一、浮球的功能

1. 感知液位变化
   浮球一般是由塑料或者金属制成的空心球体，其密度比所监测的液体要小。当液位发生改变时，浮球会随着液面同步上升或者下降，就像水中的浮标一样。

2. 产生位移信号
   浮球的垂直位置直接对应着液位的高度，通过与连杆连接，能将液位的变化转化为机械运动。

3. 适应不同场景

• 不同材质的浮球，例如不锈钢材质的浮球，能够适应腐蚀性液体；PP 材质的浮球则可用于食品行业。

• 有些浮球内部会填充泡沫，这样即使球体破损，也依然能保持漂浮状态。

二、连杆（杆子）的作用

1. 传递运动
   连杆一端与浮球相连，另一端和微动开关或者变送器连接。当浮球上下浮动时，会带动连杆进行旋转或者直线运动。

2. 调整测量范围

• 连杆的长度决定了传感器的量程，比如长度为 50cm 的连杆可以测量 0 - 50cm 的液位。

• 通过调节连杆上的挡块，能够设定报警或者控制的液位阈值。

3. 联动控制机构

• 在机械式传感器中，连杆会直接触发微动开关，从而输出开关量信号（如常开或常闭）。

• 在电子式传感器中，连杆的运动可能会转化为电阻值或者电压值的变化，再由变送器将其转换为 4 - 20mA 的标准信号。

三、工作原理示例

1. 机械式浮球开关
   当液位上升时，浮球带动连杆向上移动，进而推动微动开关闭合，此时会输出高电平信号，该信号可以用于启动排水泵。而当液位下降时，浮球和连杆回落，微动开关断开，信号变为低电平，排水泵则停止工作。

2. 电子式液位变送器
   连杆的末端连接着电位器的滑臂，浮球的运动会使电位器的电阻值发生改变，变送器通过检测电阻值的变化，就能计算出对应的液位高度。

四、设计与安装要点

1. 避免干扰

• 为了防止液体波动对测量结果产生影响，通常会将浮球安装在导杆或者套管内。

• 在有搅拌的环境中，可以选用加重型浮球，以增强其稳定性。

2. 安装方式

• 侧装式安装时，连杆水平布置，浮球悬挂在容器的侧面。

• 顶装式安装时，连杆垂直插入容器顶部，浮球在液体中上下浮动。

3. 耐温耐压
   对于高温高压的环境，需要选择金属材质的连杆和浮球，并且要确保密封性能良好。

五、常见故障与解决办法

总结

浮球就像是液位的 “眼睛”，能够实时感知液位的变化；而连杆则如同 “手臂”，将浮球的运动传递给控制单元。它们相互配合，共同实现了液位的监测和控制。在实际应用中，需要根据具体的工况，如液体的性质、温度、压力等，选择合适的浮球和连杆组合，以确保传感器能够长期稳定地运行。

一、按工作原理分类

1. 机械式浮球液位开关

• 原理：通过浮球随液位变化带动连杆触发微动开关，输出开关量信号（开 / 关）。

• 特点：结构简单、成本低、耐腐蚀性强，但精度较低（约 ±5mm）。

• 应用：水箱、污水池、化工储罐的液位上下限报警或泵控制。

2. 电子式浮球液位变送器

• 原理：浮球运动通过连杆带动电位器或磁敏元件，将位移转化为电阻、电压或电流信号（如 4-20mA）。

• 特点：精度高（±1mm），可连续监测液位，支持远程传输，但成本较高。

• 应用：工业自动化、水处理、石油化工等需要实时数据的场景。

3. 电容式浮球液位传感器

• 原理：浮球内装有电容极板，液位变化导致极板间介质（液体）介电常数改变，从而输出电容信号。

• 特点：无机械部件，耐振动，适用于粘稠或腐蚀性液体，但需定期校准。

• 应用：食用油、胶水、酸碱溶液的液位测量。

二、按安装方式分类

1. 顶装式浮球传感器

• 结构：垂直安装于容器顶部，连杆和浮球伸入液体中。

• 特点：节省空间，适合开口较小的容器，但需考虑浮球浮力是否足够。

• 应用：小型水箱、反应釜。

2. 侧装式浮球传感器

• 结构：水平安装于容器侧面，浮球悬挂在液体中。

• 特点：便于维护，适合大型储罐，但需注意液体波动干扰。

• 应用：石油储罐、污水处理池。

3. 浸没式浮球传感器

• 结构：全密封设计，浮球直接浸没在液体中，通过电缆传输信号。

• 特点：抗冲击性强，适合恶劣环境（如高温、高压）。

• 应用：锅炉水位监测、深海液位探测。

三、按浮球材质分类

四、特殊类型浮球传感器

1. 防波浮球传感器

• 在浮球外部加装套管或配重块，减少液体波动干扰，适用于搅拌罐或流动液体。

2. 双浮球液位传感器

• 两个浮球分别监测高低液位，可同时实现上下限控制，简化系统设计。

3. 防爆型浮球传感器

• 采用隔爆外壳和特殊密封设计，适用于易燃易爆环境（如加油站、煤矿）。

五、选型建议

• 精度要求：高精度选电子式，简单控制选机械式。

• 液体性质：腐蚀性液体选不锈钢或 PVDF 材质，食品行业选 PP。

• 环境条件：高温高压选浸没式，振动环境选电容式。

通过以上分类，用户可根据具体需求选择最适合的浮球液位传感器类型。