Izrada senzora nivoa vode s plovkom vlastitim rukama. Uradi sam zvučni senzor za punjenje bureta vode Domaće merenje nivoa tečnosti u rezervoaru

Mali trik iz Majstorove tajne. Dva jednostavnih predmeta omogućavajući vam da poboljšate život ljetnog stanovnika i ne pokvarite svoje raspoloženje ni u jednom trenutku. Baštovani znaju ovaj problem: kada punite burad, nije uvijek jasno kada isključiti vodu, pa morate često provjeravati nivo vode ili propustiti trenutak prelivanja i izazvati poplavu u gredicama. Model je napravljen slučajno tokom jednog eksperimenta. Ovaj jednostavan life hack omogućit će vam da iz daleka vizualno kontrolirate količinu vode u bačvi i ne propustite trenutak isključivanja dovoda vode.

Kako napraviti indikator punjenja vlastitim rukama

Materijali i alati

Za rad su vam potrebni samo dostupni materijali: cijev - plastična, metalna ili improvizirana plastična boca, medicinske ili kućne rukavice. Suština procesa indikacije je jednostavna. Voda koja se sipa u bure povećava nivo vode. Ako ugradite cijev unutar bureta, tada će se zrak iz cijevi postepeno zamijeniti vodom, a ovaj zrak se može koristiti za napuhavanje medicinske rukavice, balon ili artikl iz . Važno je izračunati zapreminu tako da ima dovoljno vazduha za naduvavanje rukavice. Volumen se regulira dužinom i promjerom cijevi. Za primjer kako implementirati mali trik, pogledajte fotografiju i video :).

Bure je prazno. Voda ulazi u bure Bure je puno

Domaći proizvod naći će primenu i za druge prilike u životu, gde se ugrađuju kontejneri koji nisu opremljeni automatizacijom, ali zahtevaju kontrolu ili poznavanje nivoa tečnosti, na primer rezervoari ljetni tuš, rezervoari pod pritiskom, septičke jame itd.

Za obavljanje stalnog praćenja nivoa tečnosti u raznim kućnim i industrijskim rezervoarima, kao i za davanje pravovremenih signala o regulaciji nivoa, obezbeđen je poseban uređaj - senzor nivoa vode.

Postoje kontaktni i beskontaktni tipovi uređaja, čije su glavne razlike u mehanizmu rada.

Glavne vrste uređaja

Senzori za kontrolu nivoa vode klasifikovani su prema namjeni. Uređaji se koriste za rješavanje sljedećih problema:

• kontrola promene nivoa tečnosti u posudi i alarm pri prekoračenju dozvoljene vrednosti;
• aktiviranje signalnog zvučnog ili svjetlosnog releja u centralnoj upravljačkoj jedinici;
• prenošenje mjerenja na displej kontrolne jedinice sa određivanjem korišćenih kontejnera;
• održavanje zatvorene petlje kontrole nad nivoom tečnosti u posudi pomoću kontrolera i motora električne pumpe.

Prema dizajnerskim karakteristikama, uređaj je:

• Beskontaktni tip. Takvi se uređaji koriste za tvari u viskoznom, zrnatom, tekućem ili čvrstom obliku. Ova kategorija uključuje diskretne i ultrazvučne senzore.
• Vrsta kontakta. Uređaji dizajnirani za ugradnju u rezervoar na unutrašnjem zidu na odgovarajućoj visini. Kada voda dostigne postavljenu oznaku, uređaj se aktivira i emituje signal. Ova kategorija uključuje plovne i hidrostatske senzore.

Prema mehanizmu djelovanja, regulator nivoa vode u rezervoaru je:

• float;
• hidrostatički;
• diskretno;
• radar;
• ultrazvučni

Funkcionalne karakteristike glavnih tipova

1. Senzor plovka je pouzdan i ergonomski dizajn uređaja, koji je opremljen električnim relejem nivoa. Senzor radi na sljedećem principu: kada nivo vode u rezervoaru dostigne određenu tačku, tečnost aktivira plovak. Promjenom položaja plovak dodiruje relej i pomaže pri zatvaranju radnog kontakta.

Plutajući uređaji su predstavljeni magnetostriktivnim i diskretnim tipovima. Prvi tip karakteriziraju niska cijena i jednostavnost rada, dok drugi tip karakterizira visoka cijena, složenost ugradnje i izdržljivost, koja garantuje preciznu kontrolu nivoa vode u rezervoaru. Jedina mana uređaja s plovkom je njihova stalna prisutnost u tečnom mediju.

1. Hidrostatički senzor je osjetljiv uređaj za mjerenje pritiska vode u različitim posudama. Njegove glavne prednosti su izdržljivost, praktičnost, ergonomija i pristupačna cijena.

Hidrostatska brojila su u stalnom kontaktu sa tečni medij, stoga ih je gotovo nemoguće raditi u agresivnim uvjetima.

1. Diskretni senzor je predstavljen posebnim pločama koje određuju stepen punjenja posuda vodom. Strukturno, takvi uređaji su lišeni pokretnih elemenata i mehanizama, što osigurava njihovu trajnost, pouzdanost i jednostavnost upotrebe. Nedostaci uređaja uključuju obavezni kontakt s tekućim medijem i osjetljivost na promjene temperature tekućine.
2. Radarski senzor kontrolira nivo tekućine zbog pomaka frekvencije, razlike između emitiranog i reflektirajućeg signala. Takvi uređaji rade na principu emitera i hvatača. elektromagnetnih talasa, zahvaljujući čemu pružaju preciznija mjerenja.

Radarski uređaji imaju sljedeće prednosti:

• imaju jednostavan i pouzdan dizajn;
• ne zahtijevaju kontakt sa tečnim medijem;
• otporni su na agresivna okruženja;
• garantuju visoke rezultate.

1. Ultrazvučni senzor je strukturno i funkcionalno sličan prethodnom tipu uređaja; nadzor se vrši pomoću ultrazvučnog zračenja koje stvara poseban generator. Ima iste prednosti kao i njegov radarski kolega, jedina razlika je u tome što je gotov rezultat manje precizan.

Odabir pravog senzora nivoa

Da biste odabrali pravi senzor nivoa vode u rezervoaru, preporučuje se da obratite pažnju na njegove ključne karakteristike:

• Šta su karakteristike dizajna i svrhu uređaja, vrste supstanci za koje je namijenjen.
• Da li vrsta materijala od kojeg je napravljen uređaj utiče na konačne rezultate mjerenja?
• Za koje su kola za konverziju signala predviđena efikasan rad uređaj.
• Da li je tačnost rezultata dobijena kada se nivo tečnosti brzo menja?
• Da li je oprema uređaja standardna, postoje li pomoćni elementi i pokazivači za promjenu navedenih postavki i parametara.
• Kolika je osjetljivost uređaja na vanjske utjecaje - vibracije, elektromagnetna zračenja.
• Postoji li certifikacija proizvoda prema državnim standardima?
• Koje garancije daje proizvođač ili prodavac.

Izrada senzora nivoa plovka kod kuće

Kako to učiniti domaći senzor nivo vode za upotrebu u plastičnom rezervoaru? Za proizvodnju jednostavan uređaj trebat će vam poluga za otvaranje ventila i element za plovak. Svi radovi se izvode sledećim redosledom:

1. Na vrhu gotovog rezervoara, plutajući element s polugom spojen je na šipku koja se koristi za pomicanje cilindra klipa.
2. Kada voda stigne maksimalna vrijednost, plovak djeluje na polugu koja pomiče klip i uzrokuje zatvaranje ventila kako bi se zaustavio protok vode kroz donju cijev.
3. Kako se koristi količina vode, plovak polako tone na dno, djelujući na klip. Zatim se ventil otvara i rezervoar se puni tečnošću.

Svaki početnik može napraviti senzor nivoa vode vlastitim rukama. Uređaj je pogodan za ugradnju u bunare, bunare, pumpna oprema i rezervoari za vodu.

U industriji i svakodnevnom životu postoji stalna potreba za praćenjem nivoa tečnosti u posudama. Mjerni uređaji se dijele na kontaktne i beskontaktne. Za obje opcije, senzor nivoa vode nalazi se na određenoj visini rezervoara, te se aktivira, signalizirajući ili dajući naredbu za promjenu načina njegovog napajanja.

Kontaktni uređaji rade na bazi plovaka koji prebacuju kola kada tečnost dostigne 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 za zidove rezervoara.

Senzori plutanja

Najčešći su pouzdani i jeftini uređaji za praćenje nivoa tečnosti pomoću plovaka. Strukturno se mogu razlikovati. Pogledajmo njihove vrste.

Vertikalni raspored

Često se koristi plovni senzor nivoa vode sa vertikalnom šipkom. Unutar njega se nalazi okrugli magnet. Štap je šuplja plastična cijev s trstičnim prekidačima smještenim unutra.

Plovak s pričvršćenim magnetom uvijek se nalazi na površini tekućine. Približavajući se reed prekidaču, magnetno polje pokreće njegove kontakte, što je signal da je posuda napunjena do određene zapremine. Serijskim povezivanjem kontaktnih parova preko otpornika, možete stalno pratiti nivo vode na osnovu ukupnog otpora kola. Standardni signal varira od 4 do 20 mA. Senzor nivoa vode najčešće se postavlja na vrh rezervoara u prostoru dužine do 3 m.

Električni krugovi s reed prekidačima mogu se razlikovati čak i ako je mehanički dio sličan po izgledu. 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 pričvršćuje vodoravno na zid rezervoara. Magnet sa plovkom postavljen je 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 koji se nalazi na dubini s metalnom kuglom s trstičnim kontaktom ili prekidačem unutar. Kada se nivo vode poklopi sa položajem senzora, posuda se preokreće i kontakt se aktivira.

Jedan od najpreciznijih i najpouzdanijih senzora za plutanje je magnetostriktivni. Sadrže plovak s magnetom koji klizi duž metalne šipke. Princip rada je promjena trajanja prolaska ultrazvučnog impulsa kroz štap. Odsustvo električnih kontakata značajno povećava jasnoću rada kada interfejs 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 fluoroplastike tako da se kroz njega može razlikovati međuprostor između medija. Udaljenost na kojoj osjetljivi element detektuje promjene u kontroliranom okruženju je 25 mm.

Hermetički zatvoreno kapacitivni senzor omogućava postavljanje u kontrolisano okruženje, kao što je cevovod ili poklopac rezervoara. Međutim, može biti pod pritiskom. Na ovaj način se održava prisustvo tečnosti u zatvorenom reaktoru tokom tehnološkog procesa.

Elektrodni senzori

Senzor nivoa vode s elektrodama smještenim u tekućini reagira na promjene električne provodljivosti između njih. Da biste to učinili, oni su pričvršćeni stezaljkama i postavljeni na krajnji gornji i donji nivo. Drugi provodnik se postavlja u paru s dužim, 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 teče osim ako ne dodirne izloženi gornji provodnik. Signal za uključivanje pumpe je smanjenje nivoa ispod dugačke elektrode.

Problem sa svim senzorima je oksidacija kontakata u vodi. Da biste smanjili njegov utjecaj, koristite šipke od nehrđajućeg čelika ili grafita.

DIY senzor nivoa vode

Jednostavnost uređaja omogućava da ga sami napravite. Za to su potrebni plovak, poluga i ventil. Cijela konstrukcija se nalazi na vrhu rezervoara. 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.

At praveći pravi izbor i proizvodnja senzora nivoa vode, sastavljenog vlastitim rukama, 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, bušotini ili septičkoj jami. Jednostavan uređaj će na vrijeme pokrenuti ili isključiti pumpu za vodu bez pomoći vlasnika. Samo ne zaboravite na njegovu prevenciju.

U industriji i svakodnevnom životu uvijek postoji potreba za određivanjem različitih nivoa u kontejnerima. Za ove zadatke koriste se senzori nivoa razni dizajni. U zavisnosti od okruženja punjenja rezervoara, koristi se jedan ili drugi senzor; ponekad se, radi jednostavnosti i uštede novca i vremena, koriste kombinovani senzori, odnosno ručno izrađeni. Ovo su jednostavni dizajni koji koriste potpuno različite tipove senzora. U osnovi, takvi senzori se koriste tamo gdje nema lakog pristupa mjernom okruženju ili je mjesto mjerenja vrlo agresivno po zdravlje ljudi.

Vrste senzora nivoa

Većina modernih senzora nivoa u svom dizajnu ima elektronski relej sa pretvaračem. Elektronsko kolo dizajniran za pretvaranje izmjerene vrijednosti u standardni signal. Signal može biti analogni ili diskretni. Analogni može biti struja 0..20mA i signal koji se zove strujna petlja 4..20mA ili napon 0..5V, 0..10V.

Koriste se senzori nivoa za zaštitu motora pumpe od rada na suvo, regulisati motore bunarskih pumpi koje pune sve posude vodom i drugo u sistemu za snabdevanje hladnom i toplom vodom.

DIY senzor nivoa vode

Pogledajmo, na primjeru crpljenja vode iz jame, kako možemo kontrolisati automatski ciklus održavanja nivoa vode koji nije viši od potrebnog.

Imamo jamu sa vrlo malo čist izgled tečnost koja se sastoji od nečistoća vode i rashladnog sredstva za rezače mašine za rezanje metala.

Razmatrane su sve vrste senzora, međutim, u smislu cijene i lakoće izvođenja, kombinovani dizajn koji se sastoji od žice dužine tri metra(dubina jame), pričvršćena na plovak (velika plastična posuda sa zrakom), na površini je žica pričvršćena za oprugu s laticama.

Signal se uzima kao konvencionalni diskretni signal od 24V od konvencionalnog induktivnog senzora. Radi na latici. Kada nivo vode u jami poraste, plovak se diže, slabeći izvor. Na kraj opruge je pričvršćena latica koja se podiže zbog sile istezanja opruge. Latica, zauzvrat, prima povratnu informaciju od induktivnog senzora, napajajući relej motora pumpe zavojnicu, uzrokujući da ispumpa vodu iz jame. Kako bi se izbjeglo često paljenje i gašenje motora, u krugu senzor-zavojnica nalazi se relej za odgodu isključivanja postavljen na 10 minuta.

Dakle, sljedeći put kada se senzor aktivira, relej će ponovo raditi i ciklus će se ponoviti.

Naravno, preporučljivo je zaštititi motor od rada na suho ugradite senzor curenja u cijev, kroz koji se emulzija ispumpava. Ali u našem slučaju, jednostavnost dizajna je bila važna. Umjesto induktivnog senzora, možete koristiti dvije ploče u kontaktu jedna s drugom, što će biti još ekonomičnije.

Ako voda ili druga tekućina imaju homogeni sastav, tada se može koristiti metrički senzor nivoa s jednom elektrodom.

Na primjer, DU-1N proizvođača Relsib, dizajniran za mjerenje nivoa u razne vrste tečnosti. Senzor može raditi u širokom temperaturnom rasponu. Karoserija nije podložna koroziji, sastoji se od visokog kvaliteta od nerđajućeg čelika. Keramika i fluoroplastika se koriste kao izolacija, što pruža odličnu izolacionu zaštitu. Otporan na mnoga mehanička opterećenja. Mjerenja su nezavisna od gustine tečnosti. I ne zahtijeva dodatnu njegu tokom rada.

Velika posuda za vodu na selu ili lična parcela može se koristiti za navodnjavanje ili vodosnabdijevanje kod kuće. Prilikom punjenja, nema potrebe da se stalno penjete uz stepenice i cijeli dan pratite nivo - elektronski senzori to mogu.

• Napredna zemlja i farme Oni koji se bave uzgojem voća i povrća u svom radu koriste sisteme za navodnjavanje kap po kap. Da obezbedi automatski rad Dizajn opreme za navodnjavanje zahtijeva veliki kapacitet za sakupljanje i skladištenje vode. Obično se puni potopnim pumpama za vodu u bunar, a potrebno je pratiti nivo pritiska vode za pumpu i njenu količinu u sabirnom rezervoaru. U tom slučaju potrebno je kontrolirati rad pumpe, odnosno uključiti je kada se dostigne određeni nivo vode. kapacitet skladištenja i isključite kada je rezervoar za vodu potpuno pun. Ove funkcije se mogu implementirati pomoću senzora za plutanje.

Rice. 1 Princip rada senzora nivoa s plovkom (RPL)

• Veliki rezervoar za skladištenje jer voda može biti potrebna i za vodosnabdijevanje kod kuće ako je brzina protoka rezervoara za unos vode vrlo mala ili performanse same pumpe ne mogu osigurati potrošnju vode koja odgovara potrebnom nivou. U ovom slučaju su potrebni i uređaji za kontrolu nivoa tečnosti za automatski rad vodovodnog sistema.
• Sistem za praćenje nivoa tečnosti može se koristiti i kada se radi sa uređajima koji nemaju zaštitu od rada na suvo pumpa za bunar, senzor pritiska vode ili plivajući prekidač prilikom ispumpavanja podzemne vode iz podruma i prostorija sa nivoom ispod površine zemlje.

Svi senzori nivoa vode za kontrolu pumpe mogu se podijeliti u dvije velike grupe: kontaktne i beskontaktne. Beskontaktne metode se uglavnom koriste u industrijska proizvodnja a dijele se na optičke, magnetske, kapacitivne, ultrazvučne itd. vrste. Senzori se postavljaju na zidove rezervoara za vodu ili su direktno uronjeni u tečnosti koje se nadgledaju, elektronske komponente se postavljaju u upravljački ormar.

Rice. 2 Vrste senzora nivoa

U svakodnevnom životu najviše se koriste jeftini kontaktni uređaji s plovkom, čiji je element za praćenje izrađen od trske. Ovisno o njihovoj lokaciji u posudi s vodom, takvi se uređaji dijele u dvije grupe.

Vertical. U takvom uređaju elementi prekidača s trskom nalaze se u vertikalnoj šipki, a sam plovak s prstenastim magnetom kreće se duž cijevi i uključuje ili isključuje trsku.

Horizontalno. Pričvršćeni su na gornju ivicu sa strane zida rezervoara; kada se rezervoar napuni, plovak sa magnetom se podiže na zglobnu polugu i približava prekidaču. Uređaj se aktivira i uključuje električni krug smješten u kontrolnom ormaru, čime se isključuje napajanje električne pumpe.

Rice. 3 Vertikalni i horizontalni reed senzori

Reed prekidač uređaj

Glavni pokretački element reed prekidača je reed prekidač. Uređaj je mala staklena posuda napunjena inertni gas ili sa evakuisanim vazduhom. Plin ili vakuum sprječavaju varnice i oksidaciju kontakt grupa. Unutar tikvice se nalaze zatvoreni kontakti od feromagnetne legure pravougaonog presjeka(permalloy žica) sa pozlaćenim ili posrebrenim slojem. Kada su izloženi magnetskom toku, kontakti reed prekidača se magnetiziraju i međusobno se odbijaju - otvara se krug kroz koji teče električna struja.

Rice. 4 Izgled reed prekidači

Najčešći tipovi reed prekidača djeluju na strujni krug, odnosno kada su magnetizirani, njihovi kontakti su međusobno povezani i električni krug zatvara. Reed prekidači mogu imati dva terminala za stvaranje ili prekidanje strujnog kola, ili tri ako rade sa sklopnim krugovima električna struja. Niskonaponski krug koji uključuje napajanje pumpe obično se nalazi u kontrolnom ormaru.

Dijagram povezivanja senzora nivoa vode sa reed prekidačem

Reed prekidači su uređaji male snage i ne mogu uključiti velike struje, tako da se ne mogu direktno koristiti za isključivanje i uključivanje pumpe. Obično su uključeni u niskonaponsko sklopno kolo za rad releja pumpe velike snage koji se nalazi u upravljačkom ormaru.

Rice. 5 Električni dijagram upravljanje električnom pumpom pomoću senzora s plovkom

Slika pokazuje najjednostavnija šema sa senzorom, koji kontroliše drenažnu pumpu u zavisnosti od nivoa vode tokom pumpanja, koji se sastoji od dva reed prekidača SV1 i SV2.

Kada tečnost dostigne gornji nivo, magnet sa plovkom uključuje gornji reed prekidač SV1 i napon se dovodi na zavojnicu releja P1. Njegovi kontakti su bliski, to se dešava paralelna veza na reed prekidač i relej je samoblokirajući.

Funkcija samookidanja ne omogućava isključivanje napajanja zavojnice releja kada se otvore kontakti prekidača (u našem slučaju to je reed prekidač SV1). To se događa ako su opterećenje releja i njegov svitak spojeni na isti krug.

Napon se dovodi u zavojnicu snažnog releja u krugu napajanja pumpe, njegovi kontakti se zatvaraju i električna pumpa počinje raditi. Kada nivo vode padne i plovak sa magnetom donjeg reed prekidača SV2 dođe do njega, on se uključuje, a pozitivni potencijal se dovede i na zavojnicu releja P1 sa druge strane, struja prestaje da teče i relej P1 se isključuje. To uzrokuje nedostatak struje u zavojnici energetskog releja P2 i kao rezultat toga prestaje dovodni napon električne pumpe.

Rice. 6 Plutajući vertikalni senzori nivoa vode

Sličan upravljački krug pumpe, smješten u kontrolnom ormaru, može se koristiti i za praćenje nivoa u rezervoaru sa tekućinom, ako se reed prekidači zamijene, odnosno SV2 će biti na vrhu i isključiti pumpu, a SV1 u dubine rezervoara za vodu će ga uključiti.

Senzori nivoa mogu se koristiti u svakodnevnom životu za automatizaciju procesa pri punjenju velikih posuda vodom pomoću električnih pumpi za vodu. Najjednostavniji tipovi reed prekidača za instalaciju i rad su oni koje proizvodi industrija u obliku vertikalnih plovaka na šipkama i horizontalnih konstrukcija.