一种高稳定性液位开关的制作方法

本实用新型涉及液位开关设备领域，尤其涉及一种低故障率且适用范围广的高稳定性液位开关。

背景技术：

在化工、表面处理、纯水制备、污水处理等领域，经常需要对容器内的液位进行控制，常见的液位开关的种类及其实现原理如下：

(1)浮球式液位开关：其原理是利用浮子驱动开关内部的磁铁,是磁簧开关动作。

(2)电容式液位开关：可以安装在槽壁或管壁上，不与液体接触，利用所测位置有溶液和无溶液时电容的大小不同的原理实现液位检测的目的。

(3)电极式液位开关：是利用水是导体的性质进行工作的，将两个电极放入被测溶液中，当溶液没过两个电极时，两个电极导通。

一般的工业环境下，常用的液位开关已经能很好的实现液位监控的目的，但是在一些特定的场合，如在化工和电镀等领域，传统的某个具体种类的液位开关存在以下一个或多个缺点：

(1)故障率高

如浮球式液位开关，浮子容易卡住；在温度较高的溶液中，pp或pe材质的浮球式液位开关中防止浮球掉落的卡子还会掉落；由于水位不停的波动，开关的触点容易频繁动作而失效。

(2)调整不便

如浮球式液位开关，安装后如需调整，只能将其拿出，同时调整的精度也不高。电极式液位开关，在电极的长度剪断后，就不能进行调整了。

(3)环境适应性差

如电容式液位开关，对使用环境的要求较高，调整好以后，如果有水滴等沾到测量头附近的槽壁上，将导致他误动作。电极式液位开关如用在纯水和超纯水槽中，完全不起作用，因为纯水和超纯水的阻值非常大，如放在镀金等电镀槽，其表面会镀上一层金，在贵金属槽中，这种情况是不允许发生的。

(4)安全性不高

浮球式液位开关干簧开关的接线常常置于被测溶液中，而工业控制领域常用的控制电压为dc24v，也有直接使用ac220v的情况，一旦电线出现漏电情况，后果比较严重，存在比较大的安全隐患。

技术实现要素：

实用新型为解决现有的液位开关故障率高、环境适应性差的问题，所采用的技术方案是：一种高稳定性液位开关，其特征在于，包括：稳流管、浮筒、测量盒、底座、上极限片、下极限片、接触组件和电子电路板，所述浮筒设置于所述稳流管内，所述测量盒设置于所述稳流管上端，所述底座设置于所述测量盒内，所述上极限片、所述下极限片、所述接触组件、所述电子电路板均设置于所述底座上，所述浮筒与所述接触组件连接，且所述接触组件随所述浮筒升降而升降，随所述接触组件升降，所述接触组件碰触并连通所述上极限片和/或所述下极限片上的导通件。

进一步改进为，所述接触组件包括：弹性件和套管，所述套管套设于所述弹性件外，所述弹性件的一端设置于所述底座上，另一端设置于所述套管底端，且所述套管底端通过连接所述浮筒。

进一步改进为，所述浮筒为沉浸式浮筒，且所述沉浸式浮筒通过连接绳连接所述套管底端，且所述底座和所述测量盒上均设有用于穿过所述连接绳的测量孔。

进一步改进为，所述套管滑动设置于所述底座的槽孔内，且所述套管的两端具有外倒角。

进一步改进为，所述导通件为导电材质的弹性件。

进一步改进为，所述上极限片、所述下极限片分别设置于所述底座上的一轨道上。

进一步改进为，所述稳流管的上部设有连通所述稳流管内腔的排气孔。

进一步改进为，所述底座上设有液位尺。

进一步改进为，所述稳流管顶部设有支架，所述测量盒设置于所述支架上。

进一步改进为，所述稳流管和所述浮筒均采用非金属材质。

实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的液位开关中，采用浮筒带动接触组件升降的方式，且接触组件均位于液面之上，浮筒在稳流管内升降不会被卡住，而且能够适用于各种不同液体液位的检测，适用性广泛。

附图说明

下面结合附图和实施例对实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的液位开关结构示意图；

图2为本实用新型的浮筒及稳流管剖视图；

图3为本实用新型的液位开关内部结构示意图；

图4为本实用新型的另一实施例中液位开关内部结构示意图；

图5为本实用新型的接触组件结构示意图；

图6为本实用新型的底座剖视图。

具体实施方式

现在结合附图对实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明实用新型的基本结构，因此其仅显示与实用新型有关的构成。

在实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。

如图1至图3所示，实用新型提供了一种液位开关，包括：稳流管1、浮筒2、测量盒3、底座4、上极限片5、下极限片9、接触组件10和电子电路板，所述浮筒2设置于所述稳流管1内，并会随着本液位开关所处容器内液体液位的升降而升降，所述测量盒3设置于所述稳流管1上端，具体地，所述稳流管1顶端固定安装有一安装板6，所述测量盒3通过螺栓安装于所述安装板6上，所述底座4设置于所述测量盒3内，该底座4为不导电材质制成，所述上极限片5、所述下极限片9、所述接触组件10、所述电子电路板均设置于所述底座4上，所述接触组件10、所述上极限片5、所述下极限片9分别通过一导线与所述电子电路板电连接，所述浮筒2与所述接触组件10连接，且所述接触组件10随所述浮筒2升降而升降，随所述接触组件10升降，所述接触组件10碰触并连通所述上极限片5上的导通件51和/或所述下极限片9上的导通件91。其中，测量盒3由盒体和盖体连接而成。

本液位开关在工作时，随着液位下降，浮筒下降，进而带动接触组件下降，当上极限片和下极限片上的导通件均与所述接触组件连接时，电子电路被触发，并发送低液位信号到其它控制液位的设备或其它基于液位而产生相应动作的设备；随液位上升，浮筒上升，进而所述接触组件上升，所述下极限片上的导通件与接触组件分离，上极限片上的导通件与接触组件保持接触，此时，电子电路不再被触发，并不再发送低液位信号；液位继续上升，上极限片上的导通件持续与接触组件接触导通；当液位继续上升，上极限片上的导通件与接触组件脱离时，电子电路再次被触发，并发送高液位信号到其它控制液位的设备或其它基于液位而产生相应动作的设备。

本液位开关，通过稳流管、浮筒和接触组件结合来进行液位检测，较长的长柱形浮筒在稳流管内即使略微倾斜也能够自由升降而不会被卡住，故障率极低；而且，能够对各种液体的液位进行检测，适用性广泛。

如图4所示，进一步改进为，底座4上安装有液位尺200，便于量化调整上极限和下极限的工作，当要测的水深为500mm，弹簧的伸缩范围设计为50mm时，每毫米代表的实际水深为(500+50)/50＝11mm,粗调精度完全满足一般的控制要求的场合,如果需要精确控制，只需在相应的水位时调整相应的上、下极限片与套管导通即可。

同时，根据测量的不同需求，基础液位高度不同，导致套管高度不同，为了使得套管上用于标识基础液位的标志位(本实施例中，该标志位为套管最下沿)与液位尺上的基础液位保持一致，通常时需要调整套管上安装的配重或将套管截取相应长度，此种方式不仅繁琐，而且较易出现误差。本方案中，液位尺200上开设有腰型孔201，液位尺200通过穿过该腰型孔201的螺栓安装在底座4上，当因测量需求导致套管上用于标识基础液位的标志位与液位尺上的基础液位不一致时，只需调整液位尺的高度，使其基础液位线与套管上的标志位一直即可，方便、快捷，而且误差小。

如图5所示，进一步改进为，所述接触组件10包括：弹性件51和套管102，所述套管102套设于所述弹性件51外，所述弹性件51的一端设置于所述底座4上，另一端设置于所述套管102底端，且所述套管102底端通过连接所述浮筒2。具体地，弹性件可采用弹簧，且所述套管的长度长于弹簧在自由状态时的长度，具有使弹簧达到初始伸长量的作用。同时，弹簧相当于一个柱体，弹簧在伸缩时，其与套管内壁的接触时是上下相对滑动的，因此十分顺畅，不会有任何的卡顿。

如图6所示，进一步改进为，所述底座4上开设有一个上下设置的槽孔41，且槽孔41侧面开设有开口411，导通件51(91)通过该开口411部分伸入槽孔41，使得导通件51(91)能够与所述套管102相接触，所述套管102滑动设置于所述底座4的槽孔41内，且所述套管102的两端具有外倒角1021，通过该倒角设计，使得套管在槽孔内上下升降时更加顺畅，不仅避免其卡在槽孔内，而且当套管受浮筒影响而发生倾斜时，倒角的设计大大降低了两者滑动时的相对作用力，避免了此作用力对本液位开关的液位检测造成影响。

进一步改进为，所述浮筒2为沉浸式浮筒，且所述沉浸式浮筒通过连接绳8连接所述套管102底端，且所述底座4和所述测量盒3上均设有用于穿过所述连接绳的测量孔7，其中，所述槽孔41的底端为测量孔7，槽孔41直径大于测量孔7直径，因此，当因液位下降导致套管102下降时，套管102底端会抵在槽孔41底端，进而使得本套管能够限制弹性件的最大伸长量，避免了由于液位过低，弹性件被拉伸超过其最大拉伸长度导致其。本液位开关在使用过程中，沉浸式浮筒的重力始终大于其所受到的浮力。本开关通过沉浸式浮筒，采用沉浸式的检测原理，还避免了水面波动和液体蒸汽对测量结果的影响，具有检测稳定性高的优点。

进一步改进为，所述导通件51(91)为导电材质的弹性件，有效的减少了与套管接触时作用在套管上的作用力，同时增加了多方向的运动的自由度，既保证了导电的可靠性，又有效的减少了套管内弹性件上下伸缩时被卡住的可能性。在本实施例中，导通件51(91)采用弹簧，且弹簧一端部分穿过开口411伸入槽孔41内。

如图3或图4所示，进一步改进为，所述上极限片5、所述下极限片9分别设置于所述底座4上的一轨道42上，具体地，轨道42固定安装在底座4上的相应的槽内。轨道42可为金属轨道，上极限片5、下极限片9分别可上下滑动地安装在轨道42上，同时，通过螺栓将上极限片5、下极限片9固定在轨道42的某一处。通过轨道可根据实际需要调整上极限片和下极限片的位置，以适应不同液位高度触发需求。

因本开关所使用的环境通常会有腐蚀性气体，而通过测量孔7进入到测量盒内的腐蚀性气体会俯视电路板及金属器件，为解决这一问题，如图1所示，本液位开关的进一步改进为，所述稳流管1顶部设有支架100，所述测量盒3设置于所述支架100上，所述支架100上设有穿过连接绳的孔。支架100的至少一侧为开放式，这样，连接绳从稳流管上的测量孔穿出后，经支架后进入到测量盒，从稳流管上的测量孔逸出的大量腐蚀性气体会直接逸散到空气中，这样便大大减少了进入到测量盒内的腐蚀性气体量，延长了本液位开关的使用寿命，降低大量维护成本。在另一实施例中，为实现上述目的，支架100采用中空结构，支架100的侧壁开设有至少一个与外界空气连通的通孔。

进一步改进为，所述测量孔7直径为0.2mm-5mm。为了避免稳流管内的水蒸气通过测量孔大量进入到测量盒内，本技术方案中的测量孔通常以能够穿过连接绳为宜，不宜直径过大，在实际使用过程中根据连接绳直径不同，测量孔的直径通常在0.2mm-5mm之内。

如图1所示，进一步改进为，所述稳流管1的上部设有连通所述稳流管1内腔的排气孔11。为了使本液位开关使用时，防止产生气穴而使测量不准，稳流管内的液体液位变化更加稳定，且与外界液位同步变化，本技术方案中，在稳流管的上部开设有排气孔，一般液位上升时通过该排气孔排气，液位下降时通过该排气孔吸入气体，用以确保稳流管内外的液体液位实时同步变化，始终保持一致。

进一步改进为，所述排气孔11至少为一个。具体地，为避免液位变化较为迅速时，单个进气孔排气较慢，造成稳流管内液位变化相对稳流管外的液位变化较为迟滞，造成液位开关的实时测量结果不准确，本技术方案中将排气孔设置为两个，以避免上述问题的发生。

进一步改进为，所述两个所述排气孔11之间具有高度差。为了避免液位高于排气孔而导致无法向稳流管外排气，造成液位测量失准，本技术方案中的两个排气孔中，其中一个排气孔的开设位置靠近安装板，即稳流管的最顶端，而另一个排气孔的位置要低些。

本液位开关在运输过程中，浮筒晃动幅度太大会导致连接绳被拉断，为了避免这一问题的发生，本液位开关的进一步改进为，所述稳流管1的下端设有固定孔12。在本液位开关在运输过程中或不使用时，可取一螺栓固定在固定孔12上，将浮筒(沉浸式浮筒)2向上托起，使得连接绳保持放松状态，从而避免了上述问题的发生。

如图1所示，进一步改进为，所述稳流管1下端还设有一进水孔13。用以使的所测液体液位上升时，稳流管1内的进水更加顺畅。

进一步改进为，所述稳流管1和所述沉浸式浮筒2均采用非金属材质。在化工或电镀行业所用的液位开关测量的液体通常为具有一定腐蚀性的液体，为了使得本液位开关能够适用于包括腐蚀性液体在内的不同液体液位的测量，本技术方案中的稳流管和浮筒均采用了非金属材质。

本液位开关中，稳流管1与测量盒3采用可拆卸的连接方式连接，这样，在运输过程中，可将稳流管与测量盒拆分开，以便于运输。

本液位开关中，电路板安装在底座4上的安装槽内，且为了避免其被腐蚀性气体腐蚀，电路板需用密封材料密封于安装槽内。同时，底座采用绝缘和耐腐蚀的材料，如电木板、pp等。

进一步地，本技术方案中的上极限片和下极限片均可替换为微动开关或接近开关。随液位变化，浮筒触发相应位置开关，进而实现液位的判断。

以上述依据实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。