什么是水位传感器PCBA？

最近的一项研究表明，自 2000 年以来，全球面临洪水风险的人口有所增加。因此，处于风险中的国家的人们必须拥有水位检测系统。水位传感器是用于液位检测的最容易获得和最便宜的工具之一。此外，您甚至可以购买或创建您的物联网传感器PCBA以与您的创新技术进行交互。不过，本指南将探讨什么是水位传感器PCBA、它们为何如此重要以及如何将它们融入您的日常生活。

什么是水位传感器PCBA？

水位传感器PCBA（AKA 流体或液位传感器）检测并测量容器、罐或区域中的液体量。人们每天都在不知不觉中使用包含某种水位传感器的技术。例如，测量和监控车辆燃油液位的机制使用水/液/液位传感器。因此，我们可以推测水位传感器使用此示例评估容器或区域中的液体（水）水平。

使用液位传感器的制动液储液罐

当液体达到一定水平时，我们还可以使用它们来提醒我们。此外，水位传感器还可以触发机器的自动响应。例如，当液体达到一定水平时，闪烁指示灯，或激活排水管或其他水位控制装置。

水位传感器PCBA如何工作？

有多种不同类型的水位传感器。但是，它们都属于两个主要类别。它们可以是点液位测量传感器或连续液位测量传感器。利用点位测量的水位传感器可检测指定点何时存在液体。相反，连续液位测量传感器在液位上升和下降时显示恒定液位。

水位传感器PCBA的类型

每种分类都有不同类型的水位传感器。本指南的这一部分将介绍它们的工作原理以及它们最适合的应用程序。此外，我们还将讨论它们在某些用例中的局限性。

点位测量传感器的类型

电容式水位传感器

电容传感器是一种发射电场的接近传感器PCBA。它通过观察其对其电场的影响来检测液位。这些传感器体积小、价格便宜、准确，并且没有移动部件。

大多数电容式水位传感器由一根长杆组成，您必须将其浸入液体中。此外，如果您在使用它们之前对其进行校准，将会有所帮助。对于大型容器中的液体，这项任务可能很艰巨。然而，它们也对产品具有侵入性。此外，它们只能检测某些液体，如果您打算将它们用于水检测，这很好。但是，如果您打算使用它们来测量腐蚀性化学品的水平，我们建议您不要这样做。  

然而，电容式液位传感器适用于储液罐。例如，水处理设施将是理想的应用。

可以使用电容式水位传感器PCBA的水箱  

光学水位传感器PCBA

光学水平传感器PCBA通过将光线转换为电信号来发挥作用。他们测量光的物理部分，然后将其转化为可感知的测量值。视觉水位传感器没有移动部件。此外，高压和高温不会影响它们。在某些情况下，他们不需要接触他们测量的液体。

它们体积小，我们可以在大多数液体应用中使用它们。但是，他们使用容易变脏的镜头。因此，它需要不时进行清洁和维护。光学液位水位传感器在燃料应用的干转条件下非常方便。例如，当机器中的油、冷却剂或液压装置不足时，您可以使用它们来提醒您。  

电导率（电阻）水位传感器PCBA

电导率水平传感器PCBA使用探针来测试电阻或电导率。该探头包含两个向它们提供交流电的电极。当液体覆盖搜索时，其电极形成电路的一部分。

这个过程导致电流流动。电流产生指示液位高（高于指定液位）或低（低于指定液位）的信号。与电容式水位传感器一样，电导式水位传感器不包含移动部件。此外，它们成本低且相对易于使用。

然而，它们是侵入性的，只能感应导电液体。此外，他们的探针会随着时间的推移而腐蚀。如果您不时更换它们会有所帮助。

振动（音叉）水位传感器PCBA

振动式液位传感器PCBA使用带有双叉齿的叉形传感元件。零件以其自然共振频率振动。随着容器/油箱液位的变化，货叉的频率也会振动。此过程允许传感器检测容器/水箱中的水位。

音叉

振动水位传感器PCBA具有成本效益且结构紧凑。此外，它们易于安装且维护水平低。此外，它们还具有多种液体和材料测量应用。采矿、化学加工、食品和饮料行业使用这些传感器进行液位检测。

但是，（与大多数点位传感器一样），它们对所测量的液体和材料具有侵入性。

浮球开关水位传感器

现代水上浮球开关的形象

浮子开关（或液位变送器浮子开关）使用当容器/区域中的液体增加或减少时升高或降低的装置。此过程触发电路的打开或关闭。浮球开关是直接指示水位的非动力装置。此外，它们价格低廉。

不幸的是，它们确实有一些缺点。例如，它们是侵入性的，包含移动部件，并且相对较大。此外，它们只会指示水位何时达到最高或最低水位。因此，他们无法测量变量组。

尽管有此限制，但它们仍适用于测量大型水箱中的液位。此外，我们还在湖泊和水坝等恶劣环境中使用它们。 

连续液位测量传感器的类型

超声波水位传感器PCBA

用于水处理厂的超声波水位传感器

资料来源：知识共享

超声波传感器PCBA通过释放和接收超声波（回声定位）来发挥作用。海浪传播和返回的时间是我们测量距离的方式。超声波水传感器PCBA结构紧凑，不包含移动部件，并且可靠。但是，它们可能很昂贵，并且有时会损害环境。 

然而，超声波传感器PCBA最显着的优势之一是它们是非侵入性的。它们通常主要由不锈钢和其他耐腐蚀材料组成。因此，它们不需要与液体接触来测量它。因此，他们测量的流体的特性不会影响它们。此外，由于它们发出的振动，它们可以自我清洁。 

这些类型的传感器的一个很好的应用是在瓦制造厂的沥青罐。我们可以将传感器放置在远离热沥青的油箱顶部。当沥青的液位变低时，传感器将启动一个填充油箱的机制。

雷达（微波）水位传感器PCBA

雷达水位传感器利用天线将微波传输到液体中。然后液体将微波反射到罐中。这些波的速度快得令人费解，以光速运行。传感器PCBA使用信号发射和接收之间的时间来检测水/液体的液位。

雷达传感器PCBA可以抵抗温度、压力和灰尘。除了液体，它们还可以测量糊状物、粉末和固体。此外，它们可以提供准确的水位测量，并且不需要校准。此外，它不必接触它正在感应的液体。因此，它是非侵入性的。

雷达传感器是热液体储罐的理想选择。然而，与大多数连续液位测量传感器一样，雷达液位传感器价格昂贵。此外，它们的检测范围有限。因此，我们也可以将它们用于瓦片制造厂的热沥青罐。

潜入式压力传感器（变送器）

潜水压力传感器通过评估水箱/区域的压力来测量水箱/区域中的水量。我们通常将它们放在网站的底部。由于我们在恶劣的环境中使用这些传感器，它们必须承受过大的压力。因此，它们必须由坚固的材料组成。

我们将此水位仪与其他液位传感器PCBA一起用作参考仪表，主要是在我们将它们用于地表水应用时。 

水位传感器模块

水位传感器液位模块

我们主要在商业和工业应用中使用液态水位传感器。但是，有些可用于教育和业余爱好者。水位传感器模块就是这样一种传感器。

水位传感器PCBA模块通常是小型电导液位传感器。他们主要使用可变电阻来确定容器中的水量。他们还可以检测区域/系统内水滴/水滴的大小。因此，可以使用它们来查看空气中的降水或水分。

它们与最流行的微控制器和单板计算机（如 Raspberry Pi 和 Arduino Uno）兼容。传感器的主体由十个裸露的铜迹线组成。一半是感应线，其余是电源线。

一些水位传感器模块具有电源 LED，用于指示流过模块的电流。

将水位传感器模块与 Arduino 连接

水位传感器模块矢量图像

资料来源：FreeSVG

水位传感器模块结构简单。它通常由三个引脚组成：

信号 (S)：向微控制器/SBC 发送信号以指示液位的模拟引脚。

VCC/5V (+)：电源输入引脚。它接受 3.3V 至 5V 输入。

 GND (-)：表示接地。

 我们可以使用这些引脚将液态水位传感器与 Arduino 连接起来。

水位传感器PCBA模型和 Arduino 项目教程

Arduino Uno 连接到面包板。

以下教程将向您展示如何将液位传感器模块连接到 Arduino 并在 LCD 屏幕上显示水深。LCD 字符显示屏将充当我们的液位指示器。 

教程零件清单

这个项目需要一些组件。它们包括：

• Arduino Uno（或任何其他兼容的微控制器）

• Arduino 超级 2560

• 水位传感器模块（或泄漏检测传感器）

• 面包板和电线套件

• 液晶字符显示

• 10K电位器

教程步骤

显示屏模块旁边的 Arduino Uno

1. 将水位传感器的PCBA接地引脚连接到 Arduino 上的接地引脚。* 注意：或者，您可以通过面包板上的接地引脚连接或路由连接

2. 将 VCC 连接到 Arduino（或面包板）上的 5V 导轨

3. 将信号引脚连接到 Arduino 上的任何模拟输入引脚——我们建议使用 A5 引脚

4. 在您的计算机上运行 Arduino IDE，将以下草图复制并闪存到 Arduino

注意：或者，您可以使用此草图将水传感器的输出打印到控制台上

在执行上述步骤（如果有的话）之前，请确保您已正确连接 LCD 字符显示器。如果您想了解更多关于 LCD 字符显示的信息，可以访问我们关于i2c 适配器和协议的文章。此外，我们还提供有关LCD 接口的有用指南。

每个人的水都不一样，含有不一致的杂质和化学物质。因此，您需要调整代码并校准水位传感器，以确保它返回当前水位的准确读数。然而，一旦你组装了你的项目，你可以通过在一杯水中测试它并更改代码中的一些变量来开始校准它。

这个项目有很多实际用途。例如，您可以通过搜索排水盘中的水分来检测热水器是否泄漏。

但是，一旦您正确校准了水传感器，您应该会在 LCD 屏幕或控制台上看到水深。

带燃气安全阀的热水器

您还可以在空置的度假屋中使用它来评估厕所附近或水槽下的水量。   

结论

水位传感技术有多种类型。它们的应用程序通常可以重叠。因此，在选择水位传感器PCBA时，您必须确定测量的目的。此外，它还有助于确定您将要测量的液体的温度。正如以上文字所证明的，您不一定非要购买商用水位传感器。使用与水传感器模块配对的廉价 Arduino 微控制器，您可以创建自己的一个。您可以访问我们的电路板PCB指南以了解更多信息。