什么是干簧管开关及其在液位传感器中的应用？

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深圳计为自动化技术有限公司

前言

干簧管开关是一种气密式密封的磁控性机械开关，也可以称为磁簧开关、舌簧开关或磁控管。

一、干簧管的结构与工作原理

1.结构：干簧管开关由一对用磁性材料制造的弹性舌簧组成，舌簧密封于充有惰性气体的玻璃管中，舌簧端面互叠但留有一条细间隙。舌簧端面触点镀有一层贵金属（如铑或钌），以提升切换次数使开关具有稳定的特性和极长的使用寿命。

2.工作原理：当永久磁铁或线圈所产生的磁场施加于开关上时，干簧管内的两个舌簧会被磁化，分别生成N极和S极。若磁场吸引力克服了舌簧的弹性产生的阻力，舌簧会被吸引力作用接触导通，即电路闭合。一旦磁场力消除，舌簧因弹力作用又重新分开，即电路断开。

二、干簧管的特点：

干簧管的特点主要包括以下几个方面：

1.磁敏特性：干簧管是一种磁敏的特殊开关，其工作原理基于簧片的磁性变化。当外部磁场靠近时，簧片会被磁化并相互吸引，从而改变电路的通断状态。

2.高可靠性：干簧管内部采用高纯度的惰性气体或真空状态，使得簧片在长时间使用过程中不易氧化或污染，从而保证了其高可靠性。

3.长寿命：干簧管的触点通常采用镀有硬金属的簧片，如铑和钌，这些金属具有优良的耐磨性和耐腐蚀性，能够显著提高干簧管的切换次数和使用寿命。

4.小型化：干簧管的体积相对较小，结构紧凑，使得其可以方便地集成到各种电子设备和系统中。

5.低功耗：干簧管在开关过程中消耗的电能非常低，因此非常适合用于低功耗的电子设备和系统中。

6.快速响应：干簧管的响应速度非常快，能够在极短的时间内完成电路的通断切换，因此适用于需要快速响应的场合。

7.环境适应性强：干簧管可以在各种恶劣的环境条件下正常工作，如高温、低温、潮湿、腐蚀等环境，因此具有广泛的应用范围。

三、干簧管开关在液位传感器中的应用

1.传感与信号转换：干簧管开关是一种磁敏的特殊开关，当外部磁场靠近时，其内部的簧片会因磁性吸引而闭合或断开，从而实现了磁信号到电信号的转换。在液位传感器中，这一特性被用来检测液位的变化。

2.浮球液位计：浮球液位计是一种常见的液位测量仪表，其中的干簧管开关作为传感元件，能够随着浮球的上下移动而闭合或断开。当浮球随着液位变化而上下移动时，浮球内的磁铁会产生磁场变化，作用于干簧管，使其内部的簧片闭合或断开。干簧管的闭合或断开状态可以转换为电路中的电阻值变化，或者进一步通过转换器将这个阻值的变化转换成4mA~20mA标准直流信号输出。这个电信号可以被远程接收和处理，实现了液位的远距离检测和控制。

浮球液位计是一种常见的液位测量仪表，其中的干簧管开关作为传感元件能够随着浮球的上下移动而闭合或断开

3.应用优势：

a.精确度高：干簧管对磁场变化的响应非常灵敏且精确，因此浮球液位计能够实现对液位的精确测量。

b.稳定性好：干簧管的结构相对简单且稳定，不易受到外界环境的干扰，使得浮球液位计在长期使用过程中能够保持较高的稳定性。

c.适应性强：干簧管作为传感元件，能够承受高温高压等恶劣环境，且不会因介质的粘稠性或脏污性而受到影响，因此浮球液位计可以广泛应用于各种工业场合。

综上所述，干簧管开关作为一种气密式密封的磁控性机械开关，在液位传感器中具有广泛的应用前景。干簧管具有磁敏特性、高可靠性、长寿命、小型化、低功耗、快速响应和环境适应性强等特点，这些特点使得干簧管在自动化控制系统、仪器仪表、安防设备、医疗设备、通信设备等领域得到了广泛的应用。

文字丨黄工

图片来源丨华仔，小凯，MJ

封面丨云峰

封面审核丨栗子

文章审核 |黄工、盛工

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