外测液位开关利用超声波发射和接收换能器之间介质变化引起的声阻抗变化原理来监测液位。与其他液位开关相比，外测液位开关的液位测试只与被测介质的声阻抗参数有关，与介质的粘度无关。广泛应用于石油、化工、食品、饮料等行业。

液位开关包括浮子液位开关、音叉液位开关、电容式液位开关和新兴的外接液位开关等。长期以来，大多数液位开关都存在响应时间滞后、液位差大等测量问题。检测高粘度介质液位时，上下动作点，使用寿命短，易产生误报。

浮球液位开关主要通过浮球的上下检测液位的变化。测量粘性或含杂质液体时，容易造成浮子堵塞，导致浮子上升缓慢。 .

音叉液位开关主要通过测量两个振动音叉之间的介质变化时共振频率的变化来检测液位的变化。音叉液位开关在测量粘度介质时，叉体之间很容易被粘在一起的叉体堆积，造成误报。

电容式液位开关通过检测液位或散料高度变化时电容值的变化来测量液位或料位高度。测量粘性介质时，容易形成物料挂在开关杆上，影响模拟量输出，产生误报。

开发的外置液位开关利用超声波在空气和液体中的传播特性来检测液体的液位，可以克服粘性介质液位的测控难题，最大动态粘度可测量至.s，是石油和化工行业高粘度液体液位测量和控制的首选产品。且结构精巧，无机械部件，性能稳定可靠。安装方式多样，有顶装、侧装、两点式结构，可满足各种工况。

产品原理

外置检测液位开关利用超声波在空气和液体中的传播特性来检测液体的液位。由于换能器表面材料的声阻抗（声阻抗Z=密度ρ*声速C）与空气的声阻抗相差很大，因此很难在空气中传输和接收声波；并且声波在气体中的衰减也高于液体。大得多，因此声波在空气中传播时几乎没有信号，但在液体中传播时信号很强。可通过检测接收到的声波信号的大小或强度来检测液位。

为了达到液位检测的目的，所设计的外置检测液位开关传感器采用如图1所示的凹槽结构。

图1超声波液位开关传感器示意图

图中，超声波发射器安装在凹槽两端的内壁上。晶片和超声波接收晶片用于发射和接收超声波。当槽内有液体时，外置检测液位开关电路检测到的声波接收信号强度较大，当槽内有气体（空气）时，外置检测液位开关电路检测到的声波接收信号强度较大。液位开关电路极弱。液位开关电路根据检测到的声波信号强度实时判断液位超声波液位仪，并相应输出继电器开关信号，控制液位。

外测液位开关优点分析

外测液位开关具有以下优点：

(1）响应速度快：外测液位开关利用液体与空气的声阻抗差异，快速准确地辨别是否有液体到达测试点，响应灵敏。

(2）小错误：当液体充满凹槽时，立即检测为液态；当液体离开凹槽上方的表面时，立即检测为液态。在这样上下液位的落点很小，基本一致，重复性误差为±1mm。

(3）使用寿命长：液体介质的粘度对超声波开关影响不大，基本不需要维护；而且开关是全电子部件，没有机械部件，可以全年使用，无需维护。

产品应用

外测液位开关部分介质示例：

外部测量液体位置开关采用介质声阻抗原理测试，可测量高粘度液体。但如果介质中混入大量颗粒或气泡，会影响测量效果，不建议在类似条件下使用。

产品开发前景

目前超声波液位开关多为国外品牌。由于国外超声波液位开关价格高，服务滞后，无法定制，市场需求受到限制。该液位开关填补了国内空白，已成功应用于储油罐、化工设备、制胶设备、食品机械等。测量问题使过程控制的自动化成为可能超声波液位仪，不仅提高了设备​​的安全性，而且降低了工人的劳动强度。