液位開關選型指南

類型、工作原理及選擇方法

介紹

選擇液位開關需要考慮多個重要因素,包括測量範圍、精度、解析度、環境因素、輸出類型、成本等。

選擇合適的液位開關能夠精確檢測和控制液體和固體的液位,從而提高各工業領域的運作效率。

Level Switch Selection Guide

什麼是液位開關?

Point Level Switch

液位開關是一種用於偵測容器、儲存槽等中物料液位(高液位=滿,低液位=空)的感測器。

它輸出乾接點訊號(ON 或 OFF),用於啟動或停止物料的裝卸。

容量較大的容器有時不僅需要監測高液位和低液位,還需要監測中間液位。

在這種情況下,通常會使用液位變送器來即時連續監測容器內的液位。

有關液位變送器的詳細信息,請參閱另一篇文章“什麼是液位變送器”。

為了滿足各種應用需求(例如不同的物料類型、製程條件等),液位開關的種類繁多。

即使我們了解每種液位開關的特性,有時也很難選擇合適的液位開關。

選擇合適的液位開關需要考慮許多因素,例如物料特性、測量條件、安裝位置等等。

每個因素可以細分為數十種情況,而這些情況的組合將呈現出極為複雜的規律。

Typical Level Switches

為了幫助您解決複雜的液位開關選型問題,我們,松島測量技術日本公司,特地出版了《液位開關選型指南》。

然而,本指南僅供參考,並不保證各廠商產品的效能。

如有任何疑問或需要任何協助,歡迎隨時與我們聯繫。

類型、原理、特色和缺點

1. 旋轉槳式液位開關

Principle Paddle Level Switch

原則


旋轉槳式液位開關在旋轉槳與物料接觸並受到大於槳旋轉扭矩的力時進行檢測。

特徵


  • 電氣特性變化不會產生不良影響。
  • 黏附性及其他測量條件不會產生嚴重影響。

缺點


  • 機械運動部件需要定期更換。
  • 堅硬的固體顆粒可能會卡住旋轉軸部分,導致開關停止運轉。
  • 纖維狀固體顆粒可能會纏繞在撥片部分,造成故障。
  • 不適用於低密度粉末。
  • 高密度固體顆粒可能會使撥片部分彎曲。

2. 電容式液位開關

Principle Capacitance Level Switch

原則


電容式液位開關透過檢測探頭與罐壁之間的電容值因探頭周圍物質的存在與否而改變的情況來進行檢測。

特徵

多功能液位開關,廣泛適用於液體和固體應用。

缺點

  • 不適用於低介電常數材料(介電常數至少 2.0)。
  • 有時黏合劑的調整較為困難。

3. 准入電平開關

Principle Admittance Level Switch

原則


導納式液位開關是一種電容式液位開關。其檢測區域位於探頭尖端,以減少被測物質黏附的影響。 (通常電容式液位開關的偵測區域位於探頭根部。)

特徵


  • 由於其帶有保護電極,與普通電容式液位開關相比,受黏合劑的影響較小,因此對黏性材料(如漿料等)的測量效果更佳。
  • 調節範圍比電容式液位開關更寬。單一型號即可覆蓋多種DK值材質。

缺點

  • 不適用於低介電常數材料(DK 值最小為 2.0 或更高)。

4. 振動式液位開關(探針式)

Principle Vibrating Level Switch

原則

振動液位開關在振動探頭被物料覆蓋且振動減弱時進行檢測。

特徵

  • 適用於低堆積密度材料(約 0.02 g/cm³)。
  • 適用於低介電常數材料,因為不受電特性影響。
  • 可檢測液體中的沉澱物。

缺點

  • 不適用於液體應用。

5. 振動叉式液位開關

Principle Vibrating Fork Level Switch

原則


振動叉液位開關在振動叉探頭被物料覆蓋且振動減弱時進行檢測。

特徵


  • 適用於液體和固體。
  • 對小型儲罐有效。

缺點


  • 較大顆粒的固體可能會卡在叉式探針中,導致故障。

6. 浮球液位開關

Principle Float Level Switch

原則


浮球液位開關透過檢測浮球在液體中的浮力作用下移動(上升或下降)來進行檢測。

特徵

  • 原理簡單易懂。
  • 價格合理。
  • 無需電源。
  • 多個繼電器輸出。

缺點


  • 在有波浪或水流的地方需要安裝破浪管。
  • 黏附物可能導致故障,因為浮子的運動會變得不穩定。

7. 導電液位開關

Principle Conductive Level Switch

原則


導電式液位開關由接地電極和多個偵測電極組成,當接地電極與其他偵測電極之間有液體導電時,即可進行偵測。

特徵


  • 提供多種繼電器輸出。
  • 多種電極材料可選。

缺點


  • 不適用於純水等非導電物質。
  • 黏附可能導致故障(導電)。

環境條件對選擇的影響

環境條件是選擇液位開關時需要考慮的重要因素。以下因素將極大影響您的選擇:

  • 溫度:高溫和低溫環境需要特殊的材料和設計。例如,有些電極式液位開關可在-20°C至60°C的溫度範圍內使用。
  • 壓力:在高壓環境下,需要耐壓性能。
  • 腐蝕:對於酸、鹼等腐蝕性液體,應選擇鈦、哈氏合金等耐腐蝕材料。
  • 振動:如果由於罐內液體的流動或攪拌而產生振動,則需要採取措施,例如使用支撐材料進行固定。
  • 冷凝:冷凝會導致設備故障,因此定期清潔和選擇合適的安裝位置至關重要。

適當考慮這些環境因素可以顯著提高液位開關的可靠性和使用壽命。

參考

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