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电极式-UQK-GSK-光电式-GKY液位控制原理及性能比较

电极式-UQK-GSK-光电式-GKY液位控制原理

当今科技日新月异,飞速发展,而液位控制的方式基本停留在上世纪五、六十年代。西安祥和电子科技有限公司专门从事液位控制的安装、维修服务二十多年,发明了光电式液位控制仪并进一步改进形成现在的GKY液位控制方式。因此,我们熟悉各类液位控制器的性能,一开始我们使用的就是传统的电极探头,价格很便宜。

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电极式液位控制原理:

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。这种电极式在清水中可以用一段时间。但用一段时间后,电极就会吸附很多杂质,而且电极本身也会分解,寿命极短。在污水中这种电极根本无法使用。后来我们采用UQK方式来控制液位。


电极式-UQK-GSK-光电式-GKY液位控制原理及性能比较 

UQK液位控制原理:

UQK将干簧管密封在浮球里,干簧管接近磁铁就会吸合。所以在浮球里放上、下两个干簧管,通过导线将浮球固定于水池中。当水池无水的时候如图2.1,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。将干簧管串接继电器,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。干簧管直接接220V交流电,水位波动造成干簧管触点频繁吸合,易受损伤,使用寿命较短。同时因为耐流问题,导线不能太细。使用时间一长,导线僵化变硬,影响浮子上下翻转。浮子翻转有时高一点,有时低一点,上下限位置不精确。UQK比电极式好一些,电极触点被密封,不与水接触,不会电解,不会吸附杂质,但使用起来也不理想。于是出现了上下限位置精确的GSK方式。

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GSK液位控制原理:

GSK也采用干簧管,它将干簧管固定在管壁内准确的位置,浮子随着浮力沿着管壁上下滑动,见图3.1。浮子内有磁铁,经过干簧管时,触点吸合。干簧管触点也是直接串接交流接触器,可以控制水泵启动,见图3.2。GSK要比UQK好一些,上下限位置精确。但其管壁太长,携带不方便。管壁安装也不能倾斜(小于30°),否则会影响浮子的上下移动。GSK也不能用于污水中,因为管壁容易被脏东西卡住,浮子不能上下移动。干簧管和UQK浮子一样,直接使用220V或380V交流电。电压高,水位波动时磁性开关频繁吸合,触点易受损害,故使用寿命也不长。


电极式-UQK-GSK-光电式-GKY液位控制原理及性能比较 

 

以上为传统的浮子式液位控制原理,均采用220V或380V交流电,水位波动,触点频繁吸合,易受损耗,故使用寿命不长。而现代的微电子产品,使用寿命可长达十几年以上,安全可靠。我们希望能使用微电子产品来控制液位,于是发明了光电式液位控制仪。


光电式液位控制原理:

光电式液位控制仪采用光反射原理:当传感器玻璃反射面有水时,如图4.1,发射光从反射面透射出去,不发生全反射。这时接收端检测不到光,输出很小的电流,说明有水。当传感器反射面无水时,如图4.2,发射的光在玻璃反射面回来,发生全反射,。这时接收端可以检测到光,输出毫安级的电流,说明无水。光电式传感器利用这种方法可以检测到有水还是无水?光电式液位传感器投入使用后,产生了良好的效果。因为采用微电,对传感器无损耗,故而使用寿命长。但是在光电式投入使用了一段时间后,新的问题又出现了。就是当反射玻璃面脏的时候,即使有水,光也无法透过玻璃反射面,而是被脏东西挡住反射回来。所以光电式液位传感器使用一段时间需将玻璃反射面清理一下。在清水中隔较长时间清理一下还可以,但在污水中就需经常清理。当然,只要玻璃反射面干净,传感器就能正常工作。


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我们也用过其他的一些液位传感器,如电容式、压力式,但信号太弱,易受干扰,需使用屏蔽线传输,传输的距离也不能太远。

经历了对各种液位控制方式的使用比较,得到了以下一些经验:第一,微电子的产品使用寿命长。比如我们现代的收音机、电视机这类产品使用寿命可超十年。而直接采用强电,使用寿命短。第二,浮力是液体可靠、稳定的特性,传统浮子全都依靠液体浮力这一特点。所以我们在光电式液位控制仪的基础上,利用液体浮力这一特点,形成了GKY液位控制的思路。


GKY液位控制原理:

GKY液位传感器利用液体浮力改变传感器方向,如图5.1。传感器通过细软线固定在悬索的某一点,这样它可以随水位灵活上下翻转,检测这一点是否有水,检测位置精确。密封在传感器内部的微电路可以在不同方向下产生不同的电流(类似手机自动旋转屏幕)。这是建立在光电式液位控制仪的基础上,无水时产生毫安级的电流。毫安级的电流传输衰耗少,传输距离可达几十公里。

简单的讲,GKY液位传感器结合传统浮球开关,配合微电路来实现液位检测。它工作于12V安全电压,电压低,使用寿命长。同时所有电路全部密封,和液体不接触,安全可靠。所以GKY液位传感器可以用于很脏的污水中。

另外,多个GKY液位传感器可并接在一起,电流逐步累加判断液位,只需要2根普通线传输。GKY传感器悬挂在水箱、水池或水井中,并可随时调整水位高低。具有安装简单,体积小,携带方便等良好的商业特性。加上与其相配的各种仪表,可以方便的用于各种液位控制场所,是经历了多年实践而出现的新的液位控制方式。


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常用GKY系列液位自动控制仪简表

产品名称

产品型号

配备的液位传感器数量

功能


GKY系列

GKY

2GKY液位传感器

液位显示,供水排水调节,手动自动转换,水泵故障报警。

GKY-4T

4GKY液位传感器

双保险,超低超高水位报警,液位显示,供水排水调节,手动自动转换,水泵故障报警。

GKYU系列

GKYU-5T
5个GKY液位传感器每个传感器对应一个继电器输出,液位显示。

GKYU-4T-P

4个GKY液位传感器

四点监控,一台泵抽水不及时另一泵自动投入工作,超高可以发短信报警。

GKYU-3T-P

3个GKY液位传感器

三点监控,一台泵抽水不及时另一台泵自动投入工作。

报警器、保护器系列GKY-BJ水满报警器1个GKY液位传感器

水满或缺水报警

GKY-BJ2

2个GKY液位传感器

水满或缺水同时报警

QGKY水泵缺水保护器1个GKY液位传感器

水泵缺水保护器,将一个传感器固定在悬挂水泵的绳索上,当无水时禁止水泵启动。

配备RS485接口的仪表GKY-4TR4个GKY液位传感器

在普通GKY液位控制系列仪表的基础上配备RS485通讯接口,支持MODBUS-RTU通信协议,也支持ASCII码传输。可以方便的组建物联网,达到远程监控的目的。

传统液位控制器显示仪

GKY-GH

可接入上限下限2个干簧管

液位显示,供水排水调节,手动自动转换,水泵故障报警。


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