液位傳感器有哪幾種？它們有什么區別？
液位傳感器在市場上已廣泛應用多年，涵蓋食品與飲料、工業、醫療、印刷、農業、汽車及白色家電等多個行業，用于泄漏檢測或液位測量。那么，液位傳感器到底是什么呢？在本文中，我們將介紹幾種常見的液位傳感器（也稱為液位開關），以及它們的特點和不同之處。
什么是液位傳感器？（What is a Level Sensor?）
液位傳感器是一種用于測量容器中液體或流體液位高度的設備。它們能夠測量水箱中的水位、儲罐中的油或燃料，或化工容器中的液體水平。這些傳感器有多種類型，可以通過不同的方式來測量液體的液位。這些液位傳感器或液位開關，既可以用來監控系統中的液位變化，也可以在液位過高或過低時觸發報警或自動關閉閥門。
液位測量方法的種類（Types of Level Measurement Methods）
為什么客戶會選擇某種液位傳感器技術而非其他技術？有時，設備制造商可能會對液位傳感器技術的多樣性和智能化感到驚訝。液位傳感器種類繁多，常見的幾種技術包括：
光學液位傳感器（Optical Level Sensors）
光學液位傳感器是單點液位傳感器，利用光源和探測器來監測液體的液位。
優點：緊湊、無活動部件、耐高壓和高溫、小巧、能檢測微量液體、兼容性強。適用于攪拌罐等小型配置。
缺點：具有侵入性，必須與液體接觸；需要電源支持，某些粘稠物質可能導致棱鏡上積累涂層。（注釋：“具有侵入性”是指液位傳感器的工作原理或結構需要與被測液體或物質直接接觸，且可能受到液體特性，如溫度、腐蝕性、粘度的影響。）
應用：適用于液位測量、防止干運轉和溢出保護、泄漏檢測等，能夠指示液體的存在。
這類傳感技術有許多專業術語，如光學棱鏡、電光學、單點光學和光學液位開關。在此應用中，我們使用“光學液位開關”這一術語。其工作原理簡單，通常由LED和光電晶體管構成。當傳感器尖端處于空氣中時，光線被反射回探測器；而當傳感器接觸液體時，光線發生折射，導致探測器接收到的光能減少。這種固態設備非常適合用于各種點液位檢測應用，尤其是在可靠性要求高的場合。光學液位開關廣泛應用于不同尺寸的罐體中的高、低或中間液位檢測，并且適用于泄漏檢測，以避免發生昂貴的損壞。
振動液位傳感器－音叉式（Vibrating Level Sensors – Tuning Forks）
音叉式振動液位傳感器是接觸式傳感器，通過振動元件的頻率變化來檢測液位變化。
優點：緊湊、成本效益高。
缺點：具有侵入性，使用次數有限。
應用：適用于液體、粉末及細顆粒固體的液位控制，廣泛應用于采礦、化工、食品和飲料等行業。
音叉式傳感器非常適合用于固體和液體的液位控制，尤其適用于粘性材料、泡沫、粉末和細顆粒固體。然而，這種傳感器的應用類型通常限于“過充”或“干運轉”監測，而不適合進行連續過程測量。它們可以與其他連續液位檢測系統結合使用，作為超填充和泄漏報警點。
超聲波液位傳感器（Ultrasonic Level Sensors）
超聲波液位傳感器是非接觸式傳感器，通過測量液體表面的距離來確定液位。
優點：無活動部件、緊湊、可靠、不受介質性質影響。
缺點：價格較高、具有侵入性、性能可能受到環境因素的影響。傳感器附近通常會有死區。
應用：適用于非接觸式應用，尤其適合高粘度和大宗固體物料的液位測量，也適用于需要遠程監控的系統。
超聲波液位傳感器通過發射高頻聲波并計算聲波反射回傳感器所需的時間，來測量液位。聲波反射時間與液體表面距離傳感器的距離成正比。由于環境中的湍流、泡沫或溫度變化等因素，傳感器反應時間可能會受到影響，因此安裝位置非常關鍵。
浮球開關（Float Switches）
浮球開關是接觸式傳感器，通過浮球的升降來測量液體的液位。
優點：無需電源、直接指示、成本相對較低、提供多種輸出選項。
缺點：具有侵入性、帶有活動部件、體積較大，浮球必須接觸到足夠的液體才能工作，不能用于波動較大的液體。
應用：廣泛用于水、油、液壓液體和化學品的罐體液位檢測。
浮球液位開關是一種非常經濟且成熟的水位檢測技術。其工作原理是通過浮球內的磁鐵和外部磁性簧片開關的相互作用，隨液位變化而開關控制。常見的安裝方式有水平/側面安裝和垂直安裝，具體取決于罐體或容器的設計。
電容液位傳感器（Capacitance Level Sensors）
電容液位傳感器通過測量兩個電極之間的電容變化來檢測液位。
優點：固態、可以非接觸式、緊湊、精確、可提供可變液位測量。
缺點：可能需要校準、僅適用于某些液體。
應用：廣泛應用于化工、食品、水處理、電力和釀酒等行業的液位監測。
電容液位傳感器適用于各種固體、液體和混合物質。它們提供接觸式和非接觸式配置，某些版本可以安裝在容器外部。選擇時需要注意，不是所有電容傳感器都適用于所有類型的材料或罐體。由于該技術基于接觸，液體附著在探頭上可能會影響傳感器的可靠性。
雷達液位傳感器（Radar Level Sensors）
雷達液位傳感器是非接觸式傳感器，通過雷達技術測量液體的液位。
優點：非常精確、無需校準、提供多種輸出選項。
缺點：昂貴、可能受到環境影響、檢測范圍有限。
應用：適用于潮濕、蒸汽和塵土飛揚的環境，特別是溫度變化較大的系統。
雷達傳感器通過發射微波信號并測量信號反射回傳感器的時間來工作。通過計算返回信號的時間，能夠確定液位。雷達技術能夠提供非常精確的液位信息，且可以補償容器內的固定結構。它們在泡沫和粘性物質中表現優異。
電導液位傳感器（Conductivity Level Sensors）
電導液位傳感器是接觸式傳感器，通過液體的電導率變化來檢測液位。
優點：無活動部件、易于使用、成本較低。
缺點：具有侵入性、液體必須具備一定導電性，探頭可能會腐蝕。
應用：適用于鍋爐水、試劑監測和高度腐蝕性液體的液位檢測。
電導傳感器用于檢測導電液體（如水和高度腐蝕性液體）的液位。其由長探頭和較短的探頭組成，長探頭用于傳輸低電壓，而短探頭的尖端位于開關點。當液體接觸兩個探頭時，電流會流過它們，從而激活開關。由于低電壓和電流的使用，相對較為安全。它們也易于安裝和使用，但需要定期檢查探頭，防止積垢影響性能。
液位測量方法的不同之處（Differences in Level Measurement Methods）
這些傳感器的主要區別在于它們檢測液位的方式。超聲波和雷達傳感器屬于非接觸技術，意味著它們不與被測液體直接接觸。而光學、浮球開關和電導液位傳感器則是接觸式傳感器，需要傳感器與液體直接接觸。
