电极式液位传感器的工作原理基于液体的导电性和电路的通断控制，通过检测电极与液体接触时的电流变化来判断液位高度。以下是其详细工作原理：

1. 基本工作原理

  • 导电介质要求：液体必须具有一定的导电性（如自来水、酸碱溶液、污水等），纯水、油类等绝缘液体无法使用。

  • 电极接触检测：

    • 当液位上升至接触电极时，液体作为导体连通电极与参考地（或另一电极），形成闭合电路。

    • 当液位下降脱离电极时，电路断开。

  • 信号输出：电路的通断状态转换为开关信号（如高/低电平、继电器动作），触发控制或报警。

2. 典型电路实现

单点液位检测（以双电极为例）

  • 组成：两根电极（探测电极 + 参考电极）和液体共同构成回路。

  • 工作流程：

    1. 探测电极安装在待测液位高度，参考电极置于容器底部（或接地）。

    2. 液位未到达时，电极间绝缘，电路断开，输出“无水”信号。

    3. 液位接触探测电极时，电流通过液体导通，输出“有水”信号。

多点液位检测（多电极组合）

  • 多个电极安装在不同高度，通过逻辑电路判断液位区间（如低、中、高）。

3. 信号处理方式

  • 交流驱动：常用低压交流电（如5-24V AC）避免电极电解腐蚀（直流电会导致离子迁移，加速电极损耗）。

  • 电流检测：通过测量电极间微小电流（μA级）判断导通状态，配合比较器或PLC输入模块处理信号。

4. 关键影响因素

  • 液体电导率：电导率越低，所需检测灵敏度越高（如强酸碱溶液易检测，弱导电液体需调整阈值）。

  • 电极材质：需耐腐蚀（如316不锈钢、钛、镀铂电极）。

  • 干扰排除：气泡、泡沫或沉积物可能导致误判，需设计防误触发电极（如倾斜安装、高频信号滤波）。

5. 示意图示例

text

复制

下载

  +---------------+
  |               |
  |   [电极A]-----|----- 检测电路
  |               |       (输出信号)
  |  液体表面 → --|--
  |               |
  |   [电极B]-----|----- 参考地
  +---------------+

（当液面接触电极A时，A-B通过液体导通，电路输出变化。）

6. 优缺点总结

  • 优点：结构简单、响应快、成本低、适用于恶劣环境（高温/高压）。

  • 缺点：仅限导电液体、需定期维护（清洁电极）、无法连续精确测量。

扩展应用

  • 干簧管+浮球式：非接触式电极变种，通过磁性浮球触发干簧管通断。

  • 电容式液位传感器：适用于非导电液体，但原理不同。