對于液體的液位控制，應(yīng)用非常廣泛,，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)開口或密閉儲罐,，基本上涉及到此類容器內(nèi)部液體介質(zhì)了儲存與使用,，都需要進行必要的液體液位控制。其中被測介質(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,。對于液位的控制,，一般是基于兩個方面的要求：其一是液位低于一定限度時，啟動電動機-水泵機組,，使液體能得到及時的補充,，比如水塔。其二是液位高于或達到一定限度時,，啟動電動機-水泵機組,，將液體及時排出，比如地道橋積水或污水池等,。液位控制技術(shù)對于生產(chǎn)生活來說都非常重要,，一些重要的生產(chǎn)現(xiàn)場不僅關(guān)系到生產(chǎn)效率的提高，甚至對于人身安全來說都有著凡同一般的意義。
 
　　　要做到液位的控制,，首要解決的問題就是液位信號的獲取,，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)換為電信號后進而驅(qū)動執(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,。
利用干簧管進行工作的磁浮球液位開關(guān)是生產(chǎn)生活中常見的液位測量與控制儀表,，其控制方式也有兩種方式，一種是直接通過設(shè)定好高度位置之后,，通過開關(guān)量信號進行控制,；另一種是將整個高度設(shè)為100%，通過4-20mA的模擬量信號輸出,，在外部加裝液位控制二次表進行設(shè)定所需的高度,。
 
　　本文介紹干簧管液位控制電路（亦稱浮球液位開關(guān)）。
　　1.元器件介紹
　　1)磁浮球液位干簧管開關(guān)和干簧管液位控制器(SL)
干簧管開關(guān)：由一組或幾組導(dǎo)磁金屬封裝在充有惰性氣體的玻璃管中組成的元件,，每組既能導(dǎo)磁又能導(dǎo)電,，起開關(guān)電路和磁路的雙重作用，如圖1,。對于常開型：當(dāng)干簧管在外加磁場或電磁場的作用時,，干簧管中的兩根分別被磁化，在兩根接近的地方產(chǎn)生異性磁極而吸引,，兩根相接觸使電路導(dǎo)通,。反過來，當(dāng)磁場取消時,，依靠本身的彈性力恢復(fù)原狀,，兩分離，電路斷開,，這樣便完成了一個開關(guān)的作用,。常閉型干簧管原理可自行分析。干簧開關(guān)有許多優(yōu)點：由于接點密閉在充滿惰性氣體的玻璃管中,，不易腐蝕,、氧化和污染，接點免于維護;接通或釋放的時間只有1～3 毫秒,，僅為電磁繼電器的1/5～1/10,，可以作為速動開關(guān)使用;由于接點部分使用了金,、鐒、鈀合金鍍層,，壽命長,，開關(guān)約為106～107 次,。干簧管液位控制器：見圖2,。由2 只或以上的干簧管開關(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，當(dāng)磁環(huán)浮動到干簧管外周時,，干簧管內(nèi)的開關(guān)受磁場作用或開或關(guān),，輸出一個液位信號，啟動控制電路動作,，終使電動機-水泵機組啟動或停止,，從而實現(xiàn)液位高低的改變。導(dǎo)管上部為接線盒,，內(nèi)設(shè)接線端子,，下部密封。導(dǎo)管的長度可以調(diào)節(jié),，使用時垂直于液面固定,。

 
　　2)轉(zhuǎn)換開關(guān)(SA)
　　又稱組合開關(guān)。它是刀開關(guān)的另一種結(jié)構(gòu)形式,，是一種多擋位,、多觸頭、能夠控制多個回路的手動電器,，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，如機床設(shè)備控制電路中,，作電源引入開關(guān)或電路功能轉(zhuǎn)換開關(guān)等,。也可以用它來直接啟動或停止5 千瓦以下小功率電動機或使電動機正反轉(zhuǎn)，倒順等,。照明電路也常用它來控制,。轉(zhuǎn)換開關(guān)有單極、雙極和多極之分,，在開關(guān)的上部裝有定位機構(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)換開關(guān)主要由手柄,、轉(zhuǎn)軸,、彈簧、凸輪,、絕緣墊板,、動觸片、靜觸片,、接線柱和絕緣桿組成,。它的動、靜觸點分別疊裝于數(shù)層絕緣座內(nèi),，動觸點與方軸相連,，每層的動觸點與方軸一起轉(zhuǎn)動，使動靜觸點接通或斷開,。之所以又稱為組合開關(guān),，是因為絕緣座的層數(shù)可以根據(jù)需要自由組合。在液位控制中,，多用于“自動”和“手動”的轉(zhuǎn)換,。
　　圖4 是一款轉(zhuǎn)換開關(guān)的圖形和符號，表1 是它在左旋和右旋兩個部位時8 個開關(guān)對應(yīng)的通斷情況,。
　　3)其他器件
　　繼電器,、交流接觸器、各種按鈕開關(guān),、指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.高位停低位開液位控制電路
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，啟動電動機-水泵機組,，為水塔注水;當(dāng)液位達設(shè)定上限水位時,，電動機-水泵機組停止運轉(zhuǎn),。

電原理圖如圖5 所示。

電路具有手動和自動兩種工作方式,，依靠轉(zhuǎn)換開關(guān)SA 完成切換,。干簧管液位控制器采用GSK-1 或YW-67 型，接線方式采用圖2(c)形式,，其中SL1 常開,，SL2 常閉，分別為液位下限和上限干簧管,。手動控制時的工作過程：閉合三相開關(guān)QF,，電路接通電源,。右旋轉(zhuǎn)換開關(guān)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 線圈得電,，主開關(guān)KM 閉合并自鎖,，電動機-水泵機組運轉(zhuǎn)，工作指示燈HL1 亮起,，表示水泵向水箱注水;人工觀察水箱注滿后,，按壓停止按鈕SB2，交流接觸器失線圈電,，自鎖解除,，主開關(guān)KM 打開，電動機停轉(zhuǎn),，停止指示燈HL2 亮起,，工作指示燈HL1 熄滅。

自動控制時的工作過程：閉合三相開關(guān)QF,，電路接通電源,。左旋轉(zhuǎn)換開關(guān)SA 至自動位置，觸點⑤—⑥斷開,，①—②,、③—④接通。若浮子(液位)處在圖2(b)位置,，磁環(huán)遠離干簧管,，電路不工作，停機指示燈HL2 亮起,。當(dāng)液位下降到液位hl 時,，磁環(huán)磁場使干簧管SL1 閉合,，繼電器KA 線圈得電并自鎖，交流接觸器KM 線圈得電,，主開關(guān)KM 導(dǎo)通,，電動機-水泵機組啟動注水，同時工作指示燈HL1亮起,，停止指示燈HL2 熄滅,。注水過程中，即使浮子上升,、下限干簧管SL1 打開,，由于繼電器KA 的自鎖作用，機組繼續(xù)運行,。當(dāng)液位上升到上限液位h2 時,，在磁環(huán)磁場作用下，干簧管液位控制器常閉開關(guān)SL2 打開,，繼電器KA 線圈失電復(fù)位,，2 個動合開關(guān)打開，交流接觸器KM 線圈失電,，主開關(guān)KM打開,，電動機-水泵機組停機，注水結(jié)束,，同時工作指示燈HL1 熄滅,，停止指示燈HL2 亮起。電鈴HA 作為運行中出現(xiàn)因故障而停機報警使用,。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(xiàn)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(dāng)電動機因過載而過熱時,，自動切斷控制電路電源停機,。
控制電路工作在線電壓(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]到安全問題,，可在電路的x 處斷開后接入一個雙線圈降壓變壓器(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.高位開低位停液位控制電路只需對干簧管浮球液位開關(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,、低液位停機電路，可用于積水排澇,、排污等自動控制,，如圖6 所示。手動控制時的工作過程：閉合三相開關(guān)QF,，電路接通電源,。右旋轉(zhuǎn)換開關(guān)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 線圈得電，主開關(guān)KM 閉合并自鎖,，電動機-水泵機組運轉(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后,，按壓停止按鈕SB2,，交流接觸器線圈失電，主開關(guān)KM 打開,，電動機停轉(zhuǎn),，停止指示燈HL2 亮起，工作指示燈HL1 熄滅,。自動控制時的工作過程：閉合三相開關(guān)QF,，電路接通電源。左旋轉(zhuǎn)換開關(guān)SA 至自動位置,，觸點⑤—⑥斷開,，①—②、③—④接通,。若浮子(液位)處在圖2(b)位置,，因磁環(huán)遠離干簧管，電路不工作,，停機指示燈HL2 亮起,。當(dāng)浮子上升到上限液位h2 時,，磁環(huán)磁場使干簧管SL2 閉合，繼電器KA 線圈得電并自鎖,，交流接觸器KM 線圈得電,，主開關(guān)KM 導(dǎo)通，電動機-水泵機組啟動排水,，同時工作指示燈HL1 亮起,，停止指示燈HL2 熄滅。排水過程中,，即使浮子下降,、上限干簧管SL2 打開，由于繼電器KA 的自鎖作用,，機組繼續(xù)運行,。當(dāng)浮子下降到下限液位hl 時，在磁環(huán)磁場作用下,，干簧管浮球液位控制器常閉開關(guān)SL1 打開,，繼電器KA 線圈失電，所有開關(guān)KA 打開,，交流接觸器KM 線圈失電,，主開關(guān)KM 打開，電動機-水泵機組停機,，排水結(jié)束,，同時工作指示燈HL1 熄滅，停止指示燈HL2 亮起,。