[科普中国]-水位控制器

水位控制器是指通过机械式或电子式的方法来进行高低水位的控制，可以控制电磁阀、水泵等，成为水位自动控制器或水位报警器，从而来实现半自动化或者全自动化。

简介水位控制一般用在高位水箱给水和污水池排水。将水位信号转换为电信号控制水泵开停的设备称为水（液）位控制器。常用的水（液）位控制器有干簧管水位控制器、浮球磁性开关液位控制器、电极式水位控制器、压力式水位控制器等1。

分类干簧管水位控制器干簧管水位控制器由干簧管开关和永久磁铁组成。适用于工业和民用建筑中的水箱、水塔及水池等开口容器的水位控制或水位报警。图为干簧管水位控制器的安装和接线图。其工作原理如下：在塑料管内固定有上、下水位干簧开关SL1和SL2，塑料管下端密封，

连线在上端接出。塑料管外面套一个能随水位移动的浮标，浮标中固定一个永久磁环，当浮标移到上或下水位时，对应的干簧管开关接受磁信号而动作，发出水位电信号。用于报警或启动水泵工作1。

浮球磁性开关液位控制器浮球磁性开关液位控制器（UQK-611、612、613、614型）是利用浮球内置干簧开关动作而发出水位信号。因外部无任何可动机构，因此特别适用于含有固体、半固体浮游物的液体，如生活污水、工厂废水等液体的液位自动报警和控制。

图1为浮球磁性开关外形结构示意图，它由工程塑料浮球、外接导线和密封在浮球内的开关装置组成。开关装置由干簧管、磁环和动锤组成。其安装示意图如图2所示。当液位在下限时浮球正置，动锤在浮球下部，浮球因为动锤在下部，重心向下，基本保持正置状态，发出开泵信号。开泵后液位上升，当液位接近上限时，由于浮球被支持点和导线拉住，便逐渐倾斜。当浮球刚超过水平测量位置时，浮球内的动锤因自重向下滑动使浮球迅速翻转而倒置，使干簧管触点吸合，发出停泵信号。当液位下降到接近下限时，浮球又重新翻转回去，又发出开泵信号1。

电极式水位控制器电极式水位控制是利用水或者液体的导电性能，在水箱高水位或低水位时，使相互绝缘的电极导通或不导通，发出信号使晶体管灵敏继电器动作，发出指令控制水泵开停。

右图是一种三电极式水位控制原理图。当水位低于DJ2和DJ3以下时，DJ2和DJ3之间不导电，晶体三极管VT2截止，VT1导通，灵敏继电器KE吸合，其触头线柱2～3发出开泵指令。当水位上升使DJ2和DJ3导通时，因线柱5～7不通，VT2继续截止，VT1继续导通；当水位上升到使DJ1、DJ2和DJ3均导通时，线柱5～7通，VT2导通、VT1截止，灵敏继电器KE释放，发出停泵指令1。

压力式水位控制器水箱的水位也可以通过压力来检测，因为水位高压力也高，水位低压力也低。常用的YXC-150型电触点压力表，既可以作为压力控制又可作为就地检测，如图所示。当被测介质的压力进入弹簧管时，弹簧产生位移，经传动机构放大后，使指针绕固定轴转动，转动的角度与弹簧中的压力成正比，并在压力表刻度盘上指示出来，同时它又带动电触点指针动作。在低水位时，指针与下限整定值触点接通，发出低水位信号；在高水位时，指针与上限整定值触点接通；在水位处于高低水位整定值之间时，指针与上下限触点均不接通，所以可以通过反应水箱供水压力而发出开泵和停泵信号。如将电触点压力表安装在供水管网中，可以通过反应管网供水压力而发出开泵和停泵信号1。

用途应用范围水位控制器广泛应用于工业锅炉、民用建筑用水池、水塔、水箱，以及石油化工、造纸、食品、污水处理等行业内开口或密闭储罐，地下池槽中各种液体的液位测量，被检测的介质可分水、油、酸、碱、工业污水等各种导电及非导电液体。与电动阀组成一套先进的液位显控设备，自动开、关电动阀。

在排水系统中应用在排水控制系统中，主机安装在泵房。工作中，主机实时检测水深信号，并控制水泵，上限启泵，下限停泵。如果水位超过上上限、或低于下下限、或水泵故障，主机通过短信通知管理员，管理员可现场查看，或编发短信指令，强制启、停水泵。

排水泵站远程监控系统适用于城市排水泵站的远程监控及管理。泵站管理人员可以在泵站管理处的监控中心远程监测站内格栅机的工作状态、污水池水位、提升泵组工作状态、出站流量、池内有害气体浓度等；支持手动控制、自动控制、远程控制格栅机、排风机及提升泵的启停；图像监视站内全景及重要的工位。

在水池给水系统中应用在水池给水控制系统中，主机安装在水池，从机安装在水源泵房。工作中，主机实时检测水池水深信号，并短信指令从机控制水泵，上限启泵，下限停泵。如果水池水位超过上上限、或低于下下限，主机短信通知管理员，如果水泵故障，从机短信通知管理员。管理员可现场查看，或编发短信指令，强制启、停水泵。

在水塔给水系统中应用在水塔给水控制系统中，主主机安装在水塔，副主机安装在水池泵房。工作中，主主机实时检测水塔水深信号，并短信指令副主机控制水泵，上限启泵，下限停泵。副主机实时检测水池水深信号，辅助控制水泵，下限停泵（缺水保护）。如果水塔水位超过上上限、或低于下下限，主主机短信通知管理员，如果水池水位低于下下限，或水泵故障，副主机短信通知管理员。管理员可现场查看，或编发短信指令，强制启、停水泵。

工作方式与原理与水位开关搭配水位开关搭配水位控制器来控制，有动画演示。电子式水位开关原理是通过电子探头对水位进行检测，再由水位检测专用芯片对检测到的信号进行处理，当被测液体到达动作点时，芯片输出高或低电平信号，再配合水位控制器，从而实现对液位的控制。不需浮球和干簧管，外部无机械动作，耐污耐用，不怕漂浮物影响，任意角度安装，竖向安装有一定的防波浪功能，适宜长时间浸在水中，工作电压是直流5-24V，很安全，水位监测首选唐山平升。举例：把一个水位开关放在高水位A位置，另一个水位开关放在低水位B位置。当水到达B位置时，继电器闭合，此时可控制水泵或电磁阀的启动，开始进水；当水上升到达高水位A位置时，继电器断开，水泵或电磁阀断电。然后水又到低水位B位置，不断往复循环......

这种方式较实用，耐污，寿命长，安全。

与浮球开关搭配基本上有两种方式：一种是浮球开关带着一个大的金属球，浸在水中时浮力大，可以控制两个水位，比如水满了，浮球因为浮力而上升，带动球阀运动，使阀门关闭，停止进水，当水少了，浮球下降，阀门打开，又再进水，如此循环。这种方式较多应用在煮开水器和卫生间的冲水器上。还有一种是带干簧管的微型浮球开关，由外面的带有磁性小浮球使杆里面的干簧管闭合，从而控制水位，多数应用在清水的水位控制，一般十几块钱就有交易了，但易受污物影响，不适用在污水上。第二种是电缆式浮球开关，该装置通过一弹性电线与水泵连接，可用于水塔、水池水位高低的自动控制和缺水保护，允许接的用电器是220V，10A左右，平衡锤或弹性电线的某一固定点到浮筒间的电线长度，决定水位的高低。这种水位开关价格便宜，对于一些要求不太严格的场合适用，有一定耐污能力。但存在这样的问题：浮球易受外界杂物影响其稳定性，特别是纤维状的杂物缠绕而有失误，同一小水箱里不宜使用多个，否则会相缠绕。使用寿命相对短些，而且多数直接接220V，存在一定的安全隐患，终有一天因为电线破损而漏电电人。所以电缆式浮球开关一般有这样的警告：电源线是本装置的完整部分，一经发现电线受损，本装置应被替换，不准对电线进行修理。

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所