幹簧管式浮球液位計接線方（fāng）式

液體（tǐ）的（de）液位控製，廣泛應用於水池、水塔、水井、水（shuǐ）箱、石油化工、造紙（zhǐ）、食品（pǐn）、排澇和汙水處理（lǐ）等行業開口或密閉儲罐各種液（yè）體的液位控製，被測（cè）介質可以是水、油、酸堿液、工（gōng）業汙水等各種導電或非導電液體。

液位的控製，可以是兩個方麵：液位低於一定限度時，啟動電動機-水泵機組（zǔ），使液體能（néng）得到及時的補充，比如水塔；液位高於（yú）或達到一定限度時，啟動電動（dòng）機（jī）-水泵機組，將液體及時排（pái）出（chū），比如地道橋積（jī）水（shuǐ）或汙水（shuǐ）池（chí）等。

液位信號的獲取，通常采用限位（wèi）式控製方式，如壓（yā）力、液位高限或低限（xiàn），這些物理量轉換為電信號後進而驅動執行電路，完成（chéng）既定目標。

常用的控製器(傳感器)有幹簧管式、電接點壓力表式、晶體（tǐ）管電路式和球形液位控製器等。本文介紹幹簧管（guǎn）液位控製電路。

1. 元器件介紹

1）幹簧管開關和幹簧管液位（wèi）控製器(SL)

幹簧管開關：由一組或幾組導磁金屬簧片封裝在充有惰性氣（qì）體的玻（bō）璃管中組成的元件，每（měi）組簧片既能導磁又能（néng）導電，起開關電路和磁路的雙重作（zuò）用，如圖（tú）1。對於常（cháng）開型：當幹簧（huáng）管在外（wài）加永久（jiǔ）磁場或電磁場的作用時，幹簧管中的兩根簧片分別被磁化，在（zài）兩根簧片接（jiē）近的地方產生異性磁*而吸引，兩根簧片相接觸使電路導通。反過（guò）來，當磁場取消時，簧片依（yī）靠本身的彈性力恢複原狀，兩簧片分離，電路斷開，這樣便完（wán）成了一個開關（guān）的（de）作用。常閉型幹（gàn）簧（huáng）管（guǎn）原理可自（zì）行分析（xī）。幹簧開關有許多優點：由於接點密閉在充滿惰性（xìng）氣（qì）體的玻璃管中，不易腐蝕、氧化和汙染，接點免（miǎn）於維（wéi）護；接通或（huò）釋放（fàng）的時間隻有1~3毫（háo）秒，僅為（wéi）電磁繼電器的1/5~1/10，可以作為速動開關使（shǐ）用；由（yóu）於接點部（bù）分使用了金、鐒、鈀合金鍍層，壽命長，開關約為106~107次。

幹簧管液位控製器：見圖2。由2隻或以上的幹簧管（guǎn）開關作為主控元（yuán）件，置於絕緣導（dǎo）管中，浮子連同環形磁鋼套在導管外麵，浮（fú）球隨液位的高（gāo）低上下移動，當磁環浮動到幹簧管外（wài）周時，幹簧管內的開（kāi）關受磁場作用或（huò）開或（huò）關，輸出（chū）一個液（yè）位（wèi）信號，啟動控製電路動作，*終使電動機-水泵機組啟動或（huò）停（tíng）止，從而實現液位高低的改變。導管上部為（wéi）接線盒，內設接線端子，下部密封。導管的長度可（kě）以調節，使用時垂直於液（yè）麵固定。

 

2）轉換開關（SA）

又稱組合開關。它是刀開關的另一種結構（gòu）形（xíng）式，是一（yī）種多擋位、多觸頭、能（néng）夠控製多個回路的手動電器，它是左（zuǒ）右（yòu）旋轉（zhuǎn）的平麵操作，外形如圖3所示。其控製容量比較小，結構緊湊，常用於比較狹（xiá）小的空間，如機床設（shè）備控製電路中，作電源引入開關或電（diàn）路功能轉換開關等。也可以用它來（lái）直接啟動或停止5千瓦以下小功（gōng）率電動機或使電（diàn）動機正反轉（zhuǎn），倒順等。照（zhào）明電路也常用它來控製。

轉換開關有單*、雙*和多*之分，在開關的上部裝有定（dìng）位機構（gòu），它能使觸頭處在一定的位置上（shàng）。額（é）定（dìng）持續電流（liú）有10、25、60、100A等多種。定位角有30°、45°、60°、90° 等幾種。

表1 轉換開關通斷表（biǎo）

轉換開關主要由手柄、轉軸、彈簧、凸輪、絕緣墊板、動（dòng）觸片、靜（jìng）觸片、接線柱和絕緣杆組成。它的動、靜觸點分別疊裝於數層絕緣座內，動觸點（diǎn）與方軸相連，每層的動觸點與方軸一起轉動，使動靜觸點接通（tōng）或斷開。之所以又稱為組合開關，是因為絕緣座的層數可（kě）以根據需要（yào）自由組合。在液位控製中，多用於“自動”和“手動”的轉換。

圖4是（shì）一款轉換開關的圖形和符號，表1是它在左旋和右旋兩個部位時8個（gè）開（kāi）關對應的通斷情況。

 

3）其（qí）他器件

繼（jì）電器、交流接觸器、各（gè）種按鈕開關、指（zhǐ）示燈等也都是常用器件，因為有太多的資料可以查詢，不再贅述。

 

2. 高位停低（dī）位開液位（wèi）控製電（diàn）路

水（shuǐ）塔（tǎ）供水係統（tǒng）就屬於這種情況，當液（yè）位降到設定下限水位時，啟動電動機-水泵機組，為水塔（tǎ）注水（shuǐ）；當液位達設定上限水（shuǐ）位時，電動（dòng）機-水泵機組停止運轉。

電原理圖如圖（tú）5所示。

電路具有手動和自動兩種工作方（fāng）式，依靠轉換開關SA完成切換。幹簧管液位控製器采用GSK-1或YW-67型（xíng），接線方式采用圖2（c）形式，其中SL1常（cháng）開，SL2常閉，分別為液位下限和上限幹簧管。

手動控製時的（de）工作過程：閉合三相開（kāi）關QF，電（diàn）路接通電源。右旋轉換開（kāi）關（guān）SA至手動（dòng）位置，觸點⑤—⑥接（jiē）通，①—②、③—④斷開（kāi）。按（àn）壓啟動按鈕SB1，交流接（jiē）觸器KM線圈得電，主開關KM閉合並自鎖，電動機-水泵機組運（yùn）轉，工（gōng）作（zuò）指示（shì）燈HL1亮起，表示水泵向水箱注水；人工觀察水箱注滿（mǎn）後，按壓停止（zhǐ）按（àn）鈕SB2，交流接觸器失線圈電，自（zì）鎖（suǒ）解除，主開關KM打開，電動（dòng）機停轉，停止指示燈HL2亮起，工（gōng）作指示燈HL1熄滅。

自動控製時的（de）工作（zuò）過程：閉合（hé）三相開關QF，電路接通電源。左旋轉（zhuǎn）換開關SA至（zhì）自動位（wèi）置，觸（chù）點⑤—⑥斷開，①—②、③—④接（jiē）通（tōng）。若浮子（液位）處在（zài）圖（tú）2（b）位（wèi）置，磁（cí）環遠離幹簧管，電路（lù）不工作，停機指示燈HL2亮起。當液位下降到液位（wèi）h1時，磁環磁場使幹簧管SL1閉（bì）合,繼電器KA線圈得電並自鎖，交流（liú）接觸器KM線圈得電，主開關KM導通，電動（dòng）機-水泵機組（zǔ）啟動注水，同時工作指示燈HL1亮起，停止指示燈HL2熄滅。注水過程（chéng）中，即使浮子上升、下限幹簧管SL1打開，由於繼電器KA的自鎖作用，機組繼續運行。當液（yè）位上升到上限液位h2時，在磁環磁場作用（yòng）下，幹簧管液位控製器常閉開關（guān）SL2打開（kāi），繼電器KA線圈（quān）失電複位，2個（gè）動合開關打開，交流接觸器（qì）KM線（xiàn）圈失電，主開關KM打開，電動機-水泵機組停機，注（zhù）水結束（shù），同時工作指示燈HL1熄滅（miè），停（tíng）止指示燈HL2亮起。

電鈴HA作為運行中出現（xiàn）因故障而（ér）停機（jī）報（bào）警使用。電鈴HA報警時，停機指示燈HL2同時亮起，通知排除故障。

在任何情況下出現故障，按壓停止按鈕SB2，都能及時停機，故SB2又稱急停按鈕。

FR為熱保護繼電器，當電動機因過載（zǎi）而過熱時，自動（dòng）切斷控（kòng）製電路電源停機。

控製電路工作在線電壓（380V）狀態（tài）下，安裝時務（wù）必注意良好的絕緣工（gōng）藝，尤其是幹簧管（guǎn）液位控製器（qì）置於液體中，更要小心，謹防漏電。考慮到安全（quán）問題，可在電路的×處斷（duàn）開後（hòu）接入一個雙線圈降壓變壓器（100W足夠），為控製電路（lù）低壓供電，當然，控製電路的所有（yǒu）元器件的額定工作電壓要相應改變。

 

3. 高（gāo）位開低位停液位控製電路

隻需對幹簧（huáng）管（guǎn）液（yè）位控製器的接法稍加改造如圖（tú）2（d），上述電路即可改造（zào）為高液位排水、低液（yè）位停機電路，可用於積水排澇、排汙等自動控製，如圖6所示。

手動控製時的工作過程：閉合三相開關QF，電（diàn）路接通電源。右旋轉換（huàn）開關SA至手動位置，觸點⑤—⑥接通，①—②、③—④斷開。按壓啟動按鈕SB1，交流接觸器KM線（xiàn）圈得電，主開（kāi）關KM閉合並自鎖（suǒ），電動機-水泵機組運轉，工（gōng）作指示（shì）燈HL1亮起，表示水泵為（wéi）水箱排水；人工觀察水箱到合適水位時後，按壓停（tíng）止按（àn）鈕SB2，交流接觸器線圈失電，主開關KM打開，電動機停轉，停止指示燈HL2亮起，工作指示燈（dēng）HL1熄滅。

自動（dòng）控製時的工作過程：閉合三（sān）相開關QF，電路接通電源。左旋轉換開關SA至自動位置，觸點⑤—⑥斷開，①—②、③—④接通。若浮子（液位（wèi））處在圖2（b）位置，因磁（cí）環遠離（lí）幹（gàn）簧管，電路不（bú）工作，停機指（zhǐ）示燈HL2亮起（qǐ）。當浮子上升到上限液位h2時，磁環磁場使幹簧（huáng）管SL2閉合,繼電器KA線圈得電並自鎖（suǒ），交流接觸器KM線圈得電，主開關KM導通，電動機-水泵機組啟動排水，同時工作指示燈HL1亮（liàng）起，停止指示（shì）燈HL2熄滅。排水過（guò）程中，即使浮子下降、上限幹簧管SL2打開，由於繼電器KA的自鎖作用，機組繼續運行。當浮子下降到（dào）下（xià）限（xiàn）液位h1時，在磁環磁場作用下，幹簧（huáng）管液（yè）位控製器常閉（bì）開關SL1打開，繼電器KA線（xiàn）圈失電，所（suǒ）有（yǒu）開關KA打開，交流接觸器KM線圈失電，主開關KM打（dǎ）開，電動（dòng）機-水泵機（jī）組（zǔ）停機，排水結（jié）束，同時工作指示燈HL1熄滅（miè），停止（zhǐ）指示燈HL2亮起。