近年来，随着电子技术和自动化的不断发展，液位测量与控制技术有很大的提高，日化产品、食品饮料、医药等行业的生产发展都不离不开液位的控制，可见液位传感器的重要性日益凸显，甚至直接影响产品的质量。下面我们了解一下超声波液位开关的原理及与其他液位开关的对比及应用。

液位开关是用来控制液体位置的开关。当被测液体介质高达一定的指示位置是，液位开关会根据其工作原理输出一个报警信号，从而停止继续输送该液体介质；当被测液体介质低于某一设定位置，液位开关也会输出一个报警信号，提醒总部打开闸门，开始输送液体。如下图：

液位开关

液位开关包括浮球液位开关、音叉液位开关、电容式液位开关以及正在兴起的超声液位开关等。关于液位传感器的对比也可参考《液位传感器与液位开关、液位控制器、液位变送器、液位计的区别》一文；

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。浮球液位开关主要通过浮球的上下升降来检测液面的变化，在测量粘稠性或者含杂质液体时，容易造成浮球堵塞，产生浮子上浮和下降慢现象。

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。音叉液位开关主要通过测量两个振动音叉间介质变化时共振频率的变化来检测液位的变化。音叉液位开关在测量粘度介质时，叉体容易被粘连在一起的叉间物料堆积，从而产生误报警。

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。电容式液位开关通过检测液面或者散料高度变化时电容值的变化来测量液位或料位的高度。当测量粘稠介质时容易形成开关杆体挂料，从而影响模拟量的输出而产生误报警

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，而在液体中传播时信号很强。通过检测声波接收信号的大小或强度可以用来检测液位。为了达到液位检测的目的，设计的超声波液位开关传感器采用了如图1所示的凹槽型结构。

工作原理

图中，凹槽二端的内壁面上分别安装了一个超声发射晶片和一个超声接收晶片，用于超声波的发射和接收。当凹槽内存在液体时，液位开关电路检测到的声波接收信号强度较大，而当凹槽内存在气体(空气)时，液位开关电路检测到的声波接收信号极为微弱[1]。液位开关电路根据检测到的声波信号的强度不同来实时判断液位，并相应地输出继电器开关信号来控制液位。

由上文可知一直以来，大部分液位开关对粘度大的介质进行液位检测时，都存在反应时间滞后、上下动作点落差大、使用寿命短、极易产生误报警等测量问题。因此工采网推荐一款超声波液位开关 - XLS-1。

超声波液位开关

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，可以克服粘稠介质液位的测量控制问题，最大动力粘度可测量到7000mpa.s,是石油、化工行业高粘稠度液体液位测量控制的优选产品。而XLS-1超声波液位传感器专为应对严苛环境中的可靠运行而设计，具有防腐蚀，抗冲击振动，能够精确监测及感应流体液位的变化并迅速做出响应。也可替代磁簧开关液位传感器使用，适用于水、水基和烃基液体，可完美用于泡沫和凝露的液位检测但是可能会影响其他传感技术的应用。除此之外XLS-1外形紧凑，应用极为灵活，并且带6个安装选项，可安装在各类特殊的应用中。XLS-1不含运动部件，因此不会发生常见的部件磨损问题。由于采用了先进的超声波液位感应技术，XLS-1能降低客户的停机时间。是发电机、水箱、散热器、打印机和其他工业应用中流体液位检测的理想解决方案。