形式，是一種多擋位、多觸頭、能夠控制多個(gè)回路的手動(dòng)電器，它是左右旋轉(zhuǎn)的平面操作，外形如圖3 所示。其控制容量比較小，結(jié)構(gòu)緊湊，常用于比較狹小的空間，如機(jī)床設(shè)備控制電路中，作電源引入開(kāi)關(guān)或電路功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等。也可以用它來(lái)直接啟動(dòng)或停止5 千瓦以下小功率電動(dòng)機(jī)或使電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)，倒順等。照明電路也常用它來(lái)控制。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)有單極、雙極和多極之分，在開(kāi)關(guān)的上部裝有定位機(jī)構(gòu)，它能使觸頭處在一定的位置上。額定持續(xù)電流有10、25、60、100A 等多種。定位角有30。、45°、60°、90。等幾種。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)主要由手柄、轉(zhuǎn)軸、彈簧、凸輪、絕緣墊板、動(dòng)觸片、靜觸片、接線(xiàn)柱和絕緣桿組成。它的動(dòng)、靜觸點(diǎn)分別疊裝于數(shù)層絕緣座內(nèi)，動(dòng)觸點(diǎn)與方軸相連，每層的動(dòng)觸點(diǎn)與方軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，使動(dòng)靜觸點(diǎn)接通或斷開(kāi)。之所以又稱(chēng)為組合開(kāi)關(guān)，是因?yàn)榻^緣座的層數(shù)可以根據(jù)需要自由組合。在液位控制中，多用于“自動(dòng)”和“手動(dòng)”的轉(zhuǎn)換。
　　圖4 是一款轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的圖形和符號(hào)，表1 是它在左旋和右旋兩個(gè)部位時(shí)8 個(gè)開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的通斷情況。
　　3)其他器件
　　繼電器、交流接觸器、各種按鈕開(kāi)關(guān)、指示燈等也都是常用器件，因?yàn)橛刑嗟馁Y料可以查詢(xún)，不再贅述。
　　2.高位停低位開(kāi)液位控制電路
水塔供水系統(tǒng)就屬于這種情況，當(dāng)液位降到設(shè)定下限水位時(shí)，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)-水泵機(jī)組，為水塔注水;當(dāng)液位達(dá)設(shè)定上限水位時(shí)，電動(dòng)機(jī)-水泵機(jī)組停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

電原理圖如圖5 所示。

電路具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作方式，依靠轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA 完成切換。干簧管液位控制器采用GSK-1 或YW-67 型，接線(xiàn)方式采用圖2(c)形式，其中SL1 常開(kāi)，SL2 常閉，分別為液位下限和上限干簧管。手動(dòng)控制時(shí)的工作過(guò)程：閉合三相開(kāi)關(guān)QF，電路接通電源。右旋轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA 至手動(dòng)位置，觸點(diǎn)⑤—⑥接通，①—②、③—④斷開(kāi)。按壓?jiǎn)?dòng)按鈕SB1，交流接觸器KM 線(xiàn)圈得電，主開(kāi)關(guān)KM 閉合并自鎖，電動(dòng)機(jī)-水泵機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)，工作指示燈HL1 亮起，表示水泵向水箱注水;人工觀察水箱注滿(mǎn)后，按壓停止按鈕SB2，交流接觸器失線(xiàn)圈電，自鎖解除，主開(kāi)關(guān)KM 打開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，停止指示燈HL2 亮起，工作指示燈HL1 熄滅。

自動(dòng)控制時(shí)的工作過(guò)程：閉合三相開(kāi)關(guān)QF，電路接通電源。左旋轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA 至自動(dòng)位置，觸點(diǎn)⑤—⑥斷開(kāi)，①—②、③—④接通。若浮子(液位)處在圖2(b)位置，磁環(huán)遠(yuǎn)離干簧管，電路不工作，停機(jī)指示燈HL2 亮起。當(dāng)液位下降到液位hl 時(shí)，磁環(huán)磁場(chǎng)使干簧管SL1 閉合，繼電器KA 線(xiàn)圈得電并自鎖，交流接觸器KM 線(xiàn)圈得電，主開(kāi)關(guān)KM 導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)-水泵機(jī)組啟動(dòng)注水，同時(shí)工作指示燈HL1亮起，停止指示燈HL2 熄滅。注水過(guò)程中，即使浮子上升、下限干簧管SL1 打開(kāi)，由于繼電器KA 的自鎖作用，機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)液位上升到上限液位h2 時(shí)，在磁環(huán)磁場(chǎng)作用下，干簧管液位控制器常閉開(kāi)關(guān)SL2 打開(kāi)，繼電器KA 線(xiàn)圈失電復(fù)位，2 個(gè)動(dòng)合開(kāi)關(guān)打開(kāi)，交流接觸器KM 線(xiàn)圈失電，主開(kāi)關(guān)KM打開(kāi)，電動(dòng)機(jī)-水泵機(jī)組停機(jī)，注水結(jié)束，同時(shí)工作指示燈HL1 熄滅，停止指示燈HL2 亮起。電鈴HA 作為運(yùn)行中出現(xiàn)因故障而停機(jī)報(bào)警使用。電鈴HA 報(bào)警時(shí)，停機(jī)指示燈HL2 同時(shí)亮起，通知排除故障。

在任何情況下出現(xiàn)故障，按壓停止按鈕SB2，都能及時(shí)停機(jī)，故SB2 又稱(chēng)急停按鈕。FR 為熱保護(hù)繼電器，當(dāng)電動(dòng)機(jī)因過(guò)載而過(guò)熱時(shí)，自動(dòng)切斷控制電路電源停機(jī)。
控制電路工作在線(xiàn)電壓(380V)狀態(tài)下，安裝時(shí)務(wù)必注意良好的絕緣工藝，尤其是干簧管液位控制器置于液體中，更要小心，謹(jǐn)防漏電?？紤]到安全問(wèn)題，可在電路的x 處斷開(kāi)后接入一個(gè)雙線(xiàn)圈降壓變壓器(100W 足夠)，為控制電路低壓供電，當(dāng)然，控制電路的所有元器件的額定工作電壓要相應(yīng)改變。
 
　　3.高位開(kāi)低位停液位控制電路只需對(duì)干簧管浮球液位開(kāi)關(guān)或液位控制器的接法稍加改造如圖2(d)，上述電路即可改造為高液位排水、低液位停機(jī)電路，可用于積水排澇、排污等自動(dòng)控制，如圖6 所示。手動(dòng)控制時(shí)的工作過(guò)程：閉合三相開(kāi)關(guān)QF，電路接通電源。右旋轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA 至手動(dòng)位置，觸點(diǎn)⑤—⑥接通，①—②、③—④斷開(kāi)。按壓?jiǎn)?dòng)按鈕SB1，交流接觸器KM 線(xiàn)圈得電，主開(kāi)關(guān)KM 閉合并自鎖，電動(dòng)機(jī)-水泵機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)，工作指示燈HL1 亮起，表示水泵為水箱排水;人工觀察水箱到合適水位時(shí)后，按壓停止按鈕SB2，交流接觸器線(xiàn)圈失電，主開(kāi)關(guān)KM 打開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，停止指示燈HL2 亮起，工作指示燈HL1 熄滅。自動(dòng)控制時(shí)的工作過(guò)程：閉合三相開(kāi)關(guān)QF，電路接通電源。左旋轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA 至自動(dòng)位置，觸點(diǎn)⑤—⑥斷開(kāi)，①—②、③—④接通。若浮子(液位)處在圖2(b)位置，因磁環(huán)遠(yuǎn)離干簧管，電路不工作，停機(jī)指示燈HL2 亮起。當(dāng)浮子上升到上限液位h2 時(shí)，磁環(huán)磁場(chǎng)使干簧管SL2 閉合，繼電器KA 線(xiàn)圈得電并自鎖，交流接觸器KM 線(xiàn)圈得電，主開(kāi)關(guān)KM 導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)-水泵機(jī)組啟動(dòng)排水，同時(shí)工作指示燈HL1 亮起，停止指示燈HL2 熄滅。排水過(guò)程中，即使浮子下降、上限干簧管SL2 打開(kāi)，由于繼電器KA 的自鎖作用，機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)浮子下降到下限液位hl 時(shí)，在磁環(huán)磁場(chǎng)作用下，干簧管浮球液位控制器常閉開(kāi)關(guān)SL1 打開(kāi)，繼電器KA 線(xiàn)圈失電，所有開(kāi)關(guān)KA 打開(kāi)，交流接觸器KM 線(xiàn)圈失電，主開(kāi)關(guān)KM 打開(kāi)，電動(dòng)機(jī)-水泵機(jī)組停機(jī)，排水結(jié)束，同時(shí)工作指示燈HL1 熄滅，停止指示燈HL2 亮起。










上一條：簡(jiǎn)述磁浮球液位計(jì)的結(jié)構(gòu)原理和安裝、使用與維護(hù)方法
下一條：電磁流量計(jì)等流量產(chǎn)品選型時(shí)需要考慮的五個(gè)因素及一般步驟