Un mic truc din Secretul Maestrului. Două obiecte simple permițându-vă să îmbunătățiți viața unui rezident de vară și să nu vă distrugeți starea de spirit în niciun moment. Grădinarii cunosc această problemă: atunci când umpleți butoaie, nu este întotdeauna clar când să închideți apa, așa că trebuie să verificați frecvent nivelul apei sau să pierdeți momentul revărsării și să provocați o inundație în paturi. Modelul a fost realizat întâmplător în timpul unui experiment. Acest truc simplu de viață vă va permite să controlați vizual cantitatea de apă din butoi de la distanță și să nu ratați momentul opririi alimentării cu apă.
Cum să faci un indicator de umplere cu propriile mâini
Materiale și unelte
Pentru a lucra, aveți nevoie doar de materiale disponibile: o țeavă - plastic, metal sau din improvizat sticla de plastic, mănuși medicale sau de uz casnic. Esența procesului de indicare este simplă. Apa turnată într-un butoi crește nivelul apei. Dacă instalați o țeavă în interiorul unui butoi, atunci aerul din țeavă va fi înlocuit treptat cu apă, iar acest aer poate fi folosit pentru a umfla o mănușă medicală, balon sau un articol din . Este important să calculați volumul astfel încât să existe suficient aer pentru a umfla mănușa. Volumul este reglat de lungimea și diametrul țevii. Pentru un exemplu despre cum să implementați un mic truc, vedeți fotografia și videoclipul :).
Butoiul este gol Apa intră în butoi Butoiul este plinProdusul de casă își va găsi aplicație și pentru alte ocazii din viață, în care sunt instalate recipiente care nu sunt dotate cu automatizare, dar necesită control sau cunoaștere a nivelului lichidului, de exemplu, rezervoare. duș de vară, rezervoare sub presiune, fose septice etc.
Pentru a efectua monitorizarea constantă a nivelului lichidului în diferite rezervoare de uz casnic și industrial, precum și pentru a furniza semnale în timp util despre reglarea nivelului, este prevăzut un dispozitiv special - un senzor de nivel de apă.
Există tipuri de dispozitive de contact și fără contact, ale căror principale diferențe sunt în mecanismul de funcționare.
Principalele tipuri de dispozitive
Senzorii de control al nivelului apei sunt clasificați în funcție de scopul lor. Dispozitivele sunt folosite pentru a rezolva următoarele probleme:
- control asupra modificărilor nivelului lichidului din recipient și alarmă atunci când valoarea admisă este depășită;
- declanșarea unui releu de semnalizare sonoră sau luminoasă în unitatea centrală de comandă;
- transferarea măsurătorilor pe afișajul unității de control cu determinarea recipientelor utilizate;
- menținerea unui control în buclă închisă asupra nivelului lichidului din recipient folosind un controler și un motor de pompă electrică.
Conform caracteristicilor de design, dispozitivul este:
- Tip fără contact. Astfel de dispozitive sunt utilizate pentru substanțe sub formă vâscoasă, granulară, lichidă sau solidă. Această categorie include senzori discreti și ultrasonici.
- Tip de contact. Dispozitive concepute pentru a fi instalate într-un rezervor pe peretele interior la o înălțime adecvată. Când apa atinge marcajul setat, dispozitivul este activat și se transmite un semnal. Această categorie include senzori flotanți și hidrostatici.
În funcție de mecanismul de acțiune, regulatorul de nivel al apei din rezervor este:
- plutire;
- hidrostatic;
- discret;
- radar;
- cu ultrasunete
Caracteristicile funcționale ale principalelor tipuri
- Senzorul plutitor este un design fiabil și ergonomic al dispozitivului, care este echipat cu un releu de nivel electric. Senzorul funcționează pe următorul principiu: când nivelul apei din rezervor a atins un anumit punct, lichidul activează plutitorul. Prin schimbarea poziției, plutitorul atinge releul și ajută la închiderea contactului de lucru.
Dispozitivele flotante sunt reprezentate de tipuri magnetostrictive și discrete. Primul tip se caracterizează prin costuri reduse și ușurință în operare, în timp ce al doilea tip se caracterizează prin costuri ridicate, complexitate a instalării și durabilitate, garantând un control precis al nivelului apei din rezervor. Singurul dezavantaj al dispozitivelor de tip plutitor este prezența lor constantă într-un mediu lichid.
- Un senzor hidrostatic este un dispozitiv sensibil pentru măsurarea presiunii apei în diferite recipiente. Principalele sale avantaje sunt durabilitatea, caracterul practic, ergonomia și costul accesibil.
Contoarele hidrostatice sunt în contact permanent cu mediu lichid, prin urmare este aproape imposibil să le operezi în condiții agresive.
- Senzorul discret este reprezentat de plăci speciale care determină gradul de umplere a recipientelor cu apă. Din punct de vedere structural, astfel de dispozitive sunt lipsite de elemente și mecanisme mobile, ceea ce le asigură durabilitatea, fiabilitatea și ușurința în utilizare. Dezavantajele dispozitivelor includ contactul obligatoriu cu un mediu lichid și susceptibilitatea la modificări ale temperaturii lichidului.
- Senzorul radar controlează nivelul lichidului datorită schimbării frecvenței, diferenței dintre semnalul care emite și cel care reflectă. Astfel de dispozitive funcționează pe principiul emițătorului și al receptorului. unde electromagnetice, datorită cărora oferă măsurători mai precise.
Dispozitivele de tip radar au următoarele avantaje:
- au un design simplu și fiabil;
- nu necesită contact cu mediul lichid;
- sunt rezistente la medii agresive;
- garantează rezultate ridicate.
- Senzorul cu ultrasunete este similar din punct de vedere structural și funcțional cu tipul de dispozitiv anterior. Are aceleași avantaje ca și omologul său radar, singura diferență este că rezultatul final este mai puțin precis.
Alegerea senzorului de nivel potrivit
Pentru a alege senzorul de nivel al apei potrivit în rezervor, se recomandă să acordați atenție caracteristicilor cheie:
- Ce sunt caracteristici de proiectareși scopul dispozitivului, tipurile de substanțe pentru care este destinat.
- Tipul de material din care este fabricat dispozitivul are impact asupra rezultatelor finale ale măsurătorilor?
- Pentru ce circuite de conversie a semnalului sunt prevăzute operare eficientă dispozitiv.
- Se obține acuratețea rezultatelor atunci când nivelul lichidului se modifică rapid?
- Este echipamentul standard al dispozitivului, există elemente auxiliare și indicatoare pentru modificarea setărilor și parametrilor specificati.
- Care este susceptibilitatea dispozitivului la influențele externe - vibrații, radiații electromagnetice.
- Există certificare de produs conform standardelor de stat?
- Ce garanții sunt oferite de producător sau vânzător?
Realizarea unui senzor de nivel cu plutitor acasă
Cum se face senzor de casă nivelul apei pentru utilizare într-un rezervor de stocare din plastic? Pentru realizarea dispozitiv simplu veți avea nevoie de o pârghie pentru a deschide supapa și de un element plutitor. Toate lucrările sunt efectuate în următoarea ordine:
- În partea de sus a rezervorului finit, un element plutitor cu o pârghie este conectat la o tijă, care este folosită pentru a deplasa cilindrul pistonului.
- Când apa ajunge valoare maximă, plutitorul acționează asupra unei pârghii care mișcă pistonul și determină închiderea supapei pentru a opri curgerea apei prin țeava verticală inferioară.
- Pe măsură ce se folosește volumul de apă, plutitorul se scufundă încet spre fund, acționând asupra pistonului. Apoi, supapa se deschide și rezervorul este umplut cu lichid.
Orice meșter începător poate realiza un senzor de nivel al apei cu propriile mâini. Aparatul este potrivit pentru instalare în puțuri, puțuri, echipamente de pompareși rezervoare de apă.
În industrie și viața de zi cu zi, există o nevoie constantă de a monitoriza nivelurile de lichide din recipiente. Dispozitivele de măsurare sunt clasificate în contact și fără contact. Pentru ambele variante, senzorul de nivel al apei este amplasat la o anumita inaltime a rezervorului si este declansat, semnaland sau dand o comanda de schimbare a modului de alimentare a acestuia.
Dispozitivele de contact funcționează pe baza unor flotoare care comută circuitele atunci când lichidul atinge niveluri specificate.
Metodele fără contact sunt împărțite în magnetice, capacitive, ultrasonice, optice și altele. Dispozitivele nu au piese mobile. Sunt scufundate în medii lichide sau granulare controlate sau fixate pe pereții rezervoarelor.
Senzori de plutire
Dispozitivele fiabile și ieftine pentru monitorizarea nivelurilor de lichid folosind flotoare sunt cele mai comune. Din punct de vedere structural, ele pot diferi. Să ne uităm la tipurile lor.
Aranjament vertical
Este adesea folosit un senzor de nivel al apei cu plutitor cu tijă verticală. Există un magnet rotund plasat în interiorul acestuia. Tija este un tub gol din plastic cu comutatoare cu lame situate în interior.
Un flotor cu un magnet atașat este întotdeauna amplasat pe suprafața lichidului. Apropiindu-se de comutatorul cu lame, câmpul magnetic își declanșează contactele, ceea ce este un semnal că recipientul este umplut până la un anumit volum. Prin conectarea perechilor de contacte în serie prin rezistențe, puteți monitoriza constant nivelul apei pe baza rezistenței totale a circuitului. Semnalul standard variază de la 4 la 20 mA. Senzorul de nivel al apei este plasat cel mai adesea în partea de sus a rezervorului într-o zonă de până la 3 m lungime.
Circuitele electrice cu comutatoare lamelă pot diferi chiar dacă partea mecanică este similară ca aspect. Senzorii sunt amplasați la unul, două sau mai multe niveluri, oferind un semnal despre cât de plin este rezervorul. Ele pot fi, de asemenea, liniare, transmitând un semnal continuu.
Dispunerea orizontala
Dacă nu este posibilă instalarea senzorului de sus, acesta este atașat orizontal de peretele rezervorului. Un magnet cu un flotor este instalat pe o pârghie cu balama, iar un comutator cu lame este plasat în carcasă. Când lichidul se ridică în poziția superioară, magnetul se apropie de contacte și senzorul este declanșat, semnalând că s-a atins poziția limită.
În cazul contaminării crescute sau înghețului lichidului, se folosește un senzor de nivel de apă plutitor mai fiabil pe un cablu flexibil. Este alcătuit dintr-un mic recipient sigilat situat la adâncime, cu o bilă de metal cu un contact cu lame sau un comutator basculant în interior. Când nivelul apei coincide cu poziția senzorului, recipientul se întoarce și contactul este activat.
Unul dintre cei mai precisi și fiabili senzori de plutire este magnetostrictiv. Acestea conțin un plutitor cu un magnet care alunecă de-a lungul unei tije metalice. Principiul de funcționare este schimbarea duratei de trecere a unui impuls ultrasonic prin tijă. Absența contactelor electrice crește semnificativ claritatea funcționării atunci când interfața atinge o anumită poziție.
Senzori capacitivi
Dispozitivul fără contact răspunde la diferența dintre constanta dielectrică a diferitelor materiale. Senzorul de nivel al apei din rezervor este instalat în afara peretelui lateral al rezervorului. În acest loc ar trebui să existe o inserție din sticlă sau fluoroplastic, astfel încât interfața dintre medii să poată fi distinsă prin ea. Distanța la care elementul sensibil detectează modificări în mediul controlat este de 25 mm.
Sigilat ermetic senzor capacitiv face posibilă plasarea acestuia într-un mediu controlat, cum ar fi o conductă sau un capac de rezervor. Cu toate acestea, poate fi sub presiune. În acest fel, prezența lichidului este menținută în reactorul închis în timpul implementării procesului tehnologic.
Senzori cu electrozi
Un senzor de nivel al apei cu electrozi plasați într-un lichid răspunde la modificările conductivității electrice dintre ei. Pentru a face acest lucru, acestea sunt asigurate cu cleme și plasate la nivelurile superioare și inferioare extreme. Un alt conductor este instalat în pereche cu cel mai lung, dar de obicei se folosește un corp metalic al rezervorului.
Circuitul senzorului de nivel al apei este conectat la sistemul de control al motorului pompei. Când rezervorul este plin, toți electrozii sunt scufundați în lichid și un curent de control curge între ei, care este un semnal de oprire a motorului pompei de apă. De asemenea, apa nu curge decât dacă atinge conductorul superior expus. Semnalul de pornire a pompei este o scădere a nivelului sub electrodul lung.
Problema cu toți senzorii este oxidarea contactelor în apă. Pentru a-i reduce influența, utilizați tije din oțel inoxidabil sau grafit.
Senzor de nivel de apă DIY
Simplitatea dispozitivului face posibil să-l faci singur. Acest lucru necesită un flotor, o pârghie și o supapă. Întreaga structură este situată în partea de sus a rezervorului. Un flotor cu o pârghie este conectat la o tijă care mișcă pistonul.
Când apa atinge nivelul limită superioară, plutitorul mișcă o pârghie care acționează asupra pistonului și închide fluxul prin conducta inferioară.
Pe măsură ce apa curge, plutitorul coboară, după care pistonul deschide din nou orificiul prin care rezervorul poate fi reumplut.
La făcând alegerea corectăși fabricarea unui senzor de nivel de apă, asamblat cu propriile mâini, funcționează fiabil în gospodărie.
Concluzie
Senzorul de nivel al apei este indispensabil în sectorul privat. Cu el, nu se pierde timp la monitorizarea umplerii rezervorului din grădină, a nivelului din puț, foraj sau fosă septică. Un dispozitiv simplu va porni sau va opri pompa de apă la timp fără ajutorul proprietarului. Doar nu uitați de prevenirea acesteia.
În industrie și în viața de zi cu zi, este întotdeauna necesar să se determine diferite niveluri în containere. Senzorii de nivel sunt utilizați pentru aceste sarcini diverse modele. În funcție de mediul de umplere al rezervorului, se folosește unul sau altul senzor, uneori, de dragul simplității și economisirea de bani și timp, se folosesc senzori combinați, adică fabricați manual. Acestea sunt modele simple care folosesc tipuri complet diferite de senzori. Practic, astfel de senzori sunt utilizați acolo unde nu există acces ușor la mediul de măsurare sau locul de măsurare este foarte agresiv pentru sănătatea umană.
Tipuri de senzori de nivel
Majoritatea senzorilor de nivel moderni au în design un releu electronic cu un convertor. Circuit electronic conceput pentru a converti valoarea măsurată într-un semnal standard. Semnalul poate fi analog sau discret. Analogic poate fi un curent 0..20mA și un semnal numit buclă de curent 4..20mA sau o tensiune 0...5V, 0..10V.
Se folosesc senzori de nivel pentru a proteja motorul pompei de la funcționarea uscată, reglați motoarele pompelor de puț care umplu orice recipiente cu apă și nu numai în sistemul de alimentare cu apă rece și caldă.
Senzor de nivel de apă DIY
Să vedem, folosind exemplul de pompare a apei dintr-o groapă, cum putem controla ciclul automat de menținere a nivelului apei nu mai mare decât cel necesar.
Avem o groapă cu foarte puțin aspect curat un lichid format din apă și impurități de răcire pentru frezele unei mașini de tăiat metale.
Toate tipurile de senzori au fost luate în considerare, însă, în ceea ce privește prețul și ușurința de execuție, un design combinat constând din sârmă lungime de trei metri(adâncimea gropii), atașat la un flotor (recipient mare de plastic cu aer), la suprafață firul este atașat de un arc cu o petală.
Semnalul este luat ca un semnal convențional discret de 24 V de la un senzor inductiv convențional. Lucrează pe petală. Când nivelul apei în groapă crește, plutitorul se ridică, slăbind izvorul. O petală este atașată la capătul arcului, se ridică datorită forței de extindere a arcului. Petala, la rândul său, primește feedback de la senzorul inductiv, alimentând releul motorului pompei către bobină, determinând-o să pompeze apa din groapă. Pentru a evita pornirea și oprirea frecventă a motorului, în circuitul senzor-bobină există un releu de întârziere la oprire setat la 10 minute.
Astfel, data viitoare când senzorul este declanșat, releul va funcționa din nou și ciclul se va repeta.
Desigur, pentru a proteja motorul de funcționarea uscată este recomandabil instalați un senzor de scurgere în conductă, prin care este pompată emulsia. Dar în cazul nostru, simplitatea designului a fost importantă. În locul unui senzor inductiv, puteți folosi două plăci în contact una cu cealaltă, ceea ce va fi și mai economic.
Dacă apa sau alt lichid are o compoziție omogenă, atunci poate fi utilizat un senzor de nivel metric cu un singur electrod.
De exemplu, DU-1N produs de Relsib, conceput pentru măsurarea nivelurilor în diverse tipuri lichide. Senzorul poate funcționa într-un interval larg de temperatură. Corpul nu este supus coroziunii, este format din înaltă calitate oţel inoxidabil. Ceramica și fluoroplastic sunt folosite ca izolație, aceasta oferă o protecție izolatoare excelentă. Rezistent la multe sarcini mecanice. Măsurătorile sunt independente de densitatea lichidului. Și nu necesită îngrijire suplimentară în timpul funcționării.
Un recipient mare pentru apa la tara sau complot personal poate fi folosit pentru irigare sau alimentare cu apă la domiciliu. Când îl umpleți, nu este nevoie să urcați în mod constant scările și să monitorizați nivelul toată ziua - senzorii electronici pot face acest lucru.
- Țară avansată și ferme Cei implicați în cultivarea fructelor și legumelor folosesc sisteme de irigare prin picurare în munca lor. Pentru a asigura funcţionare automată Proiectarea echipamentelor de irigare necesită o capacitate mare de colectare și stocare a apei. De obicei, este umplut cu pompe de apă submersibile într-un puț și este necesar să se monitorizeze nivelul presiunii apei pentru pompă și cantitatea acesteia în rezervorul de colectare. În acest caz, este necesar să controlați funcționarea pompei, adică să o porniți când se atinge un anumit nivel al apei. capacitatea de stocareși opriți când rezervorul de apă este complet plin. Aceste funcții pot fi implementate cu ajutorul senzorilor cu plutire.
- Mare rezervor de stocare pentru apă poate fi necesară și pentru alimentarea cu apă la domiciliu dacă debitul rezervorului de admisie a apei este foarte mic sau performanța pompei în sine nu poate asigura un consum de apă corespunzător nivelului cerut. În acest caz, sunt necesare și dispozitive de control al nivelului lichidului pentru funcționarea automată a sistemului de alimentare cu apă.
- Sistemul de monitorizare a nivelului lichidului poate fi utilizat și atunci când se lucrează cu dispozitive care nu au protecție împotriva funcționării în uscat pompa de puţ, senzor de presiune a apei sau întrerupător cu plutitor la pompare ape subterane din subsoluri si incaperi cu un nivel sub suprafata solului.
Toți senzorii de nivel de apă pentru controlul pompei pot fi împărțiți în două grupuri mari: de contact și fără contact. Metodele fără contact sunt utilizate în principal în producție industrialăși sunt împărțite în optice, magnetice, capacitive, ultrasonice etc. specii. Senzorii sunt instalați pe pereții rezervoarelor de apă sau cufundați direct în lichidele monitorizate, componentele electronice sunt plasate într-un dulap de comandă.
Orez. 2 tipuri de senzori de nivel În viața de zi cu zi, cele mai utilizate sunt dispozitivele de contact ieftine de tip plutitor, al căror element de urmărire este format din întrerupătoare cu lame. În funcție de locația lor într-un recipient cu apă, astfel de dispozitive sunt împărțite în două grupuri.
Vertical. Într-un astfel de dispozitiv, elementele comutatoarelor cu lame sunt amplasate în tija verticală, iar plutitorul însuși cu un magnet inel se mișcă de-a lungul tubului și pornește sau oprește comutatoarele cu lame.
Orizontală. Ele sunt atașate de marginea superioară pe partea laterală a peretelui rezervorului, când rezervorul este umplut, plutitorul cu magnet se ridică pe o pârghie articulată și se apropie de comutatorul cu lame. Dispozitivul este declanșat și comută un circuit electric plasat în dulapul de comandă, oprește alimentarea pompei electrice.
Orez. 3 Senzori verticali și orizontale Dispozitiv comutator lamelă
Elementul principal de acţionare al comutatorului cu lame este comutatorul cu lame. Dispozitivul este un mic recipient de sticlă umplut cu gaz inert sau cu aer evacuat. Gazul sau vidul previne scânteile și oxidarea grup de contact. În interiorul balonului există contacte închise dintr-un aliaj feromagnetic secțiune dreptunghiulară(sârmă din permalloy) cu placare cu aur sau argint. Când sunt expuse unui flux magnetic, contactele comutatorului cu lame sunt magnetizate și se resping reciproc - circuitul prin care curge curentul electric se deschide.
Orez. 4 Aspectîntrerupătoare cu lamelă Cele mai comune tipuri de comutatoare cu lame acționează asupra circuitului, adică atunci când sunt magnetizate, contactele lor sunt conectate între ele și circuit electric se inchide. Întrerupătoarele Reed pot avea două terminale pentru a face sau întrerupe un circuit, sau trei dacă funcționează cu circuite de comutare curent electric. Circuitul de joasă tensiune care comută sursa de alimentare la pompă este de obicei situat în dulapul de comandă.
Schema de conectare pentru senzorul de nivel al apei comutator lamelă
Comutatoarele cu lame sunt dispozitive de putere redusă și nu pot comuta curenți mari, așa că nu pot fi folosite direct pentru a opri și a porni o pompă. De obicei, sunt implicați în circuitul de comutare de joasă tensiune pentru funcționarea unui releu de pompă de mare putere situat în dulapul de comandă.
Orez. 5 Schema electrica controlul unei pompe electrice cu ajutorul unui senzor cu flotor lamelă
Figura arată cea mai simplă schemă cu un senzor, care controlează pompa de drenaj în funcție de nivelul apei în timpul pompării, constând din două comutatoare lamelă SV1 și SV2.
Când lichidul ajunge la nivelul superior, magnetul cu flotor pornește comutatorul superior SV1 și tensiunea este aplicată bobinei releului P1. Contactele lui se închid, se întâmplă conexiune paralelă la comutatorul cu lame și releul se autoblochează.
Funcția de auto-clipare nu face posibilă oprirea alimentării bobinei releului atunci când contactele butonului de comutare se deschid (în cazul nostru este comutatorul lamelă SV1). Acest lucru se întâmplă dacă sarcina releului și bobina acestuia sunt conectate la același circuit.
Tensiunea este furnizată bobinei unui releu puternic din circuitul de alimentare al pompei, contactele sale se închid și pompa electrică începe să funcționeze. Când nivelul apei scade și plutitorul cu magnetul comutatorului inferior SV2 ajunge la el, acesta pornește și se aplică și un potențial pozitiv bobinei releului P1 de cealaltă parte, curentul nu mai curge și releul P1 se oprește. Acest lucru determină o lipsă de curent în bobina releului de putere P2 și, ca urmare, tensiunea de alimentare a pompei electrice se oprește.
Orez. 6 Senzori verticali ai nivelului apei Un circuit similar de control al pompei, plasat în dulapul de comandă, poate fi utilizat la monitorizarea nivelului într-un rezervor cu lichid, dacă comutatoarele cu lame sunt schimbate, adică SV2 va fi în partea de sus și va opri pompa, iar SV1 în adâncimile rezervorului de apă îl vor porni.
Senzorii de nivel pot fi folosiți în viața de zi cu zi pentru a automatiza procesul de umplere cu apă a recipientelor mari cu ajutorul pompelor electrice de apă. Cele mai usor tipuri de intrerupatoare cu lame de instalat si operat sunt cele produse de industrie sub forma de plutitoare verticale pe tije si structuri orizontale.