Датчики уровня воды для управления насосом

Содержание

Герконовые датчики уровня воды

Датчики уровня воды для управления насосом

Герконовые датчики для контроля уровня являются усовершенствованной версией простого механического датчика уровня. Различие лишь в том, что механический переключатель заменен на геркон. Тем самым повышается надежность и долговечность датчика.

Герконовые датчики уровня состоят из двух основных элементов – это, непосредственно, геркон и поплавок, в котором находится магнит. Геркон представляет собой стеклянную колбу, внутри которой расположена контактная группа, замыкающаяся при приближении магнита.

При отсутствии жидкости магнит не действует на геркон, выходная цепь находится в исходном состоянии. Уровень жидкости при увеличении поднимет поплавок, тем самым магнит замкнет геркон, и состояние выходной цепи изменится. Это один из самых простых конструкций поплавковых датчиков уровня.

Отличным представителем данного исполнения сигнализаторов уровня является модельный ряд серии FineTekFC. Наименование моделей и их основные технические характеристики приведены далее:

Контроль нескольких уровней

Для решения более сложных задач, где требуется контролировать уровень в нескольких точках, могут применяться датчики уровня зондового исполнения с магнитными переключателями.

В таких датчиках основным элементом является трубка (зонд), в которой на разных уровнях расположены магниты с обратной полярностью. Их количество при этом может быть одинаковым.

Также есть такое исполнение, что вдоль зонда расположены несколько магнитов, а поплавок при этом один.

Примером сигнализаторов данного типа являются датчики Nivopoint. В них может быть до 5 магнитных выключателей, что позволяет контролировать до 5 точек уровня при этом максимальная длина зонда может составлять 4 метра. Что является более чем достаточным для большинства задач, решаемых данным типом датчиков.

Технические характеристики датчиков Nivopoint представлены ниже:

Применение герконовых датчиков контроля уровня

Контроль уровня с помощью герконовых и магнитных датчиков осуществляется во всех отраслях промышленности, где используются жидкие продукты, такие как: 

  • Вода – напитки, водные растворы, сточные воды и т.д.;
  • Топливо, масла и некоторые нефтепродукты;
  • Химические растворы, кислота, спирты и т.д.

Возможность применения в средах с определенными условиями (коррозийность, высокая температура, высокое давление, химическая стойкость и т.д.) определяется конструкционными особенностями отдельных моделей датчиков. Например:

  • Для агрессивных сред с высокой температурой отличным решением будут магнитные датчики уровня FineTekFF, способные работать при температуре до +350°C и выполненные в Ex-исполнении;
  • При высоком давлении процесса и отрицательных температурах решением будут являться датчики FineTekFD, которые выдерживают давление до 30 бар и способны работать при температуре до -20°C.

Данный тип датчиков может работать как автономное устройство (которому не требуется питание), так и быть интегрированным в систему автоматики. При этом герконовые сигнализаторы уровня решают следующие задачи: 

  • Контроль предельного уровня (максимум, минимум);
  • Мониторинг уровня в емкости (датчики Nivopoint контролируют до 5 точек);
  • Защита насосного оборудования от сухого хода;
  • Управление исполнительными механизмами для автоматизации процесса наполнения/опустошения емкостей.

При этом коммутационные возможности некоторых датчиков (например, Nivomag) достигают 10А, что позволяет использовать данные сигнализаторы непосредственно без промежуточного реле.

Преимущества и рекомендации по применению герконовых датчиков уровня воды

Подводя итог, выделим основные преимущества герконовых датчиков уровня: 

  • Простота работы и конструкции, отсюда высокая надежность;
  • Легкий монтаж и отсутствие необходимости в настройке;
  • Не требуют электрического питания для работы;
  • Низкая цена.

Стоит отметить, что, как и у любого устройства, у магнитных сигнализаторов уровня есть определенные особенности, которые необходимо соблюсти:

  • Плотность жидкости – в среднем почти все датчики рассчитаны на плотность от 0,5 кг/л, но есть модели, рассчитанные на значение от 0,25 кг/л;
  • Невозможность работы с веществами, обладающими клейкими свойствами;
  • Динамика жидкости – если жидкость в емкости бултыхается, то поплавок может ходить вверх-вниз, создавая ложные срабатывания на границе уровня.

Для сокращения временных, а главное финансовых затрат вы можете обратиться за консультацией по выбору герконовых уровнемеров к нашим инженерам. Они помогут подобрать прибор, точно отвечающий стоящей перед вами задаче.

Модельный ряд герконовых сигнализаторов уровня воды

Далее вы можете ознакомиться с моделями на нашем сайте магнитных сигнализаторов уровня:

Дата публикации статьи: 2019-08-21

Поплавковые выключатели, контролирующие уровень жидкости в ёмкостях и водоёмах для управления электронасосом

Датчики уровня воды для управления насосом

Для полива приусадебных участков или организации водопровода на даче в основном используются аккумулирующие резервуары, наполнение которых нуждается в посильной автоматизации.

Это упрощает использование систем полива и водоснабжения и избавляет от необходимости визуального контроля заполнения и опорожнения гидроаккумулятора.

Если учитывать, что ёмкость, как правило, находится достаточно высоко, приглядывать за состоянием жидкости в баке очень неудобно. С этой задачей отлично справятся специальные датчики контроля заполнения ёмкости.

Типы изделий контроля уровня заполнения

Приборы контроля уровня жидкости подразделяются на два основных вида: контактные и бесконтактные.

Бесконтактные датчики: описание

Используются преимущественно в промышленных процессах и делятся на ультразвуковые устройства, ёмкостные, электродные, работающие по гидростатическому принципу и так далее. Такие устройства применяются не только в воде, но и в других средах, в том числе и агрессивных.

В схему входит, помимо самого датчика, погружаемого или устанавливаемого на стенки ёмкости, контроллер управления, который устанавливается в отдельном блоке управления вне резервуара.

Такие системы являются сложными и дорогими, а, следовательно, нерентабельными для использования в бытовых условиях.

https://www.youtube.com/watch?v=NUEdT4YFFr8

Для контроля уровня наполнения бака водой, необходимой для полива или водопровода, целесообразнее применять устройства боле простые и дешёвые.

Характеристика контактных приборов

Самые распространённым в этом виде приборов контроля заполнения резервуаров являются контактные датчики поплавкового типа, собранные на основе герконов. Устройства просты, надёжны и дёшевы. Разделяются по месту расположения в ёмкости с жидкостью:

  1. Вертикальное расположение. Шток с поплавком и магнитом двигается вдоль вертикальной трубки, на которой расположены герконы включения и отключения насоса.
  2. Горизонтальное размещение. Устанавливается в верхней или нижней части стенки ёмкости. По мере наполнения резервуара поплавок с закреплённым на нём магнитом поднимается на поперечной штанге к геркону, который коммутирует отключения питания насоса.

Поплавковые датчики контроля наполнения с различными конструктивными особенностями можно приобрести в магазинах. Выбор зависит от конкретного места установки прибора и условий эксплуатации.

Рекомендации по правильному выбору

Подбор датчика контроля заполнения ёмкости зависит от большого количества факторов:

  • Состав жидкости. Важно знать количество посторонних примесей в воде. Примеси могут менять плотность и электропроводность жидкости, что приведёт к неточности показаний обычного датчика.
  • Ёмкость и материал изготовления резервуара.
  • Функциональное предназначение сосуда для генерации жидкости.
  • Вид контроля. Важно отслеживать максимальный и минимальный уровень заполнения ёмкости.
  • Возможность подключения прибора в автоматизированную систему общего управления типа «Умный дом».
  • Коммутационные характеристики прибора.

Существует ещё множество критериев для подбора этого датчика. Но для бытового использования они, скорее всего, не пригодятся. Параметры отбора можно существенно сократить, остановившись на следующих параметрах:

  1. Ёмкость резервуара.
  2. Способ срабатывания.
  3. Схема управления.

Существенное уменьшение критериев отбора позволяет подобрать датчик в магазине по достаточно невысокой цене. А также делает возможным изготовить прибор своими руками без потерь в качестве срабатывания и безопасности использования.

Самостоятельное изготовление датчика

Предположим, стоит задача автоматизировать использование насоса типа «Малыш» для обеспечения водой дачи или загородного дома. Как правило, вода нагнетается в аккумулирующий резервуар, и нужно обеспечить своевременное, автоматическое отключение насоса при достаточном заполнении ёмкости.

Для этого нет необходимости устанавливать сложные и дорогие датчики. Изготовление устройства на основе геркона, которое отлично выполнит поставленную задачу, можно осуществить своими руками.

Назовём это устройство: электрический поплавковый клапан уровня воды в баке на базе герконового выключателя.

Герконовый выключатель

Геркон — это выключатель, который является главной исполняющей деталью в устройстве герконового датчика уровня воды для управления насосом. Он выглядит как маленькая герметичная стеклянная ёмкость с вакуумом внутри или инертным газом.

Внутри находится замкнутая или разомкнутая контактная группа, проще говоря, два замкнутых или разомкнутых контакта из ферромагнитного материала с золотым или серебряным верхним покрытием.

При попадании в магнитное поле контакты детали намагничиваются и отталкиваются друг от друга, размыкая цепь, в которую они включена, останавливая её работу, или, наоборот, замыкаются и включают цепь. Герконы разделяются на два вида:

  • Геркон с нормально замкнутыми контактами.
  • Геркон с нормально разомкнутыми контактами.

Среда внутри стеклянной колбы препятствует окислению контактов и образованию искр при замыкании.

Устройство датчика на основе геркона

Для изготовления устройства понадобится магнитный катушечный пускатель на 220 вольт и пара герконов, один из которых замкнут в нормальном состоянии, а второй — разомкнут. И также понадобится поплавок для бака с водой, который изготавливается из пенопласта, шток, трубки и трех проводов небольшого сечения и толщины.

Схема работы устройства проста и, главное, безопасна. Принцип работы следующий:

  • В процессе набора жидкости поплавок с магнитом, достигнув геркона максимального уровня, находящегося в замкнутом состоянии, размыкается под действием магнитного поля, коммутируя силовую, пускающую катушку на отключение, которая выключает насос.
  • По мере убывания воды из резервуара поплавок опускается и при достижении нижнего геркона, срабатывающего на замыкание под воздействием магнитного поля, пускающая катушка коммутируется на запуск насоса.
  • Датчик, изготовленный по такому принципу, способен работать много лет без нареканий в отличие от электронных систем управления контролем заполнения ёмкостей. Изготовить поплавковый датчик уровня воды своими руками несложно, и это не требует особых специальных знаний в области электротехники.

Схема контроля откачки воды дренажным насосом

По принципу вертикальной работы поплавкового механизма можно предложить схему подключения датчика для коммутации реле запуска дренажного насоса с дополнительным питанием 12 вольт.

Стоит отметить, что герконовые переключатели не способны работать с большими токами и не могут включать или отключать насос напрямую. Поэтому они используются в низковольтных схемах для коммутации мощных реле для запуска или отключения насоса. При высоком уровне начинается откачка жидкости до достижения минимального установленного уровня. Принцип работы следующий:

  • При подъёме жидкости в ёмкости до верхнего уровня поплавок с магнитом замыкает верхний геркон SV 1, и на катушку реле P1 начинает поступать ток. Происходит замыкание контактов параллельно с подключённым герконом, что приводит реле в состояние самозахвата. Такая функция не позволяет отключиться напряжению питания катушки при размыкании геркона SV 1. Это достигается подключением нагрузки реле и его катушки в одну цепь.
  • Происходит включение силовой катушки реле P2 в цепи питания электронасоса и начинается откачка жидкости.
  • При уменьшении уровня жидкости поплавок с магнитом достигает нижнего геркона SV 2, замыкая его контакты. Положительный потенциал напряжения начинает подаваться на катушку реле P1 также и с другой стороны. Это приводит к снятию функции самозахвата и отключению реле, что коммутирует отключение силовой катушки P2, обеспечивающей питание электронасоса.
  • Поменяв герконы SV 1 и SV 2 местами, датчик будет отключать насос при наполнении ёмкости до установленного уровня и включать при падении уровня жидкости.

Недорогие приборы промышленного производства

Существуют также недорогие модели датчиков контроля уровня жидкости, которые возможно приобрести в магазинах по цене около 2 тыс. рублей

Различные модификации АРС

Такие поплавковые датчики применяются, как правило, в водоёмах. Измерительная головка в приборах этого типа небольшая, что делает прибор компактным.

Нагрузочная возможность применения, согласно инструкции по эксплуатации, может достигать 1 ампера. Ввод провода в устройства герметичный. Корпус сделан из пластика. Рабочий дифференциал срабатывания равен 45 градусам.

Максимальное давление для корректной работы приборов — 3 бара. Стоимость около 2 тыс. рублей в зависимости от модификации.

Устройства контроля заполнения ёмкости «Кристалл»

Эти датчики поплавкового типа можно применять в агрессивных средах. Очень компактны. Измерительная головка 2.3 сантиметра в диаметре. Максимальное давление корректной работы достигает 3.3 бара. Проводной вход выполнен в виде пластикового уплотнителя. Приборы оснащены барьером искрозащиты. Могут работать в горячей среде. Цена чуть выше 2 тыс. рублей, в зависимости от модификации.

Приборы Burkle

Эти устройства предназначены для загрязнённых сред, но также могут быть использованы и в чистых водоёмах, и резервуарах с чистой водой. Максимальное давление корректной работы составляет 4.1 бара.

Максимально возможная нагрузка равна 1А. Возможна работа в средах, нагретых до 170 градусов, в жидкостях плотностью до 3 кг на кв. см.

Средняя цена прибора составляет 2200 рублей и зависит от незначительных модификаций, вносимых производителем.

Датчики Fine Tek и Wilo

Эти устройства поплавкового типа можно использовать в агрессивных средах. Применяются для дренажных целей, также могут быть установлены в колодцах. Датчики выдерживают нагрузку до 2 ампер. Измерительные головки компактны и составляют 2.5 см.

Проводные входы выполнены в специализированном уплотнителе. Корпуса сделаны из термостойкого пластика. Устройства оснащены топливными зондами, что позволяет их использование в горючих средах. Цена колеблется от 2 тыс.

до 2500 рублей и также зависит от модификации.

Приборы Wilo поплавкового типа наиболее дёшевы, но функционально не предназначены для агрессивных сред применения и могут быть использованы только в чистой воде.

Датчики обладают небольшими измерительными головками и имеют компактный вид. Максимальная температура использования равна 140 градусам. Рабочий дифференциал равен всего 30 градусам.

Максимальное рабочее давление не превышает 2 бара. Цена таких датчиков колеблется в районе 1900 рублей.

Виды и принцип работы датчика уровня воды – Проф Бур

Датчики уровня воды для управления насосом

Перейти к выбору и покупке датчиков уровня

Датчики уровня — это устройства, позволяющие отслеживать количество жидкого или сыпучего вещества по уровню его поверхности в некоторой ёмкости.

Датчики уровня могут выдавать дискретный (по достижении некоторого уровня) или непрерывный сигнал (абсолютная высота текущего уровня) в зависимости от принципа действия, что сказывается на их технической сложности, а также на цене.

Кроме того, датчики уровня могут быть контактными и бесконтактными, что также сказывается на стоимости и на области их применения.

По принципу действия датчики уровня могут быть:

  • Емкостными
  • Поплавковыми
  • Радарного типа
  • Ультразвуковыми
  • Гидростатическими

Ниже кратко рассмотрены основные виды.

Емкостной датчик уровня

В основу работы данного типа датчика положено свойство конденсатора изменять свою ёмкость при изменении состава и распределения материала диэлектрика, разделяющего пластины конденсатора. Это свойство применяется во многих емкостных детекторах например в емкостных датчиках влажности.

Предположим, имеется коаксиальный конденсатор, помещённый в жидкость (Рисунок 1), которая может свободно проникать в пространство между пластинами. Если известна диэлектрическая проницаемость жидкости, то можно составить следующее равенство:

С=С0+Сl=ε0*G0+εl*Gl       (1)

С – Общая ёмкость конденсатора
С0 – Ёмкость участка конденсатора, не содержащего жидкость
Сl – Ёмкость участка конденсатора, содержащего жидкость
ε0 – Диэлектрическая проницаемость газовой среды
εl – Диэлектрическая проницаемость жидкой среды
G0 – Геометрический коэффициент участка конденсатора, не содержащего жидкость
Gl – Геометрический коэффициент участка конденсатора, содержащего жидкость

При изменении уровня жидкости величина суммарной ёмкости конденсатора также изменятся. Если конденсатор включен в электрическую цепь, не составляет труда отследить изменение ёмкости, по которому можно однозначно судить об изменении уровня жидкости.

Рисунок 1. Общая схема емкостного датчика уровня

Емкостные датчики лишены подвижных элементов, поэтому достаточно надёжны и долговечны. К их недостаткам следует отнести значительную температурную зависимость (которая, впрочем, может быть скомпенсирована), а также необходимость погружения в жидкость.

Поплавковый датчик уровня

Датчики данного типа имеют достаточно простое устройство.

Существует несколько конфигураций, выдающих на выход как дискретный, так и непрерывный сигнал, последние можно разделить на две категории – механические и магнитострикционные.

В магнитострикционных датчиках в качестве одного из элементов также используется поплавок, в остальном же они довольно сильно отличаются от обычных механических поплавковых датчиков.

Дискретные поплавковые датчики уровня

В реализации датчика, выдающего дискретный сигнал, обычно используется набор поплавков, расположенных на различных уровнях резервуара.

При достижении жидкостью уровня, на котором располагается поплавок, он выталкивается за счёт силы Архимеда, направленной вверх.

Это приводит в движение механическую систему или электромеханическую систему, и выходной сигнал появляется, например, при замыкании электрических контактов герконового реле.

В альтернативной конфигурации присутствует направляющая, содержащая набор реле. Вдоль направляющей вслед за уровнем жидкости перемещается поплавок, содержащий постоянный магнит. Приближение поплавка к реле вызывает его срабатывание (Рисунок 2).

Рисунок 2. Общая схема поплавкового датчика уровня с дискретным выходом

Дискретный выходной сигнал может быть использован для «пошагового» мониторинга уровня жидкости в резервуаре — датчик просто сообщает, достиг ли уровень жидкости конкретной отметки или нет.

Также датчик уровня с дискретным выходным сигналом может служить элементом автономного регулятора в случае, например, когда необходимо поддерживать постоянный уровень жидкости в резервуаре – для реализации данной схемы выходной сигнал может непосредственно управлять силовым реле, открывающим/закрывающим входной/выходной клапан резервуара.

Дискретные поплавковые датчики дёшевы, просты и достаточно надёжны, однако требуют погружения в жидкость и имеют подвижную механику.

Магнитострикционные поплавковые датчики

Поплавковые датчики, выдающие непрерывный сигнал, обычно относятся к датчикам магнитострикционного типа и имеют довольно сложное устройство (Рисунок 3). Основным элементом конструкции по-прежнему является поплавок, в данном случае он содержит постоянный магнит.

Поплавок может свободно передвигаться вдоль направляющей, внутри которой располагается волновод из магнитострикционного материала. С определённой периодичностью блок электроники датчика генерирует импульс тока, который распространяется вдоль волновода.

Когда импульс достигает области, где располагается поплавок, магнитное поле поплавка и магнитное поле импульса взаимодействуют, что приводит к возникновению механических колебаний, которые распространяются обратно по волноводу и фиксируются чувствительным пьезоэлементом.

По временной задержке между отправкой импульса тока и получением механического импульса можно судить о расстоянии до поплавка, а значит и об уровне жидкости в резервуаре.

Рисунок 3. Общая схема магнитострикционного датчика уровня

Магнитострикционные датчики очень точны, выдают непрерывный сигнал, а также могут использоваться с гибким волноводом, что расширяет сферу их применения. К их недостаткам можно отнести их стоимость, техническую сложность и необходимость погружения в жидкость.

Радарный датчик уровня

Главным элементом данного датчика является радиолокатор, частота излучения которого изменяется по линейному закону.

Предполагается, что жидкость отражает излучение локатора, поэтому если расположить излучатель-приёмник внутри резервуара согласно схеме (Рисунок 4) и фиксировать задержку отражённого сигнала относительно сигнала источника – можно определить уровень жидкости по величине задержки.

Для определения задержки используется линейная модуляция частоты источника. Если частота исходного сигнала изменяется по линейному закону (например, непрерывно возрастает), то отражённый сигнал, имеющий временной сдвиг относительно исходного, будет иметь также и меньшую частоту.

По величине частотного сдвига можно однозначно судить о величине временной задержки между двумя сигналами, а значит и о расстоянии до поверхности жидкости.

Дальнейшая обработка полученного сигнала осуществляется в цифровом тракте, и на этом этапе возможна, например, нейтрализация шумовых сигналов, возникающих в результате волнений на поверхности жидкости или поглощения радиоизлучения.

Рисунок 4. Общий принцип функционирования датчика уровня радарного типа

  1. Отсутствие подвижных элементов
  2. Отсутствие контакта с жидкой средой
  3. Универсальность – возможность работать практически с любой средой при различных условиях
  4. Высокая точность
  5. Возможность адаптировать алгоритм обработки данных для конкретных применений

Основным недостатком радарных датчиков является их цена.

Ультразвуковой датчик уровня

В датчиках данного типа используется схема, во многом сходная со схемой датчика радарного типа. В резервуаре устанавливается блок, состоящий из генератора и приёмника ультразвуковых волн (точно также как например в    ультразвуковых расходомерах и  ультразвуковых дефектоскопах).

Излучение генератора УВ проходит газовую среду, отражается от поверхности жидкости и попадает на приёмник.

Определив временную задержку между излучением и приёмом и зная скорость распространения ультразвука в данной газовой среде, можно вычислить расстояние до поверхности жидкости – то есть определить её уровень.

Ультразвуковым датчикам уровня свойственны практически все достоинства датчиков радарного типа, однако УД обычно имеют более низкую точность, хотя и более просты по внутреннему устройству.

Гидростатический датчик уровня

С помощью датчиков данного типа уровень жидкости в резервуаре определяется путём измерения гидростатического давления столба жидкости над чувствительным элементом датчика (детектором давления). Согласно зависимости (2) высота столба определённой жидкости пропорциональна давлению в данной точке:

P – Давление в данной точке
ρ – Плотность жидкости
g – Ускорение свободного падения
h – Высота столба жидкости над чувствительным элементом

Такие датчики компактны, относительно просты, недороги, а также способны выдавать непрерывный сигнал, однако не являются бесконтактными, что затрудняет их применение в агрессивных средах.

Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже

Выбираем датчики уровня воды в резервуара и емкостях: виды, принцип действия

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.

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.

Защитные датчики уровня воды для управления насосом: реле холостого хода

Датчики уровня воды для управления насосом

Насосные установки, используемые для нормализации подачи водоснабжения имеют определенный гарантийный срок, но, чтобы его продлить целесообразно использовать автоматическое управление водяным насосом. Такое оборудование представляет собой установку, предотвращающую поломку закачивающего прибора при недостаточном уровне воды в источнике.

Если насосная подстанция работает без соответствующего датчика, повышается риск выхода ее из строя, так как водяные насосы не предназначены для работы «в сухую».

В условиях дефицита жидкости оборудование начинает портиться и перегорать. Если установить датчик уровня воды, можно предотвратить подобные неприятности.

Эта статья посвящена решению вопроса выбора защитного устройства, его принципа работы и особенностей.

Выбор защитного реле для насоса в скважину

Расположение датчика холостого хода в емкости с водой

Подбор реле для защиты насосной станции от холостого хода и поддержания оптимального уровня воды в домашних условиях требует не меньшего внимания, чем монтаж к источнику водоснабжения. В первую очередь вы должны учесть характеристики собственной скважины, а также воспользоваться косвенными советами:

  • монтаж должен быть удобным и доступным. Поэтому не следует приобретать слишком массивные установки. Также они должны соответствовать характеристикам самого насоса;
  • идеально, если ваш датчик обладает упрощенной автоматической регулировкой. Другими словами, устройство имеет способность самостоятельно отключаться от сети, пока вода в скважине не придет к прежнему уровню;
  • следите за тем, чтобы защитное реле было хорошо гидроизолировано, так как попадание влаги на корпус выведет механизм из строя, если произойдет увеличение уровня жидкости;
  • уточните у продавца, насколько деталь для насоса долговечна и надежна. Не помешает узнать, как влияет частая пропажа уровня воды в скважине на работу защиты;
  • цена должна соответствовать оптимальным параметрам независимо от фирмы производителя. Варьироваться стоимость может из-за различного диапазона давления и общих технических характеристик.

Важно! Если вами был правильно сделан выбор и проведен монтаж, реле сможет самостоятельно остановить прибор без вреда для рабочего механизма насосного оборудования.

Рабочий механизм датчика. Как ведет себя конструкция во включенном виде?

Обычное реле холостого хода для насоса настроено на работу давления в диапазоне от 1 до 8 бар, при этом оно ориентируется по уровню жидкости.

Внутренний механизм датчика представляет собой блок с настроенными пружинами, которые отвечают за двухсторонние пределы давления. Регулируются они специальными установленными гайками.

Показатель давления контролирует мембранная пластина, при помощи которой пружина ослабляется при минимальном давлении и напрягается при достижении максимального значения.

Принцип работы датчика уровня воды для насоса

Пружина датчика давления срабатывает при размыкании и смыкании контактов цепи. Если давление падает, происходит смыкание контактов, которое осуществляет датчик защиты и насос приходит в рабочее положение. В противоположном случае, насос отключается и не действует до тех пор, пока давление не нормализуется до оптимальных отметок.

Чтобы настроить правильную работу датчика понадобиться схема управления насосом. С целью точной настройки необходимо привести насосный агрегат в рабочее состояние — это позволит поднять давление воды в скважине. Регулировать работоспособность установки можно при помощи специально выведенных винтов под крышкой, которая защищает автоматику датчика.

Вы можете самостоятельно настроить пределы срабатывания защитного устройства. Для этого выполняем следующие действия последовательно.

Разновидности датчиков для воды

  1. Фиксируем максимальный и минимальный предел давления по уровню жидкости в емкости, при которых насос находится в рабочем состоянии. Обязательно снимите показания с манометра.
  2. Отключаем насосную установку от электричества и разбираем защитный прибор.
  3. Снимаем крышку корпуса и немного отпускаем гайку, удерживающую маленькую пружину.
  4. Затем настраиваем минимальное давление: подтягиваем или отпускаем большую пружину также при помощи фиксирующей гайки.
  5. Открываем кран с целью снизить давление в системе трубопровода. При этом не забывайте контролировать срабатывание насоса.
  6. Обращаем внимание на показания манометра, если они оптимальны для вашего случая оставляем реле в таком состоянии, если нет — регулируем дальше.

Внимание! При настройке контролирующего датчика холостого хода вы должны учитывать возможности насосного агрегата. Например, если его заводское значение с потерями составляет порядка 3,5 бар, настраивать реле нужно на 3 бара. В противном случае есть вероятность перегрузки оборудования.

Несколько слов об автоматическом управлении насосом на воду

Устройства, основанные на схеме «автомат», могут пригодиться в домашних и фермерских условиях. Особенно важно наличие подобного оборудования в системах, где обязателен контроль уровня воды и ее давления.

Датчики, основанные на автоматической схеме управления, считаются полезными и не требующими постоянного наблюдения за оборудованием скважины, колодца или другого источника водоснабжения. Также подобные конструкции часто используются многофункционально.

Обратите внимание на схему автоматического управления насосом, она никак не связана с общим резервуаром, откуда поступает вода через насос.

Схема работы датчика уровня воды для насоса

Именно поэтому можно гарантировать отсутствие коррозии в процессе работы защитной установки и насоса отдельно.

На заметку сантехнику! Если желаете выполнить датчики защиты от холостого хода для насоса своими руками, рекомендуется использовать пластины из того материала, который не подвергается ржавчине и коррозии при длительном контакте с водой.

Герконовые датчики уровня воды для автоматического управления насосом

Датчики уровня воды для управления насосом

Герконовый датчик уровня представляет собой отличное решение для автоматизации процесса контроля уровня. Данный тип датчиков уровня воды сочетает в себе простоту устройства и надежность работы, являясь при этом достаточно экономичным решением.

Герконовый датчик уровня может работать автономно при использовании в небольших системах управления, или же быть интегрированным в уже имеющуюся систему АСУ ТП, при автоматизации больших технологических процессов.

Что представляют собой герконовые датчики для контроля уровня воды?

Герконовые датчики для контроля уровня являются усовершенствованной версией простого механического датчика уровня. Различие лишь в том, что механический переключатель заменен на геркон. Тем самым повышается надежность и долговечность датчика.

Герконовые датчики уровня состоят из двух основных элементов – это, непосредственно, геркон и поплавок, в котором находится магнит. Геркон представляет собой стеклянную колбу, внутри которой расположена контактная группа, замыкающаяся при приближении магнита.

Конструкция герконовых датчиков

При отсутствии жидкости магнит не действует на геркон, выходная цепь находится в исходном состоянии. Уровень жидкости при увеличении поднимет поплавок, тем самым магнит замкнет геркон, и состояние выходной цепи изменится. Это один из самых простых конструкций поплавковых датчиков уровня.

Отличным представителем данного исполнения сигнализаторов уровня является модельный ряд серии FineTekFC. Наименование моделей и их основные технические характеристики приведены далее:

Наименование моделей и их основные технические характеристики серии FineTekFC

Контроль нескольких уровней

Для решения более сложных задач, где требуется контролировать уровень в нескольких точках, могут применяться датчики уровня зондового исполнения с магнитными переключателями. В таких датчиках основным элементом является трубка (зонд), в которой на разных уровнях расположены магниты с обратной полярностью.

Их количество при этом может быть одинаковым. Также есть такое исполнение, что вдоль зонда расположены несколько магнитов, а поплавок при этом один.

Примером сигнализаторов данного типа являются датчики Nivopoint. В них может быть до 5 магнитных выключателей, что позволяет контролировать до 5 точек уровня при этом максимальная длина зонда может составлять 4 метра. Что является более чем достаточным для большинства задач, решаемых данным типом датчиков.

Технические характеристики датчиков Nivopoint представлены ниже:

Сравнительная таблица Технических характеристик датчиков Nivopoint

Применение герконовых датчиков контроля уровня

Контроль уровня с помощью герконовых и магнитных датчиков осуществляется во всех отраслях промышленности, где используются жидкие продукты, такие как: 

  • Вода – напитки, водные растворы, сточные воды и т.д.;
  • Топливо, масла и некоторые нефтепродукты;
  • Химические растворы, кислота, спирты и т.д.

1. Поплавок; 2. Ось; 3.Фланец; 4. Рычаг; 5. Корпус; 6. Геркон; 7. Клеммник; 8. Уплотнитель; 9. Кабельный ввод; 10. Магнит.

Возможность применения в средах с определенными условиями (коррозийность, высокая температура, высокое давление, химическая стойкость и т.д.) определяется конструкционными особенностями отдельных моделей датчиков. Например:

  • Для агрессивных сред с высокой температурой отличным решением будут магнитные датчики уровня FineTekFF, способные работать при температуре до +350°C и выполненные в Ex-исполнении;
  • При высоком давлении процесса и отрицательных температурах решением будут являться датчики FineTekFD, которые выдерживают давление до 30 бар и способны работать при температуре до -20°C.

Многоуровневое измерение жидкости в резервуаре с помощью магнитного датчика

Данный тип датчиков может работать как автономное устройство (которому не требуется питание), так и быть интегрированным в систему автоматики. При этом герконовые сигнализаторы уровня решают следующие задачи: 

  • Контроль предельного уровня (максимум, минимум);
  • Мониторинг уровня в емкости (датчики Nivopoint контролируют до 5 точек);
  • Защита насосного оборудования от сухого хода;
  • Управление исполнительными механизмами для автоматизации процесса наполнения/опустошения емкостей.

При этом коммутационные возможности некоторых датчиков (например, Nivomag) достигают 10А, что позволяет использовать данные сигнализаторы непосредственно без промежуточного реле.

Преимущества и рекомендации по применению герконовых датчиков уровня воды

Подводя итог, выделим основные преимущества герконовых датчиков уровня: 

  • Простота работы и конструкции, отсюда высокая надежность;
  • Легкий монтаж и отсутствие необходимости в настройке;
  • Не требуют электрического питания для работы;
  • Низкая цена.

Измерение предельных значений уровня жидкости

Стоит отметить, что, как и у любого устройства, у магнитных сигнализаторов уровня есть определенные особенности, которые необходимо соблюсти:

  • Плотность жидкости – в среднем почти все датчики рассчитаны на плотность от 0,5 кг/л, но есть модели, рассчитанные на значение от 0,25 кг/л;
  • Невозможность работы с веществами, обладающими клейкими свойствами;
  • Динамика жидкости – если жидкость в емкости бултыхается, то поплавок может ходить вверх-вниз, создавая ложные срабатывания на границе уровня.

Для сокращения временных, а главное финансовых затрат вы можете обратиться за консультацией по выбору герконовых уровнемеров к нашим инженерам. Они помогут подобрать прибор, точно отвечающий стоящей перед вами задаче.

Данная публикация носит исключительно ознакомительный характер, подбор датчиков сопряжен со множеством факторов. Обратитесь кспециалистам компании ООО «РусАвтоматизация»для правильного подбора оборудования.

Оригинал статьиможно найти на нашем сайте

Оставляйте комментарии.

Подписывайтесь на наш канал, чтобы не пропускать новые публикации.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.