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电极式液位开关(61F)作为电气性液位检测方式,被广泛用于以大厦、集中住宅的上下水道为主及钢铁、食品、化学、药品、半导体等各种工业、农业水、净水场、污水处理等的液面控制。一旦电极接触到液体,通过液体可以闭合电路(电气流通的道路),根据流过的电流检知液位控制的动作原理,是以所谓的导电性液体为控制对象的液位开关。进行检测时,直接检测液体的电极间电阻,根据大于或小于已设定的电阻值,来判断有无液面。
■基本原理
以一般接收上水道供水的情况为例来进行说明。
通常,在大厦、集中住宅区等中,一旦接水槽接收供水后,就会将水送到设置在屋顶上的高架水槽内,然后再分配到各楼层。在高架水槽内,如果因水的消耗而导致水槽内的水位下降,通过泵从接水槽中再进行补充。达到一定的水位后,即可停止泵了。(参照图1) 在高架水槽内,可以进行水位的控制,以保持上限和下限间的水位。
可以根据下列工作原理来进行这一水位控制。
图1. 水槽的供水控制
●根据水位对泵进行ON、OFF控制(2根电极式)
①如图2,电极E1未接触到液面时,电流流通的电路(E1-E3间)为开路,没有电流通过。因此,继电器「X」不动作,继电器「X」的接点仍为“b侧”。
②如图3,电极E1接触到液面时,为电路闭合状态(液体将E1-E3间闭合),因此,继电器「X」动作,接点移动到“a侧”。若将该继电器接点连接到接触器,则可根据液面的位置对泵进行ON、OFF控制。但是,如图2、图3,如果仅有2根电极,电极E1附近会发生波动,导致继电器抖动。为此,电极式液位开关有自我保持电路。(图2、图3用于水位的报警等方面)
图2 水位低时
图3 水位高时
●带自我保持电路的实用性水位控制(3根电极式)
如图4所示,使用E1、E3电极以外的E2电极,通过a2接点连接E2、E1。此时(前页的②)液面接触电极E1、继电器「X」动作,如果接点变为“a侧”,即使接下来液面低于E1,E2-E3间的电路也可以保持闭合状态。这种E2电极和接点构成的电路称为自我保持电路。如果液面低于E2,为使电路再次打开、继电器「X」复位到“b侧”,可以在E1-E2间对继电器[X]进行ON、OFF控制。
图5表示该动作的时间图。
由于这种动作方式简单,除了液位控制,电极式液位开关还应用于接触开关、漏水检测器、进行大小判别的传感器等。
图4 自我保持电路
 
 
图5 时间图
 
请注意:
在油之类不能通电的液体中,不能根据本方式进行液面控制。
●净水
用于饮用的净化水,一般指送到家庭的水、自来水。使用泵送到指定地方的水。多为抽取自来水。
而净化槽,是指净化污水的槽,不要混淆。
●使用水
有目的地储放的水,多为与自来水有相同灵敏度的水。如防火用水等。
. ●污水
是流向下水道前的水,一般指厕所的排水。
[参考]
家庭、工厂的排水中含有固体物、浮游物,且液体也是低电阻,因此必须考虑电极的设置。
●上水(自来水) [参考]
基本上与净水的意思相同。对下水来说是上水,在水道局也有上水道和下水道之分。在水道局,净化前的水也称为上水,比净水意思更广。
●下水(下水道)
与其说是水的种类,还不如说是污水流动的体系。发达国家的下水道是很完善的。在一些大城市,下水道完善的地方较多,这种情况
下,无需净化槽,直接流出污水排杂槽。另外,也有一些地方没有设置污水排杂槽,而往往会直接将流出污水的管子连接到下水道。
●雨水
61F-GN-NH3
指积留在水坑等地方的雨水。与净水相比,电阻稍高。
●涌出水
指像泉水一样涌出的水。●循环水
与雨水相同,电阻稍高
●抽水
使用泵送到指定地方的水。多为抽取自来水。
●使用水
有目的地储放的水,多为与自来水有相同灵敏度的水。如防火用水等。
●离子交换水
是指除去离子成分的水。除去离子成分的方法不是蒸馏,因此是高电阻。
[参考]
一般使用的水为动作电阻 200kΩ更有时使用61F-GP-NH3 ,但使用除去离子成分的方法后,电阻值会提高。(纯水)
●蒸馏水
一般为收集的水蒸汽,但电阻比纯水低。
[参考]
可以用高灵敏度用的61F。
●循环水
锅炉蒸汽的循环水。在管道中,指蒸汽成为水滴形成的水。
●纯水
指不含不纯物质的水。
事例如下,从200kΩ·cm开始,高达18MΩ·cm位,必须使用超高灵敏度的61F 。
[参考]
为纯水时,为确保水的纯度,应使用钛电极。
●冷凝水
指蒸汽涡轮、锅炉等的冷却水。
●排水
指为使锅炉的热水保持一定的纯度而排放出来的水。
用于存放这种水的容器,其电阻应比一般用的稍低。
水槽