LED indikator nivoa vode. Relej za kontrolu nivoa za automatizaciju pumpnih instalacija Uređaj za nivo vode u rezervoarima

Vodoopskrba i odvodnja sastavni su dio svakodnevnog života i proizvodnje. Gotovo svi koji su se barem jednom bavili poljoprivredom ili uređenjem okoliša suočili su se s problemom održavanja nivoa vode u određenom kontejneru. Neki to rade ručno otvaranjem i zatvaranjem ventila, ali je mnogo lakše i efikasnije koristiti automatski senzor nivoa vode u tu svrhu.

Vrste senzora nivoa

U zavisnosti od postavljenih zadataka, za kontrolu nivoa tečnosti koriste se kontaktni i beskontaktni senzori. Prvi, kao što možete pretpostaviti iz njihovog imena, imaju kontakt s tekućinom, drugi primaju informacije na daljinu koristeći indirektne metode mjerenja - prozirnost medija, njegov kapacitet, električnu provodljivost, gustinu itd. Prema principu rada, svi senzori se mogu podijeliti u 5 glavnih tipova:

Float.
Elektroda.
Hidrostatički.
Kapacitivni.
radar.

Prva tri se mogu pripisati uređajima kontaktnog tipa, jer su u direktnoj interakciji s radnim medijem (tečnost), četvrti i peti su beskontaktni.

Senzori plutanja

Možda najjednostavniji u dizajnu. Oni su plutajući sistem koji se nalazi na površini tečnosti. Kako se nivo mijenja, plovak se pomiče, na ovaj ili onaj način zatvarajući kontakte kontrolnog mehanizma. Što se više kontakata nalazi duž putanje plovka, to su tačnije indikacije signalnog uređaja:

Princip rada plovkastog senzora nivoa vode u rezervoaru

Slika pokazuje da su indikacije indikatora takvog uređaja diskretne, a broj vrijednosti nivoa ovisi o broju prekidača. Na gornjem dijagramu postoje dva od njih - gornji i donji. Ovo je, u pravilu, sasvim dovoljno za automatsko održavanje nivoa u navedenom rasponu.

Postoje uređaji s plovkom za kontinuirano daljinsko upravljanje. U njima plovak upravlja motorom reostata, a nivo se izračunava na osnovu trenutnog otpora. Do nedavno su se takvi uređaji naširoko koristili, na primjer, za mjerenje količine benzina u rezervoarima za gorivo automobila:

Reostatski mjerač nivoa, gdje:

1 - žičani reostat;
2 - klizač reostata, mehanički spojen na plovak.

Senzori nivoa elektroda

Uređaji ovog tipa koriste električnu provodljivost fluida i diskretni su. Senzor se sastoji od nekoliko elektroda različitih dužina uronjenih u vodu. U zavisnosti od nivoa u tečnosti, postoji jedan ili drugi broj elektroda.

Troelektrodni sistem senzora nivoa tečnosti u rezervoaru

Na gornjoj slici, dva desna senzora su uronjena u vodu, što znači da između njih postoji otpor vode - pumpa je zaustavljena. Kada nivo padne, srednji senzor će biti suv i otpor kola će se povećati. Automatizacija će pokrenuti pumpu za punjenje. Kada je posuda puna, najkraća elektroda će pasti u vodu, njen otpor u odnosu na zajedničku elektrodu će se smanjiti i automatizacija će zaustaviti pumpu.

Sasvim je jasno da se broj kontrolnih tačaka može lako povećati dodavanjem dodatnih elektroda i odgovarajućih kontrolnih kanala u dizajn, na primjer, za alarm za prelivanje ili isušivanje.

Hidrostatički sistem upravljanja

Ovdje je senzor otvorena cijev u koju je ugrađen senzor pritiska jedne ili druge vrste. Kako se nivo povećava, visina vodenog stuba u cijevi se mijenja, a time i pritisak na senzor:

Princip rada hidrostatskog sistema kontrole nivoa tečnosti

Takvi sistemi imaju kontinuiranu karakteristiku i mogu se koristiti ne samo za automatsku kontrolu, već i za daljinsku kontrolu nivoa.

Kapacitivna mjerna metoda

Princip rada kapacitivnog senzora s metalnom (lijevo) i dielektričnom kadom

Induktivni pokazivači rade na sličnom principu, ali u njima ulogu senzora igra zavojnica, čija se induktivnost mijenja ovisno o prisutnosti tekućine. Glavni nedostatak ovakvih uređaja je što su pogodni samo za praćenje supstanci (tečnosti, rasuti materijali itd.) koje imaju dovoljno visoku magnetnu permeabilnost. U svakodnevnom životu induktivni senzori se praktički ne koriste.

radarska kontrola

Glavna prednost ove metode je odsustvo kontakta sa radnom okolinom. Štaviše, senzori se mogu odvojiti od tečnosti, čiji se nivo mora kontrolisati, dovoljno daleko - metara. Ovo omogućava korištenje radarskih senzora za praćenje ekstremno agresivnih, toksičnih ili vrućih tekućina. Sam njihov naziv govori o principu rada ovakvih senzora - radara. Uređaj se sastoji od predajnika i prijemnika sklopljenih u jednom kućištu. Prvi emitira jednu ili drugu vrstu signala, drugi prima reflektirani i izračunava vrijeme kašnjenja između poslanih i primljenih impulsa.

Princip rada ultrazvučnog prekidača nivoa radarskog tipa

Ovisno o postavljenim zadacima, signal može biti svjetlosni, zvučni, radio emisija. Preciznost takvih senzora je prilično visoka - milimetara. Jedini, možda, nedostatak može se smatrati složenošću opreme za upravljanje radarom i njezinom prilično visokom cijenom.

Domaći regulatori nivoa tečnosti

Zbog činjenice da su neki od senzora izuzetno jednostavnog dizajna, Nije teško napraviti prekidač za nivo vode vlastitim rukama. Radeći u kombinaciji s vodenim pumpama, takvi uređaji će vam omogućiti da u potpunosti automatizirate proces pumpanja vode, na primjer, u seoski vodotoranj ili autonomni sistem za navodnjavanje kap po kap.

Kontrola pumpe s plovkom

Za implementaciju ove ideje koristi se domaći senzor nivoa vode s trskom sa plovkom. Ne zahtijeva skupe i oskudne komponente, lako se ponavlja i prilično je pouzdan. Prije svega, vrijedno je razmotriti dizajn samog senzora:

Dizajn dvostepenog senzora plovaka vode u rezervoaru

Sastoji se od stvarnog plovka 2, koji je pričvršćen za pokretnu šipku 3. Plovak se nalazi na površini vode i, ovisno o svom nivou, kreće se gore/dolje zajedno sa šipkom i trajnim magnetom 5 pričvršćenim za nju. u vodilicama 4 i 5. U donjem položaju, kada je nivo tečnosti minimalan, magnet zatvara reed prekidač 8, a u gornjem (rezervoar je pun) - reed prekidač 7. Dužina šipke i razmak između vodilica se bira na osnovu visine rezervoara za vodu.

Ostaje sastaviti uređaj koji će automatski uključivati i isključivati pojačanu pumpu ovisno o stanju kontakata. Njegova shema izgleda ovako:

Upravljački krug vodene pumpe

Pretpostavimo da je rezervoar potpuno napunjen, plovak je u gornjem položaju. Reed prekidač SF2 je zatvoren, tranzistor VT1 je zatvoren, releji K1 i K2 su isključeni. Pumpa za vodu spojena na konektor XS1 je bez napona. Kako voda teče, plovak, a sa njim i magnet, će se spustiti, reed prekidač SF1 će se otvoriti, ali kolo će ostati u istom stanju.

Čim nivo vode padne ispod kritičnog nivoa, reed prekidač SF1 se zatvara. Tranzistor VT1 će se otvoriti, relej K1 će raditi i postat će samozaključujući s kontaktima K1.1. Istovremeno će kontakti K1.2 istog releja napajati starter K2, koji uključuje pumpu. Pumpanje vode je počelo.

Kako se nivo povećava, plovak će početi da raste., kontakt SF1 će se otvoriti, ali će tranzistor blokiran kontaktima K1.1 ostati otvoren. Čim se kapacitet napuni, SF2 kontakt se zatvara i nasilno zatvara tranzistor. Oba releja će se otpustiti, pumpa će se isključiti, a krug će preći u stanje pripravnosti.

Kada ponavljate krug umjesto K1, možete koristiti bilo koji elektromagnetski relej male snage za napon aktiviranja od 22-24 V, na primjer, RES-9 (RS4.524.200). Kao K2, prikladan je RMU (RS4.523.330) ili bilo koji drugi za napon odziva od 24 V, čiji kontakti izdržavaju startnu struju vodene pumpe. Reed prekidači će ići na bilo koji, radeći na strujnom kolu ili komutaciju.

Prekidač nivoa sa senzorima elektroda

Uz sve svoje dostojanstvo i jednostavnost, prethodni dizajn mjerača nivoa za rezervoare također ima značajan nedostatak - mehaničke komponente koje rade u vodi i zahtijevaju stalno održavanje. Ovaj nedostatak je odsutan u dizajnu elektrode mašine. Mnogo je pouzdaniji od mehaničkog, ne zahtijeva nikakvo održavanje, a sklop nije puno složeniji od prethodnog.

Ovdje se kao senzori koriste tri elektrode napravljene od bilo kojeg provodljivog nehrđajućeg materijala. Sve elektrode su električno izolirane jedna od druge i od tijela spremnika. Dizajn senzora je jasno vidljiv na donjoj slici:

Dizajn senzora s tri elektrode, gdje:

S1 - zajednička elektroda (uvijek u vodi)
S2 – senzor minimuma (rezervoar prazan);
S3 - senzor maksimalnog nivoa (rezervoar pun);

Šema upravljanja pumpom će izgledati ovako:

Shema automatskog upravljanja pumpom pomoću elektrodnih senzora

Ako je rezervoar pun, onda su sve tri elektrode u vodi i električni otpor između njih je mali. U ovom slučaju, tranzistor VT1 je zatvoren, VT2 je otvoren. Relej K1 se uključuje i isključuje napon pumpe sa njenim normalno zatvorenim kontaktima i povezuje senzor S2 paralelno sa S3 sa normalno otvorenim kontaktima. Kada nivo vode počne da pada, elektroda S3 je izložena, ali S2 je još uvek u vodi i ništa se ne dešava.

Voda se nastavlja trošiti i konačno je S2 elektroda izložena. Zahvaljujući otporniku R1, tranzistori prelaze u suprotno stanje. Relej otpušta i pokreće pumpu, istovremeno isključujući S2 senzor. Nivo vode postepeno raste i prvo zatvara elektrodu S2 (ništa se ne dešava - isključuju je kontakti K1.1), a zatim S3. Tranzistori se ponovo uključuju, relej se isključuje i isključuje pumpu, istovremeno stavljajući senzor S2 u rad za sljedeći ciklus.

Uređaj može koristiti bilo koji relej male snage koji radi od 12 V, čiji kontakti mogu izdržati struju pokretača pumpe.

Ako je potrebno, ista shema se može koristiti za automatsko crpljenje vode, recimo, iz podruma. Da biste to učinili, drenažna pumpa mora biti povezana ne na normalno zatvorene, već na normalno otvorene kontakte releja K1. Šema ne zahtijeva nikakve druge promjene.

Prekidači itd.) pri automatizaciji pumpnih jedinica koriste se posebni uređaji za nadzor i upravljanje, na primjer, releji za kontrolu nivoa, releji mlaza itd.

Releji za kontrolu nivoa kontrolišu startere pumpe i ventile za kontrolu nivoa tečnosti. Takvi uređaji mogu održavati postavljeni nivo vode u rezervoarima.

Savremeni releji za kontrolu nivoa tečnosti su elektronski uređaji, najčešće modularne konstrukcije, koji primaju signale sa senzora, obrađuju ih po određenom algoritmu i prebacuju aktuatore koji su spojeni na izlazne kontakte releja (motori pumpe).

Budući da maksimalna sklopna struja izlaznih krugova elektronskih releja za kontrolu nivoa obično ne prelazi 10 A, onda za prebacivanje moćnih opterećenja. U ovom slučaju, prekidač nivoa upravlja zavojnicom startera, a starter svojim kontaktima za napajanje upravlja pokretačkim elementima pumpne jedinice.

Elektronski prekidači nivoa rade sa elektrodnim i plovnim senzorima, manometrima, radioaktivnim senzorima itd.

Senzor nivoa elektrode

Koristi se za kontrolu nivoa električno provodljivih tečnosti. Princip rada: kontrola vodootpornosti između jednopolnih uronjenih elektroda, za koje se koristi naizmjenični napon.

Sastoji se od jedne male elektrode i dvije dugačke elektrode pričvršćene u priključnu kutiju. Jedna mala elektroda je kontakt gornjeg vodostaja, a dugačke su kontakt donjeg vodostaja. Senzor je žicama spojen na prekidač nivoa i na upravljački krug motora pumpe.

Ako voda dođe u kontakt sa malom elektrodom, starter pumpe se isključuje. Kada nivo padne na dugačke elektrode, pumpa se uključuje.

Koristi se za kontrolu nivoa vode u nekorozivnim tečnostima. Plovak je uronjen u otvoreni kontejner, koji je okačen na fleksibilni kabl i balansiran teretom. Na kablu su pričvršćena dva prekidača nosača, uz pomoć kojih se, na graničnim razinama vode u spremniku, okreće klackalica kontaktnog uređaja. Ova klackalica zatvara kontakte koji uključuju ili isključuju motor pumpe.

U slučaju zatvorene posude, plovak je svojom polugom povezan sa osom poluge. U prostor se kroz zid kućišta, gdje se nalazi kontaktni dio senzora, provlači osovina sa određenim zaptivačem. Kroz zid kontejnera izlaze žice iz kontakata.

U većini slučajeva, odgovarajući senzori su uključeni uz prekidač nivoa. Nakon kupovine takvog seta, potrošač treba samo da se poveže i sve ispravno konfiguriše.

Relej RKU-1M- kontroliše nivo tečnosti i koristi se u automatskoj kontroli posuda za punjenje i pražnjenje i u zaštitnim krugovima. Glavne karakteristike: maksimalna sklopna snaga 3,5 W, napajanje 220V, broj senzora 3, jedan preklopni kontakt, maksimalna udaljenost od senzora do releja 100 m.

Rice. 1. Relej RKU-1M

Rice. 2. Šema povezivanja pumpe na RKU-1M

Prekidač nivoa vode ROS-301- kontroliše tri nivoa elektroprovodljivih tečnosti kroz tri nezavisna kanala u jednoj ili različitim posudama.

Rice. 3. Relej ROS-301

Prekidač nivoa vode na jednom nivou PZ-828- ima podesivu osjetljivost, napon - 230V, maksimalna struja izlaznih kola - 16A. Uređaj koristi kontakt za prebacivanje.

Rice. 4. Relej PZ-828

Dvostepeni relej PZ-829 je automat sa podesivom osetljivošću. Ovaj elektronski uređaj je sposoban da kontroliše prisustvo tečnosti na dva nivoa.

Relej na tri nivoa PZ-830- kontroliše i održava zadati nivo provodljive tečnosti upravljanjem elektromotorom pumpne jedinice. Mašina na tri nivoa je sposobna da kontroliše prisustvo tečnosti na tri nivoa, pri čemu je treći nivo hitan.

Rice. 6. Šema ožičenja četverostepene sklopke nivoa PZ-830

Četvorostepeni relej PZ-832- kontroliše i održava nivo provodljivih tečnosti u rezervoarima, vodotornjevima, bazenima, itd. kontrolom motora pumpi.

Prekidač nivoa tečnosti opremljen sa tri senzora EBR-1- elektronički modularni relej s maksimalnom udaljenosti između senzora od 100 metara. Može se koristiti za javne rezervoare (upravljanje punjenjem i drenažom rezervoara ili bunara). Senzori koji se isporučuju sa relejem za kontrolu nivoa tečnosti su povezani na mehanizam.

Osnovne karakteristike: snaga 3,5 VA, tri senzora, maksimalna osetljivost 50 KΩ, napajanje 230 V, radna temperatura -100C - +450C, zaštita IP20.

Prekidač nivoa EBR-1

Relej opremljen sa šest senzora EBR-2- posebno dizajniran modularni kontrolni relej koji se koristi u bunarima i rezervoarima. Takođe, ovaj relej ima mnogo podešavanja, obaveštenja o dostizanju minimalnog i maksimalnog nivoa vode, senzori su visoko osetljivi na električnu provodljivost tečnosti.

Komplet uključuje šest senzora. Zbog cijene, ovaj nadzorni relej je idealna opcija za modernu kontrolu nivoa vode.

Kada postane potrebno kontrolisati nivo tečnosti, mnogi ovaj posao obavljaju ručno, ali to je krajnje neefikasno, oduzima mnogo vremena i truda, a posledice previda mogu biti veoma skupe: na primer, poplavljen 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. 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, pri promeni nivoa tečnosti 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 upotrebu tamo 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. U prodaji takav ventil može pod nazivom "plovni 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, dok 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 kuglasti 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 za 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 polugu 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 zauzimati okomiti položaj, a ručka ventila će se okretati zajedno s njom. Sada potopite uređaj u vodu. Boca bi trebala iskočiti i okrenuti ručku 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 dolazi 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 napona, otvorit će svoje kontakte P1 i P2, a pumpa će se isključiti.

Sa smanjenjem količine vode u rezervoaru, plovak će početi padati, ali dok ne zauzme niži 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 ogroman broj prekidača, tako da će takav senzor trajati mnogo godina.

U industriji i svakodnevnom životu postoji stalna potreba za kontrolom nivoa tečnosti u posudama. Mjerni uređaji dijele se 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 senzor nivoa vode sa plovkom sa okomitim stubom. Unutar njega je okrugli magnet. Štap je šuplja plastična cijev s trstičnim prekidačima smještenim unutra.

Plovak sa 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 najčešće se postavlja u gornji deo rezervoara u delu 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 također 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 kako bi se kroz njega razlikovala 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 rezervoara.

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 postavljena na vrh 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.

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.

Tečnost je tvar koja ima svojstvo da teče i poprima oblik posude u kojoj se nalazi.

Senzori nivoa tečnosti su potrebni za kontrolu nivoa tečnosti u rezervoarima ili cevovodima. Prema funkcionalnosti, senzori nivoa dijele se na mjerače nivoa i signalne uređaje.

Interaktivni izbor senzora nivoa tečnosti

Da biste dobili najbolje rješenje za svoj problem, ispunite upitnik,
i naši stručnjaci će vas kontaktirati kako bi vam ponudili gotov odgovor.

Senzori nivoa tečnosti se dele na dva tipa: kontaktni (ceo senzor ili njegov deo je u kontaktu sa merenim medijumom) i beskontaktni (merenje se odvija bez kontakta sa tečnim medijumom). Svaki od ovih tipova ima prednosti i nedostatke i nalazi svoju primjenu u određenom području.

Senzori tipa kontakta obično se koristi u procesima koji imaju faktore koji ometaju rad opreme.

Ovi faktori uključuju:

temperature preko +90°S;
pritisak preko 3 bara.

Uključujući uglavnom kontaktne senzore, koriste se za mjerenje nivoa pjenušavih tekućina (mlijeko, pivo, sokovi, plin, voda, itd.). Zbog rasipanja signala i netačnih rezultata pri mjerenju beskontaktnom metodom, preporučuje se i kontrola nivoa tečnosti u visokim uskim rezervoarima pomoću kontaktnih uređaja.

Koriste se tamo gdje je potrebno izbjeći štetno djelovanje fizičkih i kemijskih svojstava mjerene tekućine. Na proces mjerenja i performanse senzora mogu uticati:

viskozne tekućine (kondenzirano mlijeko, džem, naftni derivati, glicerin, itd.);
agresivne tečnosti (alkalije, kiseline).

Svi senzori nivoa tekućine razlikuju se ne samo po funkcionalnosti (mjerači nivoa / signalizacijski uređaji), vrsti (kontaktni / beskontaktni), već što je najvažnije - u principu rada.

	Mjerači nivoa	signalnih uređaja
Kontakt	kapacitivni	Kapacitivna/kapacitivna frekvencija (RF)
	hidrostatski	hidrostatski
	Bypass	Optički
	Magnetostriktivno	Vibrirajuće
	Magnetic	Float magnetic
	Mikrotalasni refleks	Plutajući kabel
	Plutače	Conductive
	Ultrasonic	Ultrasonic
	Mikrovalni radar
	radioizotop

Detaljan opis svakog principa rada, njihovih prednosti i mana možete pronaći na stranicama naše web stranice, u ovom članku ćemo se fokusirati na ključne razlike i primjene određenog senzora nivoa tekućine.

Kapacitivni senzori nivoa je ekonomično rešenje za kontrolu nivoa gde ne dolazi do pene i lepljenja medijuma na senzoru, kao i gde nije potrebna visoka tačnost merenja nivoa. Obično se koristi za mjerenje nivoa tečnosti u malim rezervoarima. Za prehrambene proizvode i agresivne medije preporučuju se modeli sa plastičnim premazom mjerne sonde. Značajan nedostatak je velika greška pri merenju tečnosti sa niskom dielektričnom konstantom (ε=1,5…3,0), kao i nemogućnost rada sa dielektričnim tečnostima.

Međutim, proizvođači su uspjeli riješiti problem detekcije tekućina sa niskom dielektričnom konstantom i problem određivanja međuprostora između medija sa bliskim vrijednostima dielektrične konstante. Kapacitivno-frekventni signalizacijski uređaj, za razliku od kapacitivnog, zahvaljujući RF tehnologiji i finom podešavanju, može detektirati slabo provodljive tekućine i istovremeno ne reagirati na pjenu.

Hidrostatički mjerači nivoa i signalni uređaji imaju veću tačnost mjerenja u odnosu na kapacitivnu i istu nisku cijenu. Stoga su najbolji izbor u odnosu cijena/kvalitet. Vrijednost nivoa se izračunava mjerenjem pritiska stupca tečnosti, stoga se hidrostatički senzori koriste u otvorenim ili zatvorenim rezervoarima, ali u kojima pritisak vazduha odgovara atmosferskom pritisku, inače će merač nivoa dati netačne rezultate. Uključujući i određivanje nivoa utječe gustina tekućine, za korištenje hidrostatskih mjerača nivoa potrebno je osigurati da njegova vrijednost ostaje konstantna tokom cijelog vremena mjerenja. Stoga se ne preporučuje korištenje hidrostatičke metode detekcije nivoa za tekućine promjenjive gustine (radiohemijska proizvodnja, naftni proizvodi sa temperaturnim promjenama). Koriste se za kontrolu nivoa čiste i otpadne vode, tečnih prehrambenih proizvoda ili hemikalija, ne reaguju na penu. Oni su zapravo bezalternativno rješenje za mjerenje nivoa tečnosti u bunarima.

Posao obilazni mjerači nivoa zasniva se na principu komuniciranja posuda, što proces mjerenja čini vrlo jasnim i razumljivim. Ovakvi mjerači nivoa se koriste u malim rezervoarima pod pritiskom sa temperaturama radnog medija do +250 °C. Mogu se koristiti zajedno sa magnetostriktivnim mjeračima nivoa, što će im omogućiti da se integriraju u automatizirani kontrolni sistem. Bajpas mjerači nivoa se ne smiju koristiti s viskoznim tekućinama ili tekućinama čija viskoznost raste sa smanjenjem temperature, jer je temperatura tekućine u bypass komori zbog toplinskih mostova u spojnom spoju niža nego u posudi koja komunicira s njom.

Magnetostriktivno i magnetni mjerači nivoa su tipa plovka, što znači da plovak "leži" na površini tečnosti i nivo se meri u odnosu na položaj ovog plovka. Takvi mjerači nivoa su precizniji, posebno magnetostriktivni. Preporučljivo ih je koristiti u komercijalnom obračunu lakih naftnih derivata, hemikalija i drugih skupih tečnosti. Mjerači s plovkom pogodni su za mjerenje nivoa pjenastih tečnosti, ali nisu prikladni za viskozne tečnosti.

Mikrovalni mjerači nivoa refleksa strukturno se sastoje od elektronske jedinice i talasovoda. Dužina talasovoda mora odgovarati visini rezervoara, što ograničava upotrebu senzora u visokim rezervoarima. Svi senzori sličnog dizajna (kapacitivni, magnetni, magnetostriktivni) suočavaju se s takvom katastrofom. Međutim, princip rada i dizajn refleks senzora čini ga vrlo preciznim i pogodnim za upotrebu u teškim uslovima (visoke temperature i tlaka), kao i sa pjenastim i ljepljivim tekućinama. Ovaj tip mjerača razine može se nazvati najsvestranijim, pogodnim za upotrebu s gotovo bilo kojom tekućinom, bez obzira na tlak zraka iznad površine tekućine ili dielektričnu konstantu medija.

Displacers Radi se o senzorima za teške uslove, u kojima je, između ostalog, potrebna visoka tačnost mjerenja. Princip rada mjerača nivoa je sličan radu senzora plovka i zasniva se na korištenju Arhimedovog principa. Neki modeli su u stanju da pruže nenadmašne rezultate merenja na temperaturama od -196 °C do +500 °C i radnim pritiscima do 414 atmosfera. Tu dolazi do visokih troškova. Po pravilu se koriste u skladištima nafte i u hemijskoj industriji.

Ovo je univerzalni uređaj za kontinuirano mjerenje nivoa tečnosti. Ima sve prednosti beskontaktne metode mjerenja i odlikuje se izuzetno visokom preciznošću. Može se koristiti sa svim tekućim medijima, pjena može biti izuzetak u nekim slučajevima. Pulsni radarski predajnik nivoa može ometati plinski jastuk iznad površine tekućine, u kom slučaju treba koristiti FMCW radarske predajnike nivoa. Najbolja primena ovakvih senzora je u rezervoarima sa sporom promenom nivoa tečnosti, gde je važna visoka tačnost merenja. Nedostatak je njihova visoka cijena.

Ultrazvučni senzori nivoa drugi tip senzora bez kontakta. Uglavnom, ultrazvučni senzori se najčešće koriste za beskontaktnu kontrolu nivoa tečnosti. Uostalom, vrlo visoka preciznost mjerenja radarskih senzora nije uvijek važna, a cijena takvih uređaja je nekoliko puta niža. Ograničenja u upotrebi nameću tečnosti koje se pjene i posude u kojima se formira gasni jastuk (rezervoari sa azotnom kiselinom), u stvari, kao što je slučaj sa pulsnim radarskim nivoomerima.

Optički prekidači nivoa za tečnosti su minijaturni senzori dizajnirani za kontrolu nivoa u malim posudama i rezervoarima pod vibracijama.

Vibracioni alarmi ili kako god da se zovu "vibracione viljuške" udariti u rezervoar na potrebnim nivoima. Osjetljivi element konstantno vibrira, što omogućava da se senzor koristi s viskoznim i pjenastim tekućinama bez straha od lažnih rezultata. Takvi senzori imaju prosječnu tačnost i cijenu u odnosu na druge signalne uređaje.

plivajući prekidači najjednostavniji i najekonomičniji uređaji za praćenje nivoa tečnosti i otpadnih voda, kao i slabo agresivnih tečnih medija. Plutajući signalni uređaji dijele se na dvije vrste - to su plutajući kabel i plutajući magnetski signalni uređaji. Razlika je u tome što kablovski imaju određenu dužinu kabla i uronjeni su u tečnost kroz vrh rezervoara, dok se magnetni urezuju u bočnu stijenku rezervoara na potrebnom nivou. Za agresivna okruženja, plovak i kabel su izrađeni od različite plastike. U pravilu se koriste za uključivanje / isključivanje pumpi. Razlikuju se po niskoj cijeni i niskoj preciznosti.