Za automatizaciju mnogih proizvodnih procesa potrebno je kontrolirati nivo vode u spremniku, mjerenje se vrši pomoću posebnog senzora koji daje signal kada procesni medij dostigne određeni nivo. Nemoguće je bez mjerača nivoa u svakodnevnom životu, živopisan primjer toga su zaporni ventili WC školjke ili automatizacija za isključivanje pumpe bunara. Pogledajmo različite vrste senzora nivoa, njihov dizajn i princip rada. Ove informacije će biti korisne prilikom odabira uređaja za određeni zadatak ili izrade senzora vlastitim rukama.
Dizajn i princip rada
Dizajn mjernih uređaja ove vrste određen je sljedećim parametrima:
- Funkcionalnost, ovisno o ovom uređaju, obično se dijeli na signalne uređaje i mjerače nivoa. Prvi prate određenu tačku punjenja rezervoara (minimalno ili maksimalno), a drugi kontinuirano prate nivo.
- Princip rada, može se zasnivati na: hidrostatici, električnoj provodljivosti, magnetizmu, optici, akustici itd. Zapravo, ovo je glavni parametar koji određuje opseg.
- Metoda mjerenja (kontaktna ili bezkontaktna).
Osim toga, karakteristike dizajna određuju prirodu procesnog okruženja. Jedno je izmjeriti visinu vode za piće u rezervoaru, a drugo provjeriti napunjenost rezervoara industrijskih otpadnih voda. U potonjem slučaju potrebna je odgovarajuća zaštita.
Vrste senzora nivoa
Ovisno o principu rada, signalni uređaji se obično dijele na sljedeće tipove:
- float type;
- korištenje ultrazvučnih valova;
- uređaji sa kapacitivnim principom detekcije nivoa;
- elektroda;
- vrsta radara;
- rade na hidrostatičkom principu.
Budući da su ove vrste najčešće, razmotrit ćemo svaku od njih zasebno.
float
Ovo je najjednostavniji, ali ipak efikasan i pouzdan način mjerenja tekućine u spremniku ili drugom spremniku. Primjer implementacije može se naći na slici 2.
Rice. 2. Plovak za kontrolu pumpe Konstrukcija se sastoji od plovka s magnetom i dva reed prekidača postavljena na kontrolnim točkama. Ukratko opišite princip rada:
- Rezervoar se isprazni do kritičnog minimuma (A na sl. 2), dok se plovak spusti na nivo gde se nalazi reed prekidač 2, uključuje relej koji napaja pumpu koja pumpa vodu iz bunara.
- Voda dostigne maksimalnu oznaku, plovak se podiže na lokaciju reed prekidača 1, radi i relej se isključuje, odnosno motor pumpe prestaje raditi.
Prilično je jednostavno sami napraviti takav prekidač, a njegovo podešavanje se svodi na podešavanje nivoa uključeno-isključeno.
Imajte na umu da ako odaberete pravi materijal za plovak, senzor nivoa vode će raditi čak i ako u rezervoaru postoji sloj pjene.
Ultrasonic
Ovaj tip mjerača može se koristiti i za tečne i za suhe aplikacije i može imati analogni ili diskretni izlaz. To jest, senzor može ograničiti punjenje na određenu tačku ili ga stalno pratiti. Uređaj uključuje ultrazvučni emiter, prijemnik i kontroler za obradu signala. Princip rada signalnog uređaja prikazan je na slici 3.
Rice. 3. Princip rada ultrazvučnog senzora nivoa Sistem radi na sljedeći način:
- emituje se ultrazvučni puls;
- primljen je reflektovani signal;
- analizira se trajanje slabljenja signala. Ako je rezervoar pun, biće kratak (A sl. 3), a kako se prazni počeće da se povećava (B sl. 3).
Ultrazvučna signalizacija je beskontaktna i bežična, pa se može koristiti čak iu agresivnim i eksplozivnim okruženjima. Nakon početnog podešavanja, takav senzor ne zahtijeva nikakvo specijalizirano održavanje, a odsustvo pokretnih dijelova značajno produžava vijek trajanja.
Elektroda
Elektrodni (konduktometrijski) signalni uređaji omogućuju vam kontrolu jednog ili više nivoa električno provodljivog medija (odnosno, nisu prikladni za mjerenje punjenja rezervoara destilovanom vodom). Primjer korištenja uređaja prikazan je na slici 4.
Slika 4. Merenje nivoa tečnosti konduktometrijskim senzorima U datom primjeru korišćen je trostepeni signalni uređaj u kojem dvije elektrode kontrolišu punjenje rezervoara, a treća je hitna, kako bi se omogućio intenzivni režim pumpanja.
kapacitivni
Uz pomoć ovih signalnih uređaja moguće je odrediti maksimalno punjenje posude, a kao tehnološki medij mogu djelovati i tekuće i rastresite tvari mješovitog sastava (vidi sliku 5).
Rice. 5. Kapacitivni senzor nivoa Princip rada signalnog uređaja je isti kao i kondenzatora: kapacitivnost se mjeri između ploča osjetljivog elementa. Kada dostigne graničnu vrijednost, signal se šalje regulatoru. U nekim slučajevima je uključena verzija „suvog kontakta“, odnosno mjerač nivoa radi kroz zid rezervoara izolovan od procesnog medija.
Ovi uređaji mogu raditi u širokom temperaturnom rasponu, na njih ne djeluju elektromagnetna polja, a rad je moguć na velikoj udaljenosti. Takve karakteristike značajno proširuju opseg primjene do teških radnih uvjeta.
Radar
Ova vrsta signalnih uređaja zaista se može nazvati univerzalnom, jer može raditi s bilo kojim procesnim medijem, uključujući agresivne i eksplozivne, a tlak i temperatura neće utjecati na očitanja. Primjer rada uređaja prikazan je na donjoj slici.
Uređaj emituje radio talase u uskom opsegu (nekoliko gigaherca), prijemnik hvata reflektovani signal i određuje kapacitet kontejnera po vremenu kašnjenja. Na mjerni pretvarač ne utječu tlak, temperatura ili priroda procesne tekućine. Prašina takođe ne utiče na očitavanja, što se ne može reći za laserske signalne uređaje. Također je potrebno napomenuti visoku tačnost uređaja ove vrste, njihova greška nije veća od jednog milimetra.
Hidrostatički
Ovi alarmi mogu mjeriti i ograničenje i trenutno punjenje rezervoara. Njihov princip rada prikazan je na slici 7.
Slika 7. Mjerenje punjenja žiro senzorom Uređaj je izgrađen na principu merenja nivoa pritiska koji proizvodi kolona tečnosti. Prihvatljiva preciznost i niska cijena učinili su ovaj tip prilično popularnim.
U okviru članka ne možemo ispitati sve tipove signalnih uređaja, na primjer, rotacione zastavice, za određivanje rasutih tvari (postoji signal kada se lopatica ventilatora zaglavi u rastresitom mediju, nakon što je jama izvučena out). Također nema smisla razmatrati princip rada radioizotopskih mjerača, tim više ih preporučiti za provjeru nivoa vode za piće.
Kako odabrati?
Izbor senzora nivoa vode u rezervoaru zavisi od mnogih faktora, a glavni su:
- Tečni sastav. U zavisnosti od sadržaja stranih nečistoća u vodi, gustina i električna provodljivost rastvora se mogu promeniti, što će verovatno uticati na očitavanja.
- Zapremina rezervoara i materijal od kojeg je napravljen.
- Funkcionalna namjena posude za akumulaciju tekućine.
- Potrebna je kontrola minimalnog i maksimalnog nivoa, odnosno praćenje trenutnog stanja.
- Dopustivost integracije u automatizovani sistem upravljanja.
- Mogućnosti prebacivanja uređaja.
Ovo nije potpuna lista za izbor mjernih instrumenata ove vrste. Naravno, za domaće potrebe moguće je značajno smanjiti kriterije odabira ograničavajući ih na volumen spremnika, vrstu rada i upravljačku shemu. Značajno smanjenje zahtjeva omogućava samostalnu proizvodnju takvog uređaja.
Izrađujemo senzor nivoa vode u rezervoaru vlastitim rukama
Pretpostavimo da postoji zadatak automatizacije rada potopljene pumpe za vodoopskrbu ljetne rezidencije. Voda po pravilu ulazi u rezervoar za skladištenje, stoga moramo biti sigurni da se pumpa automatski isključuje kada je puna. U tu svrhu uopće nije potrebno kupovati laserski ili radarski pokazivač nivoa; zapravo, ne morate ga kupovati. Jednostavan problem zahtijeva jednostavno rješenje, prikazano je na slici 8.
Da biste riješili problem, trebat će vam magnetni starter sa zavojnicom od 220 volti i dva prekidača: minimalni nivo - za zatvaranje, maksimalni - za otvaranje. Šema povezivanja pumpe je jednostavna i, što je najvažnije, sigurna. Princip rada je opisan gore, ali ponavljamo:
- Kako se voda puni, plovak sa magnetom se postupno podiže sve dok ne dostigne maksimalni nivo prekidača.
- Magnetno polje otvara reed prekidač, isključujući zavojnicu startera, što dovodi do isključenja napajanja motora.
- Kako voda teče, plovak se spušta dok ne dostigne minimalnu oznaku nasuprot donjem reed prekidaču, njegovi kontakti se zatvaraju, a napon se dovodi do namotaja startera, koji dovodi napon na pumpu. Takav senzor nivoa vode u rezervoaru može raditi decenijama, za razliku od elektronskog upravljačkog sistema.
Country house. Bunar sa pumpom + akumulacioni rezervoar. Ako ste previše lijeni da uključite pumpu, onda vam je potreban automatski prekidač. Zadatak je sljedeći: potrebno je uključiti pumpu u bunaru kada voda u spremniku (na primjer, bure) padne ispod određenog nivoa, a pumpu isključiti kada se voda napuni.
Spremnici za skladištenje su različitih veličina. Bunari su takođe različiti. Možete nehotice isušiti bunar ako ne isključite pumpu na vrijeme. A sama pumpa također nije navikla raditi bez vode.
Stoga i dalje morate biti u mogućnosti da privremeno isključite pumpu u bušotini ako je nivo opao i dozvolite joj da se uključi ako je nivo normalan.
Na webu postoji mnogo elektronskih kola koja prate gornji i donji nivo vode. Od jednostavnih (par tranzistora) do mikroprocesorskih. Nećemo ih razmatrati. Princip električne provodljivosti vode često se koristi kao senzor nivoa vode. One. to su, po pravilu, elektrode u direktnom kontaktu sa vodom. Njihova loša strana je što imaju tendenciju oksidacije, gube kontakt sa žicama i druge užitke pronalaženja "komadića željeza pod potencijalom" u vodi.
Ovaj članak govori o implementaciji beskontaktnog senzora od improviziranih materijala.
Nakon što mi se pumpa još jednom nije uključila, odlučio sam napraviti nešto originalnije kao senzor od tri komada željeza u vodi.
Da biste napravili jedan takav senzor, trebat će vam:
- Polipropilenska cijev za vodu unutrašnjeg prečnika 25mm. Metalno-plastična cijev nije poželjna, jer može se nehotice prilično lako deformirati, ali ako pažljivo, onda može biti.
- Par senzora za otvaranje vrata (odstranjujemo dva reed prekidača i magnet iz njih)
- Čep od plute za flašu (vinsku ili drugu odgovarajuću). Sadržaj boce nije toliko važan, najvažnije je da ne ometa dalji rad.
- Žica potrebne dužine, termoskupljajuća cijev, par najlonskih vezica, kanap i izolacijska traka.
Uglavnom, ništa oskudno, sve je nađeno u štali.
Prvo što treba učiniti je izbušiti (iskopati) rupu na kraju čepa kako biste unutra umetnuli magnet.
Nakon što je magnet umetnut, morate provjeriti da li pluta slobodno leti unutar cijevi. Najvjerovatnije to nije slučaj. Stoga, trljanjem čepa o turpiju ili brusni papir, smanjujemo prečnik čepa.
Trebalo bi ispasti otprilike ovako:
Za bolje klizanje unutar cijevi, pluto se može lakirati (na primjer lak za jahte) potapanjem.
Jer lak će dodati malo debljine pluti, morate podesiti promjer plute s marginom. Imam prečnik plute, zajedno sa premazom laka, manji od unutrašnjeg prečnika cevi za oko 3 mm.
Zatim zalemimo izvađene trstične prekidače na žice, stavimo ih u termoskupljajuće i posadimo. Udaljenost između prekidača s trskom odgovara razlici između donjeg nivoa vode u bunaru (kada pumpu treba isključiti u nuždi) i gornjeg nivoa, kada je dozvoljeno ponovo uključiti.
Kako bi se spriječilo prodiranje vode unutra, gornja ivica termoskupljača treba da ide preko žice i čvrsto se omota oko nje. Stoga je bolje koristiti žicu okruglog presjeka.
Termoskupljanje bi trebalo da ide od žice koja ide do senzora preko oba prekidača i završi oko 5 cm nakon donjeg prekidača.
Donji rub toplinski skupljamo za oko 5 cm više nego što je potrebno, a nakon skupljanja rep savijamo prema gore, fiksirajući ga u tom položaju, na primjer, drugim komadom termoskupljanja.
Mi prikupljamo. Termoskupljajući prekidači se pričvršćuju uz cijev na bilo koji prikladan način (najlonske vezice ili električna traka). U slučaju korištenja estriha treba uzeti u obzir da se u hladnoj vodi mogu skupiti i ili sami puknuti ili nešto oštetiti. Stoga ih nemojte previše zatezati.
Iznad je potpuno isti graničnik tako da čep ne ispliva iz cijevi. Ograničavači moraju biti postavljeni tako da, naslanjajući se na njih, čep bude nasuprot reed prekidača.
Manje-više ovako:
Sastavljena konstrukcija mora biti vezana za uže i može se koristiti.
Ispada ovako:
Prije spuštanja u bunar sve spajamo na uređaj za upravljanje pumpom i provjeravamo rad okretanjem cijevi.
Utikač treba slobodno da se kreće i, kada dođete do prekidača, isključite / uključite pumpu.
Spuštamo cijev u bunar do kraja (donji prekidač je neposredno ispod nivoa pumpe). Uključujemo pumpu i pokušavamo isisati bunar. Čim pumpa počne hvatati zrak, podižemo cijev dok utikač ne padne na donju trzastu sklopku i isključuje pumpu.
Podignemo ga malo više da se pumpa isključi nešto ranije nego što voda nestane i tako to popravimo. Shodno tome, kada ima dovoljno vode u bunaru, utikač će uključiti gornji prekidač, što omogućava pumpi da ponovo radi.
Sličan uređaj je instaliran na rezervoaru za skladištenje. Uključuje pumpu kada nestane vode u rezervoaru i isključuje je kada se voda napuni.
Istina, ovaj uređaj ima neke tehnološke karakteristike:
- Uređaj se ne nalazi unutar rezervoara, već spolja i radi po načinu komuniciranja posuda.
- U ovom slučaju gornji graničnik se može izostaviti, dovoljno je da cijev bude nešto viša od gornje ivice rezervoara
- Neće biti moguće koristiti dvije rupe i košuljicu kao donji limiter (voda će istjecati). Stoga je donji limiter savijanje cijevi.
Nažalost, nismo uspjeli fotografirati stvarnu strukturu instaliranu na pogon. Pa ću vam pokazati šemu.
Kada postane potrebno kontrolisati nivo tečnosti, mnogi to rade ručno, ali to je krajnje neefikasno, oduzima mnogo vremena i truda, a posledice previda mogu biti veoma skupe: na primer, poplavljeni stan ili stan. pregorela pumpa. Ovo se lako može izbjeći korištenjem plivajućih prekidača. Ovi uređaji su jednostavni u dizajnu i principu rada, pristupačni.
Kod kuće, senzori ovog tipa omogućavaju vam automatizaciju procesa kao što su:
- kontrola nivoa tečnosti u dovodnom rezervoaru;
- crpljenje podzemne vode iz podruma;
- isključivanje pumpe kada nivo u bušotini padne ispod dozvoljenog nivoa i neke druge.
Princip rada senzora plovka
Predmet se stavlja u tečnost koja u njemu ne tone. To može biti komad drveta ili stiropora, šuplja plastična kugla ili metal i još mnogo toga. Kada se nivo tečnosti promeni, ovaj objekat će rasti ili pasti zajedno sa njim. Ako je plovak spojen na aktuator, on će djelovati kao senzor nivoa vode u rezervoaru.
Klasifikacija opreme
Senzori plovka mogu nezavisno kontrolirati nivo tekućine ili poslati signal upravljačkom krugu. Po ovom principu mogu se podijeliti u dvije velike grupe: mehaničke i električne.
Mehanički uređaji
Mehanički ventili uključuju širok izbor plutajućih ventila za nivo vode u rezervoaru. Princip njihovog rada je da je plovak spojen na polugu, kada se nivo tečnosti promeni, plovak se pomera prema gore ili niz tu polugu, a on zauzvrat djeluje na ventil koji zatvara (otvara) dovod vode. Takvi ventili se mogu vidjeti u WC vodokotlićima. Vrlo su zgodni za korištenje gdje je potrebno stalno dolijevati vodu iz centralnog vodovoda.
Mehanički senzori imaju niz prednosti:
- jednostavnost dizajna;
- kompaktnost;
- sigurnost;
- autonomija - ne zahtijevaju nikakve izvore električne energije;
- pouzdanost;
- jeftinost;
- jednostavnost instalacije i konfiguracije.
Ali ovi senzori imaju jedan značajan nedostatak: mogu kontrolirati samo jedan (gornji) nivo, koji ovisi o mjestu ugradnje, i regulirati ga, ako je moguće, onda u vrlo malim granicama. Na prodaju takav ventil može pod nazivom "plov ventil za rezervoare".
Električni senzori
Električni senzor nivoa tekućine (plovak) razlikuje se od mehaničkog po tome što ne isključuje samu vodu. Plovak, koji se kreće kada se količina tekućine promijeni, djeluje na električne kontakte koji su uključeni u upravljački krug. Na osnovu ovih signala, automatski upravljački sistem odlučuje o potrebi određenih radnji. U najjednostavnijem slučaju, takav senzor ima plovak. Ovaj plovak djeluje na kontakt preko kojeg se pumpa uključuje.
Reed prekidači se najčešće koriste kao kontakti. Reed prekidač je zatvorena staklena sijalica s kontaktima unutar. Prebacivanje ovih kontakata se dešava pod dejstvom magnetnog polja. Reed prekidači su minijaturne veličine i lako se mogu postaviti unutar tanke cijevi od nemagnetnog materijala (plastika, aluminij). Plovak s magnetom slobodno se kreće duž cijevi pod djelovanjem tekućine, kada se približi, kontakti se pokreću. Ceo sistem je postavljen vertikalno u rezervoar. Promjenom položaja reed prekidača unutar cijevi, možete podesiti trenutak rada automatike.
Ako trebate pratiti gornji nivo u rezervoaru, senzor je instaliran na vrhu. Čim nivo padne ispod postavljenog nivoa, kontakt se zatvara i pumpa se uključuje. Voda će početi da raste i kada nivo vode dostigne gornju granicu, plovak će se vratiti u prvobitno stanje i pumpa će se isključiti. Međutim, takva shema se ne može primijeniti u praksi. Činjenica je da se senzor pokreće pri najmanjoj promjeni nivoa, nakon čega se pumpa uključuje, nivo raste i pumpa se isključuje. Ako je protok vode iz rezervoara manji od napajanja, nastaje situacija kada se pumpa stalno uključuje i isključuje, a pritom se brzo pregrije i otkaže.
Dakle, senzori nivoa vode da drugačije kontrolišete rad pumpe. Kontejner ima najmanje dva kontakta. Jedan je odgovoran za gornji nivo, isključuje pumpu. Drugi definiše položaj donjeg nivoa, nakon dostizanja kojeg se pumpa uključuje. Na taj način se značajno smanjuje broj pokretanja, što osigurava pouzdan rad cijelog sistema. Ako je razlika u nivou mala, onda je zgodno koristiti cijev s dva prekidača unutra i jednim plovkom koji ih prebacuje. S razlikom većom od metra, koriste se dva odvojena senzora, postavljena na potrebnim visinama.
Unatoč složenijem dizajnu i potrebi za upravljačkim krugom, električni senzori plovka omogućuju vam da u potpunosti automatizirate proces kontrole razine tekućine.
Ako spojite sijalice preko takvih senzora, onda se mogu koristiti za vizuelnu kontrolu količine tečnosti u rezervoaru.
Domaći plivajući prekidač
Ako imate vremena i želje, tada se najjednostavniji senzor nivoa vode s plovkom može napraviti ručno, a trošak će biti minimalan.
mehanički sistem
Kako bi bilo što lakše dizajna, koristićemo kuglični ventil (slavinu) kao uređaj za zaključavanje. Najmanji ventili (pola inča i manji) rade dobro. Takva slavina ima ručku kojom se zatvara. Da biste ga pretvorili u senzor, potrebno je ovu ručku produžiti metalnom trakom. Traka je pričvršćena na ručku kroz rupe izbušene u njoj odgovarajućim zavrtnjima. Poprečni presjek ove poluge trebao bi biti minimalan, ali se u isto vrijeme ne bi trebao savijati pod djelovanjem plovka. Dužina mu je oko 50 cm.Plovak je pričvršćen na kraj ove poluge.
Može se koristiti kao plovak koristite plastičnu flašu od 2 litre od sode. Boca je do pola napunjena vodom.
Možete provjeriti rad sistema bez ugradnje u rezervoar. Da biste to učinili, postavite dizalicu okomito, a ručicu s plovkom postavite u vodoravni položaj. Ako je sve učinjeno ispravno, tada će se pod utjecajem mase vode u bocama poluga početi pomicati prema dolje i zauzeti okomit položaj, a ručka ventila će se okretati s njom. Sada potopite uređaj u vodu. Boca bi trebala iskočiti i okrenuti dugme ventila.
Budući da se ventili razlikuju po veličini i sili koja je potrebna za njihovo prebacivanje, možda će biti potrebno prilagoditi sistem. Ako plovak ne može okrenuti ventil, možete povećati dužine poluge ili uzmite veću bocu.
Senzor montiramo u rezervoar na potrebnom nivou u horizontalnom položaju, dok u vertikalnom položaju plovka ventil mora biti otvoren, au horizontalnom položaju mora biti zatvoren.
Senzor električnog tipa
Za samostalnu proizvodnju senzora ovog tipa, pored uobičajenog alata, trebat će vam:
Slijed proizvodnje je sljedeći:
Kada se nivo tečnosti promeni, plovak se kreće zajedno sa njim, koji deluje na električni kontakt kako bi kontrolisao nivo vode u rezervoaru. Upravljački krug s takvim senzorom može izgledati kao onaj prikazan na slici. Tačke 1, 2, 3 su priključne tačke za žicu koja dolazi od našeg senzora. Tačka 2 je zajednička tačka.
Razmotrite princip rada domaćeg uređaja. Recimo kada je rezervoar uključen prazan, plovak je u niskom položaju (LL), ovaj kontakt se zatvara i pokreće relej (P).
Relej se aktivira i zatvara kontakte P1 i P2. P1 je samozaključujući kontakt. Potrebno je da se relej ne isključi (pumpa nastavi da radi) kada voda počne da pristiže i NU kontakt se otvori. Kontakt P2 povezuje pumpu (H) na napajanje.
Kada nivo poraste na gornju vrijednost, reed prekidač će raditi i otvoriti svoj VU kontakt. Relej će biti bez struje, otvorit će svoje kontakte P1 i P2, a pumpa će se isključiti.
Sa smanjenjem količine vode u rezervoaru, plovak će se početi spuštati, ali dok ne zauzme donji položaj i zatvori HL kontakt, pumpa se neće uključiti. Kada se to dogodi, ciklus rada će se ponoviti.
Ovako radi prekidač s plovkom za kontrolu nivoa vode.
Tokom rada potrebno je povremeno čistiti cijev i plovak od kontaminacije. Reed prekidači izdržavaju veliki broj prekidača, tako da će takav senzor trajati mnogo godina.
Za regulaciju i kontrolu nivoa tekućine ili čvrste tvari (pijeska ili šljunka) u proizvodnji, u svakodnevnom životu, koristi se poseban uređaj. Zove se senzor nivoa vode (ili druga supstanca od interesa). Postoji nekoliko vrsta takvih uređaja, koji se međusobno značajno razlikuju po principu rada. Kako senzor radi, prednosti, nedostatke njegovih sorti, na koje suptilnosti treba obratiti pažnju pri odabiru uređaja i kako napraviti pojednostavljeni model s relejem vlastitim rukama, pročitajte u ovom članku.
Senzor nivoa vode koristi se u sljedeće svrhe:
Moguće metode za određivanje opterećenja rezervoara
Postoji nekoliko metoda za merenje nivoa tečnosti:
- Beskontaktno- Često se uređaji ovog tipa koriste za kontrolu nivoa viskoznih, toksičnih, tečnih ili čvrstih, rasutih materija. To su kapacitivni (diskretni) uređaji, ultrazvučni modeli;
- Kontakt- uređaj se nalazi direktno u rezervoaru, na njegovom zidu, na određenom nivou. Kada voda dostigne ovaj indikator, senzor se aktivira. Ovo su plutajući, hidrostatski modeli.
Prema principu rada razlikuju se sljedeće vrste senzora:
- float type;
- hidrostatički;
- kapacitivni;
- Radar;
- Ultrasonic.
Ukratko o svakoj vrsti uređaja
Plutajući modeli su diskretni i magnetostriktivni. Prva opcija je jeftina, pouzdana, a druga je skupa, složenog dizajna, ali garantuje precizno očitavanje nivoa. Međutim, uobičajeni nedostatak plutajućih instrumenata je potreba da budu uronjeni u tečnost.
Senzor plovka za određivanje nivoa tečnosti u rezervoaru
- Hidrostatički uređaji - kod njih je sva pažnja posvećena hidrostatičkom pritisku kolone tečnosti u rezervoaru. Osjetljivi element uređaja percipira pritisak iznad sebe, prikazuje ga prema shemi za određivanje visine vodenog stupca.
Glavne prednosti takvih jedinica su kompaktnost, kontinuitet djelovanja i pristupačnost u cjenovnoj kategoriji. Ali nemoguće ih je koristiti u agresivnim uvjetima, jer je kontakt s tekućinom neophodan.
Hidrostatički senzor nivoa tečnosti
- Kapacitivni uređaji - Predviđene su ploče za kontrolu nivoa vode u rezervoaru. Promjenom indikatora kapaciteta može se suditi o količini tekućine. Odsustvo pokretnih struktura i elemenata, jednostavna shema uređaja jamče trajnost i pouzdanost uređaja. Ali nemoguće je ne primijetiti nedostatke - ovo je obavezno uranjanje u tekućinu, zahtjevnost temperaturnog režima.
- Radarski uređaji - odrediti stepen porasta vode upoređivanjem pomaka frekvencije, kašnjenja između emisije i dostizanja reflektovanog signala. Dakle, senzor djeluje i kao emiter i kao reflektor.
Takvi se modeli smatraju najboljim, preciznim, pouzdanim uređajima. Imaju niz prednosti:
Nedostaci modela mogu se pripisati samo njihovoj visokoj cijeni.
Radarski senzor nivoa tečnosti u rezervoaru
- Ultrazvučni senzori - princip rada, shema uređaja je slična radarskim uređajima, koristi se samo ultrazvuk. Generator stvara ultrazvučno zračenje, koje se po dolasku do površine tekućine reflektira i nakon nekog vremena ulazi u prijemnik senzora. Nakon malih matematičkih proračuna, znajući vremensko kašnjenje i brzinu ultrazvuka, odredite udaljenost do površine vode.
Prednosti radarskog senzora također su inherentne ultrazvučnoj verziji. Jedina stvar, manje precizni pokazatelji, jednostavnija shema rada.
Suptilnosti odabira takvih uređaja
Prilikom kupovine jedinice obratite pažnju na funkcionalnost uređaja, neke od njegovih pokazatelja. Najvažnija pitanja prilikom kupovine uređaja su:
Opcije za senzore za određivanje nivoa vode ili čvrstih materija
DIY senzor nivoa tečnosti
Možete napraviti elementarni senzor za određivanje i kontrolu nivoa vode u bunaru ili rezervoaru vlastitim rukama. Da biste izveli pojednostavljenu verziju, morate:
Uređaj uradi sam se može koristiti za regulaciju vode u rezervoaru, bunaru ili pumpi.
U industriji i svakodnevnom životu postoji stalna potreba za kontrolom nivoa tečnosti u posudama. Mjerni uređaji se dijele na kontaktne i beskontaktne. Za obje opcije senzor nivoa vode nalazi se na određenoj visini rezervoara i radi, signalizirajući ili dajući naredbu za promjenu načina njegovog napajanja.
Kontaktni uređaji rade na bazi plovaka koji prebacuju kola kada tečnost dostigne unapred određene nivoe.
Beskontaktne metode se dijele na magnetne, kapacitivne, ultrazvučne, optičke i druge. Uređaji nemaju pokretne dijelove. Uronjeni su u kontrolisane tečne ili granularne medije ili pričvršćeni na zidove rezervoara.
plivajući prekidači
Najčešći su pouzdani i jeftini uređaji za kontrolu nivoa tečnosti pomoću plovaka. Strukturno se mogu razlikovati. Pogledajmo njihove vrste.
Vertikalni raspored
Često se koristi plovni senzor nivoa vode sa vertikalnim stubom. Unutar njega je okrugli magnet. Štap je šuplja plastična cijev s trstičnim prekidačima smještenim unutra.
Plovak s fiksnim magnetom uvijek se nalazi na površini tekućine. Približavajući se reed prekidaču, magnetno polje aktivira svoje kontakte, što je signal da je posuda napunjena do određene zapremine. Kada su kontaktni parovi povezani u seriju preko otpornika, možete stalno pratiti nivo vode prema ukupnom otporu kola. Standardni signal se tada mijenja od 4 do 20 mA. Senzor nivoa vode se najčešće postavlja u gornjem dijelu rezervoara u dijelu dužine do 3 m.
Električni krugovi s reed prekidačima mogu se razlikovati po vanjskoj sličnosti mehaničkog dijela. Senzori se nalaze na jednom, dva ili više nivoa, dajući signal o tome koliko je rezervoar pun. Oni takođe mogu biti linearni, prenoseći signal kontinuirano.
Horizontalni raspored
Ako senzor nije moguće ugraditi odozgo, on se fiksira vodoravno na zid rezervoara. Magnet sa plovkom je montiran na polugu sa šarkom, a u kućište je postavljen reed prekidač. Kada se tečnost podigne u gornji položaj, magnet se približava kontaktima i senzor se aktivira, signalizirajući da je dostignut granični položaj.
U slučaju povećane kontaminacije ili smrzavanja tekućine, koristi se pouzdaniji senzor nivoa vode s plovkom na fleksibilnom kabelu. Sastoji se od malog zatvorenog kontejnera postavljenog na dubinu s metalnom kuglom s trstičnim kontaktom ili prekidačem unutar. Kada se nivo vode poklopi sa položajem senzora, posuda se okreće i kontakt se aktivira.
Jedan od najpreciznijih i najpouzdanijih senzora za plutanje su magnetostriktivni. Sadrže plovak s magnetom koji klizi preko metalne šipke. Princip rada je promjena trajanja prolaska ultrazvučnog impulsa kroz štap. Odsustvo električnih kontakata značajno povećava jasnoću rada kada interfejs između medija dostigne datu poziciju.
Kapacitivni senzori
Beskontaktni uređaj reagira na razliku između dielektrične konstante različitih materijala. Senzor nivoa vode u rezervoaru je ugrađen izvan bočne stijenke rezervoara. Na ovom mestu treba da se nalazi umetak od stakla ili fluoroplasta tako da se kroz njega može razlikovati međuprostor između medija. Udaljenost na kojoj osjetljivi element detektuje promjenu u kontroliranom okruženju je 25 mm.
Hermetički dizajn kapacitivnog senzora omogućava njegovo postavljanje u kontrolirano okruženje, na primjer, u cjevovod ili poklopac rezervoara. Međutim, može biti pod pritiskom. Tako se tokom procesa održava prisustvo tečnosti u zatvorenom reaktoru.
Elektrodni senzori
Senzor nivoa vode sa elektrodama postavljenim u tečnost reaguje na promene u električnoj provodljivosti između njih. Da biste to učinili, pričvršćeni su stezaljkama i postavljeni na maksimalni gornji i donji nivo. Kod dužeg para ugrađuje se još jedan provodnik, ali se obično umjesto njega koristi metalno tijelo spremnika.
Krug senzora nivoa vode povezan je sa upravljačkim sistemom motora pumpe. Kada je rezervoar pun, sve elektrode su uronjene u tečnost i između njih teče kontrolna struja, što je signal da se motor pumpe za vodu isključi. Voda također ne ulazi ako ne dodirne goli gornji provodnik. Signal za uključivanje pumpe je kada nivo padne ispod dugačke elektrode.
Problem sa svim senzorima je oksidacija kontakata u vodi. Da bi se smanjio njegov utjecaj, koriste se šipke od nehrđajućeg čelika ili grafita.
DIY senzor nivoa vode
Jednostavnost uređaja omogućava da ga sami napravite. Da biste to učinili, potreban vam je plovak, poluga i ventil. Cijela konstrukcija je smještena na vrhu spremnika. Plovak s polugom spojen je na šipku koja pokreće klip.
Kada voda dostigne gornju graničnu razinu, plovak pomiče polugu koja djeluje na klip i zatvara protok kroz donju cijev.
Kako voda teče, plovak se spušta, nakon čega klip ponovo otvara otvor kroz koji se rezervoar može dopuniti.
Uz pravi izbor i proizvodnju, samomontažni senzor nivoa vode pouzdano radi u domaćinstvu.
Zaključak
Senzor nivoa vode je nezamjenjiv u privatnom sektoru. Sa njim se ne gubi vrijeme pri praćenju punjenja rezervoara u bašti, nivoa u bunaru, bunaru ili septičkoj jami. Jednostavan uređaj bez pomoći vlasnika će na vrijeme pokrenuti ili isključiti pumpu za vodu. Samo ne zaboravite na njegovu prevenciju.