نشانگر سطح آب LED رله های کنترل سطح برای اتوماسیون واحدهای پمپاژ دستگاه سطح آب در مخزن

تامین آب و زهکشی بخشی جدایی ناپذیر از زندگی و تولید روزمره است. تقریباً همه کسانی که به کشاورزی یا بهسازی خانه مشغول بودند حداقل یک بار با مشکل حفظ سطح آب در یک ظرف روبرو شده اند. برخی این کار را به صورت دستی انجام می دهند و دریچه ها را باز و بسته می کنند، اما استفاده از سنسور خودکار سطح آب برای این منظور بسیار ساده تر و کارآمدتر است.

انواع سنسور سطح

بسته به وظایف تعیین شده، از سنسورهای تماسی و غیر تماسی برای کنترل سطح مایع استفاده می شود. اولی، همانطور که ممکن است از نام آنها حدس بزنید، با مایع تماس دارند، دومی با استفاده از روش های اندازه گیری غیرمستقیم اطلاعات را از راه دور دریافت می کنند - شفافیت محیط، ظرفیت آن، هدایت الکتریکی، چگالی و غیره. با توجه به اصل عملکرد، تمام سنسورها را می توان به 5 نوع اصلی تقسیم کرد:

1. شناور.
2. الکترود.
3. هیدرواستاتیک.
4. خازنی.
5. رادار

سه مورد اول را می توان به دستگاه هایی از نوع تماس نسبت داد، زیرا آنها به طور مستقیم با محیط کار (مایع) در تعامل هستند، چهارم و پنجم غیر تماسی هستند.

سنسورهای شناور

شاید ساده ترین در طراحی. آنها یک سیستم شناور هستند که روی سطح مایع قرار دارند. همانطور که سطح تغییر می کند، شناور حرکت می کند، به یک روش یا دیگر تماس های مکانیسم کنترل را می بندد. هرچه مخاطبین بیشتری در مسیر شناور قرار گیرند، خوانش نشانگر دقیق تر است:

اصل عملکرد سنسور سطح آب شناور در مخزن

شکل نشان می دهد که قرائت های نشانگر چنین دستگاهی گسسته است و تعداد مقادیر سطح به تعداد سوئیچ ها بستگی دارد. در نمودار بالا، دو مورد از آنها وجود دارد - بالا و پایین. این، به عنوان یک قاعده، برای حفظ خودکار سطح در محدوده مشخص شده کاملاً کافی است.

دستگاه های شناور برای نظارت مداوم از راه دور وجود دارد. در آنها، شناور موتور رئوستات را کنترل می کند و سطح بر اساس مقاومت فعلی محاسبه می شود. تا همین اواخر، از چنین دستگاه هایی به طور گسترده استفاده می شد، به عنوان مثال، برای اندازه گیری میزان بنزین در مخازن سوخت خودروها:

دستگاه اندازه گیری سطح رئوستات، که در آن:

• 1 - رئوستات سیمی؛
• 2 - نوار لغزنده رئوستات به صورت مکانیکی به شناور متصل می شود.

سنسورهای سطح الکترود

دستگاه هایی از این نوع از هدایت الکتریکی یک مایع استفاده می کنند و گسسته هستند. سنسور از چندین الکترود با طول های مختلف تشکیل شده است که در آب غوطه ور شده اند. بسته به سطح مایع، تعداد مشخصی الکترود وجود دارد.

سیستم سه الکترودی سنسور سطح مایع در مخزن

در تصویر بالا، دو سنسور سمت راست در آب غوطه ور هستند، به این معنی که بین آنها مقاومت در برابر آب وجود دارد - پمپ متوقف شده است. به محض کاهش سطح، سنسور میانی خشک شده و مقاومت مدار افزایش می یابد. اتوماسیون پمپ تقویت کننده را راه اندازی می کند. هنگامی که ظرف پر است، کوتاه ترین الکترود در آب می افتد، مقاومت آن نسبت به الکترود معمولی کاهش می یابد و اتوماسیون پمپ را متوقف می کند.

کاملاً واضح است که تعداد نقاط کنترل را می توان به راحتی با افزودن الکترودهای اضافی و کانال های کنترل مربوطه به طرح افزایش داد، به عنوان مثال، برای هشدارهای سرریز یا خشک شدن.

سیستم کنترل هیدرواستاتیک

در اینجا سنسور یک لوله باز است که در آن یک سنسور فشار از یک نوع یا دیگری نصب شده است. با افزایش سطح، ارتفاع ستون آب در لوله تغییر می کند و از این رو فشار روی سنسور:

اصل عملکرد یک سیستم کنترل سطح مایع هیدرواستاتیک

چنین سیستم هایی دارای ویژگی پیوسته هستند و می توانند نه تنها برای کنترل خودکار، بلکه برای کنترل سطح از راه دور نیز استفاده شوند.

روش اندازه گیری خازنی

اصل عملکرد یک سنسور خازنی با حمام فلزی (سمت چپ) و دی الکتریک

نشانگرهای القایی طبق یک اصل مشابه کار می کنند ، اما در آنها نقش سنسور توسط یک سیم پیچ ایفا می شود که اندوکتانس آن بسته به وجود مایع تغییر می کند. عیب اصلی چنین دستگاه هایی این است که آنها فقط برای نظارت بر مواد (مایعات، مواد حجیم و غیره) مناسب هستند که دارای نفوذپذیری مغناطیسی به اندازه کافی بالا هستند. در زندگی روزمره، سنسورهای القایی عملا استفاده نمی شوند.

کنترل رادار

مزیت اصلی این روش عدم تماس با محیط کار است. علاوه بر این، سنسورها می توانند به اندازه کافی از مایع دور باشند که سطح آن باید نظارت شود - متر. این اجازه می دهد تا از سنسورهای رادار برای نظارت بر مایعات بسیار خورنده، سمی یا داغ استفاده شود. اصل عملکرد چنین سنسورهایی با نام خود - رادار نشان داده شده است. این دستگاه از یک فرستنده و یک گیرنده تشکیل شده است که در یک محفظه مونتاژ شده اند. اولی یک نوع سیگنال را ساطع می کند، دیگری سیگنال منعکس شده را دریافت می کند و زمان تاخیر بین پالس های ارسالی و دریافتی را محاسبه می کند.

اصل کار سوئیچ سطح نوع رادار اولتراسونیک

سیگنال، بسته به وظایف محول شده، می تواند نور، صدا، انتشار رادیویی باشد. دقت چنین سنسورهایی به اندازه کافی بالا است - میلی متر. شاید تنها ایراد آن پیچیدگی تجهیزات پایش رادار و هزینه نسبتاً بالای آن باشد.

تنظیم کننده های سطح مایع خانگی

با توجه به این واقعیت که برخی از سنسورها از نظر طراحی بسیار ساده هستند، ایجاد یک سوئیچ سطح آب با دستان خود به هیچ وجه دشوار نیست... این دستگاه‌ها با همکاری پمپ‌های آب، فرآیند پمپاژ آب را به طور کامل خودکار می‌کنند، به عنوان مثال، به یک برج آب روستایی یا یک سیستم آبیاری قطره‌ای مستقل.

کنترل پمپ شناور اتوماتیک

برای اجرای این ایده از سنسور سطح آب سوئیچ نی خانگی با شناور استفاده شده است. این به اجزای گران قیمت و کمیاب نیاز ندارد، به راحتی قابل تکرار است و به اندازه کافی قابل اعتماد است. اول از همه، ارزش توجه به طراحی خود سنسور را دارد:

طراحی سنسور آب شناور دو سطحی در مخزن

این شناور شامل شناور واقعی 2 است که روی یک میله متحرک 3 ثابت می شود. شناور روی سطح آب قرار دارد و بسته به سطح آن، همراه با میله و یک آهنربای دائمی 5 که روی آن در راهنماها به سمت بالا و پایین ثابت شده است حرکت می کند. 4 و 5. در موقعیت پایین، زمانی که سطح مایع حداقل است، آهنربا کلید نی 8 را می بندد و در قسمت بالایی (مخزن پر است) - کلید نی 7. طول ساقه و فاصله بین راهنماها بر اساس ارتفاع مخزن آب انتخاب می شوند.

مونتاژ دستگاهی باقی مانده است که بسته به وضعیت مخاطبین، پمپ تقویت کننده را به طور خودکار روشن و خاموش می کند. طرح آن به این صورت است:

مدار کنترل پمپ آب

فرض کنید مخزن کاملا پر است و شناور در موقعیت بالایی قرار دارد. سوئیچ رید SF2 بسته است، ترانزیستور VT1 بسته است، رله های K1 و K2 غیرفعال هستند. پمپ آب متصل به کانکتور XS1 بدون برق است. با جریان آب، شناور و همراه با آن آهنربا پایین می آیند، سوئیچ نی SF1 باز می شود، اما مدار به همان حالت باقی می ماند.

به محض اینکه سطح آب به زیر سطح بحرانی رسید، سوئیچ نی SF1 بسته می شود. ترانزیستور VT1 باز می شود، رله K1 کار می کند و با کنتاکت های K1.1 روی خود قفل می شود. در همان زمان، کنتاکت های K1.2 همان رله، برق استارت K2 را تامین می کند که پمپ را روشن می کند. پمپاژ آب شروع شد

با افزایش سطح، شناور شروع به بالا رفتن خواهد کرد، کنتاکت SF1 باز می شود، اما ترانزیستور مسدود شده توسط کنتاکت های K1.1 باز می ماند. به محض پر شدن ظرف، کنتاکت SF2 بسته می شود و ترانزیستور را به زور می بندد. هر دو رله آزاد می شوند، پمپ خاموش می شود و مدار به حالت آماده به کار می رود.

هنگام تکرار مدار به جای K1، می توانید از هر رله الکترومغناطیسی کم مصرف برای ولتاژ 22-24 ولت استفاده کنید، به عنوان مثال، RES-9 (RS4.524.200). به عنوان K2، RMU (RS4.523.330) یا هر دیگری برای ولتاژ پاسخ 24 ولت، که کنتاکت های آن می توانند جریان هجومی پمپ آب را تحمل کنند، مناسب هستند. هر سوئیچ نی برای بستن یا تعویض کار می کند.

سوئیچ سطح با سنسورهای الکترود

با تمام مزایا و سادگی، طراحی قبلی سطح سنج برای مخازن نیز دارای یک اشکال قابل توجه است - مجموعه های مکانیکی که در آب کار می کنند و نیاز به تعمیر و نگهداری مداوم دارند. این نقطه ضعف در طراحی الکترود دستگاه وجود ندارد. بسیار قابل اعتمادتر از مکانیکی است، نیازی به تعمیر و نگهداری ندارد، و مدار بسیار پیچیده تر از مدار قبلی نیست.

در اینجا، سه الکترود به عنوان حسگر استفاده می شود که از هر ماده ضد زنگ رسانا ساخته شده است. تمام الکترودها به صورت الکتریکی از یکدیگر و از بدنه ظرف جدا شده اند. طراحی سنسور در شکل زیر به وضوح قابل مشاهده است:

طراحی یک سنسور سه الکترودی، که در آن:

• S1 - الکترود مشترک (همیشه در آب)
• S2 - حداقل سنسور (مخزن خالی است)؛
• S3 - سنسور حداکثر سطح (مخزن پر)؛

طرح کنترل پمپ به صورت زیر خواهد بود:

طرح کنترل خودکار پمپ با استفاده از سنسورهای الکترود

اگر مخزن پر باشد، هر سه الکترود در آب هستند و مقاومت الکتریکی بین آنها کم است. در این مورد، ترانزیستور VT1 بسته است، VT2 باز است. رله K1 روشن است و با کنتاکت های معمولی بسته خود پمپ را خاموش می کند و با کنتاکت های معمولی باز خود، سنسور S2 را به موازات S3 متصل می کند. هنگامی که سطح آب شروع به کاهش می کند، الکترود S3 در معرض دید قرار می گیرد، اما S2 هنوز در آب است و هیچ اتفاقی نمی افتد.

آب همچنان مصرف می شود و در نهایت الکترود S2 در معرض دید قرار می گیرد. به لطف مقاومت R1، ترانزیستورها به حالت مخالف می روند. رله پمپ را رها کرده و راه اندازی می کند و همزمان سنسور S2 را غیرفعال می کند. سطح آب به تدریج افزایش می یابد و ابتدا الکترود S2 را می بندد (هیچ اتفاقی نمی افتد - توسط کنتاکت های K1.1 قطع می شود) و سپس S3. ترانزیستورها دوباره سوئیچ می‌کنند، رله پمپ را می‌گیرد و خاموش می‌کند، در حالی که همزمان سنسور S2 را برای چرخه بعدی به کار می‌اندازد.

این دستگاه می تواند از هر رله کم مصرفی که از ولتاژ 12 ولت کار می کند استفاده کند که کنتاکت های آن قادر به مقاومت در برابر جریان استارت پمپ هستند.

در صورت لزوم، می توان از همین طرح برای پمپاژ خودکار آب، مثلاً از زیرزمین، استفاده کرد. برای انجام این کار، پمپ تخلیه باید نه به طور معمول بسته، بلکه به کنتاکت های معمولی باز رله K1 متصل شود. این طرح به هیچ تغییر دیگری نیاز نخواهد داشت.

سوئیچ ها و غیره) هنگام اتوماسیون واحدهای پمپاژ، از دستگاه های نظارت و کنترل ویژه استفاده می شود، به عنوان مثال، رله های کنترل سطح، رله جت و غیره.

رله های کنترل سطح استارت و شیرهای پمپ را برای کنترل سطح مایع تنظیم می کنند. چنین دستگاه هایی قادر به حفظ سطح تنظیم شده آب در مخازن هستند.

رله‌های کنترل سطح مایع مدرن دستگاه‌های الکترونیکی هستند که اغلب دارای طراحی مدولار هستند، سیگنال‌هایی را از حسگرها دریافت می‌کنند، آنها را طبق یک الگوریتم خاص پردازش می‌کنند و محرک‌های سوئیچینگ متصل به کنتاکت‌های خروجی رله (موتورهای پمپ) را انجام می‌دهند.

از آنجایی که حداکثر جریان سوئیچ شده مدارهای خروجی رله های کنترل سطح الکترونیکی معمولاً از 10 A تجاوز نمی کند ، بنابراین برای تعویض بارهای قدرتمند. در این حالت سوئیچ سطح سیم پیچ استارت را کنترل می کند و استارت با کنتاکت های برق خود عناصر اجرایی واحد پمپاژ را کنترل می کند.

رله های الکترونیکی کنترل سطح با حسگرهای الکترود و شناور، مانومتر، حسگرهای رادیواکتیو و غیره کار می کنند.

سنسور سطح الکترود

برای نظارت بر سطح مایعات رسانای الکتریکی استفاده می شود. اصل کار: کنترل مقاومت آب بین الکترودهای غوطه ور تک قطبی که برای آن از ولتاژ متناوب استفاده می شود.

شامل یک الکترود کوچک و دو الکترود بلند است که در یک جعبه ترمینال ثابت شده اند. یک الکترود کوچک تماس سطح آب بالایی است و الکترودهای طولانی تماس سطح آب پایین است. سنسور با سیم به کلید سطح و مدار کنترل موتور پمپ متصل می شود.

اگر آب با یک الکترود کوچک تماس پیدا کند، استارت پمپ خاموش می شود. هنگامی که سطح به الکترودهای طولانی کاهش می یابد، پمپ روشن می شود.

برای نظارت بر سطح آب در مایعات غیر خورنده استفاده می شود. یک شناور در یک ظرف باز غوطه ور است که روی یک کابل انعطاف پذیر آویزان شده و با وزنه متعادل می شود. دو تکیه گاه سوئیچینگ روی کابل ثابت شده است که با کمک آنها در سطوح محدود کننده آب در مخزن، بازوی راکر دستگاه تماس می چرخد. این بازوی راکر کنتاکت هایی را که موتور پمپ را روشن یا خاموش می کنند، می بندد.

در مورد ظرف بسته، شناور توسط اهرم خود با محور اهرم متصل می شود. محور با مهر و موم خاص از طریق دیواره محفظه به داخل فضا منتقل می شود، جایی که قسمت تماس سنسور در آن قرار دارد. از طریق دیواره ظرف، سیم ها از کنتاکت ها خارج می شوند.

در بیشتر موارد، سنسورهای مناسب با یک سوئیچ سطح عرضه می شوند. پس از خرید چنین مجموعه ای، مصرف کننده فقط باید همه چیز را به درستی متصل و پیکربندی کند.

رله RKU-1M- سطح مایع را کنترل می کند و در کنترل اتوماتیک ظروف پر کردن و تخلیه و در مدارهای حفاظتی استفاده می شود. مشخصات اصلی: حداکثر قدرت سوئیچینگ 3.5 وات، منبع تغذیه 220 ولت، تعداد سنسورها 3، یک تماس تعویض، حداکثر فاصله سنسور تا رله 100 متر.

برنج. 1. رله RKU-1M

برنج. 2. نمودار اتصال پمپ به RKU-1M

کلید سطح آب ROS-301- سه سطح مایع رسانای الکتریکی را از طریق سه کانال مستقل در یک یا ظروف مختلف کنترل می کند.

برنج. 3. رله ROS-301

رله سطح آب تک سطح PZ-828- دارای حساسیت قابل تنظیم، ولتاژ - 230 ولت، حداکثر جریان مدارهای خروجی - 16 آمپر. دستگاه از یک کنتاکت تعویض استفاده می کند.

برنج. 4. رله PZ-828

رله دو سطحی PZ-829دستگاهی با حساسیت قابل تنظیم است. این دستگاه الکترونیکی قادر است وجود مایع را در دو سطح کنترل کند.

رله سه سطح PZ-830- با کنترل موتور الکتریکی واحد پمپاژ، سطح تنظیم شده مایع رسانا را کنترل و حفظ می کند. دستگاه سه سطحی قادر به نظارت بر وجود مایع در سه سطح است که سطح سوم اضطراری است.

برنج. 6. نمودار سیم کشی یک سوئیچ سطح چهار سطح PZ-830

رله چهار سطح PZ-832- با کنترل الکتروموتور پمپ ها سطح مایعات رسانا را در مخازن، برج های آب، استخرها و ... کنترل و حفظ می کند.

سوئیچ سطح مایع مجهز به سه سنسور EBR-1- رله مدولار الکترونیکی با حداکثر فاصله بین سنسورها 100 متر. می توان از آن برای مخازن عمومی (کنترل پر کردن و تخلیه ظرف یا چاه) استفاده کرد. سنسورهای عرضه شده با رله کنترل سطح مایع به مکانیزم متصل می شوند.

مشخصات اصلی: قدرت 3.5 VA، سه سنسور، حداکثر حساسیت 50 KOhm، منبع تغذیه 230 ولت، دمای عملیاتی -100C - + 450C، حفاظت IP20.

رله سطح EBR-1

رله مجهز به شش سنسور EBR-2- یک رله مانیتورینگ مدولار با طراحی ویژه که در چاه ها و مخازن استفاده می شود. همچنین این رله دارای تنظیمات متنوعی است، اطلاع از دستیابی به حداقل و حداکثر نشانگر سطح آب، حسگرها نسبت به هدایت الکتریکی مایع حساسیت بالایی دارند.

این کیت شامل شش سنسور است. این رله مانیتورینگ با توجه به هزینه ای که دارد، یک گزینه ایده آل برای نظارت بر سطح آب مدرن است.

هنگامی که کنترل سطح مایع ضروری می شود، بسیاری این کار را به صورت دستی انجام می دهند، اما این کار بسیار بی اثر است، زمان و تلاش زیادی را می طلبد، و عواقب یک نادیده گرفتن می تواند بسیار گران باشد: به عنوان مثال، یک آپارتمان سیل زده یا یک آپارتمان سوخته. پمپ خروجی با استفاده از سنسورهای سطح آب شناور به راحتی می توان از این امر جلوگیری کرد. اینها دستگاه هایی هستند که از نظر طراحی و اصل کار ساده و مقرون به صرفه هستند.

در خانه، حسگرهایی از این نوع می توانند فرآیندهایی مانند:

• کنترل سطح مایع در مخزن تامین؛
• پمپاژ آب زیرزمینی از انبار؛
• خاموش شدن پمپ زمانی که سطح چاه به زیر سطح مجاز می رسد و برخی دیگر.

اصل عملکرد سنسور شناور

جسمی در مایعی قرار می گیرد که در آن فرو نمی رود. این می تواند یک تکه چوب یا فوم باشد، کره توخالی مهر و موم شده ساخته شده از پلاستیکیا فلز و خیلی چیزهای دیگر. هنگامی که سطح مایع تغییر می کند، این جسم همراه با آن بالا یا پایین می رود. اگر شناور به محرک متصل باشد، به عنوان سنسور سطح آب در مخزن عمل می کند.

طبقه بندی تجهیزات

سنسورهای شناور می توانند به طور مستقل سطح مایع را کنترل کنند یا سیگنالی را به مدار کنترل ارسال کنند. بر اساس این اصل، آنها را می توان به دو گروه بزرگ تقسیم کرد: مکانیکی و الکتریکی.

دستگاه های مکانیکی

انواع مکانیکی شامل طیف گسترده ای از شیرهای شناور برای سطح آب در مخزن است. اصل عملکرد آنها این است که شناور به اهرم متصل است، هنگامی که سطح مایع تغییر می کند، شناور به سمت بالا حرکت می کند یا پایین این اهرم، و او به نوبه خود بر روی دریچه عمل می کند که منبع آب را خاموش می کند (باز می کند). این شیرها را می توان در مخزن توالت یافت. آنها برای استفاده در جایی که نیاز به اضافه کردن مداوم آب از سیستم تامین آب مرکزی دارید بسیار راحت هستند.

سنسورهای مکانیکی چندین مزیت دارند:

• سادگی طراحی؛
• فشردگی؛
• امنیت؛
• استقلال - به هیچ منبع برق نیاز ندارید.
• قابلیت اطمینان؛
• ارزانی؛
• سهولت نصب و پیکربندی

اما این سنسورها یک اشکال قابل توجه دارند: آنها می توانند فقط یک سطح (بالا) را که به محل نصب بستگی دارد کنترل کنند و در صورت امکان آن را در محدوده های بسیار کوچک تنظیم کنند. در فروش، چنین شیر می تواندبه نام "شیر شناور برای مخازن".

سنسورهای الکتریکی

یک سنسور الکتریکی سطح مایع (شناور) با یک سنسور مکانیکی تفاوت دارد زیرا خود آب را مسدود نمی کند. شناور هنگام تغییر مقدار مایع حرکت می کند، روی کنتاکت های الکتریکی موجود در مدار کنترل عمل می کند. بر اساس این سیگنال ها، سیستم کنترل خودکار در مورد نیاز به اقدامات خاص تصمیم می گیرد. در ساده ترین حالت، چنین سنسوری دارای یک شناور است. این شناور روی کنتاکتی که پمپ از طریق آن روشن می شود، عمل می کند.

سوئیچ های رید اغلب به عنوان کنتاکت استفاده می شوند. سوئیچ نی یک لامپ شیشه ای مهر و موم شده با تماس های داخل است. سوئیچینگ این کنتاکت ها تحت تاثیر میدان مغناطیسی اتفاق می افتد. سوئیچ های نی مینیاتوری هستند و به راحتی می توان آنها را در داخل یک لوله نازک ساخته شده از مواد غیر مغناطیسی (پلاستیک، آلومینیوم) قرار داد. یک شناور با آهنربا تحت تأثیر مایع آزادانه از طریق لوله حرکت می کند، هنگامی که نزدیک می شود، تماس ها فعال می شوند. کل این سیستم به صورت عمودی در مخزن نصب می شود... با تغییر موقعیت سوئیچ نی در داخل لوله، می توانید لحظه شروع اتوماسیون را تنظیم کنید.

اگر نیاز به نظارت بر سطح بالایی در مخزن دارید، سنسور در بالا نصب می شود. به محض اینکه سطح به زیر مجموعه رسید، کنتاکت بسته می شود، پمپ روشن می شود. آب شروع به اضافه شدن می کند و زمانی که سطح آب به حد بالایی رسید، شناور به حالت اولیه خود باز می گردد و پمپ خاموش می شود. با این حال، در عمل، چنین طرحی نمی تواند اعمال شود. واقعیت این است که سنسور با کوچکترین تغییر در سطح فعال می شود، پس از آن پمپ روشن می شود، سطح بالا می رود و پمپ خاموش می شود. اگر مصرف آب از مخزن کمتر باشدنسبت به منبع تغذیه، وضعیتی ایجاد می شود که پمپ به طور مداوم روشن و خاموش می شود، در حالی که به سرعت بیش از حد گرم می شود و از کار می افتد.

بنابراین، سنسورهای سطح آببرای کنترل کار پمپ متفاوت است. ظرف حداقل دو تماس دارد. یکی مسئول سطح بالایی است، او پمپ را خاموش می کند. دوم موقعیت سطح پایین تر را تعیین می کند که با رسیدن به آن پمپ روشن می شود. بنابراین، تعداد شروع به طور قابل توجهی کاهش می یابد، که عملکرد قابل اعتماد کل سیستم را تضمین می کند. اگر اختلاف سطح کم است، استفاده از یک لوله با دو سوئیچ نی در داخل و یک شناور که آنها را جابجا می کند راحت است. اگر اختلاف بیش از یک متر باشد، از دو سنسور مجزا در ارتفاعات مورد نیاز نصب می شود.

با وجود طراحی پیچیده تر و نیاز به مدار کنترل، حسگرهای شناور الکتریکی امکان خودکارسازی کامل فرآیند کنترل سطح مایع را فراهم می کنند.

اگر لامپ ها را از طریق چنین سنسورهایی وصل کنید، سپس می توان از آنها برای بررسی چشمی مقدار مایع موجود در مخزن استفاده کرد.

سوئیچ شناور خانگی

اگر زمان و تمایل دارید، ساده‌ترین سنسور سطح آب شناور را می‌توان با دست ساخت و هزینه‌های آن حداقل خواهد بود.

سیستم مکانیکی

به منظور سهولت هر چه بیشتردر طراحی، از شیر توپی (شیر) به عنوان وسیله قفل استفاده خواهیم کرد. کوچکترین شیرها (نیم اینچ یا کمتر) به خوبی کار خواهند کرد. چنین شیر آب دارای دسته ای است که با آن بسته می شود. برای تبدیل آن به حسگر، لازم است این دسته را با یک نوار فلزی بلند کنید. نوار از طریق سوراخ هایی که در آن با پیچ های مربوطه در آن سوراخ شده است به دسته متصل می شود. سطح مقطع این اهرم باید حداقل باشد، اما در عین حال نباید تحت تأثیر شناور خم شود. طول آن حدود 50 سانتی متر است که شناور به انتهای این بازو متصل است.

به عنوان یک شناور می توانید از یک بطری پلاستیکی 2 لیتری استفاده کنیداز نوشابه بطری تا نیمه با آب پر شده است.

شما می توانید عملکرد سیستم را بدون نصب آن در مخزن بررسی کنید. برای انجام این کار، شیر را به صورت عمودی قرار دهید و اهرم را با شناور در حالت افقی قرار دهید. اگر همه چیز به درستی انجام شود، پس تحت تأثیر جرم آب در بطری ها، اهرم شروع به حرکت به سمت پایین می کند و حالت عمودی به خود می گیرد، همراه با آن، دسته سوپاپ نیز می چرخد. حالا دستگاه را در آب فرو کنید. بطری باید بالا بیاید و دستگیره سوپاپ را بچرخاند.

از آنجایی که دریچه ها از نظر اندازه و نیروی مورد نیاز برای تعویض آنها متفاوت است، ممکن است لازم باشد سیستم را تنظیم کنید. اگر شناور نمی تواند شیر را بچرخاند، می توانید آن را افزایش دهید طول بازو یا یک بطری بزرگتر بردارید.

ما سنسور را در ظرف در سطح مورد نیاز در حالت افقی نصب می کنیم، در حالی که در حالت عمودی شناور، شیر باید باز باشد و در حالت افقی باید بسته شود.

سنسور نوع برقی

برای ساخت خود سنسوراز این نوع، علاوه بر ابزار معمول، به موارد زیر نیاز خواهید داشت:

ترتیب ساخت به شرح زیر است:

هنگامی که سطح مایع تغییر می کند، شناور همراه با آن حرکت می کند که بر روی یک تماس الکتریکی برای کنترل سطح آب در مخزن عمل می کند. مدار کنترل با چنین سنسوری می تواند مطابق شکل باشد. نقاط 1، 2، 3 نقاط اتصال سیم هستند که از سنسور ما می آیند. نقطه 2 یک نقطه مشترک است.

اصل عملکرد یک دستگاه خانگی را در نظر بگیرید. بیایید بگوییم در لحظه روشن شدن مخزنخالی، شناور در موقعیت سطح پایین (LO) قرار دارد، این کنتاکت بسته می شود و برق رله (P) را تامین می کند.

رله کنتاکت های P1 و P2 را می گیرد و می بندد. P1 یک کنتاکت خود قفل است. این مورد نیاز است تا رله خاموش نشود (پمپ به کار خود ادامه می دهد) هنگامی که آب شروع به رسیدن می کند و تماس OU باز می شود. کنتاکت P2 پمپ (H) را به منبع تغذیه متصل می کند.

هنگامی که سطح به مقدار بالا افزایش می یابد، سوئیچ نی کار می کند و کنتاکت VU خود را باز می کند. رله قطع می شود، کنتاکت های P1 و P2 خود را باز می کند و پمپ خاموش می شود.

با کاهش مقدار آب در مخزن، شناور شروع به پایین آمدن می کند، اما تا زمانی که به موقعیت پایینی نرسد و کنتاکت OU را نبندد، پمپ روشن نمی شود. هنگامی که این اتفاق می افتد، چرخه خود را تکرار می کند.

سوئیچ شناور کنترل سطح آب به این صورت است.

در طول عملیات، لازم است که به طور دوره ای لوله را تمیز کنید و از آلودگی شناور شوید. سوئیچ های رید می توانند مقدار زیادی سوئیچینگ را تحمل کنند، بنابراین چنین سنسوری برای سال های زیادی کار خواهد کرد.

در صنعت و زندگی روزمره، نیاز دائمی به کنترل سطح مایعات در ظروف وجود دارد. دستگاه های اندازه گیری به دو دسته تماسی و غیر تماسی تقسیم بندی می شوند. برای هر دو گزینه، سنسور سطح آب در ارتفاع مشخصی از مخزن قرار دارد و با علامت دادن یا فرمان تغییر حالت تغذیه آن، راه اندازی می شود.

دستگاه های تماس بر اساس شناورهایی کار می کنند که وقتی مایع به علامت های مشخص شده می رسد مدارها را تغییر می دهند.

روش های بدون تماس به مغناطیسی، خازنی، اولتراسونیک، نوری و غیره تقسیم می شوند. دستگاه ها فاقد قطعات متحرک هستند. آنها در محیط های مایع یا حجیم کنترل شده غوطه ور می شوند یا به دیواره های مخزن ثابت می شوند.

سنسورهای شناور

دستگاه های مطمئن و ارزان قیمت برای کنترل سطح مایعات با استفاده از شناورها رایج ترین هستند. از نظر ساختاری، ممکن است متفاوت باشند. بیایید انواع آنها را در نظر بگیریم.

آرایش عمودی

اغلب از سنسور سطح آب شناور با ساقه عمودی استفاده می شود. یک آهنربای گرد در داخل آن قرار دارد. ساقه یک لوله پلاستیکی توخالی با کلیدهای نی است که در داخل آن قرار دارد.

یک شناور با آهنربای ثابت همیشه روی سطح مایع قرار دارد. با نزدیک شدن به سوئیچ نی، میدان آهنربا کنتاکت های آن را فعال می کند، که سیگنالی است که ظرف تا یک حجم مشخص پر شده است. هنگامی که جفت های تماس به صورت سری از طریق مقاومت ها متصل می شوند، می توانید به طور مداوم سطح آب را با مقاومت کل مدار کنترل کنید. سیگنال استاندارد از 4 به 20 میلی آمپر تغییر می کند. سنسور سطح آب اغلب در قسمت بالایی مخزن در منطقه ای تا طول 3 متر قرار دارد.

نمودارهای سیم کشی با سوئیچ های نی ممکن است به دلیل شباهت خارجی قسمت مکانیکی متفاوت باشد. سنسورها در یک، دو یا چند سطح قرار دارند و سیگنالی در مورد میزان پر بودن مخزن می دهند. آنها همچنین می توانند خطی باشند و سیگنال را به طور مداوم ارسال کنند.

چیدمان افقی

اگر سنسور از بالا قابل نصب نباشد، به صورت افقی به دیواره مخزن ثابت می شود. یک آهنربا با یک شناور روی یک اهرم با یک لولا نصب می شود و یک سوئیچ نی در محفظه قرار می گیرد. هنگامی که مایع به موقعیت بالایی بالا می رود، آهنربا به کنتاکت ها نزدیک می شود و سنسور فعال می شود و نشان می دهد که به موقعیت حد رسیده است.

در صورت افزایش آلودگی یا انجماد مایع، از سنسور سطح آب شناور قابل اعتمادتر با کابل انعطاف پذیر استفاده می شود. این شامل یک ظرف مهر و موم شده کوچک است که در عمق با یک توپ فلزی با یک سوئیچ نی یا یک سوئیچ ضامن در داخل قرار داده شده است. هنگامی که سطح آب با موقعیت سنسور منطبق می شود، مخزن برمی گردد و تماس فعال می شود.

برخی از دقیق ترین و قابل اعتمادترین حسگرهای شناور مغناطیسی هستند. آنها حاوی یک شناور با آهنربا هستند که روی یک میله فلزی می لغزند. اصل کار تغییر مدت زمان عبور پالس اولتراسونیک از طریق میله است. عدم وجود کنتاکت های الکتریکی به طور قابل توجهی دقت عملیات را هنگامی که رابط به موقعیت مشخص شده می رسد افزایش می دهد.

سنسورهای خازنی

دستگاه غیر تماسی به تفاوت بین ثابت دی الکتریک مواد مختلف پاسخ می دهد. سنسور سطح آب در مخزن خارج از دیواره جانبی مخزن نصب می شود. در این مکان باید یک درج از شیشه یا فلوئوروپلاستیک وجود داشته باشد تا از طریق آن بتوان رابط بین رسانه ها را تشخیص داد. فاصله ای که عنصر حساس تغییرات در محیط کنترل شده را تشخیص می دهد 25 میلی متر است.

طراحی مهر و موم شده سنسور خازنی امکان قرار دادن آن را در یک محیط کنترل شده، به عنوان مثال، در یک خط لوله یا در درب مخزن می دهد. با این حال، ممکن است تحت فشار باشد. بنابراین، حضور مایع در راکتور بسته در طول اجرای فرآیند تکنولوژیکی حفظ می شود.

سنسورهای الکترود

یک سنسور سطح آب با الکترودهای قرار داده شده در مایع به تغییرات رسانایی بین آنها واکنش نشان می دهد. برای انجام این کار، آنها را با گیره محکم می کنند و در سطوح فوق العاده بالا و پایین قرار می دهند. با یک جفت بلندتر، هادی دیگری نصب می شود، اما معمولاً به جای آن از بدنه مخزن فلزی استفاده می شود.

مدار سنسور سطح آب به سیستم کنترل موتور پمپ متصل است. با یک مخزن پر، تمام الکترودها در مایع غوطه ور می شوند و یک جریان کنترلی بین آنها جریان می یابد که سیگنالی برای خاموش شدن موتور پمپ آب است. همچنین جریان آب وجود ندارد، مگر اینکه با هادی بالایی که در معرض آن قرار گرفته است تماس داشته باشد. سیگنال روشن کردن پمپ کاهش سطح زیر الکترود بلند است.

مشکل همه سنسورها اکسید شدن کنتاکت ها در آب است. برای کاهش نفوذ آن، از فولاد ضد زنگ یا میله های گرافیتی استفاده می شود.

سنسور سطح آب DIY

سادگی دستگاه باعث می شود که خودتان آن را بسازید. این به یک شناور، یک اهرم و یک سوپاپ نیاز دارد. کل ساختار در بالای مخزن قرار دارد. یک شناور با یک اهرم به میله ای متصل است که پیستون را حرکت می دهد.

هنگامی که آب به سطح حد بالایی می رسد، شناور اهرم را حرکت می دهد که روی پیستون عمل می کند و جریان را از طریق لوله پایین می بندد.

با مصرف آب، شناور پایین می آید و پس از آن پیستون دوباره سوراخی را باز می کند که از طریق آن می توان مخزن را دوباره پر کرد.

با انتخاب و ساخت مناسب، سنسور سطح آب که با دست مونتاژ می شود، به طور قابل اعتماد در خانه کار می کند.

نتیجه

سنسور سطح آب در بخش خصوصی ضروری است. هنگام نظارت بر پر شدن مخزن در باغ، سطح چاه، چاه یا مخزن سپتیک، هیچ زمانی با او تلف نمی شود. یک دستگاه ساده بدون کمک مالک، پمپ آب را به موقع روشن یا خاموش می کند. فقط پیشگیری از آن را فراموش نکنید.

مایع ماده ای است که دارای خاصیت جاری شدن است و به شکل ظرفی که در آن قرار دارد به خود می گیرد.

سنسورهای سطح مایع برای نظارت بر سطح مایعات در مخازن یا خطوط لوله مورد نیاز است. از نظر عملکرد، سنسورهای سطح به سطح سنج و دستگاه های سیگنال تقسیم می شوند.

انتخاب تعاملی سنسور سطح مایع

برای به دست آوردن راه حل بهینه برای مشکل خود، پرسشنامه را پر کنید،
و متخصصین ما برای ارائه پاسخ آماده با شما تماس خواهند گرفت.

سنسورهای سطح مایع به دو دسته تقسیم می شوند: تماسی (تمام یا بخشی از سنسور در تماس با محیط اندازه گیری شده است) و غیر تماسی (اندازه گیری بدون تماس با محیط مایع انجام می شود). هر کدام از این انواع مزایا و معایبی دارند و در یک حوزه کاربرد دارند.

سنسورهای نوع تماسمعمولاً در فرآیندهایی استفاده می شود که دارای عواملی هستند که عملکرد تجهیزات را مختل می کنند.

این عوامل عبارتند از:

• دمای بیش از 90 درجه سانتیگراد؛
• فشار بیش از 3 بار

از جمله سنسورهای تماس عمدتاً برای اندازه گیری سطح مایعات کف کننده (شیر، آبجو، آب میوه، گاز، آب و غیره) استفاده می شود. به دلیل پراکندگی سیگنال و نتایج نادرست هنگام اندازه گیری به روش غیر تماسی، همچنین توصیه می شود سطح مایع را در مخازن باریک بلند با استفاده از دستگاه های تماسی کنترل کنید.

آنها در مواردی استفاده می شوند که برای جلوگیری از تأثیر مضر خواص فیزیکوشیمیایی مایع اندازه گیری شده ضروری است. فرآیند اندازه گیری و عملکرد سنسور را می توان تحت تأثیر موارد زیر قرار داد:

• مایعات چسبناک (شیر تغلیظ شده، مربا، محصولات روغنی، گلیسیرین و غیره)؛
• مایعات تهاجمی (قلیاها، اسیدها).

همه سنسورهای سطح مایع نه تنها از نظر عملکرد (میزان سنج سطح / دستگاه های سیگنالینگ)، نوع (تماسی / غیر تماسی)، بلکه از همه مهمتر در اصل عملکرد آنها نیز متفاوت هستند.

	سطح سنج ها	دستگاه های سیگنالینگ
مخاطب	خازنی	فرکانس خازنی / خازنی (RF)
	هیدرواستاتیک	هیدرواستاتیک
	میان بر	نوری
	مغناطیسی	ارتعاشی
	مغناطیسی	شناور مغناطیسی
	رفلکس مایکروویو	کابل شناور
	بیوکویه	رسانا
	اولتراسونیک	اولتراسونیک
	رادار مایکروویو
	رادیوایزوتوپ

شما می توانید شرح مفصلی از هر اصل کار، مزایا و معایب آنها را در صفحات وب سایت ما بیابید، در این مقاله ما بر روی تفاوت ها و کاربردهای کلیدی یک یا آن سنسور سطح مایع تمرکز خواهیم کرد.

سنسورهای سطح خازنی- این یک راه حل اقتصادی برای کنترل سطح است که در آن کف و چسبیدن محیط روی سنسور وجود ندارد و همچنین در مواردی که به دقت بالایی در اندازه گیری سطح نیاز نیست. معمولا برای اندازه گیری سطح مایع در مخازن کوچک استفاده می شود. برای مواد غذایی و محیط های خورنده، مدل هایی با پروب اندازه گیری با روکش پلاستیکی توصیه می شود. یک نقطه ضعف قابل توجه خطای زیاد هنگام اندازه گیری مایعات با ثابت دی الکتریک پایین (ε = 1.5 ... 3.0) و همچنین ناتوانی در کار با مایعات دی الکتریک است.

با این حال، سازندگان موفق به حل مشکل تشخیص مایعات با ثابت دی الکتریک پایین و مشکل تعیین رابط بین رسانه ها با مقادیر نزدیک از ثابت دی الکتریک شدند. دستگاه سیگنال دهی با فرکانس خازنی، برخلاف دستگاه خازنی، به لطف فناوری RF و تنظیم دقیق، قادر است مایعات با رسانای ضعیف را تشخیص دهد و در عین حال به فوم واکنش نشان ندهد.

گیج ها و سیگنال های سطح هیدرواستاتیکدقت اندازه گیری بالاتری در مقایسه با خازنی ها و همان هزینه کم دارند. بنابراین از نظر نسبت قیمت به کیفیت بهترین انتخاب هستند. مقدار سطح با اندازه گیری فشار ستون مایع محاسبه می شود، بنابراین از سنسورهای هیدرواستاتیک در مخازن باز یا بسته استفاده می شود، اما در آنها فشار هوا مطابق با اتمسفر است، در غیر این صورت سطح سنج نتایج نادرستی خواهد داد. چگالی مایع نیز بر تعیین سطح تأثیر می گذارد؛ برای استفاده از سطح سنج های هیدرواستاتیک، باید مطمئن بود که مقدار آن در کل زمان اندازه گیری ثابت می ماند. بنابراین استفاده از روش تعیین سطح هیدرواستاتیک برای مایعات با چگالی متغیر (تولید رادیوشیمیایی، فرآورده های نفتی با تغییرات دما) توصیه نمی شود. آنها برای کنترل سطح آب تمیز و فاضلاب، مواد غذایی مایع یا مواد شیمیایی استفاده می شوند، به کف واکنش نشان نمی دهند. آنها عملا راه حلی غیر قابل انکار برای اندازه گیری سطح مایع در چاه ها هستند.

کار کنید سطح سنج های دور زدنبر اساس اصل کشتی های ارتباطی است که فرآیند اندازه گیری را بسیار واضح و قابل درک می کند. چنین سطح سنج هایی در مخازن کوچک تحت فشار با دمای محیط کار تا +250 درجه سانتیگراد استفاده می شود. آنها را می توان همراه با گیج های سطح مغناطیسی استفاده کرد که به آنها اجازه می دهد تا در سیستم کنترل خودکار ادغام شوند. فرستنده های سطح بای پس نباید با مایعات چسبناک یا مایعاتی که ویسکوزیته آنها با کاهش دما افزایش می یابد، استفاده شود، زیرا دمای مایع در محفظه بای پس به دلیل وجود پل های حرارتی در اتصالات اتصال کمتر از مخزن است که با آن ارتباط برقرار می کند.

مغناطیسیو سطح سنج های مغناطیسیاز نوع شناور هستند، به این معنی که شناور روی سطح مایع قرار می گیرد و سطح آن نسبت به موقعیت این شناور اندازه گیری می شود. چنین سطح سنج هایی دقیق تر هستند، به خصوص آنهایی که مغناطیس گیر هستند. استفاده از آنها در حسابداری تجاری محصولات نفتی سبک، مواد شیمیایی و سایر مایعات گران قیمت توصیه می شود. سوئیچ های شناور برای اندازه گیری سطح مایعات کف کننده مناسب هستند اما برای مایعات چسبناک مناسب نیستند.

گیج های سطح رفلکس مایکروویواز نظر ساختاری از یک واحد الکترونیکی و یک موجبر تشکیل شده است. طول موجبر باید با ارتفاع مخزن مطابقت داشته باشد که استفاده از حسگرها را در مخازن بلند محدود می کند. همه سنسورها با طراحی مشابه (خازنی، مغناطیسی، مغناطیسی) با چنین فاجعه ای روبرو هستند. با این حال، اصل عملکرد و طراحی سنسور انعکاسی آن را بسیار دقیق و مناسب برای استفاده در محیط های سخت (دما و فشار بالا) و همچنین مایعات کف کننده و چسبنده می کند. این نوع سطح سنج را می توان همه کاره ترین نامید که برای استفاده تقریباً با هر مایعی مناسب است، صرف نظر از فشار هوای بالای سطح مایع یا ثابت دی الکتریک محیط.

گیج های سطح جابجایی- اینها سنسورهایی برای شرایط سخت هستند که در آنها، از جمله موارد دیگر، دقت اندازه گیری بالایی لازم است. اصل کار ترانسمیترهای سطح جابجایی مشابه عملکرد سنسورهای شناور و بر اساس استفاده از قانون ارشمیدس است. برخی از مدل‌ها می‌توانند نتایج اندازه‌گیری بی‌نظیری را در دماهای 196- تا 500+ درجه سانتی‌گراد و فشار متوسط ​​تا 414 اتمسفر ارائه دهند. این به هزینه بالایی اضافه می کند. به طور معمول در تاسیسات ذخیره سازی نفت و در صنایع شیمیایی استفاده می شود.

این یک دستگاه جهانی برای اندازه گیری سطح مداوم مایعات است. تمام مزایای روش اندازه گیری بدون تماس را دارد و با دقت بسیار بالا مشخص می شود. می توان آن را با تمام رسانه های مایع استفاده کرد، به جز در برخی موارد ممکن است کف شود. یک بالشتک گاز در بالای سطح مایع می تواند با سطح سنج رادار پالس تداخل ایجاد کند، در این صورت باید از سطح سنج های راداری FMCW استفاده شود. بهترین کاربرد برای این سنسورها در مخازن با تغییرات آهسته در سطح مایع است که دقت اندازه گیری بالا مهم است. ضرر می تواند هزینه بالای آنها باشد.

سنسورهای سطح اولتراسونیکنوع دیگری از سنسورهای غیر تماسی. به طور کلی، این سنسورهای اولتراسونیک هستند که اغلب برای نظارت غیر تماسی سطح مایعات استفاده می شوند. از این گذشته ، دقت اندازه گیری بسیار بالا مانند سنسورهای رادار همیشه مهم نیست و هزینه چنین دستگاه هایی چندین برابر کمتر است. محدودیت در استفاده با کف کردن مایعات و ظروف که در آن یک بالشتک گاز تشکیل شده است (ظروف حاوی اسید نیتریک) اعمال می شود، در واقع، مانند گیج های سطح رادار پالس.

سوئیچ های سطح نوری برای مایعاتسنسورهای مینیاتوری هستند که برای کنترل سطح در ظروف کوچک و مخازن تحت ارتعاش طراحی شده اند.

آلارم های لرزشیا همانطور که آنها نیز نامیده می شوند "چنگال ویبره"سقوط به ظرف در سطوح مورد نیاز. عنصر حسگر به طور مداوم می لرزد، که به حسگر اجازه می دهد تا با مایعات چسبناک و کف کننده بدون ترس از آلارم کاذب استفاده شود. چنین سنسورهایی نسبت به سایر آلارم ها دقت و هزینه متوسطی دارند.

سوئیچ های شناورساده ترین و مقرون به صرفه ترین دستگاه ها برای نظارت بر سطح مایع و فاضلاب و همچنین رسانه های مایع خفیف تهاجمی. سوئیچ های شناور به دو نوع تقسیم می شوند - سوئیچ های شناور کابلی و سوئیچ های شناور مغناطیسی. تفاوت در این واقعیت است که کابل های کابل دارای طول کابل مشخصی هستند و از طریق بالای مخزن در مایع غوطه ور می شوند، در حالی که کابل های مغناطیسی در سطح مورد نیاز به دیواره جانبی مخزن بریده می شوند. برای رسانه های تهاجمی، شناور و کابل از پلاستیک های مختلف ساخته شده اند. به عنوان یک قاعده، از آنها برای روشن / خاموش کردن پمپ ها استفاده می شود. آنها با قیمت پایین و دقت کم متمایز می شوند.