CN103745880B - 一种液位检测开关系统 - Google Patents

Abstract

一种具有液位记忆、结构简单、制作简单、成本低廉以及使用方便的液位检测开关系统。技术方案是：其特征是它由接线盒(1)、固定法兰盘(2)、上止档块(3)、浮球(4)、液位记忆开关(5)、管体(6)、和下止档块(7)组成，其中接线盒(1)通过螺纹和固定法兰盘(2)连接，固定法兰盘(2)焊接在管体(6)上，接线盒(1)和管体(6)之间有线缆通道，上止档块(3)和下止档块(7)焊接在管体(6)上，浮球(4)内含永久磁铁，浮球(4)贯穿管体(6)并且可以自由滑动，液位记忆开关(5)集成在一个电路板上，并根据要求固定在管体(6)内，管体(6)内用环氧树脂密封绝缘。

Description

一种液位检测开关系统

技术领域

本发明涉及液位检测开关装置领域，尤其是一种具有液位记忆、结构简单、制作简单、成本低廉以及使用方便的液位检测开关系统。

背景技术

浮球式液位开关专门用于各种中小型常压或受压储液罐的液位检测、现场指示信号远传、液位报警，可用于各种卫生、有毒、腐蚀性介质及爆炸气体危险场所。有多种安装形式，适用于各种形式的容器。浮球式液位开关适用于控制泵运转来维持液位；控制罐的自动装卸；控制液位或供给信号，如油箱、自动清洗系统、液压罐、低压锅炉、污水处理系统等。

如果同一系统有多个液位需要检测，一般采用多点不锈钢浮球开关，它最多可以提供4个开关点，可用于PLC或SCADA远程设备检控，其典型应用在高温或高压过程罐并且需要防爆认证的环境。

现在市场上的多点不锈钢浮球开关由多个内含磁铁的浮球和多组磁簧开关组成，浮球通过卡环限制在一个较小的范围内上下移动，控制液位开关的接通和断开。浮球数量多，卡环较多，结构较复杂，而且一旦卡环松动，整个开关就不能正常工作。制作时卡环位置要和磁簧开关的位置严格对应，否则生产的产品是不合格的。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有液位记忆、结构简单、制作简单、成本低廉以及使用方便的液位检测开关系统。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种液位检测开关系统，其特征是它由接线盒(1)、固定法兰盘(2)、上止档块(3)、浮球(4)、液位记忆开关(5)、管体(6)、和下止档块(7)组成，其中接线盒(1)通过螺纹和固定法兰盘(2)连接，固定法兰盘(2)焊接在管体(6)上，接线盒(1)和管体(6)之间有线缆通道，上止档块(3)和下止档块(7)焊接在管体(6)上，浮球(4)内含永久磁铁，浮球(4)贯穿管体(6)并且可以自由滑动，液位记忆开关(5)集成在一个电路板上，并根据要求固定在管体(6)内，管体(6)内用环氧树脂密封绝缘；

其中所述的液位记忆开关(5)由矩形永久磁铁和磁簧开关组成，且矩形永久磁铁的侧面与磁簧开关的感应面应平行放置，矩形永久磁铁和磁簧开关的其距离应满足矩形永久磁铁在磁簧开关处的磁场强度应大于磁簧开关的断开值且小于吸合值，所述液位记忆开关(5)的磁簧开关通过导线与接线盒(1)连接。

所述的浮球(4)内由三块单极性永久磁铁均匀分布，其中所述单极性永久磁铁的N极指向球心。

所述的电路板为装有接线端子排的印刷电路板，采集动作部件输出信号并将之转换成串口数据信号。

所述的具有方向记忆的动作部件有两种动作方向，其一，浮球上升时动作部件动作闭合，继续上升保持闭合状态；浮球下降时动作部件断开，继续下降保持断开状态。其二，浮球上升时动作部件断开，继续上升保持断开状态；浮球下降时动作部件动作闭合，继续下降时保持闭合。

本发明有益的效果是：本发明所述的磁性接近开关主要由它由一个移动的内含永久磁铁的浮球、一个约束浮球运动轨迹的空心密闭圆柱和至少二个具有方向记忆的动作部件、装有接线端子排的印刷电路板和上、下止档块所组成。

在密闭的管内，设计安装至少一个以上带方向记忆的动作部件，该密闭的管贯穿一个中空而且内部装有单极性磁铁的浮球，利用高位止档块和低位止档块限制浮球的上下浮动范围。利用浮球内的单极性磁铁和安装在管内相关位置的矩形永久磁铁共同作用，使安装在管内相关位置的磁簧开关的触点断开或吸合，并且在浮球滑动过去之后能记忆浮球是上升还是下降，用作液位的指示和控制。

本发明利用多个静止的矩形永久磁铁和一个运动的单极性磁铁的合成磁场的变化引起磁簧开关动作的方法，实现一个浮球开关完成多个液位点的检测，每个检测点都具有液位高低转换的记忆，是一种具有液位记忆、结构简单、制作简单、成本降低、使用方便的液位检测开关系统。

结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是根据本发明的实施例1的一个单个液位检测的浮球开关的结构示意图。

图2是图1中磁簧开关磁化效果原理图。

图3是根据本发明的实施例2的一个高低液位检测的浮球开关的结构示意图。

图4是根据本发明实施例3的一个N个液位检测的浮球开关的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

图1中，一种单浮球液位检测开关系统，由接线盒1、固定法兰盘2、上止档块3、浮球4、液位记忆开关5、管体6和下止档块7组成，其中接线盒1通过螺纹和固定法兰盘2连接，固定法兰盘2焊接在管体6上，接线盒1和管体6之间有线缆通道，上止档块3和下止档块7焊接在管体6上，浮球4内含永久磁铁，浮球4贯穿管体6，并且可以自由滑动。液位记忆开关5集成在一个电路板上，并根据要求固定在管体6内，管体6内用环氧树脂密封绝缘。

液位记忆开关5由矩形永久磁铁和磁簧开关组成，且矩形永久磁铁的侧面与磁簧开关的感应面应平行放置，矩形永久磁铁和磁簧开关的其距离应满足矩形永久磁铁在磁簧开关处的磁场强度应大于磁簧开关的断开值且小于吸合值，所述液位记忆开关5的磁簧开关通过导线与接线盒1连接。

工作原理是：由于在液位记忆开关5中的电路板上用环氧树脂粘贴上一个矩形永久磁铁，同时电路板上焊接着一个磁簧开关，磁簧开关的两极感应面预先分别被矩形永久磁铁的两极磁化，磁化的结果如图2所示，其中靠近矩形永久磁铁的N极的一端被磁化成S极，靠近矩形永久磁铁的S极的一端被磁化成N极，但是两级感应面磁场强度处于欠饱和状态，磁簧开关处于断开状态。当浮球4开关从较高的液位从上到下运动时，浮球4内的磁铁N极工作面逐步加强对磁簧开关的磁极感应面a的磁化，此时磁化的趋势与矩形永久磁铁对磁簧开关的磁化趋势一致，随着浮球4逐步靠近液位记忆开关5，磁簧开关达到饱和状态，磁簧开关触点吸合；当浮球4在液位记忆开关5处时，此时浮球4内磁铁对磁簧开关的影响最强，磁簧开关继续吸合；当浮球4经过液位记忆开关5后继续向下移动时，浮球4内磁铁的N极工作面逐步加强对液位记忆开关5中磁簧开关的磁极感应面b的磁化，随着浮球4逐步远离液位记忆开关5，液位记忆开关5中的磁簧开关达到欠饱和状态，但由于磁簧开关的磁滞徊特性，液位记忆开关5中的磁簧开关没有达到断开值，触点仍然保持吸合，直到浮球4运动到下止档块7。

当浮球4从下止档块7处向上移动时，浮球4内磁铁N极工作面逐步加强对液位记忆开关5中的磁簧开关的磁极感应面的磁化，此时磁化的趋势与液位记忆开关5中的矩形永久磁铁对磁簧开关的磁化趋势相反，随着浮球4逐步靠近液位记忆开关5，磁簧开关达到断开值，磁簧开关触点断开；当浮球4在液位记忆开关5中心处时，此时浮球4中磁铁对磁簧开关的影响最强，磁簧开关继续断开；当浮球4经过液位记忆开关5继续沿着向上移动时，液位记忆开关5中磁铁的N极工作面逐步加强对磁簧开关中的磁极感应面a的磁化，此时磁化的趋势与液位记忆开关5中矩形永久磁铁对磁簧开关的磁化趋势相同，随着浮球4逐步远离液位记忆开关5，液位记忆开关5中的磁簧开关达到达到欠饱和状态，但仍然没有达到吸合值，液位记忆开关5中磁簧开关保持断开状态，直到浮球4继续向上运动，浮球4内磁铁对液位记忆开关5的磁影响为零。

实施例2

参照图3，本发明的一种单浮球高低液位检测开关由接线盒1、固定法兰盘2、上止档块3、浮球4、高液位记忆开关5、管体6、低液位记忆开关5和下止档块7组成，其中接线盒1通过螺纹和固定法兰盘2连接，固定法兰盘2焊接在管体6上，接线盒1和管体6之间有线缆通道，上止档块3和下止档块7焊接在管体6上，浮球4内含永久磁铁，浮球4贯穿管体6，并且可以自由滑动。高液位记忆开关5和低液位记忆开关5分别集成在一个电路板上，并根据要求固定在管体6内，管体6内用环氧树脂密封绝缘。

工作原理是：由于在低液位记忆开关5中的电路板上用环氧树脂粘贴上一个矩形永久磁铁，同时电路板上焊接着一个磁簧开关，磁簧开关的两极感应面预先分别被矩形永久磁铁的两极磁化，磁化的结果如图2所示，其中靠近矩形永久磁铁的N极的一端被磁化成S极，靠近矩形永久磁铁的S极的一端被磁化成N极，但是两级感应面磁场强度处于欠饱和状态，磁簧开关处于断开状态。当浮球4开关从较高的液位从上到下运动时，浮球4内的磁铁N极工作面逐步加强对磁簧开关的磁极感应面a的磁化，此时磁化的趋势与矩形永久磁铁对磁簧开关的磁化趋势一致，随着浮球4逐步靠近低液位记忆开关5，磁簧开关达到饱和状态，磁簧开关触点吸合；当浮球4在低液位记忆开关5处时，此时浮球4内磁铁对磁簧开关的影响最强，磁簧开关继续吸合；当浮球4经过低液位记忆开关5后继续向下移动时，浮球4内磁铁的N极工作面逐步加强对低液位记忆开关5中磁簧开关的磁极感应面b的磁化，此时磁化的趋势与低液位记忆开关5中的矩形永久磁铁对磁簧开关的磁化趋势相反，随着浮球4逐步远离低液位记忆开关5，低液位记忆开关5中的磁簧开关达到欠饱和状态，但由于磁簧开关的磁滞徊特性，低液位记忆开关5中的磁簧开关没有达到断开值，触点仍然保持吸合，直到浮球4运动到下止档块7。

当浮球4从下止档块7处向上移动时，浮球4内磁铁N极工作面逐步加强对低液位记忆开关5中的磁簧开关的磁极感应面b的磁化，此时磁化的趋势与低液位记忆开关5中的矩形永久磁铁对磁簧开关的磁化趋势相反，随着浮球4逐步靠近低液位记忆开关5，磁簧开关达到断开值，磁簧开关触点断开；当浮球4在低液位记忆开关5中心处时，此时浮球4中磁铁对磁簧开关的影响最强，磁簧开关继续断开；当浮球4经过低液位记忆开关5继续沿着向上移动时，低液位记忆开关5中磁铁的N极工作面逐步加强对磁簧开关中的磁极感应b的磁化，此时磁化的趋势与低液位记忆开关5中矩形永久磁铁对磁簧开关的磁化趋势相同，随着浮球4逐步远离低液位记忆开关7，低液位记忆开关5中的磁簧开关达到达到欠饱和状态，但仍然没有达到吸合值，低液位记忆开关5中磁簧开关保持断开状态，直到浮球4继续向上运动，浮球4内磁铁对低液位记忆开关5的磁影响为零。

高液位记忆开关5的工作变化状态是浮球高过高液位记忆开关5时，记忆开关状态吸合，浮球低于高液位记忆开关5时，记忆开关断开。与低液位记忆开关5的工作变换状态是正好相反。

实施例3

图4中，本发明的一种单浮球N个液位检测开关由接线盒1、固定法兰盘2、上止档块3、浮球4、液位一记忆开关5、管体6、下止档块7和液位二记忆开关5、液位三记忆开关5…液位N记忆开关5组成。其中接线盒1通过螺纹和固定法兰盘2连接，固定法兰盘2焊接在管体6上，接线盒1和管体6之间有线缆通道，上止档块3和下止档块7焊接在管体6上，浮球4内含永久磁铁，浮球4贯穿管体6，并且可以自由滑动。液位一记忆开关5、液位二记忆开关5、液位三记忆开关5、…液位N记忆开关5分别集成在一个电路板上，并根据要求固定在管体6内，管体6内用环氧树脂密封绝缘。

单浮球N个液位检测开关通过固定法兰盘2安装在相应的位置，下面以液位二记忆开关5为例描述其工作原理：由于在液位二记忆开关5中的电路板上用环氧树脂粘贴上一个矩形永久磁铁，同时电路板上焊接着一个磁簧开关，磁簧开关的两极感应面预先分别被矩形永久磁铁的两极磁化，磁化的结果如图2所示，其中靠近矩形永久磁铁的N极的一端被磁化成S极，靠近矩形永久磁铁的S极的一端被磁化成N极，但是两级感应面磁场强度处于欠饱和状态，磁簧开关处于断开状态。当浮球4开关从较高的液位从上到下运动时，浮球4内的磁铁N极工作面逐步加强对图二中磁簧开关的磁极感应面a的磁化，此时磁化的趋势与矩形永久磁铁对磁簧开关的磁化趋势一致，随着浮球4逐步靠近液位二记忆开关5，磁簧开关达到饱和状态，磁簧开关触点吸合；当浮球4在液位二记忆开关5处时，此时浮球4内磁铁对磁簧开关的影响最强，磁簧开关继续吸合；当浮球4经过低液位记忆开关5后继续向下移动时，浮球4内磁铁的N极工作面逐步加强对液位二记忆开关5中磁簧开关如图二中的磁极感应面b的磁化，此时磁化的趋势与液位二记忆开关5中的矩形永久磁铁对磁簧开关的磁化趋势相反，随着浮球4逐步远离液位而记忆开关5，液位二记忆开关5中的磁簧开关达到欠饱和状态，但由于磁簧开关的磁滞徊特性，液位记忆开关5中的磁簧开关没有达到断开值，触点仍然保持吸合，直到浮球4运动到下止档块7。

当浮球4从下止档块7处向上移动时，浮球4内磁铁N极工作面逐步加强对液位记忆开关5中的磁簧开关如图二中的磁极感应面b的磁化，此时磁化的趋势与液位二记忆开关5中的矩形永久磁铁对磁簧开关的磁化趋势相反，随着浮球4逐步靠近液位二记忆开关5，磁簧开关达到断开值，磁簧开关触点断开；当浮球4在液位二记忆开关5中心处时，此时浮球4中磁铁对磁簧开关的影响最强，磁簧开关继续断开；当浮球4经过液位二记忆开关5继续沿着向上移动时，液位二记忆开关5中磁铁的N极工作面逐步加强对磁簧开关如图2中的磁极感应面a的磁化，此时磁化的趋势与液位二记忆开关5中矩形永久磁铁对磁簧开关的磁化趋势相同，随着浮球4逐步远离液位二记忆开关5，液位二记忆开关5中的磁簧开关达到达到欠饱和状态，但仍然没有达到吸合值，液位二记忆开关5中磁簧开关保持断开状态，直到浮球4继续向上运动，浮球4内磁铁对低液位记忆开关5的磁影响为零。液位一记忆开关5、液位三记忆开关5、液位四记忆开关5…液位N记忆开关5液位一记忆开关5的工作变化状态和液位二记忆开关5的工作变换状态是一致的。

Claims (3)

1.一种液位检测开关系统，其特征是它由接线盒(1)、固定法兰盘(2)、上止档块(3)、浮球(4)、液位记忆开关(5)、管体(6)、和下止档块(7)组成，其中接线盒(1)通过螺纹和固定法兰盘(2)连接，固定法兰盘(2)焊接在管体(6)上，接线盒(1)和管体(6)之间有线缆通道，上止档块(3)和下止档块(7)焊接在管体(6)上，浮球(4)内含永久磁铁，浮球(4)贯穿管体(6)并且可以自由滑动，液位记忆开关(5)集成在一个电路板上，并固定在管体(6)内，管体(6)内用环氧树脂密封绝缘；

其中，所述的液位记忆开关(5)由矩形永久磁铁和磁簧开关组成，且矩形永久磁铁的侧面与磁簧开关的感应面平行放置，矩形永久磁铁和磁簧开关的距离满足矩形永久磁铁在磁簧开关处的磁场强度大于磁簧开关的断开值且小于吸合值，所述液位记忆开关(5)的磁簧开关通过导线与接线盒(1)连接，所述的浮球(4)内由三块单极性永久磁铁均匀分布，其中所述三块单极性永久磁铁的N极指向球心。

2.根据权利要求1所述的液位检测开关系统，其特征是所述的电路板为装有接线端子排的印刷电路板，采集动作部件输出信号并将之转换成串口数据信号。

3.根据权利要求1所述的液位检测开关系统，其特征是所述的液位记忆开关(5)的磁簧开关具有两种动作方向，其一，浮球上升时磁簧开关闭合，继续上升保持闭合状态；浮球下降时磁簧开关断开，继续下降保持断开状态；其二，浮球上升时磁簧开关断开，继续上升保持断开状态；浮球下降时磁簧开关闭合，继续下降时保持闭合。