Steklotorgnn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Датчик уровня воды

Какими бывают датчики уровня воды в баке и как их выбрать?

  1. Описание и принцип работы
  2. Обзор видов
  3. Лучшие модели
  4. Советы по выбору
  5. Как установить?

Датчики уровня воды предназначаются для отслеживания и регулировки уровня жидкостей в ёмкости. Имеются и иные виды датчиков, регулирующих количество сыпучих сред в баках. Используются уровнемеры и в промышленности, и в быту. Виды их и принципы работы многообразны.

Описание и принцип работы

Датчик уровня воды в баке и иных ёмкостях применяется в системах контроля, организуемых в целях автоматизации ряда производственных процессов. Когда контролируемая по уровню жидкая среда достигает определённой отметки, то такой датчик сигнализирует об этом, а система контроля реагирует на этот сигнал определённым образом. Уровнемеры применяются и в быту, например, в запорной арматуре для унитазов или в системах, отключающих насос скважины.

Конструктивные особенности датчиков характеризуются рядом общих параметров.

  1. По функциональному признаку их разделяют на сигнализирующие устройства и уровнемеры. Сигнализаторы контролируют конкретную отметку заполнения ёмкости (наибольшую или наименьшую). Уровнемеры осуществляют непрерывный контроль уровня технологической среды.
  2. Изделия эти многообразны, а в принцип их действия могут быть заложены гидростатические законы, свойства электропроводности, магнетизма, оптики, акустики и прочее. Одновременно это является и основным параметром, определяющим сферы их применения.
  3. Метод измерения может быть контактным или бесконтактным.
  4. Ключевые конструктивные особенности датчиков определяются качествами технологических сред, в которых они используются.

Обзор видов

По принципу действия сигнализирующие устройства делят на виды:

  • поплавочные;
  • ультразвуковые;
  • устройства, действующие на емкостном принципе;
  • электродные;
  • радарные;
  • использующие принципы гидростатики.

Поплавочные – наиболее просты конструктивно, они действуют как обычный клапан, а автоматика здесь минимальна. Собственно, этим и обеспечивается их надёжность. В конструкцию входит поплавок с магнитом и два геркона, которые устанавливаются на определённых, контрольных уровнях. Принцип действия, кратко:

  • при полном опустошении резервуара поплавок снижается до уровня нижнего геркона, который запускает специальное реле, питающее насос, и вода начинает закачиваться из скважины в резервуар;
  • вода подходит к верхнему контролируемому уровню, поплавок приближается к верхнему геркону и включает его, срабатывая;
  • геркон выключает реле, после чего насос заканчивает процесс пополнения водой ёмкости.

Поплавочные сигнализаторы поступают в продажу в различных исполнениях, а их настройка проста.

Ультразвуковые датчики – измерители, используемые и для жидких, и для сухих сред, выпускаются и в аналоговом, и в дискретном варианте. Иными словами, они могут прекращать пополнение ёмкостей при достижении определенной отметки или же отслеживать процесс непрерывно. Изделие содержит источник ультразвука, его приемник и особый контроллер, обрабатывающий сигнал.

Порядок работы системы:

  • появляется импульс ультразвука, который принимается приёмником;
  • происходит анализ длительности затухания сигнала – при полном баке затухание будет коротким, но по мере падения уровня воды оно станет увеличиваться.

Этот вид сигнализаторов является бесконтактным, беспроводным, а потому вполне может применяться в агрессивной или взрывоопасной среде. После изначальной и правильной отладки такой прибор не потребует специального обслуживания, а отсутствие в конструкции каких-либо двигающихся элементов значительно увеличивает сроки его эксплуатации.

Электродные, или кондуктометрические, устройства предназначены для контроля над одним или несколькими уровнями электропроводящих сред. Примером может послужить трехуровневый электронный прибор, где два электрода отслеживают процесс заполнения бака, а третий – аварийный, на случай проведения срочной откачки жидкости.

Емкостные – приборы, предназначеные для определения максимального уровня заполнения резервуаров. Применяются для жидких и сыпучих сред. Принцип срабатывания прибора аналогичен работе конденсатора – замеры емкости между особыми чувствительными пластинами. Когда объем достигает критической отметки, поступает импульс на контроллер. В отдельных вариантах задействуется исполнение «сухой контакт», то есть прибор срабатывает через стенку ёмкости, вне доступности к технологической среде.

Эти приборы функционируют в больших температурных диапазонах, на них не действует электромагнитное поле, а процесс срабатывания возможен на значительных расстояниях. Такие параметры устройств значительно расширяют сферы их использования вплоть до экстремальных условий применения.

Радарные – универсальные датчики, работающие с любыми средами, включая агрессивные и взрывоопасные, независимо от степени давления и температурных режимов. В основе устройства находится излучатель радиоволн и приёмник, который получает отражённый сигнал. Время его задержки определяет степень наполнения ёмкости. На показатели прибора не влияет даже степень запылённости среды (в отличие от лазерных датчиков). Погрешность прибора не превышает 1 мм.

Гидростатические устройства измеряют и наибольшую степень заполнения ёмкости, и её текущую наполненность. Прибор работает на принципе измерения степени давления, производимого соответствующим жидкостным столбом. Дешевизна устройства и небольшая погрешность показаний сделали его весьма ходовым в промышленности.

Среди множества типов аналогичных устройств отметим также ротационно-флажковые и радиоизотопные измерители, которые нашли свои сферы применения и для сыпучих, и для жидких сред.

Лучшие модели

Обратимся к примерам самых надёжных и точных устройств.

  • ДЕ-1 – пример емкостного датчика, используемого для агрессивных сред в металлургии и химии. Контролирует температурные и уровневые параметры сыпучих и жидкостных сред. Надёжность прибора позволяет использовать его в конструкциях, обеспечивающих аварийную защиту.

  • ЭСУ-1 – определитель уровня, корпус которого выполнен из стали. Подавляющее большинство таких устройств используют для контроля над агрессивными и взрывоопасными средами. При этом источник энергии вынесен за пределы самого прибора. Устройство способно определять уровень нефтепродуктов и спиртов.

  • РУ-305 – реле (регулятор) степени заполнения ёмкостей жидкими средами. Корпусная его часть выполнена из специального материала, выдерживающего значительные температурные перепады (от-50 до +50°С). Датчик запрещён к применению в активных химических средах. Минусом прибора является его способность срабатывать исключительно в конкретном положении (без наклонов). Замеры осуществляются с помощью перемещения магнита с поплавком и его взаимодействия с герконами.

  • СУ-100 – этот прибор контролирует уровень сухих и жидких консистенций. В основе конструкции находится электромагнитное реле.

  • Rosemount 5600 – один из типов радарных приспособлений, способных производить замеры в любых средах. Требует правильной установки, при которой обеспечивает высокую точность измерений. Однако на степени точности его показаний могут негативно сказываться воздействия электромагнитных полей. Корпус изделия взрывозащитный, оснащён специальным дисплеем, где высвечиваются отслеживаемые параметры. Устройство может применяться для выполнения температурных замеров в ёмкостях. Нуждается в высококвалифицированной настройке, при которой учитывается диаметр труб, длина прибора и дистанция между уровнем и его опорной отметкой.

Понятно, что усложнённые (с индикацией на светодиодах, с иными указателями, для горячей среды) приборы целесообразнее покупать для промышленности. Для бытовых же вариантов использования вполне подойдут простые конструкции датчиков.

Советы по выбору

Выбор уровнемера для воды зависит от ряда факторов, главные из них:

  • состав жидкости и посторонние включения изменяют параметры плотности и электропроводности раствора, что приводит к искажению замеряемых параметров;
  • следует учитывать объемы ёмкостей и особенности материалов, из которых они изготовлены;
  • особенности функционального назначения резервуара для хранения жидкости;
  • допустимость и возможность интеграции в схему автоматизированной управляющей системы;
  • коммутационные особенности приборов.

Приведённый перечень возможных критериев отбора устройств является далеко не исчерпывающим. Конечно, для выбора бытовых устройств можно ограничиться объемами ёмкостей, видом срабатывания и особенностями схемы управления.

Как установить?

​​​​Установить, к примеру, поплавковое устройство к насосу абсолютно несложно. Самым простым методом будет его размещение в самой ёмкости. При этом используем поплавок с кабелем и особым грузом. Обычно все это находится в комплекте с прибором.

Порядок действий:

  • закрепляем груз на кабеле;
  • определяем протяжённость свободного хода поплавка (узнать это можно простым измерением);
  • фиксируем защелкой груз на кабеле;
  • крепим кабель на внешней стороне бака;
  • подключаем устройство к насосу.

Какими бывают датчики уровня воды в баке и как их выбрать, смотрите в видео ниже.

Выбираем датчик уровня воды в резервуаре и емкости

Для автоматизации многих производственных процессов необходимо контролировать уровень воды в резервуаре, измерение проводится при помощи специального датчика, подающего сигнал, когда технологическая среда достигнет определенного уровня. Без уровнемеров невозможно обойтись и в быту, яркий пример этому – запорная арматура бачка унитаза или автоматика для отключения насоса скважины. Давайте рассмотрим различные виды датчиков уровня, их конструкцию и принцип работы. Эта информация будет полезной при выборе устройства под определенную задачу или изготовлении датчика своими руками.

Различные виды датчиков уровня

Конструкция и принцип действия

Конструктивное исполнение измерительных устройств данного типа определяется следующими параметрами:

  • Функциональностью, в зависимости от этого устройства принято делить на сигнализаторы и уровнемеры. Первые отслеживают конкретную точку заполнения резервуара (минимальную или максимальную), вторые осуществляют беспрерывный мониторинг уровня.
  • Принципом действия, в его основу может быть положены: гидростатика, электропроводность, магнетизм, оптика, акустика и т.д. Собственно, это основной параметр, определяющий сферу применения.
  • Методом измерения (контактный или бесконтактный).

Помимо этого, особенности конструкции определяет характер технологической среды. Одно дело — измерять высоту питьевой воды в баке, другое — проверять наполнение резервуаров для промышленных стоков. В последнем случае необходима соответствующая защита.

Виды датчиков уровня

В зависимости от принципа действия, сигнализаторы принято делить на следующие виды:

  • поплавочного типа;
  • использующие ультразвуковые волны;
  • устройства с емкостным принципом определения уровня;
  • электродные;
  • радарного типа;
  • работающие по гидростатическому принципу.

Поскольку эти типы наиболее распространены, рассмотрим каждый из них в отдельности.

Поплавковый

Это наиболее простой, но, тем не менее, действенный и надежный способ измерения жидкости в баке или другой емкости. С примером реализации можно ознакомиться на рисунке 2.

Рис. 2. Поплавковый датчик для управления насосом

Конструкция состоит из поплавка с магнитом и двух герконов, установленных в контрольных точках. Кратко опишем принцип действия:

  • Емкость опустошается до критического минимума (А на рис. 2), при этом поплавок опускается до уровня, где расположен геркон 2, он включает реле, подающее питание на насос, закачивающий воду из скважины.
  • Вода доходит до максимальной отметки, поплавок поднимается до места расположения геркона 1, он срабатывает и реле отключается, соответственно, двигатель насоса прекращает работать.

Такой герконовый сигнализатор сделать самостоятельно довольно просто, а его настройка сводится к установке уровней включения-выключения.

Заметим, что если правильно выбрать материал для поплавка, датчик уровня воды будет работать, даже при наличии слоя пены в резервуаре.

Ультразвуковой

Этот тип измерителей может использоваться как для жидкой, так и сухой среды, при этом у него может быть аналоговый или дискретный выход. То есть, датчик может ограничивать заполнение по достижению определенной точки или отслеживать его постоянно. Устройство включает в себя ультразвуковой излучатель, приемник и контроллер обработки сигнала. Принцип работы сигнализатора продемонстрирован на рисунке 3.

Читать еще:  Машинка аристон не сливает воду

Рис. 3. Принцип работы ультразвукового датчика уровня

Работает система следующим образом:

  • излучается ультразвуковой импульс;
  • принимается отраженный сигнал;
  • анализируется длительность затухания сигнала. Если бак полный, она будет короткой (А рис. 3), а по мере опустошения начнет увеличиваться (В рис. 3).

Ультразвуковой сигнализатор бесконтактный и беспроводной, поэтому он может использоваться даже в агрессивных и взрывоопасных средах. После первичной настройки, такой датчик не требует никакого специализированного обслуживания, а отсутствие подвижных частей существенно продлевает срок эксплуатации.

Электродный

Электродные (кондуктометрические) сигнализаторы позволяют контролировать один или несколько уровней электропроводящей среды (то есть, для измерения наполнения бака дистиллированной водой они не подходят). Пример использования устройства приведен на рисунке 4.

Рисунок 4. Измерение уровня жидкости кондуктометрическими датчиками

В приведенном примере задействован трехуровневый сигнализатор, в котором два электрода контролируют заполнение емкости, а третий является аварийным, для включения режима интенсивной откачки.

Емкостной

При помощи этих сигнализаторов можно определять максимальное заполнение емкости, причем, в качестве технологической среды могут выступать как жидкость, так и сыпучие вещества смешанного состава (см. рис. 5).

Рис. 5. Емкостной датчик уровня

Принцип работы сигнализатора такой же, как у конденсатора: проводится измерение емкости между пластинами чувствительного элемента. Когда она достигнет порогового значения, подается сигнал на контроллер. В некоторых случаях задействовано исполнение «сухой контакт», то есть уровнемер работает через стенку бака в изоляции от технологической среды.

Данные устройства могут функционировать в широком температурном диапазоне, на них не влияют электромагнитные поля, а срабатывание возможно на большом расстоянии. Такие характеристики существенно расширяют сферу применения вплоть до тяжелых условий эксплуатации.

Радарный

Этот вид сигнализаторов можно действительно назвать универсальным, поскольку он может работать с любой технологической средой, включая агрессивную и взрывоопасную, причем, давление и температура не будут влиять на показания. Пример работы устройства приведен на рисунке ниже.

Измерение уровня радарным датчиком

Устройство излучает радиоволны в узком диапазоне (несколько гигагерц), приемник ловит отраженный сигнал и по времени его задержки определяет наполняемость емкости. На измеряющий датчик не влияет давление, температура или характер технологической среды. Запыленность также не отражается на показаниях, чего не скажешь о лазерных сигнализаторах. Также необходимо отметить высокую точность приборов данного типа, их погрешность составляет не более одного миллиметра.

Гидростатический

Эти сигнализаторы могут измерять как предельное, так и текущее заполнение резервуаров. Их принцип действия продемонстрирован на рисунке 7.

Рисунок 7. Измерение заполнения гиростатическим датчиком

Устройство построено по принципу измерения уровня давления, произведенного столбом жидкости. Приемлемая точность и небольшая стоимость сделали данный вид довольно популярным.

В рамках статьи мы не можем осмотреть все типы сигнализаторов, например, ротационно-флажковых, для определения сыпучих веществ (идет сигнал, когда лепесток вентилятора застрянет в сыпучей среде, предварительно вырыв приямок). Так же нет смысла рассматривать принцип действия радиоизотопных измерителей, тем более рекомендовать их для проверки уровня питьевой воды.

Как выбрать?

Выбор датчика уровня воды в резервуаре зависит от многих факторов, основные из них:

  • Состав жидкости. В зависимости от содержания в воде посторонних примесей может меняться плотность и электропроводность раствора, что с большой вероятностью отразится на показаниях.
  • Объем резервуара и материал, из которого он изготовлен.
  • Функциональное назначение емкости для накопления жидкости.
  • Необходимость контролировать минимальный и максимальный уровень, или требуется мониторинг текущего состояния.
  • Допустимость интеграции в систему автоматизированного управления.
  • Коммутационные возможности устройства.

Это далеко не полный список для выбора измерительных приборов данного типа. Естественно, что для бытового назначения можно существенно сократить критерии отбора, ограничив их объемом резервуара, типом срабатывания и схемой управления. Существенное сокращение требований делает возможным самостоятельное изготовление подобного устройства.

Делаем датчик уровня воды в резервуаре своими руками

Допустим, есть задача автоматизировать работу погружного насоса для водоснабжения дачи. Как правило, вода поступает в накопительную емкость, следовательно, нам необходимо сделать так, чтобы насос автоматически выключался при ее заполнении. Совсем не обязательно для этой цели покупать лазерный или радиолокационный сигнализатор уровня, собственно, никакой приобретать не нужно. Несложная задача требует простого решения, оно показано на рисунке 8.

Схема управления водозабоным насосом

Для решения задачи понадобится магнитный пускатель с катушкой на 220 вольт и два геркона: минимального уровня — на замыкание, максимального — на размыкание. Схема подключения насоса проста и, что немаловажно, безопасна. Принцип работы был описан выше, но повторим его:

  • По мере набора воды поплавок с магнитом постепенно поднимается, пока не дойдет до геркона максимального уровня.
  • Магнитное поле размыкает геркон, отключая катушку пускателя, что приводит к обесточиванию двигателя.
  • По мере расхода воды, поплавок опускается, пока не достигнет минимальной отметки напротив нижнего геркона, его контакты замыкаются, и поступает напряжение на катушку пускателя, подающего напряжение на насос. Такой датчик уровня воды в резервуаре может работать десятилетиями, в отличие от электронной системы управления.

Все о датчиках уровня воды

Датчик уровня воды контролирует и регулирует уровень жидкости. Но есть и другие датчики уровня, которые регулируют количество каких-либо твердых веществ. Есть несколько видов таких прибор, которые отличаются друг от друга по принципу работы. В нашей статье расскажем о том, как выбрать датчик уровня воды, а также о его разновидностях.

Классификация датчиков

Для чего применяется датчик уровня воды:

  1. Включает реле сигнализации в корпусе управления. Сигнализация может быть звуковая или световая.
  2. Датчик применяется для создания замкнутой схемы системы автоматического контроля воды в резервуаре.
  3. При помощи датчика уровня воды передается показатели уровня жидкости на пульт управление, а на табло отображаются конкретные резервуары.
  4. Датчик воспринимает изменения объема воды и передает сигнал при повышении максимальной отметки на реле в резервуаре.

По принципу работы можно выделить следующие виды датчиков:

  • Поплавковые датчики;
  • Гидростатические датчики;
  • Емкостные датчики;
  • Радарные датчики;
  • Ультразвуковые датчики.

Есть несколько способов измерения уровня воды:

  1. Контактный метод. При таком методе прибор устраивают на стенке в резервуаре и, к тому же на определенном уровне. После того как вода достигает показатель датчик срабатывает. К такому методу относятся гидростатические и поплавковые модели.
  2. Бесконтактный метод. Обычно такие приборы применяются для контроля жидких, твердых, сыпучих, токсичных и вязких веществ. К такому методу относятся ультразвуковые и емкостные датчики.

Описание каждого вида

Рассмотрим подробно каждый вид датчиков уровня воды.

Поплавковые датчики уровня воды

Поплавковый датчик уровня воды имеют несложную конструкцию, часто применяется совместно с электрическим реле. После того как достигается определенный уровень вода начинает действовать на поплавок. Он одним концом закреплен к реле. Поплавок меняют положение и таким образом, замыкает контакт реле.

Поплавковые датчики в свою очередь делятся на два вида: магнитострикционные и дискретные. Первый вариант дорогостоящий и имеет сложную конструкцию, а также показывает точные измерения воды. Дискретные модели более дешевые, но не менее надежные. Но все поплавковые датчики имеют небольшой недостаток: их необходимо погружать в воду.

Гидростатические датчики уровня воды

Такие приборы обладают гидростатическим давлением столба воды в резервуаре. К достоинствам такого датчика можно отнести:

  1. Невысокая цена.
  2. Компактные размеры.
  3. Непрерывность работы.

Несмотря на достоинства, гидростатические датчики нельзя применять в агрессивных условиях. Связано это с тем, что датчики не могут работать без контакта с водой.

Емкостные датчики уровня воды

В таких приборах предусмотрены пластины для контроля уровня воды. Об объеме воды можно судить по изменениям показателей емкости. Емкостные датчики имеют простую конструкцию, в которой отсутствуют подвижные элементы. А также отличаются своей долговечностью и надежностью при работе. Но, как и во всех приборах можно выделить некоторые недостатки:

  1. Требования к температурному режиму.
  2. Погружение в воду.

Радарные датчики уровня воды

Такие датчики могут определять повышение жидкости путем достижения отраженного сигнала, сравнения частотного сдвига, а также задержки между излучением. Радарный датчик работает как улавливать и излучатель отражения. Такие датчики являются одни из самых точных, надежных и лучших приборов.

К преимуществам радарных датчиков уровня воды можно отнести:

  1. Нет контакта с жидкой средой.
  2. Точность.
  3. Отсутствуют подвижные детали.
  4. Не привередливы к условиям работы.

А недостатком радарных датчиков является лишь их высокая стоимость.

Ультразвуковые датчики уровня воды

По принципу работы и схеме устройства ультразвуковые датчики схожи с радарными. Только в данных приборах используется ультразвук. При помощи генератора создается ультразвуковое излучение. После достижения поверхности воды оно отражается и попадает через определенное время на приемник датчика. Достоинства можно выделить такие же, как и в радарном приборе. Только схема устройство проще, а показатели не такие точные.

Как правильно выбрать датчик уровня воды

При выборе следует обратить внимание на следующие факторы:

  • Технические характеристики;
  • Точность измерений;
  • Материал, из которого изготовлена емкость, в которой происходит измерение;
  • Наличие жидкокристаллического экрана;
  • Наличие сертификатов;
  • Стоимость датчика уровня воды;
  • Наличие температурных перепадов в системе.

Изготовление прибора своими руками

Изготовить датчик уровня воды в баке или скважине можно самостоятельно. Для того чтобы сделать простой вариант понадобится следующее:

  • Выпрямительные диоды. У деталей необходимо спилить верхнюю колбу. Должно получиться трубчатое соединение;
  • Просверлить отверстие в корпусе вывода элемента. Отверстие должно иметь диаметр 1,5 мм. В трубочку, которая изготовлена из фторопласта, нужно продеть тонкую проволоку. Вдеть проволоку в отверстие в диоде, которое заранее просверлили. Нижний конец проволоки необходимо завернуть в петлю и укрепить клеем, а нижний конец запаять;
  • Далее можно соединить деталь со схемой системы и подключить к реле сигнального индикатора.

Сделать модель более удобной и современной можно, установив монитор или циферблат.

Изготовив такой прибор, вы сможете регулировать и контролировать воду в баке, насосе или скважине. Отрегулировать схему системы контроля воды также можно самостоятельно.

Индикаторы уровня воды в Балашихе

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

Читать еще:  Не сливается вода в стиральной машине

На сайте продавца доступен «Онлайн консультант».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Онлайн консультант».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Онлайн консультант».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

ДАТЧИКИ УРОВНЯ ВОДЫ

Для определения количества воды в емкости используют специальные устройства – датчики уровня. Компактные измерители широко применяются в автоматизации систем водоснабжения, а также в промышленном и бытовом оборудовании.

С их помощью можно отслеживать уровень любых жидкостей, существуют варианты, разработанные для сыпучих материалов.Конструктивно датчики уровня воды различаются в зависимости от области применения и требований к точности измерения.

Наибольшее распространение получили следующие типы измерителей:

  • поплавковый;
  • электронный;
  • герконовый.

Каждый из вариантов обладает определенными преимуществами, и может быть рекомендован к установке. Выбор конкретной модели зависит исключительно от предъявляемых требований к устройству, включая точность измерения, надежность, срок эксплуатации и устойчивость к внешним факторам.

Так поплавковые датчики считаются наиболее экономичным вариантом, обеспечивающим приемлемую точность измерения, и часто используются в быту. А современные электронные уровнемеры используются в сложных автоматических системах для отслеживания точных значений.

Стоит заметить, что электронные системы можно использовать для простых задач, но такой шаг неоправдан с экономической точки зрения.

ПОПЛАВКОВЫЙ ДАТЧИК УРОВНЯ ВОДЫ

Поплавковый уровнемер – самый распространенный измеритель, популярность которого обусловлена предельно простой конструкцией и соответственно надежностью. Поплавковые измерители можно условно разделить на два варианта:

  • механические;
  • герконовые.

Второй вариант подразумевает использование выключателей с магнитоуправляемыми контактами, поэтому его устройство будет рассмотрено в отдельном разделе.

Самый простой механический поплавковый измеритель работает на определение предельного уровня воды. Измеритель устанавливается в определенной части емкости, и когда вода достигает поплавка, он всплывает и через специальный шток замыкает (размыкает контакты). Подобные устройства более известны под названием поплавковые выключатели.

Этот тип механических датчиков отличается достаточной надежностью и часто используется в простейших автоматизированных системах. Но его функциональность ограниченна конструкцией – датчик срабатывает только при предельном значении уровня воды.

Также выпускаются кабельные поплавковые датчики. В этой конструкции используется поплавок особой формы, который изменяет угол наклона в зависимости от уровня воды. Внутри поплавка устанавливается выключатель, который срабатывает при изменении угла. В большинстве случаев используются выключатели со стальным шариком, замыкающим контакты.

Отдельная категория – кабельные поплавковые измерители с ртутным выключателем, обеспечивающим высокую надежность. Для точного контроля иногда устанавливают несколько поплавковых датчиков с разной длиной кабеля.

Поплавковые измерители пользуются спросом во многих отраслях промышленности. Датчики используют для контроля уровня горюче смазочных материалов, охлаждающих жидкостей. В быту устройства обычно применяют для измерения уровня в скважинах и колодцах (защита насоса от «сухого» хода), а также для автономной канализации.

Одно из преимуществ этого типа уровнемера – простая установка и настройка. Некоторые модели разрабатываются специально для насосов и позволяют исключить использование дополнительных пусковых реле.

ЭЛЕКТРОННЫЙ ДАТЧИК УРОВНЯ ВОДЫ

Электронные измерители изготавливаются на основе различных типов датчиков. Один из вариантов – емкостные датчики позволяющие фиксировать изменение уровня воды в режиме реального времени. Одно из преимуществ подобных устройств – отсутствие подвижных элементов, что положительно сказывается на надежности и сроке эксплуатации.

Для точности снимаемых показателей измеритель калибруют непосредственно перед установкой, учитывая свойства измеряемой жидкости. Емкостные измерители используют не только для контроля уровня воды, но и других жидких и сыпучих материалов.

При всех преимуществах емкостного датчика, стоит учитывать зависимость показателей от температуры, поэтому для точного измерения уровня воды с изменяемой температурой необходимо дополнительно устанавливать датчик температуры для корректировки получаемых значений.

Оптический электронный датчик уровня воды.

Второй востребованный вариант электронного измерителя уровня воды – оптический. Это устройство используется в качестве альтернативы поплавковым измерителям при высокой вероятности вибрации воды (что в механических системах приводит к искажению показателей). Оптические датчики используют для отслеживания предельных уровней воды. Принцип работы основан на изменении отражательной способности оптической системы при достижении водой определенного уровня.

В качестве преимуществ подобных датчиков можно отметить отсутствие подвижных частей, и независимость от внешних факторов. Оптические уровнемеры используют на транспорте для контроля уровня охлаждающей жидкости, в бытовой технике (кофемашины). Часто устанавливаются для измерения предельного уровня воды в цистернах, которые перевозятся на автомобильном или железнодорожном транспорте (устойчивость к вибрациям).

В целом, электронные измерители лишены основных недостатков механических аналогов, и позволяют проводить измерения с высокой точностью. Единственно ограничение – более высокая цена и необходимость профессиональной установки и настройки.

ГЕРКОНОВЫЙ ДАТЧИК УРОВНЯ ВОДЫ

Один из самых популярных типов датчика, представляющий собой усовершенствованный вариант поплавковых устройств с механическим переключателем. Герконовые уровнемеры отличаются низкой стоимостью, простой и надежной конструкцией, а также возможность отслеживать изменение уровня воды в широком диапазоне.

Существует несколько разновидностей герконовых датчиков. В простейшем варианте механический переключатель поплавкового датчика меняют на геркон, что несколько повышает надежность устройства (так устроены герконовые уровнемеры боковой установки). Но чаще используется схема с несколькими герконами и поплавком с магнитами.

В качестве примера можно рассмотреть одну из самых популярных конструкций. Датчик изготавливается в виде трубки, по которой свободно перемещается поплавок. Внутри трубки устанавливаются герконы, количество которых может варьироваться в зависимости от требований к дискретности измерения.

То есть чем больше уровней воды нужно отслеживать, тем большее количество герконов нужно установить.

При изменении уровня воды поплавок поднимается или опускается, вызывая встроенным магнитом срабатывание геркона, который подключен в управляющую цепь. В простейшем варианте используются один геркон, для сигнализации предельного уровня воды.

Корпус герконовых датчиков может изготавливаться из различных материалов, в бюджетном варианте используется пластик, более дорогие и прочные модели изготавливают из нержавеющих сплавов. Выбор материала в основном зависит от того, где будет устанавливаться датчик (требования к механической прочности и надежности).

Герконовые датчики – одни из самых распространенных, и часто используются в бытовых системах автономного водоснабжения. Простая конструкция позволяет изготовить датчик самостоятельно, при этом его надежность и точность измерения будет на достаточно высоком уровне. Герконовые измерители уровня можно использовать для различных жидкостей.

В частности эти устройства широко применяются для контроля уровня топлива на транспортных средствах, используются в химической и нефтегазовой промышленности.

Но стоит учитывать, что их технические характеристики часто превышают требования, предъявляемые к бытовым системам водоснабжения. Поэтому поплавковые и герконовые датчики – это оптимальный вариант, с доступной ценой и простой установкой.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Читать еще:  Установка сливного шланга стиральной машины

Виды датчиков-уровнемеров для определения уровня жидкости в емкостях

Чтобы автоматизировать некоторые производственные процессы, требуется контроль уровня жидкости. Подобные измерения выполняются с применением специальных уровнемеров для емкостей, которые подают сигнал при достижении определенного уровня воды. Существует несколько типов этих приспособлений.

Конструктивные особенности и принцип работы

Конструкция измерителей уровня жидкости в резервуаре определяется такими характеристиками:

  1. Функциональностью. По этому параметру все измерительные устройства этого класса классифицируют на уровнемеры и сигнализаторы уровня жидкости. Последние определяют конкретную точку наполненности емкости (максимальную и минимальную), а первые — постоянно контролируют уровень жидкости.
  2. Принципом работы. В основу этого параметра заложена акустика, оптика, магнетизм, электропроводность и так далее. От принципа действия устройства зависит область его применения.
  3. Методика измерения (бесконтактная или контактная).

Кроме того, конструктивные особенности устройства определяют тип технологической среды. Например, уровнемеры в баках с питьевой водой отличаются от приспособлений, которые предназначены для измерения наполненности резервуаров с промышленными стоками.

Разновидности датчиков

Все уровнемеры классифицируются по принципу их действия. Основные типы измерительных устройств:

  1. Поплавковый. Это самый простой вариант измерения уровня воды в баке. Конструкция поплавкового уровнемера включает в себя 2 геркона, магнит и поплавок. Когда уровень жидкости увеличивается, поплавок поднимается до первого геркона, который отключает реле двигателя. Если резервуар опустошается, поплавок опускается до второго геркона, который запускает реле и включает насос, перекачивающий жидкость из скважины. Герконовый датчик предельного уровня жидкости можно сделать своими руками. При этом он будет работать, даже если в резервуаре будет объемный слой пены.
  2. Ультразвуковой. Эта разновидность измерительных устройств применяется как для сухой, так и для жидкой среды. Ультразвуковые датчики могут иметь дискретный или аналоговый выход. То есть приспособление может постоянно контролировать уровень воды или ограничивать наполнение емкости при достижении конкретной точки. Такой уровнемер состоит из приемника, УЗ-излучателя и контроллера, отвечающего за обработку сигнала. Сигнализаторы ультразвукового типа являются беспроводными и бесконтактными, поэтому их можно устанавливать даже во взрывоопасных и агрессивных жидкостях.
  3. Электродный (кондуктометрический). Такие уровнемеры не подходят для емкостей с дистиллированной водой. Стандартная конструкция оснащена трехуровневым сигнализатором, в котором наполнение резервуара контролирует пара электродов, а третий — предназначен для аварийных ситуаций, для запуска режима активной откачки.
  4. Емкостный. С использованием таких уровнемеров можно точно идентифицировать предельное наполнение резервуара. Они подходят как для жидкостей, так и для сыпучих субстанций. Емкостные уровнемеры функционируют по такому же принципу, что и конденсаторы: измерение выполняется между пластинками чувствительного элемента. При достижении пикового значения на контроллер отсылается соответствующий сигнал. Иногда емкостные сигнализаторы работают по принципу «сухого контакта», при котором устройство срабатывает через стенку резервуара. Эти приспособления могут эффективно работать в очень обширном диапазоне температур, на их функционирование не влияет электромагнитное излучение. Такие эксплуатационные свойства расширяют область использования емкостных уровнемеров.
  5. Радарный. Эта разновидность сигнализаторов является универсальной, так как она работает с любыми видами технологических сред, включая взрывоопасные и агрессивные жидкости. При этом показания не будут изменяться под воздействием температуры и давления. Прибор излучает радиоволны в определенном частотном диапазоне. Приемник улавливает отраженный радиосигнал и определяет заполненность резервуара, руководствуясь периодом задержки сигнала. На датчик-измеритель не влияет температура и давление. Запыленность технологической среды тоже не сказывается на показаниях. Специалисты отмечают, что радарные приспособления обладают максимальной точностью, так как их погрешность не превышает 1 мм.
  6. Гидростатический. Этот тип сигнализатора позволяет измерять как текущее, так и предельное наполнение емкостей. Принцип работы гидростатического устройства базируется на измерении давления столба жидкости. Популярность таких датчиков обусловлена небольшой ценой и достаточной точностью.

Существуют и другие типы устройств, но они обладают специфичным назначением.

Правила выбора

Выбирать уровнемер для резервуаров необходимо с учетом большого количества факторов. Среди них:

  • состав воды;
  • объем емкости и материал, который был использован для ее изготовления;
  • потребность в контроле предельного и минимального уровня жидкости или мониторинг действительного состояния;
  • возможность внедрения автоматического управления в систему;
  • коммутационные возможности приспособления.

Для выбора бытовых устройств важно учитывать объем емкости, схему управления и принцип срабатывания.

Популярные модели

Современный рынок предлагает много моделей сигнализаторов. Самые популярные из них:

  1. ДЕ-1 (датчик емкостный). Чаще всего этот сигнализатор используется в агрессивных средах химической и металлургической промышленности. Он позволяет контролировать температуру и уровень сыпучих и жидких веществ. Нередко используется в установках аварийной защиты.
  2. ЭСУ-1 (электронный сигнализатор уровня). Корпус этой модели изготовлен из высококачественной стали и фторопласта. Чаще всего ЭСУ-1 устанавливают во взрывоопасных и агрессивных средах. Источник электропитания находится за пределами технологической среды. Датчик измеряет уровень нефти, спирта и воды. Блок питания выполнен из прочного алюминиевого сплава.
  3. РУ-305 (реле уровня). Этот прибор предназначен для контроля состояния жидких сред. Его корпус выполнен из особого материала и может с легкостью выдерживать температуры от -50 до +50 градусов Цельсия. Однако РУ-305 запрещается применять в агрессивных химических средах. Из недостатков этого уровнемера потребители отмечают лишь то, что он работает только в одном положении, без наклона. Измерение уровня осуществляется посредством перемещения магнита с поплавком и срабатывания герконом. Измерения имеют точность не более 5 мм.
  4. СУ-100 (сигнализатор уровня). Датчик для измерения уровня сыпучих и жидких веществ. В конструкции СУ-100 присутствует электромагнитное реле.
  5. Rosemount 5600. Этот радарный датчик уровня позволяет бесконтактно измерять любую разновидность веществ. Чтобы добиться максимально точных показаний, уровнемер необходимо правильно установить. Точность показаний устройства может ухудшаться из-за воздействия электромагнитного излучения. Корпус обладает взрывозащитной конструкцией и дисплеем, на котором отображается вся необходимая информация. Rosemount 5600 может использоваться для измерения температурных показателей в резервуаре. Чтобы в полной мере оценить возможности этого оборудования, ему необходима квалифицированная настройка с учетом диаметра трубопровода, длины уровнемера и расстояния между уровнем и опорной точкой.

Сложные модели целесообразно приобретать лишь для промышленного применения. Для бытовых целей подходят простейшие варианты уровнемеров.

Датчик уровня воды: устройство и принцип действия

В промышленности и быту постоянно существует необходимость контроля за уровнями жидкостей в емкостях. Устройства измерения классифицируют как контактные и бесконтактные. Для обоих вариантов датчик уровня воды располагают на определенной высоте резервуара, и он срабатывает, сигнализируя или подавая команду на изменение режима ее подачи.

Контактные устройства работают на основе поплавков, переключающих схемы при достижении жидкостью заданных отметок.

Бесконтактные способы подразделяются на магнитные, емкостные, ультразвуковые, оптические и другие. Устройства не имеют подвижных частей. Они погружаются в контролируемые жидкие или сыпучие среды или закрепляются на стенках баков.

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.

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.

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.

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.

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.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector