Сигнализаторы уровня жидкости — наиболее распространённые автоматические устройства, принцип действия которых является весьма разнообразным. Использование того или иного средства регистрации зависит как от свойств жидкости, которую надлежит измерить, так и от поставленных при этом задач.
Емкостные датчики используют в том случае, когда жидкость неэлектропроводна. Принцип устройства довольно прост: на уровне сигнализации в данном приборе расположена пара электродов, окружённых фторопластовой плёнкой. Когда жидкость доходит до уровня электродов, увеличивается электрическая ёмкость (вследствие диэлектрической проницаемости самой жидкости), величину которой регистрирует схема датчика.
Сигнализаторы уровня жидкости классифицируют на поплавковые и вибрационные. Основу поплавковых датчиков составляет геркон («герметичный контакт»). Он реагирует на всплытие поплавка замыканием контакта сигнализатора уровня. Впрочем, в роли датчика может использоваться и бесконтактный элемент другого вида. Область применения такого типа сигнализаторов очень широка — и текущий, и предельный уровень самых разных продуктов, например химически агрессивных жидкостей сточных вод, пищевых продуктов. Следует помнить, что поплавковые датчики не подходят для измерения засыхающих жидкостей и жидкостей, обладающих высоким уровнем вязкости; жидкостей с обильными механическими включениями и в случае замерзания жидкости. Однако если возникла необходимость измерить уровень именно такого типа жидкости, то для этой цели уместны вибрационные датчики уровня.
Принцип их работы основан на таком устройстве, как генератор низкой частоты. Жидкость в этом случае достигает уровня лепестков механического резонатора, который находится в поле индуктивности. Вследствие этого происходит затухание механических колебаний, а следовательно и срыв генерации. Схема датчика сигнализирует о достижении данного уровня жидкости. Вибрационные датчики контроля уровня жидкости предпочтительно использовать для измерения предельного значения уровня пищевых и непищевых жидкостей, а также сыпучих продуктов.
Сигнализация уровня электропроводных жидкостей также может осуществляться вышеуказанными способами. Однако наиболее эффективным средством для этой задачи будет электродный датчик уровня. Принцип их работы заключается в применении контрольных электродов, а именно, в измерении электрического сопротивления между общим и контрольным электродом. Для исключения эффекта поляризации электродов, при котором на электрод наслаиваются продукты электролиза, контроль проводят только на переменном токе. Этот вид датчиков нашёл широкое применение при измерении уровня воды в быту и на производстве — в скважинах, в накопительных баках, в бассейнах, на промышленных объектах и на многих других конструкциях.
Какими параметрами должны обладать контрольные электроды? Напряжение на них обычно составляет около 6 В, электронная схема сигнализатора реагирует на сопротивление менее 3 кОм в цепи контрольного электрода. Напряжение, которое фиксируется на резисторе, выпрямляется и подаётся на пороговый элемент. На выходе обычно подключается бесконтактный элемент или реле. На основе количества электродов (а следовательно, и количества уровней измеряемой жидкости) могут быть выделены двух-, трёх- и многоканальные сигнализаторы, основанные на разной элементной базе и обладающие различным уровнем сложности.