Датчики уровня


3Датчики уровня. ДАТЧИК УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

3.1 Классификация датчиков уровня.

Датчики уровня предназначены для непрерывного измерения уровня различных сред. Применяются для измерения уровня жидких и сыпучих сред с раз­личными диэлектрическими свойствами (кроме сред вязких, кристалли­зующихся и выпадающих в осадках на электрод датчика), например: жидкости — вода, кислотные и щелочные растворы, минеральные и ра­стительные масла; гранулированные сыпучие—зерно, сахар, соль, из­вестняк, песок, гравий и др.; порошкообразные сыпучие — мел, мука, пресспорошки и др. Уровне­меры предназначены для применения в различных отраслях про­мышленности при управлении и регулировании технологических процессов.

Приборы для измерения уровня можно разделить по конструкции на шкальные приборы и бесшкальные датчики. Кроме того, по принципу измерения различаются приборы:


1) поплавковые, у которых чувствительным элементом является плавающий или полностью погруженный в измеряемую жидкость металлический поплавок (буек);

2) мембранные, у которых чувствительным элементом является мембрана и давление столба измеряемой жидкости уравновешивается упругой деформацией мембраны и пружины;

3) манометры или дифференциальные манометры (поплавковые, мембранные и др.), у которых давление, создаваемое столбом жидкости в измеряемом резервуаре и в уравнительном сосуде, уравновешивается давлением столба затворной жидкости или механизмом прибора;

4) емкостные, у которых используется изменение электрической емкости датчика при изменении уровня измеряемой среды;

5) радиоактивные, основанные на изменении протекающего сквозь объект потока излучения при изменении уровня.

ИДатчики уровнязмерение уровня вещества, находящегося в резервуаре, может быть осуществлено также косвенно, по весу резервуара с веществом.

Кроме того существую несколько групп датчиков уровня:

а) Механические( поплавковый, контактно-механические)


б) Пневматические ( барботажный)

в) Гидростатические (водомерное стекло, буйковый)

г) Тепловые (ультразвуковой, звуковой)

д) Электрические (электроконтактный, емкостной, индуктивный)

Рассмотрев разные типы датчиков уровня , и учитывая первый признак классификации.

Датчики уровня

Механические

Датчики уровняДатчики уровняДатчики уровняДатчики уровняДатчики уровняДатчики уровня

Пневматические

Датчики уровня

Тепловые

Датчики уровняДатчики уровняДатчики уровня

Электрические


Датчики уровняДатчики уровняДатчики уровняДатчики уровняДатчики уровняДатчики уровняДатчики уровняДатчики уровняДатчики уровняДатчики уровняДатчики уровняДатчики уровняДатчики уровняДатчики уровняДатчики уровняДатчики уровняДатчики уровня
Датчики уровня

Датчики уровня

Рисунок 3.1

2Датчики уровня.1.1 Поплавковый уровнемер

Указатели уровня предназначены для контроля уровня жидкостей, неагрессивных по отношению к нержавеющей стали 1Х18Н9Т и Ст. 3, и выпускаются четырех модификаций: УДУ-2М — для местного контроля в наземных резервуарах; УДУ-ЗМ — в подземных резервуарах; УДУ-2 для местного контроля, дистанционной передачи показаний и сигнализации крайних положений уровня в наземных резервуарах, УДУ-3 — в подземных резервуарах.

Указатели уровня УДУ-2 и УДУ-3 работают в комплекте с пультом контроля и сигнализации . ПКС-2, который устанавливается на столе оператора.

Датчики уровняДатчики уровня


В указателях уровня УДУ металлический поплавок, плавающий на поверхности жидкости, подвешен на перфорированной ленте, охватывающей мерный шкив показывающего прибора. На оси шкива закреплена стрелка, совершающая один оборот на метр изменения уровня; вращение от оси шкива через зубчатую передачу передается на шестерню-шкалу метров, совершающую 1/14 оборота на один метр изменения уровня. Отсчет уровня в сантиметрах производится с помощью стрелки по неподвижной шкале сантиметров, а отсчет в метрах—по вращающейся шестерне-шкале метров. [2]

Рисунок 3.2

Датчики уровняПДатчики уровняринципиальная электрическая схема контроля и сигнализации УДУ-2

Рисунок 3.3

Для дистанционной передачи показаний и сигнализации крайних положений уровня в указателях уровня УДУ-2 и УДУ-3 к специальным приливам, расположенным на задней стенке показывающего прибора, крепится дистанционная приставка.


На схеме показаны цепи двух уровнемеров из двадцати, которые могут быть одновременно подключены к пульту. Схема сигнализации работает непрерывно, а схема контроля включается поочередным подключением дистанционных приставок к электронному мосту ЭМВ2-111А, установленному на пульте.

Перемещение одной из щеток дистанционной приставки нарушает равновесие мостовой схемы, в результате чего на вход электронного моста поступает напряжение небаланса, которое усиливается и передается на реверсивный двигатель, перемещающий реохорд и шкалу моста. Это перемещение прекратится, как только напряжение небаланса уменьшится до нуля.

При замере уровня переключателем П3 выбирается контролируемый резервуар. Далее поворотом переключателя П1 положение М измерительный мост соединяется со щеткой метров дистанционной приставки и по шкале моста

пДатчики уровняроизводится отсчет уровня в данном резервуаре в метрах; при повороте переключателя в положение СМ производится отсчет уровня в сантиметрах в пределах метра.

Кнопкой Пк производится проверка измерительного прибора. Контроль напряжения моста и цепи сигнализации осуществляется по вольтметру, переключением тумблера П2. При включении тумблера В загорается сигнальная лампа Лс работы пульта ПКС-2.


Датчики уровня

Рисунок 3.4

Визуальный указатель уровня жидкости ВУУЖ

Схема сигнализации предназначена для оповещения оператора о до­стижении уровнем заданных положений. При достижении в резервуаре одного из крайних заданных положений уровня замыкаются контакты дистанционной приставки — включается цепь реле сигнализации РС1— РС20, которое своими контактами включает через ключ К1—К20 сигнальную лампу Л1—Л20, соответствующую номеру данного (резервуара. Включение сигнальной лампы может производиться или одновременно с включением звонка Зв или без него. Ключи К1—К20 служат также для проверки работы реле, сигнальных ламп и звонка. Питание пульта ПКС-2-220/127 в, сигнальных ламп и звонка осуществляется через транс­форматор Тр с напряжением вторичной обмотки 24 в, питание реле сигнализации производится от

сДатчики уровняухого элементаБ2 с напряжением 1,5 в.


Пределы измерения уровня — 0 – 14 м, наибольшая погрешность из­мерения: местного показывающего прибора ±6 мм, дистанционного ПКС-2—±15 мм. Диапазон предельной сигнализации—11 м; макси­мальное расстояние от датчика до пульта при сопротивлении линии не более 100 ом — 1 км; максимальная вязкость среды ВУ50=2; допустимое давление в резервуаре — 200 мм вод, ст.

Конструкция дистанционной приставки отвечает требованиям взрывобезопасности по категории М2Б.

Габаритные размеры в мм: УДУ-2 — 390X1715X355; УДУ-2М — 290X1715X150; УДУ-3 — 390X410X355; УДУ-ЗМ — 390X410 X 150; ПКС-2 —415X480X600

3.1.2 Акустические уровнемеры

Уровнемеры акустические ЭХО-3 предназначены для бескон­тактного автоматического дистанционного измерения уровня жидких сред, в том числе вязких, налипающих, неоднородных, выпадающих в осадок и взрывоопасных, а также сыпучих и кус­ковых материалов с диаметром гранул от 2 до 200 мм. Уровне­меры предназначены для применения в различных отраслях про­мышленности при управлении и регулировании технологических процессов. Уровнемеры выпускаются в обыкновенном (ЭХО-3) и взрывозащищенном исполнении (ЭХО-З-В).

Принцип действия акустического уровнемера основан на лока­ции уровня звуковыми импульсами, проходящими через газовую среду, находящуюся над контролируемой жидкостью, и явлении отражения этих импульсов от границы раздела газ — контролируе­мая среда. Мерой уровня является время распространения зву­ковых колебаний от источника излучения до контролируемой гра­ницы раздела сред и обратно до приемника.


Уровнемер состоит из акустического преобразователя (АП) и преобразователя передающего измерительного (ППИ-3). Акусти­ческий преобразователь

пДатчики уровняредназначен для преобразования под­водимых к нему электрических импульсов в акустические и пре­образования отраженных импульсов от поверхности контроли­руемого материала обратно в электрические. Основой АП является пьезокерамический диск, работающий в режиме электроакусти­ческого источника колебаний. ППИ-3 предназначен для изме­рения преобразования времени запаздывания отраженного им­пульса относительно посланного зондирующего в выходной уни­фицированный сигнал постоянного тока 0—5, 0—20 или 4—20 мА. Преобразователь ППИ-3 имеет обыкновенное исполнение и испол­нение с искробезопасным входом и должен устанавливаться вне взрывоопасных зон помещений и наружных установок.

В зависимости от условий эксплуатации и исполнения АП имеют пять различных модификаций: АП-3 для жидкостей и сы­пучих материалов; АП-4 для сыпучих и кусковых сред непище­вой промышленности; АП-5В, АП-6В для взрывоопасных сред; АП-7 для сильнопенящихся жидкостей. Преобразователи АП-5В и АП-6В имеют взрывобезопасный уровень взрывозащиты и мо­гут устанавливаться во взрывоопасных зонах помещений всех классов и наружных установок.


Тип

Диапазон измерения, м

Габаритные размеры, мм

Масса, кг

АП-3

0—1,6; 0—2,5; 0—4; 0—6

395X180X160

4

АП-4

10; 0—16; 0—20; 0—30

380X290X290

5

АП-5В

0—1,6; 0—2,5; 0—4; 0—6

350X290X290

8

АП-6В

0—1,6; 0—2,5; 0—4

250X215X270

15

АП-7

0—2,5; 0—4

6+4 (на каж­дый метр тру­бы)

Диапазоны измерения и соответствующие им типы АП приве­дены в табл. АП

уДатчики уровнястанавливают на резервуарах с контролируемой средой; ППИ-3 можно устанавливать на щитах, пультах управления, на кронштейнах. Класс точности уровнемеров 1,5.

Питание уровнемера переменным током напряжением 220 В частотой 50 Гц; потребляемая мощность 15 В·А: длина линии связи до 100 м.

Приборы предназначены для работы при температуре окру­жающего воздуха: акустический передающий преобразователь АП от —30 до +50 °С и относительной влажности до 95 %, измери­тельный преобразователь ППИ от 0 до 50 °С и относительной влажности до 85 % .

Температура измеряемых сыпучих и кусковых материалов от —50 до +120 °С, жидких сред от —40 до +155 °С.

Габаритные размеры преобразователя измерительного ППИ 80Х167Х490, масса 7,5 кг.[3]

3.1.3 Ультразвуковые уровнемеры

Уровнемеры РУМБ предназначены для дистанционного авто­матического измерения уровня жидких сред — нефтепродуктов, сжиженных газов и пр., в том числе высоковязких и коагулирую­щих, в Нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышлен­ности.

Принцип действия уровнемера основан на обратном магнитоупругом эффекте: упругая деформация, вызванная ультразвуковой волной, изменяет магнитную проницаемость стержня, которая в свою очередь (при наличии подмагничивающего поля), изменяет магнитный поток через приемную катушку. Измерение уровня сводится к измерению времени между моментами прохождения фронта ультразвуковой волны в стержне около поплавка и опору ной точки отсчета.

Уровнемер включает в себя три преобразователя: первичный промежуточный и передающий. В первичном преобразователе формируется интервал времени в виде электрического импульса длительность которого пропорциональна значению измеряемого уровня и обратно пропорциональна скорости ультразвуковой волны в стержне. В преобразователе промежуточном произво­дится измерение интервала

вДатчики уровняремени и преобразование его в зна­чение измеряемого уровня в виде числоимпульсного кода Преобразователь передающий преобразует числоимпульсный код в де­сятичный и индицирует его на цифровом табло. В преобразователе передающем размещен также блок питания.

Первичный преобразователь в комплекте РУМБ-БК искробезопасный и предназначен для установки во взрывоопасных зо­нах помещений и наружных установок. Промежуточный преоб­разователь с входными искробезопасными цепями предназначен для установки вне взрывоопасных зон. Передающий преобразова­тель не имеет искробезопасного исполнения и устанавливается вне взрывоопасных зон помещений и наружных установок.

Первичный преобразователь устанавливается на резервуаре с измеряемой средой, а промежуточный и передающий преобразо­ватели монтируются по месту либо в шкафах.

Уровнемеры выпускают трех типов с выходными сигналами: РУМБ-БК-М — двоично-десятичный код, ампли­туда выходных импульсов 3В соответствует «1» и 0,3 В соответ­ствует «О»; РУМБ-БК — двоично-десятичный код, амплитуда импульсов 2,4—4,5 В соответствует «1» и 0,4 В соответствует «О»; РУМБ-БК-А 0—5 мА постоянного тока. Плотность измеряемой среды от 0,5 до 1,2 г/см3.

Детали первичного преобразователя, соприкасающиеся с кон­тролируемой средой, изготавливают из материалов, устойчивых к воздействию среды не хуже, чем сталь 12Х18Н10Т и ком­паунд ЭЗК-6. .

Питание уровнемеров переменным током напряжением 220 В частотой 50 Гц. Потребляемая мощность РУМБ-БК и РУМБ-БК-М не более 100 В-А, РУМБ-БК-А — не более 150 В-А.

Уровнемеры предназначены для работы при температуре ок­ружающего воздуха: первичные преобразователи от —50 до +50°С, промежуточные и передающие преобразователи от —10 до +50 °С и относительной влажности не более 95 % .

Габаритные размеры: первичного преобразователя 236X240х Х(746 + Низм) мм, где Низм — высота измеряемого уровня; промежуточного преобразователя РУМБ-БК-М 265x138x292 мм, остальных уровнемеров 265x138x375 мм;

пДатчики уровняередающего преобра­зователя РУМБ-БК-М — 265X138X415 мм, остальных уровне­меров 265x138x375 мм.

Масса первичного преобразователя РУМБ-БК-М и РУМБ-БК-А не более 16 кг, РУМБ-БК не более 11 кг; масса про­межуточного преобразователя не более 6,5 кг, передающего не более 10 кг.

3.1.4 Емкостные уровнемеры

Электронный емкостный индикатор уровня ИУ-2 предназначен для непрерывного дистанционного измерения уровня различных сред. При­бор применяется для измерения уровня жидких и сыпучих сред с раз­личными диэлектрическими свойствами (кроме сред вязких, кристалли­зующихся и выпадающих в осадках на электрод датчика), например: ‘жидкости — вода, кислотные и щелочные растворы, минеральные и ра­стительные масла; гранулированные сыпучие—зерно, сахар, соль, из­вестняк, песок, гравий и др.; порошкообразные сыпучие — мел, мука, пресспорошки и др. Индикатор уровня может быть использован как из­меритель раздела сред двух жидкостей с различными диэлектрическими постоянными.

В основу работы прибора положено измерение уровня по значению емкости датчика. Электронная схема прибора состоит из моста переменного тока, вспомогательные плечи которого индуктивно связаны с питающим его генератором высокой частоты. В одно из ос­новных плеч моста включен емкостный датчик, другое плечо служит для регулировки равновесия моста, т. е. для установки нуля. В измерительную диагональ моста включена постоянная нагрузка в виде высо­кочастного дросселя, с части которого снимается напряжение для показывающего и контрольного приборов. В схеме предусмотрена автома­тическая стабилизация высокочастотного напряжения, питающего мост.

Все детали генератора собраны на общем шасси, установленном в корпусе на амортизаторах. Электронный блок имеет выход на потен­циометр ЭПД или ЭПВ со шкалой от 10 до 100 мв. В качестве контроль­ного указателя уровня применен миллиамперметр магнитоэлектрической системы типа ПМС (от 0 до 1 ма),

уДатчики уровнястановленный на шасси электронного блока. Для дистанционного показания используется миллиамперметр типа М632 (от 0 до 1ма) с равномерной шкалой, разделенной на 50 рав­ных делений с цифрами от 0 до 100; промежуточные деления тариру­ются на месте потребителем. Емкостный датчик) имеет ли­той пылебрызгонепролицаемый силуминовый корпус со съемной крыш­кой. Головка датчика выполняется с резьбовым соединением для ввертывания в бункер или резервуар, в котором происходит замер уровня, и соединяется с электронным блоком ИУ-2 коаксиальным кабелем, за­ключенным в металлорукав. Емкостный датчик выбирается по табл. 1У.5 в зависимости от измеряемой среды и пределов измерения.

3.1.5 Выбор датчика уровня

После рассмотрения схем устройств можно отобрать наиболее подходящий датчик уровня. Выбор датчика уровня для данной схемы должен происходить исходя из начальных условий, особенности их работы, а также требований, предъявляемых к устройству.

Можно сразу отбросить датчики, которые предназначены для измерения уровня жидкости в открытых сосудах, а также для измерения уровня сыпучих тел. Также следует сразу же отобрать датчики, предназначенные для работы с высокой температурой. Таким образом, электрические датчики в силу своих характеристик являются непригодными для использования в схеме ректификации.

В нашей схеме можно использовать датчик уровня типа УДУ-2 или УДУ-3. Данные датчики уровня предназначены для контроля уровня жидкостей, неагрессивных по отношению к нержавеющей стали. Электрическая схема уровнемера УДУ-3 приведена на рисунке 2.3

3.2 Расчет пневматической части датчика уровня

Расчет производится с целью определения размера поплавка, при котором отталкивающее усилие было бы таким, чтобы преодолевалось сопротивление трения в шестеренчатой передаче и сопротивление трения и сопротивление вращению вала в уплотнительной муфте при малых изменениях высоты уровня жидкости в баке.

ДДатчики уровняля определения геометрических размеров деталей уровнемера, задаваясь отдельными значениями, пользуются уравнениями:

Датчики уровня (3.1)

Датчики уровня (3.2)

Датчики уровня (3.3)

где γ2 и γ1 — углы поворота валов мерного и поплавкового барабанов, град;

d2 и d1 — диаметры мерного и поплавкового барабанов, м; (Диаметры могут быть различны. (0,1-0,5 м))

Н — максимальный измеряемый уровень в м (для данного уровнемера он составляет от 1 до 2 м);

L — максимальная длина шкалы уровнемера, м (в нашем случае 0,1 –0,5 м);

l — длина участка шкалы, характеризующая измеряемую величину, м;

h — измеряемая высота уровня жидкости относительно дна, м;

zн и zв — число зубьев соответственно нижней и верхней шестерен.

Если известна одна из величин: H или L, то по формуле (3.1) можно найти ту, которая неизвестна. Для этого необходимо знать такие константы, как число зубьев шестерен и диаметры мерного и поплавкового барабанов.

Пример:

L = 0.3 м

d1 = 0.4 м; d2 = 0.2 м

zн = 150; zв = 300

Зная эти начальные условия можно найти максимальный измеряемый уровень:

Датчики уровня

или:

H = 1,5 м

d1 = 0.2 м; d2 = 0.1 м

zн = 100; zв = 200, тогда

Датчики уровняДатчики уровня

3.3 Модернизация устройства

Для модернизации необходимо на вход датчика уровня поставить одно из вспомогательных устройств пневмоавтоматики, так называемое реле времени. Реле времени предназначено для создания выдержки времени при включении или выключении устройств гидро- и пневмоавтоматики.

Датчики уровня

Рисунок 3.5 — Реле времени

Время выдержки определяется временем наполнения (или опорожнения) жидкостью цилиндра 2, поршень 1 которого воздействует на соответствующее устройство. Время наполнения регулируется ограничителем хода 5 или дросселем 3, изменяющим скорость протекания жидкости. Цилиндр опорожняется под действием пружины

Список литературы Датчики уровня

  1. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Справочное пособие. – Изд. 3-е, перераб. и доп. Под ред. Кошарского Б.Д. – Л.: Машиностроение, 1976.

  2. Борисов Г.С. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. – М.: Химия, 1991.

  3. Гельперин Н.И. Основные процессы и автоматы химической технологии. – М.: Химия, 1981.

  4. Жарковский Б.И. Приборы автоматического контроля и регулирования. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.:Высшая школа, 1983. – 312с.

  5. Кошарский Б.Д. Справочник по приборам теплового контроля и авторегулирования для электростанций и промышленных котельных. – Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.: Энергия, 1964.

  6. Советский энциклопедический словарь. Гл. ред. А.М. Прохоров. – 3-е изд. – М.: Сов. Энциклопедия, 1984.

  7. Чертов А.Г. Физические величины: Справочное пособие. – М.: Высшая школа, 1990. – 335с.

studfiles.net

Основные разновидности приборов

Датчики контроля уровня воды классифицируются в соответствии с их назначением. Устройства применяются для решения следующих задач:

  • контроля над изменением уровня жидкости в емкости и сигнализации при превышении допустимого значения;
  • запуска сигнализирующего звукового или светового реле в центральном управляющем блоке;
  • передачи замеров на дисплей блока управления с определением используемых емкостей;
  • поддержания замкнутого цикла контроля над уровнем жидкости в емкости при помощи контроллера и электрического насосного двигателя.

Датчики уровня

По конструктивным особенностям прибор бывает:

  • Бесконтактного типа. Подобные устройства применяются для веществ в вязкой, сыпучей, жидкой или твердой форме. К этой категории относятся дискретные и ультразвуковые датчики.
  • Контактного типа. Устройства, предназначенные для установки в резервуаре на внутренней стенке на соответствующей высоте. При достижении водой установленной отметки происходит активация прибора с передачей сигнала. В этой категории представлены поплавковые и гидростатические датчики.

По механизму воздействия регулятор уровня воды в баке бывает:

  • поплавковым;
  • гидростатическим;
  • дискретным;
  • радарным;
  • ультразвуковым.

Функциональные характеристики основных типов

  1. Поплавковый датчик – надежная и эргономичная конструкция устройства, которая комплектуется электрическим реле уровня. Работает датчик по такому принципу: когда уровень воды в баке достиг определенной отметки, жидкость активизирует поплавок. Изменяя положение, поплавок затрагивает реле и способствует замыканию рабочего контакта.

Поплавковые устройства представлены магнитострикционными и дискретными типами. Первый тип отличается дешевизной и простотой эксплуатации, второй – дороговизной, сложностью монтажа и долговечностью, гарантирующей точный контроль уровня воды в баке. Единственный недостаток приборов поплавкового типа – постоянное нахождение в жидкой среде.

Датчики уровня

  1. Гидростатический датчик – чувствительный прибор для измерения давления воды в различных емкостях. Основные его преимущества – долговечность, практичность, эргономичность и доступная стоимость.

Гидростатические измерители постоянно контактируют с жидкой средой, поэтому их практически невозможно эксплуатировать в агрессивных условиях.

Датчики уровня

  1. Дискретный датчик представлен специальными пластинами, которые определяют степень наполнения емкостей водой. Конструктивно подобные приборы лишены подвижных элементов и механизмов, что обеспечивает их долговечность, надежность и доступность использования. К недостаткам устройств можно отнести обязательный контакт с жидкой средой и восприимчивость к изменению температуры жидкости.
  2. Радарный датчик контролирует уровень жидкости за счет сдвига частот, разницы между излучающим и отражающим сигналом. Подобные устройства работают по принципу излучателя и улавливателя электромагнитных волн, благодаря чему они обеспечивают более точный замер.

Датчики уровня

Приборы радарного типа обладают следующими преимуществами:

  • имеют простую и надежную конструкцию;
  • не требуют контакта с жидкой средой;
  • отличаются устойчивостью к агрессивной среде;
  • гарантируют высокий результат.
  1. Ультразвуковой датчик конструктивно и функционально схож с предыдущим типом устройств, контроль осуществляется при помощи ультразвукового излучения, которое создается специальным генератором. Он обладает теми же преимуществами, что и радарный аналог, единственное отличие заключается в меньшей точности готового результата.

Правильный выбор датчика уровня

Чтобы правильно выбрать датчик уровня воды в баке, рекомендуется обратить внимание на его ключевые характеристики:

  • Каковы конструктивные особенности и назначение прибора, типы веществ, для которых он предназначается.
  • Оказывает ли влияние тип материала, из которого изготовлен прибор, на конечные показатели замера.
  • Какие схемы преобразования сигналов предусмотрены для эффективной эксплуатации прибора.
  • Обеспечивается ли точность получаемых результатов при быстром изменении уровня жидкости.
  • Стандартна ли комплектация прибора, имеются ли вспомогательные элементы и указатели для изменения заданных настроек и параметров.
  • Какова восприимчивость прибора к внешнему воздействию – вибрациям, электромагнитным излучениям.
  • Имеется ли сертификация продукции согласно государственным стандартам.
  • Какие гарантийные обязательства даны от производителя или продавца.

Изготовление поплавкового датчика уровня в домашних условиях

Как сделать самодельный датчик уровня воды для использования в пластиковом накопителе? Для изготовления простого устройства потребуются рычаг, открывающий клапан, и поплавковый элемент. Все работы выполняются в следующем порядке:

  1. В верхней части готового резервуара поплавковый элемент с рычагом подсоединяется к штоку, который используется для перемещения поршневого цилиндра.
  2. Когда вода достигает максимального значения, поплавок воздействует на рычаг, который двигает поршень и обеспечивает закрытие клапана для прекращения доступа воды через нижнюю водонапорную трубу.
  3. По мере того как объем воды будет использоваться, поплавок медленно опускается на дно, воздействуя на поршень. Далее происходит открытие клапана и заполнение резервуара жидкостью.

Датчики уровня

Изготовить датчик уровня воды своими руками под силу любому начинающему мастеру. Устройство подойдет для установки в скважинах, колодцах, насосном оборудовании и водных резервуарах.

gidpovode.ru

Принцип работы

Механические и магнитные поплавковые уровнемеры

Принцип действия основан на замыкании поплавком контактов, расположенных на различных уровнях направляющего стержня. В магнитных поплавковых уровнемерах используются герконы, а в механических – микровыключатели.

Преимущества

  • просто
  • дёшево.

Недостатки

  • контактный метод, при выборе поплавка необходимо учитывать: химическую совместимость со средой, плавучесть, вязкость, плотность и температуру
  • не подходит для измерения уровня очень вязкой жидкости, шлама
  • а также жидкости, которая прилипает к поплавку и стержню
  • или содержит металлические кусочки, которые могут вызвать ложные срабатывания магнитных выключателей.

Магнитострикционные уровнемеры

Это поплавковые уровнемеры непрерывного действия, в которых используются магнитострикционный эффект. Поплавок с постоянным магнитом внутри перемещается вдоль направляющего стержня, в котором натянута проволока из магнитострикционного материала (волновод). В волновод подаются токовые импульсы. В месте расположения магнита (поплавка) при взаимодействии магнитного поля с током, возникают импульсы продольной деформации, которые регистрируются пьезоэлементом вверху стержня. Время прохождения импульса пропорционально расстоянию до поверхности.

Буйковые уровнемеры

На частично погружённый в жидкость буёк действует выталкивающая сила Архимеда, пропорциональная глубине погружения.

Ультразвуковые уровнемеры (Ultrasonic)

Принцип действия ультразвуковых уровнемеров основан на измерении времени распространения звуковой волны высокой частоты (20-200 кГц) от антенны уровнемера до поверхности жидкости и обратно.

Ультразвуковые уровнемеры подходят для измерения уровня вязких жидкостей и сыпучих материалов.

Недостатки

  • звуковой сигнал не может распространяться в вакууме
  • на показания оказывают влияние: температура, влажность, давление, турбулентность, пена, пар, изменение концентрации жидкости.

Микроволновые радарные уровнемеры (Radar)

Принцип действия радарных уровнемеров основан на измерении времени распространения электромагнитной волны (радиоволны) сверхвысокой частоты (1-30 ГГц) от антенны уровнемера до поверхности жидкости и обратно.

Радары подходят для использования во влажной, туманной и пыльной среде, а также при переменной температуре.

Импульсный метод – измерение времени прохождения импульса до поверхности и обратно – очень сложно реализовать, т.к. это время измеряется в наносекундах.

Более распространён способ непрерывного линейного частотного модулирования радиосигнала — FMCW (Frequency Modulated Continuous-Wave). При этом способе излученный и отражённый сигналы смешиваются, и образуется сигнал, частота которого равна разности частот этих сигналов. Эта разность пропорциональна расстоянию от антенны до поверхности.

Преимущества

  • радиоволны могут распространяться и в вакууме, на них не влияет температура, давление, влажность и пыль.

Недостатки

  • электромагнитные волны поглощаются (не отражаются) диэлектриками (пластмасса, стекло, бумага и т.д.)
  • высокая цена (чем выше частота, тем точнее измерения и тем дороже).

Гидростатическое измерение уровня

Используется зависимость давления столба жидкости от уровня. Давление столба жидкости измеряется с помощью дифференциальных датчиков давления — один датчик измеряет давление на дне резервуара, а другой – давление над поверхностью жидкости.

Емкостные уровнемеры (Capacitance)

В резервуар опускается конденсатор, представляющий собой длинную трубку с металлическим стержнем внутри. Вместе с резервуаром заполняется и трубка — из-за разной диэлектрической проницаемости жидкости и воздуха ёмкость конденсатора изменяется пропорционально уровню.

В качестве опорного электрода (внешних обкладок конденсатора) могут использоваться стенки резервуара.

Кондуктометрические сигнализаторы уровня

Используются для контроля уровня в проводящих жидкостях. В резервуар опускается пара электродов, и как только уровень повышается так, что электроды оказываются погружёнными в жидкость – уменьшается сопротивление между электродами и срабатывает выключатель. Для контроля нескольких уровней используются несколько пар электродов разной длины.

www.maxplant.ru

Устройство модели

Основным элементом датчика уровня поплавкового типа является головка измерителя. Кабельный ввод чаще всего изготавливается с герметической подкладкой. Уплотнители в устройствах используются как пластикового, так и силиконового типа. Посадочный фланец у моделей имеет специальные отверстия. Подсоединительный кабель находится в нижней части устройства. Под головкой измерителя имеется компактная изолирующая платина. Нагрузочная способность устройства зависит от типа выходного контакта.

датчик уровня поплавковый своими руками

Как сделать самостоятельно

Сделать поплавковые датчики уровня воды своими руками довольно просто. В первую очередь нужно заготовить трубку небольшого диаметра. Затем для нее подбирается головка. Уплотнитель в данном случае необходимо использовать небольшой толщины. Чаще всего подбирают пластиковые кольца. Далее, чтобы сделать датчик уровня (поплавковый) своими руками, нужно в трубке зафиксировать изолирующую пластину. Кабельный ввод подключается в последнюю очередь. Контакты сопротивления целесообразнее устанавливать в верхней части устройства. Для улучшения герметизации модели подойдет резиновая заглушка.

Модели АРС

Указанный датчик чаше всего используется в водоемах. В данном случае головка измерителя применяется небольшого диаметра. Согласно документации, нагрузочная способность модели равняется 1 А. Кабельный ввод в устройстве герметичный. Уплотнитель у датчика уровня сделан полностью из пластика. Дифференциал переключения устройства находится на уровне 45 градусов.

Корпус у модели очень компактный. Выходной контакт используется открытого типа. Барьер искрозащиты у модели отсутствует. Максимальное давление указанные датчики уровня воды в емкости (поплавковый тип) выдерживают в 3 бара. Приобрести его можно по цене от 2 тыс. руб.

поплавковые датчики уровня воды своими руками

Датчики «Кристал»

Указанный поплавковый датчик уровня для агрессивных сред выделяется своей компактностью. Максимальное давление система выдерживает в 3.3 бара. Головка измерителя имеет диаметр 2.3 см. Кабельный ввод используется с пластиковым уплотнителем. Кольцо в данном случае установлено с зажимом. Также важно отметить, что дифференциальное сопротивление устройства находится на уровне 40 градусов. Барьер искрозащиты в нем предусмотрен. Приобрести этот датчик уровня пользователь способен по цене от 2400 руб.

Устройства Burkle

Указанный датчик применяется для отстойников и открытых водоемов. Головка измерителя используется небольшого диаметра. Параметр максимального давления не превышает 4.1 бара. Нагрузочная способность указанного датчика уровня равняется 1 А. Максимальная допустимая температура устройства – 170 градусов. Кольцо в нем используется с зажимом.

Посадочный фланец установлен со специальными отверстиями. Максимальная допустимая плотность жидкости равняется 3 кг на кв. см. Выходной контакт в устройстве используется открытого типа. Если верить документации оборудования, то степень защиты предусмотрена с маркировкой ИП68. Приобрести указанный датчик уровня можно за 2300 руб.

Описание модели Fine Tek

Эти датчики уровня и поплавковые переключатели подходят для агрессивной среды. Используется прибор не только в приямках, но и в колодцах. Компактные размеры устройства позволяют выдерживать большое давление. Нагрузочная способность представленного датчика уровня находится на уровне 2 А.

Диаметр головки измерителя составляет ровно 2.5 см. Кабельный ввод у модели установлен со специальным уплотнителем. Если верить документации на прибор, то сделан он из пластика. Посадочный фланец используется большого диаметра. Также важно отметить, что в устройстве есть топливный зонд. Располагается он сразу под головкой измерителя. Заглушка у этой модели сделана из силикона. Стоит указанный датчик уровня в районе 2400 руб.

датчики уровня воды в емкости поплавковый

Устройства поплавкового типа Wilo

Этот датчик уровня (поплавковый) используется в основном в открытых водоемах. Для агрессивной среды он не подходит однозначно. Головка измерителя у него имеется небольшого диметра. Выходной кабель устройства располагается под защитным кольцом. Если говорить про параметры, то важно отметить, что максимальная допустимая температура составляет 140 градусов.

Выходной контакт в устройстве установлен открытого типа. Показатель максимального давления не превышает 2 бар. Угол переключения датчика уровня составляет 12 градусов. Подсоединительный кабель у модели делается с уплотнителем. Непосредственно изолирующая пластина сделана из силикона. Дифференциал переключения равняется только 30 градусам. Для бассейнов этот датчик уровня не подходит. Приобрести прибор можно по цене от 1900 руб.

Параметры модели Varma

Этот поплавковый датчик уровня может использоваться в жидкостях большой плотности. Кабельный ввод у модели применяется двухжильного типа. Диаметр головки измерителя составляет ровно 2.3 см. Уплотнитель в представленном датчике уровня изготовлен полностью из пластика. Трубка у модели имеется удлиненная. Топливный зонд у прибора располагается под головкой измерителя.

Максимальная допустимая температура равняется 230 градусов. Выходной контакт применяется закрытого типа. Максимальная плотность жидкости равняется 4 кг на кв. см. Направляющая стойка имеется с диаметром в 2.3 см. Топливный зонд у этого датчика уровня отсутствует. Приобрести указанную модификацию пользователь способен по цене от 2700 руб.

датчики уровня и поплавковые переключатели

Модели поплавкового типа Optima

Этот датчик уровня жидкости (поплавковый) используется в пожарных резервуарах и водоемах. Отличительной особенностью модели считается большой посадочный фланец. Кольцо в данном случае установлено с зажимом. Диаметр головки измерителя составляет ровно 2.5 см. Уплотнитель в представленном датчике уровня сделан из пластика. Заглушка производителем не предусмотрена.

Максимальное избыточное давление устройства находится на уровне 3 кг на кв. см. Нагрузочная способность этого датчика уровня не превышает 2 А. Если верить производителю, то степень защиты имеется с маркировкой ИП68. Приобрести этот датчик уровня можно за 2100 руб.

датчик уровня жидкости поплавковый

Датчики поплавкового типа Nivelco

Этот датчик уровня (поплавковый) производится для колодцев и бассейнов. Уплотнитель у модели изготовлен из обычной резины. Прослужить указанный датчик долго не может. Однако следует учитывать низкую стоимость товара. Если говорить про конструктивные особенности датчика уровня, то важно отметить, что кольцо у него располагается над зажимом. В данном случае диаметр посадочного фланца равняется 3.4 см.

Непосредственно топливный зонд располагается под головкой измерителя. Направляющая стойка в устройстве кроткая. Угол переключения модели – 13 градусов. Показатель нагрузочной способности не превышает 2 А. Максимальное давление система выдерживает в 3 бара. Барьер искрозащиты в устройстве предусмотрен. Приобрести этот датчик уровня пользователь способен по цене от 2 тыс. руб.

Поплавковые устройства Rover

Этот датчик уровня (поплавковый) используется, как правило, в бассейнах. Однако для открытых водоемов он также подходит. Непосредственно головка измерителя у него используется продолговатой формы. Кабельный ввод у представленной модели установлен с защитным кольцом. Посадочный фланец установлен диаметром ровно 2.5 см. Топливный зонд у модели не предусмотрен. Если говорить про параметры устройства, то важно отметить, что максимальное давление равняется 2 бара. Показатель нагрузочной способности не превышает 1 А.

Максимальная допустимая температура составляет 230 градусов. Угол переключения в данном случае находится на отметке в 33 градуса. Выводной контакт у датчика уровня установлен открытого типа. Дифференциал переключения равняется 10 градусам. Заглушка в устройстве располагается в верхней части корпуса. Всего у модели установлено два контакта сопротивления. Приобрести этот датчик уровня можно за 2 тыс. руб.

поплавковый датчик уровня

Описание датчика уровня Jhcool

Этот датчик уровня (поплавковый) подходит для использования в колодцах и бассейнах. По размерам он является очень компактным. Непосредственно головка измерителя у него установлена вместе с уплотнителем. Сделан он полностью из резины. Посадочный фланец располагается на специальном кольце. Подсоединительный клапан находится в нижней части конструкции. Заглушка в данном случае не предусмотрена. Также важно отметить, что у модели имеется один контакт сопротивления. Нагрузочная способность датчика уровня не превышает 1 А.

Показатель максимального давления находится на отметке в 4 бара. Для агрессивной среды представленный экземпляр не подходит. Также важно отметить, что у модели малый угол переключения. Минимальное избыточное давление не превышает 1 кг на кв. см. Подсоединительный кабель в устройстве установлен двухжильного типа. Купить данный датчик уровня можно за 1800 руб.

fb.ru

1 Этапы установки

Последовательность установки датчика уровня воды такова:

  1. Необходимо при возможности (зависит от области применения устройства) понизить давление до 55 мм ниже уровня сигнализации. Затем необходимо сбросить давление бака до атмосферного.
  2. Закрепите датчик на внутренней или внешней поверхности бака (зависит от вида устройства измерения уровня жидкости).
  3. Включите устройство и наблюдайте за показателями. Если короткого замыкания не видится и прибор работает исправно, проверьте работоспособность системы при понижении уровня воды в баке. Сделать это необходимо до запуска бака в работу.

к меню ↑

1.1 Создание датчика уровня своими руками (видео)


к меню ↑

2 Назначение датчиков уровня воды

Назначения рассматриваемой системы измерения уровня воды весьма разнообразны. Существуют датчики для измерения уровня воды в скважине, а есть — и для измерения уровня воды в баке (или в любой другой емкости).

Кроме того, датчики уровня воды способны измерять и уровень других жидкостей, даже агрессивных (яды, кислоты и прочее). Наиболее распространенными можно назвать следующие датчики:

  • Поплавковые сигнализаторы;
  • Бесконтактные датчики уровня воды;
  • Контактные датчики.

Все они различаются не только по механизму работы, но и по назначению.
к меню ↑

2.1 Виды и отличия

Поплавковые сигнализаторы являются «универсалом» прецизионных устройств, которые могут использоваться в подавляющем большинстве случаев. Кроме того, они отличаются сверхточным и адекватным измерением количества (уровня) воды в баке, скважине или каких-либо других резервуарах.

Бесконтактные датчики хороши своей прочностью и надежностью даже при работе в приближенных к экстремальным условиях. Так, например, они применяются в измерении уровня сыпучих веществ, жидкостей с варьирующимся уровнем вязкости или же токсичности.

И хотя их используют чаще всего на промышленных предприятиях, применение их в измерении уровня жидкости в баке или скважине тоже актуально (хотя встречается крайне редко).

Контактные виды применяются в условиях измеряемой жидкости или же так называемым технологическим веществом. Такие датчики либо просто погружаются в жидкость, либо крепятся на корпусе емкости (например, скважины) на заданной высоте.

Существует еще и датчик предельного уровня, применение которого оправданно лишь в условиях повышенной взрывоопасности и повышенной вероятности аварийного состояния резервуара. Его использование в бытовых условиях не представляется целесообразным и рациональным.
к меню ↑

2.2 Принцип работы и устройство датчиков

Начнем с уровневых сигнализаторов. Они состоят из подвижного магнита, что приводится в движение благодаря специальному поплавку, и чувствительных к магниту герконовых контактов. При приближении магнита к такому контакту геркон срабатывает.

Как только жидкость достигает уровня датчика, специальный поплавок поднимается вместе с уровнем этой жидкости и тут либо замыкает, либо размыкает контакты геркона. При снижении же уровня жидкости поплавок пойдет вниз и вернет контакты в изначальное положение.

Бесконтактные виды разделяются на ультразвуковые и емкостные датчики соответственно. Первые работают благодаря анализу уровня жидкости ультразвуком.

Из-за надежности и точности анализа их достаточно часто применяют при бурении скважины. Диапазон для реагирования датчиков варьируется от 100 мм до 6 метров.

Емкостный вариант реагирует на приближение и присутствие анализируемых объектов. Его применение наиболее актуально для анализа уровня воды в баке или артезианской скважине. Срабатывание устройства возможно на расстоянии до 25 миллиметров.

Контактные датчики подразделяются на следующие виды:

  • Оптические;
  • Пьезоэлектрические вилочные;
  • Радиолокационные и радарные;
  • Гидростатические;
  • Волоконно-оптические.

Оптический вид использует инфракрасный диапазон для анализа жидкости. Их преимуществом можно назвать то, что они не имеют подвижных частей вовсе, а значит — длительны в эксплуатации и не требуют частой замены.

Состоит оптический датчик из корпуса и полусферы, в которой имеется инфракрасный светодиод и триггерный фототранзистор. Их применение оправданно на баке, тогда как для скважины и подобных резервуаров они не подходят. На данном устройстве стоит защита стандарта «IP67».

Пьезоэлектрические вилочные датчики обладают определенной резонансной частотой. Как только вода попадает на полость вилки в данном устройстве, то частота резонанса изменяется, и это фиксируются интегрированные анализаторы входящих сигналов.

Как результат — устройство меняет свое состояние на выходе. Отличный вариант для артезианской скважины. Работа данного устройства возможна при температурах до +250 градусов.

Радиолокационные и радарные виды работают благодаря анализу прохождения электромагнитной волны. Вся система функционирует на строгом контроле времени прохождения сигнала, и затем система сама анализирует во внутренней электронной схеме результат.

Такой вид датчиков применяется при работе в скважине, особенно в тех случаях, когда важна предельная точность. Данное устройство может выдерживать температуру до 100 градусов и давление до десяти бар.

Гидростатический вариант отлично подходит для измерения уровня воды на большой глубине (до 250 метров). Механизм работает благодаря разнице между атмосферным давлением и давлением компенсационным.

Анализ показателей давления достигается благодаря установленной в устройстве капиллярной трубке. Применяется такой вид датчиков при работе в глубокой скважине. Впрочем, не только скважины находятся в области применения данного вида датчиков, но и канализационные системы, и глубокие колодцы.

Волоконно-оптический вид является наиболее дорогим и современным. Весь механизм работает на принципе измерения разницы коэффициентов преломления между воздушными массами и водой.

byreniepro.ru

Резисторный датчик уровня жидкости.

датчик уровня жидкостиНа автомобиле применяют несколько типов датчик уровня жидкости. Основным является датчик уровня жидкости, на показания которого постоянно обращается внимание это, конечно же, датчик уровня топлива. Это резисторный датчик уровня жидкости.  Его принцип основан на изменении значения сопротивления в зависимости от уровня жидкости.
Датчики старого образца выполнялись в виде намотанной на пластине проволоке большого удельного сопротивления. Современные датчики выполняются в виде пластины с нанесёнными на неё резистивными дорожками. Такая конструкция намного надёжнее и долговечнее, в отличие датчика с проволочным сопротивлением, за витки которого часто зацеплялся подвижный контакт. Так же такие датчики используются в других местах. На пример как датчик положения дроссельной заслонки.

датчик уровня жидкости

Контактный датчик уровня жидкости.

Следующий тип это контактный датчик. Широкое распространение он получил как датчик уровня тормозной жидкости и минимального уровня топлива. Функция этого датчика заключается во включении контрольной лампы на панели приборов при низком уровне жидкости. Его конструкция проста как всё гениальное. К поплавку, погружённому в жидкость, закреплена пластина с контактами, которые замыкаются при низком уровне. Контакты размыкают или замыкают цепь сигнальной лапы, информируя водителя.
датчик уровня жидкости

Геркон в качестве датчика уровня топлива.

При внедрении в автомобиле электронных блоков стали появляться датчик уровня жидкости системы охлаждения, датчик уровня жидкости в бочке омывателя лобового стекла и уровня масла. Работа этих датчиков основана на герконах. Геркон представляет собой пару или несколько пар ферримагнитных контактов запаянных в стеклянную колбу. При попадании геркона в магнитное поле постоянного магнита или электромагнита контакты замыкаются. Герконы в датчиках располагаются в нижней части, а в поплавке располагается постоянный магнит. При низком уровне жидкости поплавок опускается вниз и геркон попадает в магнитное поле, что приводит к замыканию контактов. Основным недостатком таких датчиков является малая мощность контактов геркона, поэтому они применяются только с электронными блоками, которым для работы не нужен большой ток.датчик уровня жидкости

С развитием электроники появляются и другие типы датчиков, например на основе датчика Холла.

 

admin 12/03/2013

avtolektron.ru

Поплавковые датчики

Надежные и дешевые устройства для контроля уровня жидкостей с помощью поплавков наиболее распространены. Конструктивно они могут различаться. Рассморим их виды.

Вертикальное расположение

Часто применяется поплавковый датчик уровня воды с вертикальным штоком. Внутри него размещен круглый магнит. Шток представляет собой полую пластиковую трубку с расположенными внутри герконами.Датчики уровня«> Поплавок с закрепленным магнитом всегда располагается на поверхности жидкости. Подходя к геркону, поле магнита вызывает срабатывание его контактов, что является сигналом о заполнении емкости до определенного объема. При последовательном соединении контактных пар между собой через резисторы можно постоянно следить за уровнем воды по общему сопротивлению цепи. Стандартный сигнал при этом меняется от 4 до 20 мА. Датчик уровня воды чаще всего размещается в верхней части резервуара на участке длиной до 3 м.

Электрические схемы с герконами могут отличаться при внешнем сходстве механической части. Датчики располагаются на одном, двух и большем количестве уровней, подавая сигнал о том, насколько наполнен бак. Они также могут быть линейными, непрерывно передавая сигнал.

Горизонтальное расположение

Если сверху датчик установить не удается, его крепят горизонтально к стене резервуара. Магнит с поплавком устанавливают на рычаге с шарниром, а геркон помещают в корпусе. При подъеме жидкости в верхнее положение магнит подходит к коннтактам и датчик срабатывает, сигнализируя о достижении предельного положения.Датчики уровня«>

При повышенной загрязненности или замерзании жидкости применяется более надежный поплавковый датчик уровня воды на гибком тросе. Он состоит из размещенной на глубине небольшой герметичной емкости с металлическим шариком с герконовым контактом или тумблером внутри. При совпадении уровня воды с положением датчика происходит переворот емкости и срабатывание контакта.

Одними из самых точных и надежных поплавковых датчиков являются магнитострикционные. Они содержат поплавок с магнитом, которые скользят по металлическому стержню. Принцип работы заключается в изменении продолжительности прохождения через стержень ультразвукового импульса. Отсутствие электрических контактов существенно повышает четкость срабатывания при достижении границы раздела сред заданного положения.

Емкостные датчики

Бесконтактное устройство реагирует на разницу между диэлектрической проницаемостью разных материаллов. Датчик уровня воды в резервуаре устанавливается снаружи боковой стенки емкости. В этом месте должна быть вставка из стекла или фторопласта, чтобы через нее можно было различить границу раздела сред. Расстояние, на котором чувствительный элемент улавливает изменение контролируемой среды, составляет 25 мм.

Герметичное исполнение емкостного датчика дает возможность помещать его в контролируемую среду, например, в трубопровод или в крышку резервуара. При этом он может находиться под давлением. Таким образом поддерживается наличие жидкости в закрытом реакторе при осуществлении технологического процесса.

Электродные датчики

Датчик уровня воды с помещенными в жидкость электродами реагирует на изменение электропроводности между ними. Для этого их крепят зажимами и размещают на предельно верхнем и нижнем уровнях. С более длинным в паре устанавливают еще один проводник, но обычно вместо него используют металлический корпус резервуара.Датчики уровня«>

Схема датчика уровня воды соединяется с системой управления электродвигателем насоса. При полном баке все электроды погружены в жидкость и между ними протекает ток управления, который является сигналом на отключение двигателя водяного насоса. Вода также не поступает, еслти она не касается оголенного верхнего проводника. Сигналом включения насоса является снижение уровня ниже длинного электрода.

Проблемой всех датчиков является окисление контактов, находящихся в воде. Чтобы уменьшить его влияние, применяют нержавеющую сталь или графитовые стержни.

Датчик уровня воды своими руками

Простота устройства дает возможность изготовить его самостоятельно. Для этого нужен поплавок, рычаг и клапан. Вся конструкция размещается в верхней части бака. Поплавок с рычагом соединяется со штоком, перемещающим поршень.Датчики уровня«>

При достижении водой верхнего предельного уровня поплавок перемещает рычаг, который воздействует на поршень и закрывает подачу через нижнюю трубу.

По мере расхода воды поплавок опускается, после чего поршень снова открывает отверстие, через которое можно опять наполнять резервуар.

При правильном выборе и изготовлении датчик уровня воды, своими руками собранный, надежно работает в домашнем хозяйстве.

Заключение

Датчик уровня воды незаменим в частном секторе. С ним не теряется время при контроле за наполнением бака на огороде, уровнем в колодце, скважине или септике. Простое устройство без помощи хозяина вовремя запустит или отключит водяной насос. Только не стоит забывать о его профилактике.

www.syl.ru

Область применения датчиков уровня воды

  • Продвинутые дачные и фермерские хозяйства, занимающиеся выращиванием плодоовощной продукции, в своей работе используют системы полива наподобие капельной. Для обеспечения автоматической работы поливочного оборудования конструкция требует наличия большой емкости для сбора и хранения воды. Ее заполнение обычно производят погружными водяными насосами в скважине, при этом требуется отслеживать уровень давления воды для насоса и ее количество в водосборном баке. В этом случае необходимо управлять работой насоса, то есть включать его при достижении определенного уровня воды в накопительной емкости и отключать в случае полного заполнения водяного бака. Эти функции можно реализовать с помощью поплавковых датчиков.
  • Большой накопительный бак для воды может потребоваться и для водоснабжения дома, если дебит водозаборной емкости очень мал или производительность самого насоса не может обеспечить потребление воды, соответствующее необходимому уровню. В этом случае устройства контроля уровня жидкости для автоматической работы системы водоснабжения также необходимы.
  • Систему контроля за уровнем жидкости можно использовать и при работе с устройствами, в которых отсутствует защита от сухого хода скважинного насоса, датчик давления воды или поплавковый выключатель при откачивании грунтовых вод из подвалов и помещений с уровнем ниже поверхности земли.

Виды датчиков уровня воды

Все датчики уровня воды для управления насосом можно разделить на две большие группы: контактные и бесконтактные. Бесконтактные способы в основном используются в промышленном производстве и делятся на оптические, магнитные, емкостные, ультразвуковые и т.п. виды. Датчики устанавливаются на стенки водяных баков или непосредственно погружаются в контролируемые жидкости, электронные компоненты помещены в шкаф управления.

В быту наибольшее применение нашли недорогие контактные устройства поплавкового типа, отслеживающий элемент которых выполнен на герконах. В зависимости от расположения в емкости с водой подобные устройства делятся на две группы.

Вертикальные. В подобном устройстве в вертикальном штоке расположены герконовые элементы, а сам поплавок с кольцевым магнитом перемещается вдоль трубки и включает или отключает герконы.

Горизонтальные. Крепятся за верхний край сбоку стены резервуара, при наполнении емкости поплавок с магнитом поднимается на шарнирном рычаге и подходит к геркону. Устройство срабатывает и коммутирует электрическую цепь, помещенную в шкаф управления, она отключает питание электронасоса.

Устройство герконового  переключателя

Основной исполнительный элемент  герконового датчика — герконовый выключатель. Устройство представляет собой маленький стеклянный баллон, наполненный инертным газом или с откачанным воздухом. Газ или вакуум препятствуют образованию искр и окислению контактной группы. Внутри  колбы находятся замкнутые контакты из ферромагнитного сплава прямоугольного сечения (пермаллоевая проволока) с золотым или серебряным напылением. При попадании в магнитный поток  контакты  герконового переключателя намагничиваются и отталкиваются друг от друга — происходит размыкание цепи, по которой течет электрический ток.

Самые распространенное виды герконовых  выключателей действует на замыкание, то есть при намагничивании их контакты соединяются друг с другом и электрическая цепь замыкается. Герконовые переключатели могут иметь два вывода для замыкания размыкания цепи или три, если работают с переключением цепей электрического тока. Низковольтная схема, коммутирующая электропитание насоса, обычно помещается в шкаф управления.

Схема подключения герконового датчика уровня воды

Герконовые переключатели являются маломощными устройствами и неспособны коммутировать большие токи, поэтому они не могут быть использованы непосредственно для отключения и включения насоса. Обычно они задействованы в низковольтной схеме коммутации работы мощного реле насоса, помещенной в шкаф управления.

На рисунке представлена простейшая схема с датчиком, реализующая управление дренажным насосом в зависимости от водного уровня при откачке, состоящая из двух герконов SV1 и SV2.

При достижении жидкостью верхнего уровня магнит с поплавком включает верхний геркон SV1 и на катушку реле P1 подается напряжение. Ее контакты замыкаются, происходит параллельное подключение к геркону и реле самозахватывается.

Функция самозахватывания не дает возможность отключиться питанию катушки реле при размыкании контактов включающей кнопки (в нашем случае это геркон SV1). Это происходит в том случае, если нагрузка реле и его катушка подключены в одну цепь.

Напряжение поступает на катушку мощного реле в цепи электропитания насоса, его контакты замыкаются и электронасос начинает работать. При падении уровня воды и достижении поплавка с магнитом нижнего геркона SV2 он включается и на катушку реле P1 с другой стороны также подается положительный потенциал, ток перестает течь и реле P1 отключается. Это вызывает отсутствие тока в катушке силового реле P2 и как следствие прекращение подачи напряжения питания на электронасос.

Аналогичная схема управления насосом, помещенная в шкаф управления, может быть использована при отслеживании уровня в емкости с жидкостью, если герконы поменять местами, то есть SV2 будет находиться вверху и отключать насос, а SV1 в глубине бака с водой его включать.

Датчики уровня могут быть использованы в быту для автоматизации процесса при заполнении больших емкостей водой при помощи водяных электронасосов. Наиболее просты в установке и эксплуатации герконовые виды, выпускаемые промышленностью в виде вертикальных поплавков на штангах и горизонтальных конструкций.

Советуем почитать: Автоматика для насоса

oburenie.ru


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.