Ο αισθητήρας στάθμης νερού στις συνθήκες της σύγχρονης τεχνολογίας εκτελεί τη λειτουργία μιας από τις ανθρώπινες αισθήσεις. Η σωστή λειτουργία ολόκληρου του μηχανισμού εξαρτάται από το πόσο σωστά είναι δυνατή η διαχείριση και ο έλεγχος της κατάστασης της ροής του νερού. Είναι δύσκολο να υπερεκτιμηθεί η σημασία της αξιοπιστίας της συσκευής αισθητήρα, μόνο και μόνο επειδή η συσκευή που ελέγχει το νερό, κατά κανόνα, γίνεται ο πολύ "στενός" κρίκος στη σύγχρονη τεχνολογία.

Σχεδιασμός και αρχή λειτουργίας

Ανεξάρτητα από την αρχή λειτουργίας της συσκευής, εάν λειτουργεί μόνο στη λειτουργία σηματοδότησης ή εκτελεί ταυτόχρονα τις λειτουργίες ενός φύλακα, αυτόματης μηχανής ή μηχανισμού ελέγχου, ο σχεδιασμός της συσκευής αποτελείται πάντα από τρία κύρια στοιχεία:

• Ένα αισθητήριο στοιχείο ικανό να ανταποκρίνεται στα χαρακτηριστικά της ροής του νερού. Για παράδειγμα, η πραγματική παρουσία νερού, το ύψος της στήλης ή το επίπεδο στη δεξαμενή, το γεγονός της κίνησης της ροής του νερού σε έναν σωλήνα ή γραμμή.
• Ένα στοιχείο έρματος που εξισορροπεί το τμήμα του αισθητήρα του αισθητήρα. Χωρίς το έρμα, ο ευαίσθητος αισθητήρας θα ενεργοποιούνταν από το παραμικρό τράνταγμα ή την περιστασιακή πτώση νερού.
• Εξάρτημα μετάδοσης ή ενεργοποίησης που μετατρέπει το σήμα του αισθητήρα που είναι τοποθετημένος στον αισθητήρα νερού σε ένα συγκεκριμένο σήμα ή δράση.

Περίπου το 90% όλης της τεχνολογίας νερού, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, συνδέεται με ηλεκτρικούς ενεργοποιητές - αντλίες, βαλβίδες, θερμάστρες και ηλεκτρονικά μηχανήματα ελέγχου. Είναι σαφές ότι μια τέτοια συσκευή που λειτουργεί με ροές νερού πρέπει πρώτα να είναι ασφαλής.

Από όλους συστήματα σηματοδότησηςένας αισθητήρας που παρακολουθεί την κατάσταση του νερού θεωρείται ο απλούστερος και πιο προσιτός για εγκατάσταση και επισκευή. Σε αντίθεση με τους αισθητήρες και τις συσκευές που λειτουργούν με μετρήσεις θερμοκρασίας, πίεσης ή ροής, ο αισθητήρας νερού είναι πολύ εύκολος να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας τις απλούστερες συσκευές ή, σε ακραίες περιπτώσεις, να δείτε τη στάθμη ή την αντλούμενη ροή με τα μάτια σας.

Τύποι αισθητήρων στάθμης

Μία από τις προϋποθέσεις επιτυχημένη δουλειάΟ αισθητήρας είναι η υψηλή ευαισθησία του αισθητήρα, όσο υψηλότερη τόσο καλύτερα, τόσο πιο ακριβής είναι η ανάγνωση της παραμέτρου του ελεγχόμενου νερού. Ως εκ τούτου, ως τιμή που μετράται από τον αισθητήρα, προσπαθούν να επιλέξουν αυτή που αλλάζει περισσότερο κατά τη διάρκεια της μέτρησης.

Σήμερα, υπάρχουν περίπου δύο δωδεκάδες διαφορετικές μέθοδοι και μέθοδοι για τη μέτρηση των μηχανικών χαρακτηριστικών του νερού, αλλά όλες χρησιμοποιούνται για τη λήψη πληροφοριών:

• Το ύψος της στήλης νερού στο δοχείο ή τη δεξαμενή.
• Η ταχύτητα της ροής ή της ροής του νερού.
• Το γεγονός της παρουσίας ή απουσίας νερού σε κλειστό δοχείο, δεξαμενή, σωλήνα ή εναλλάκτη θερμότητας.

Φυσικά, οι βιομηχανικοί αισθητήρες μπορεί να είναι αρκετά περίπλοκοι δομικά, αλλά οι αρχές λειτουργίας που χρησιμοποιούνται σε αυτούς είναι οι ίδιες με αυτές του οικιακού εξοπλισμού, του κήπου ή του αυτοκινήτου.

Αισθητήρας υπερχείλισης τύπου πλωτήρα

Ο απλούστερος τρόπος μέτρησης της στάθμης του νερού είναι με έναν απλό μηχανικό σχεδιασμό, που αποτελείται από έναν στεγανοποιημένο πλωτήρα, έναν βραχίονα ή έναν βραχίονα και μια βαλβίδα αντεπιστροφής. Στην περίπτωση αυτή, ο πλωτήρας είναι ο αισθητήρας, το ελατήριο και η στάθμιση του πλωτήρα θεωρούνται το έρμα και η ίδια η βαλβίδα λειτουργεί ως ενεργοποιητής.

Σε όλα τα συστήματα πλωτήρα, ο αισθητήρας ή ο πλωτήρας ρυθμίζεται σε ένα συγκεκριμένο ύψος απόκρισης. Το νερό που έχει ανέβει στη δεξαμενή στο επίπεδο ελέγχου ανυψώνει τον πλωτήρα και ανοίγει τη βαλβίδα.

Το σύστημα πλωτήρα μπορεί να εξοπλιστεί με ηλεκτρικό ενεργοποιητή. Για παράδειγμα, ένα ένθετο μαγνήτη είναι εγκατεστημένο μέσα στον αισθητήρα πλωτήρα, όταν το νερό ανεβαίνει στο επίπεδο εργασίας, το μαγνητικό πεδίο αναγκάζει τον διακόπτη κενού καλαμιού να κλείσει τις επαφές και έτσι να ενεργοποιήσει ή να απενεργοποιήσει το ηλεκτρικό κύκλωμα.

Ο αισθητήρας πλωτήρα μπορεί επίσης να εφαρμοστεί σε ελεύθερο κύκλωμα, όπως, για παράδειγμα, σε υποβρύχιες αντλίες. Σε αυτή την περίπτωση, ο διακόπτης καλαμιού κλείνει όχι υπό την επίδραση του μαγνητικού πεδίου της επένδυσης, αλλά μόνο λόγω της διαφοράς πίεσης μέσα στο περίβλημα της αντλίας και στο επίπεδο του πλωτήρα. Σήμερα, ένας μαγνητικός αισθητήρας πλωτήρα με ηλεκτρικό ενεργοποιητή θεωρείται μια από τις ασφαλέστερες και πιο αξιόπιστες επιλογές για την παρακολούθηση της στάθμης του υγρού.

Αισθητήρας υπερήχων

Ο σχεδιασμός του αισθητήρα νερού προβλέπει την παρουσία δύο συσκευών - μιας πηγής υπερήχων και ενός δέκτη σήματος. Το ηχητικό κύμα κατευθύνεται στην επιφάνεια του νερού, ανακλάται και επιστρέφει στον δέκτη.

Με την πρώτη ματιά, η ιδέα της χρήσης υπερήχων για την κατασκευή ενός αισθητήρα για τον έλεγχο του επιπέδου ή της ταχύτητας της κίνησης του νερού δεν φαίνεται πολύ επιτυχημένη. Το υπερηχητικό κύμα μπορεί να ανακλαστεί από τα τοιχώματα της δεξαμενής, να διαθλαστεί και να παρεμποδίσει τη λειτουργία του αισθητήρα λήψης και επιπλέον, απαιτείται εξελιγμένος ηλεκτρονικός εξοπλισμός.

Στην πραγματικότητα, ένας αισθητήρας υπερήχων για τη μέτρηση της στάθμης του νερού ή οποιουδήποτε άλλου υγρού τοποθετείται σε ένα κουτί λίγο περισσότερο από ένα πακέτο τσιγάρα, ενώ η χρήση υπερήχων ως αισθητήρα παρέχει ορισμένα πλεονεκτήματα:

• Η δυνατότητα μέτρησης της στάθμης, ακόμη και της ταχύτητας του νερού σε οποιαδήποτε θερμοκρασία, σε συνθήκες δόνησης ή κίνησης.
• Ο αισθητήρας υπερήχων μπορεί να μετρήσει την απόσταση από τον αισθητήρα στην επιφάνεια του νερού ακόμη και σε συνθήκες έντονης ρύπανσης με μεταβλητά επίπεδα υγρών.

Επιπλέον, ο αισθητήρας μπορεί να μετρήσει τη στάθμη του νερού που βρίσκεται σε σημαντικό βάθος, ενώ η ακρίβεια μέτρησης είναι 1-2 cm για κάθε 10 m ύψους.

Αρχή ελέγχου νερού ηλεκτροδίων

Το γεγονός ότι το νερό είναι ηλεκτρικά αγώγιμο έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για την κατασκευή αισθητήρων επαφής στάθμης υγρού. Δομικά, το σύστημα αποτελείται από πολλά ηλεκτρόδια εγκατεστημένα σε ένα δοχείο σε διαφορετικά ύψη και συνδεδεμένα σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα.

Καθώς το δοχείο γεμίζει με νερό, το υγρό κλείνει ένα ζεύγος επαφών σε σειρά, το οποίο ενεργοποιεί το κύκλωμα του ρελέ ελέγχου της αντλίας. Κατά κανόνα, ο αισθητήρας νερού έχει δύο ή τρία ηλεκτρόδια, επομένως η μέτρηση της ροής του νερού είναι πολύ διαφοροποιημένη. Ο αισθητήρας σηματοδοτεί μόνο όταν επιτευχθεί η ελάχιστη στάθμη και ξεκινά ο κινητήρας της αντλίας ή όταν η δεξαμενή γεμίσει πλήρως και την σβήσει, επομένως τέτοια συστήματα χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των δεξαμενών αποθεματικού νερού ή άρδευσης.

Αισθητήρας νερού χωρητικού τύπου

Ο χωρητικός ή χωρητικός τύπος αισθητήρα χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της στάθμης του νερού σε στενές και βαθιές δεξαμενές, μπορεί να είναι πηγάδι ή πηγάδι. Με τη χρήση χωρητικός αισθητήραςείναι δυνατό να προσδιοριστεί το ύψος της στήλης νερού στο πηγάδι με ακρίβεια δέκα εκατοστών.

Ο σχεδιασμός του αισθητήρα αποτελείται από δύο ομοαξονικά ηλεκτρόδια, στην πραγματικότητα έναν σωλήνα και ένα εσωτερικό μεταλλικό ηλεκτρόδιο, βυθισμένα στην οπή του φρεατίου. Το νερό γεμίζει μέρος του εσωτερικού χώρου του συστήματος, αλλάζοντας έτσι τη χωρητικότητά του. Χρησιμοποιώντας το συνδεδεμένο ηλεκτρονικό κύκλωμα και το πηνίο ταλάντωσης χαλαζία, μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια η χωρητικότητα του αισθητήρα και η ποσότητα νερού στο φρεάτιο.

μετρητή ραντάρ

Ένας αισθητήρας κύματος ή ραντάρ χρησιμοποιείται για να λειτουργήσει στις πιο δύσκολες συνθήκες, για παράδειγμα, εάν χρειάζεται να μετρήσετε τη στάθμη ή τον όγκο του υγρού σε μια δεξαμενή, μια ανοιχτή δεξαμενή, ένα φρεάτιο με ασύμμετρο και ακανόνιστο σχήμα.

Η αρχή της λειτουργίας δεν διαφέρει από τη συσκευή υπερήχων και η χρήση ηλεκτρικού παλμού σας επιτρέπει να εκτελέσετε μια μέτρηση με μεγάλη ακρίβεια.

Επιλογή υδροστατικού αισθητήρα

Μία από τις παραλλαγές του υδροστατικού αισθητήρα φαίνεται στο διάγραμμα.

Προς ενημέρωσή σας! Ένας παρόμοιος αισθητήρας χρησιμοποιείται σε πλυντήριακαι λέβητες, όπου είναι πολύ σημαντικό να ελέγχεται το ύψος της στήλης νερού μέσα στη δεξαμενή.

Ο υδροστατικός αισθητήρας είναι ένα κουτί με ελαστική μεμβράνη με ελατήριο που χωρίζει το σώμα του αισθητήρα σε δύο διαμερίσματα. Ένα από τα τμήματα συνδέεται με έναν ισχυρό σωλήνα πολυαιθυλενίου με ένα εξάρτημα συγκολλημένο στο κάτω μέρος της δεξαμενής.

Η πίεση της στήλης νερού μεταδίδεται μέσω του σωλήνα στη μεμβράνη και προκαλεί το κλείσιμο των επαφών του ρελέ εκκίνησης, πιο συχνά χρησιμοποιείται ένα ζεύγος για την εκκίνηση του ενεργοποιητή - ένα μαγνητικό ένθετο και ένας διακόπτης καλαμιού.

Αισθητήρας πίεσης νερού

Η υδροστατική πίεση προσδιορίζεται όταν μια ροή ή ένας συγκεκριμένος όγκος νερού βρίσκεται σε ηρεμία. Τις περισσότερες φορές, ένας υδροστατικός αισθητήρας χρησιμοποιείται σε συσκευές θέρμανσης και θέρμανσης - λέβητες, λέβητες θέρμανσης.

Συσκευή αισθητήρα πίεσης νερού

Τέτοιες συσκευές λειτουργούν συχνότερα σε λειτουργία ενεργοποίησης:

• Στο υψηλή πίεση Ο αισθητήρας νερού κλείνει τις επαφές του ρελέ και επιτρέπει στην αντλία ή τη θέρμανση να λειτουργήσει.
• Σε χαμηλή πίεσηΑκόμη και η φυσική δυνατότητα ενεργοποίησης του ενεργοποιητή είναι μπλοκαρισμένη στον αισθητήρα, δηλαδή, κανένας κραδασμός ή προσωρινή αύξηση της πίεσης δεν θα κάνει τη συσκευή να λειτουργήσει.

Με έναν καλό αισθητήρα πίεσης νερού, ο αισθητήρας θα δώσει ένα σήμα για την εκκίνηση του κινητήρα μόνο εάν το φορτίο στη φυσούνα διατηρηθεί για περισσότερο από τρία δευτερόλεπτα.

Μια τυπική συσκευή ενός «έξυπνου» αισθητήρα φαίνεται στο διάγραμμα.

Το ευαίσθητο στοιχείο του συστήματος είναι ένα διάφραγμα συνδεδεμένο με τη φυσούνα, η κεντρική ράβδος μπορεί να ανεβοκατεβαίνει ανάλογα με την πίεση και έτσι να αλλάξει την χωρητικότητα του ενσωματωμένου πυκνωτή.

Σύνδεση του αισθητήρα πίεσης νερού

Ένα απλοποιημένο μοντέλο αισθητήρα χρησιμοποιείται σε οικιακά συστήματα "hydroaccumulator - αντλία γεωτρήσεων". Μέσα στο όργανο υπάρχει ένα κουτί με μια μεμβράνη συνδεδεμένη με έναν βραχίονα και δύο ελατήρια εξισορρόπησης.

Το σχέδιο βιδώνεται στο εξάρτημα εξόδου του συσσωρευτή. Με αύξηση της εσωτερικής πίεσης, η μεμβράνη ανεβαίνει και ανοίγει το κύριο ζεύγος επαφών έτσι ώστε το σύστημα να ανταποκρίνεται σωστά στην πίεση του νερού.

Αισθητήρας διαρροής νερού

Ήδη από το όνομα γίνεται σαφές ότι μιλάμε για μια συσκευή που ανιχνεύει την παρουσία διαρροής νερού από επικοινωνίες υδραυλικών εγκαταστάσεων. Η αρχή λειτουργίας της συσκευής μοιάζει με σύστημα ηλεκτροδίων. Μέσα στο πλαστικό κουτί τοποθετούνται ένα ή περισσότερα ζεύγη ηλεκτροδίων σε ειδική τσέπη. Σε περίπτωση ατυχήματος, το νερό που συσσωρεύεται στο πάτωμα ρέει στην τσέπη και κλείνει τις επαφές. Το ηλεκτρονικό κύκλωμα ενεργοποιείται και με το σήμα του αισθητήρα τίθενται σε λειτουργία σφαιρικές βαλβίδες με ηλεκτρική κίνηση.

Είναι σαφές ότι ο αισθητήρας, από μόνος του, είναι άχρηστο αν χρησιμοποιείται χωρίς σύστημα ελέγχου και αυτόματη διακοπή νερού εγκατεστημένη στην είσοδο του σπιτιού ή σε έναν από τους κλάδους της παροχής νερού.

Ένα παράδειγμα είναι ένα από τα πιο δημοφιλή συστήματα προστασίας - ο αισθητήρας διαρροής νερού Neptune. Το σύστημα περιλαμβάνει τρία κύρια μπλοκ:

• Ο ίδιος ο αισθητήρας διαρροής Neptune είναι σε ενσύρματη ή ασύρματη τροποποίηση, συνήθως τρεις ξεχωριστοί αισθητήρες περιλαμβάνονται στο κιτ.
• Σφαιρική βαλβίδα με ηλεκτροκίνηση, κατασκευής ιταλικής εταιρείας Bugatti, σε ποσότητα δύο τεμαχίων.
• Μονάδα ελέγχου «Neptun Base».

Το πιο πολύτιμο μέρος του κιτ είναι οι αυτόματες βρύσες, παράγονται για εγκατάσταση σε σπειρώματα σωλήνων μισής ίντσας και ίντσας. Η σχεδίαση αντέχει πίεση έως και 40 Atm. και η ιταλική ποιότητα της μετάδοσης εγγυάται τουλάχιστον 100 χιλιάδες κύκλους ανοίγματος και κλεισίματος.

Ο ίδιος ο αισθητήρας μοιάζει με δύο ορειχάλκινες πλάκες σε ένα κουτί, στο οποίο συνδέεται μια τάση χαμηλής τάσης με πολύ υψηλή αντίσταση εισόδου, όταν ο αισθητήρας είναι κλειστός, το ρεύμα περιορίζεται στα 50 mA. Ο ίδιος ο σχεδιασμός είναι κατασκευασμένος σύμφωνα με το πρωτόκολλο IP67, επομένως είναι απολύτως ασφαλές για τον άνθρωπο.

Εγκατάσταση ασύρματων αισθητήρων διαρροής νερού

Στο σύστημα Neptune, ο αισθητήρας μπορεί να αφαιρεθεί από τη μονάδα ελέγχου σε απόσταση μεγαλύτερη από 50 μ. Σε πιο προηγμένα ασύρματα συστήματα NEPTUN PROW +, χρησιμοποιούνται αισθητήρες διαρροής νερού που είναι εξοπλισμένοι με τη μονάδα WF αντί για ενσύρματο σύστημα.

Η μονάδα ελέγχου είναι εξοπλισμένη με ένα κανάλι που προστατεύεται από παρεμβολές και υγρασία, ένα σύστημα για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση σφαιρικών βαλβίδων. Πιστεύεται ότι καμία παρεμβολή ή τυχαία πτώση υγρασίας, συμπύκνωσης δεν επηρεάζει τη λειτουργία των αισθητήρων.

Τα κουτιά με αισθητήρα διαρροής τοποθετούνται σε απόσταση όχι μεγαλύτερη από 2 m από σωλήνες· οι αισθητήρες δεν μπορούν να θωρακιστούν με μεταλλικά υδραυλικά ή έπιπλα.

Ασύρματος αισθητήρας νερού

Ο σχεδιασμός ενός ασύρματου μετρητή είναι πιο περίπλοκος από μια συμβατική ενσύρματη έκδοση δύο ηλεκτροδίων. Στο εσωτερικό είναι εγκατεστημένος ένας ελεγκτής, ο οποίος συγκρίνει συνεχώς το ρεύμα που ρέει μεταξύ των ηλεκτροδίων με την τιμή αναφοράς που είναι αποθηκευμένη στη μνήμη. Σε αυτήν την περίπτωση, η τιμή αναφοράς ξηρού δαπέδου μπορεί να ρυθμιστεί σύμφωνα με τη δική σας επιλογή.

Μια πολύ βολική λύση, δεδομένου ότι το επίπεδο υγρασίας στο μπάνιο μπορεί να είναι πολύ υψηλό και η τακτική συμπύκνωση μπορεί να οδηγήσει σε ψευδείς συναγερμούς.

Μόλις ο ελεγκτής καθορίσει το επίπεδο που αντιστοιχεί στην πλημμύρα, η συσκευή ελέγχου νερού στέλνει ένα σήμα συναγερμού στη μονάδα βάσης. Τα πιο προηγμένα μοντέλα μπορούν να αντιγράψουν την εντολή με ένα μήνυμα SMS μέσω του καναλιού GSM.

Αισθητήρας ροής νερού

Σε πολλές περιπτώσεις, για σταθερή και απρόσκοπτη λειτουργία του εξοπλισμού, δεν αρκεί ένας αισθητήρας παρουσίας νερού· απαιτούνται πληροφορίες για το εάν η ροή κινείται μέσω του αγωγού, ποια είναι η ταχύτητα και η πίεσή της. Για τους σκοπούς αυτούς, χρησιμοποιούνται αισθητήρες ροής νερού.

Τύποι αισθητήρων ροής νερού

Στον οικιακό και στον απλούστερο βιομηχανικό εξοπλισμό, χρησιμοποιούνται τέσσερις κύριοι τύποι αισθητήρων ροής:

• Μανόμετρο;
• Τύπος αισθητήρα πετάλου;
• Σχέδιο μέτρησης λεπίδων;
• Σύστημα υπερήχων.

Ο παλαιότερος σχεδιασμός σωλήνα pitot χρησιμοποιείται μερικές φορές, αλλά απαιτεί τουλάχιστον μια καθαρή και στρωτή ροή νερού για να λειτουργεί αξιόπιστα. Οι τρεις πρώτοι αισθητήρες είναι μηχανικοί, επομένως συχνά υπόκεινται σε απόφραξη ή υδάτινη διάβρωση του αισθητηρίου στοιχείου. Ο τελευταίος τύπος αισθητήρα, ο υπερήχων, μπορεί να λειτουργήσει σχεδόν σε οποιεσδήποτε συνθήκες.

Η αρχή της λειτουργίας ενός μετρητή υπερήχων μπορεί να γίνει κατανοητή από το διάγραμμα. Μέσα στο σωλήνα υπάρχει ένας πομπός κυμάτων και ένας δέκτης. Ανάλογα με την ταχύτητα ροής, το ηχητικό κύμα μπορεί να αποκλίνει από την αρχική του κατεύθυνση, η οποία αποτελεί τη βάση για τη μέτρηση των χαρακτηριστικών ροής.

Συσκευή και αρχή λειτουργίας

Οι απλούστεροι αισθητήρες ροής πετάλων λειτουργούν με βάση την αρχή του κωπηλατικού κουπιού. Ένα πέταλο κρεμασμένο σε μια άρθρωση βυθίζεται στο ρεύμα. Όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα ροής, τόσο περισσότερο αποκλίνει ο λοβός του αισθητήρα.

Πιο ακριβείς αισθητήρες κουπιών χρησιμοποιούν πτερωτή ή φτερωτή από πολυαμίδιο ή κράμα αλουμινίου. Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατό να μετρηθεί η ταχύτητα ροής από τη συχνότητα περιστροφής του κινούμενου στοιχείου. Το μόνο μειονέκτημα είναι η αυξημένη αντίσταση που δημιουργούν τα πέταλα και οι λεπίδες στη ροή του νερού.

Ο αισθητήρας πίεσης λειτουργεί χρησιμοποιώντας δυναμική πίεση ροής. Υπό την πίεση του νερού, το κινητό στοιχείο με ένα μαγνητικό ένθετο πιέζεται προς τα πάνω, ελευθερώνοντας έτσι χώρο για την κίνηση του ρευστού. Ο διακόπτης καλαμιού που είναι εγκατεστημένος στην κεφαλή αντιδρά αμέσως στο μαγνητικό πεδίο του ενθέματος και κλείνει το κύκλωμα.

Περιοχή εφαρμογής

Οι αισθητήρες ροής νερού χρησιμοποιούνται αποκλειστικά σε συστήματα θέρμανσης και αυτοματισμούς εναλλάκτη θερμότητας μονού κυκλώματος. Τις περισσότερες φορές, η αστοχία του αισθητήρα ροής οδηγεί σε εξάντληση και σοβαρή ζημιά στα θερμά καλοριφέρ και τους θερμαντήρες.

Αισθητήρας στάθμης νερού DIY

Η απλούστερη έκδοση μιας συσκευής ικανής να σηματοδοτεί την πλήρωση μιας δεξαμενής ή οποιουδήποτε άλλου δοχείου με νερό φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα.

Δομικά, ο ανιχνευτής στάθμης αποτελείται από τρία μεταλλικά ηλεκτρόδια τοποθετημένα σε μια πλάκα από τεστολίτη. Το κύκλωμα, που συναρμολογείται σε ένα συμβατικό τρανζίστορ χαμηλής ισχύος, σας επιτρέπει να προσδιορίσετε τη μέγιστη επιτρεπόμενη άνω και κάτω στάθμη νερού στη δεξαμενή.

Ο σχεδιασμός είναι απολύτως ασφαλής στη χρήση και δεν απαιτεί ακριβά εξαρτήματα ή συσκευές ελέγχου.

συμπέρασμα

Οι αισθητήρες στάθμης νερού χρησιμοποιούνται ευρέως σε οικιακές συσκευές, επομένως, τις περισσότερες φορές για τις βοηθητικές ανάγκες εξοπλισμού γκαράζ ή κήπου, χρησιμοποιούνται έτοιμα σχέδια από παλιό εξοπλισμό, ανακαινίζονται και προσαρμόζονται στις νέες συνθήκες. Με σωστή σύνδεση, μια τέτοια συσκευή θα διαρκέσει πολύ περισσότερο από ένα οικιακό κύκλωμα.

Σε ένα από τα άρθρα που είδα μια παραλλαγή του συστήματος αυτόματης διατήρησης της στάθμης του νερού στη δεξαμενή αποθήκευσης που προτείνεται από έναν από τους κατοίκους του καλοκαιριούπου, για να είμαι ειλικρινής, με ανησύχησε. Αυτός ο σχεδιασμός έχει πολλά μειονεκτήματα: είναι δύσκολο να κατασκευαστεί, απαιτεί ένα ορισμένο επίπεδο δεξιοτήτων κατά την εργασία με ηλεκτρονικά εξαρτήματα και είναι αρκετά ακριβό - ένας μετασχηματιστής αξίζει κάτι.

Αλλά το κύριο μειονέκτημά του είναι το χαμηλό επίπεδο ηλεκτρικής ασφάλειας. Σε περίπτωση βλάβης της μόνωσης του μετασχηματιστή, η τάση δικτύου μέσω των ηλεκτροδίων του αισθητήρα θα εισέλθει στο νερό και θα μεταφερθεί στη δεξαμενή, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε ηλεκτροπληξία στους ανθρώπους.

Προτείνω από κάθε άποψη μια απλή και πολύ φθηνή έκδοση του συστήματος αυτόματης διατήρησης της στάθμης του νερού (βλ. Εικ. 1).

Αποτελείται μόνο από ένα ρελέ και δύο αισθητήρες. Ως πρώτο εξάρτημα, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε το ρελέ ενεργοποίησης/απενεργοποίησης K1 και ως δεύτερο εξάρτημα, το καλάμι διακόπτη G1 (αισθητήρας χαμηλής στάθμης νερού) και G2 (αισθητήρας υψηλής στάθμης νερού) που βρίσκονται σε έναν οδηγό για μόνιμο μαγνήτη κατακόρυφα εγκατεστημένο έξω από τη δεξαμενή.

Επιπλέον, ο αισθητήρας G1 θα πρέπει να βρίσκεται πάνω από το G2. Η απόσταση μεταξύ τους θα αντιστοιχεί στην επιτρεπόμενη διαφορά μεταξύ της ανώτερης και της κάτω στάθμης νερού στη δεξαμενή. Οι αισθητήρες ενεργοποιούνται από έναν μόνιμο μαγνήτη Q που συνδέεται με έναν πλωτήρα αφρού που βρίσκεται μέσα στη δεξαμενή στον οδηγό του. Αυτή η σύνδεση μπορεί να γίνει, για παράδειγμα, με μια πετονιά μέσω μιας τροχαλίας που είναι τοποθετημένη στο πάνω μέρος της δεξαμενής.

Ένα σκίτσο της συσκευής για την αυτόματη διατήρηση της στάθμης του νερού στη δεξαμενή αποθήκευσης φαίνεται στο Σχ. 2. Για πληροφορίες σχετικά με τη θέση ενεργοποίησης του κινητήρα της αντλίας, το κύκλωμα διαθέτει ένδειξη LED HL

Το σχήμα λειτουργεί ως εξής. Στην αρχική κατάσταση (δεν υπάρχει νερό στη δεξαμενή και η επαφή του διακόπτη καλαμιού G1 είναι κλειστή υπό την επίδραση του μαγνήτη), το ρελέ K1 πρέπει να ωθηθεί σε μια κατάσταση στην οποία η επαφή του K1.2L και οι επαφές K1 .3, Κ1.4 Κ1.5, Κ1 που συνδέονται παράλληλα θα είναι κλειστά .6, Κ1.7, Κ1.8 και Κ1.9. Ο κινητήρας της αντλίας M θα αρχίσει να λειτουργεί και η ένδειξη LED HL θα ανάψει για να το επιβεβαιώσει.

Όταν γεμίζετε τη δεξαμενή με νερό, ο πλωτήρας ανεβαίνει και ανοίγει η επαφή του αισθητήρα G1.

Όταν γεμίζετε τη δεξαμενή στο ανώτερο επίπεδο, ο μαγνήτης που κινείται προς τα κάτω στον οδηγό δρα στον αισθητήρα G2 και στη συνέχεια η επαφή του κλείνει. Το ρελέ K1 θα αλλάξει, οι επαφές του K1-2, K1.3, K1LK1.5, K1.6, K1.7, K1Li K1.9 θα ανοίξουν και η επαφή K1.1, αντίθετα, θα κλείσει. Και τότε ο κινητήρας της αντλίας θα σταματήσει και η ένδειξη LED HL θα σβήσει.

Όταν η στάθμη του νερού στη δεξαμενή πέσει στο χαμηλότερο επίπεδο, ο πλωτήρας πέφτει και ο μαγνήτης που κινείται προς τα πάνω κατά μήκος του οδηγού δρα στον αισθητήρα G1 και κλείνει την επαφή του. Το ρελέ Κ1 θα μεταβεί στην αρχική του θέση, οι επαφές του Κ1.2, Κ1.3, Κ1.4, Κ1.5, Κ1.6, Κ1.7, Κ1.8 και Κ1.9 θα κλείσουν.

Ο κινητήρας της αντλίας θα αρχίσει να λειτουργεί ξανά (και το LED HL θα ανάψει ανάλογα). Αυτοί οι κύκλοι θα επαναλαμβάνονται όσο εφαρμόζεται τάση στο κύκλωμα.

Στην πραγματικότητα, αφιερώθηκε πολύς χρόνος εξηγώντας πώς λειτουργεί όλο αυτό. Στην πραγματικότητα, ολόκληρη η συσκευή είναι πιο απλή από ένα γογγύλι στον ατμό και δεδομένου ότι δεν υπάρχουν σύνθετοι κόμβοι σε αυτό, τότε θα λειτουργεί άψογα και για μεγάλο χρονικό διάστημα. Και τώρα για τα υλικά και τεχνικές προδιαγραφέςεξαρτήματα αφαίρεσης.

1. Ως ρελέ Κ1, χρησιμοποίησα ένα ρελέ τύπου RP-9, με ονομαστική τάση 220 V AC. Μπορείτε επίσης να βάλετε RP-12 (επίσης στα 220 V), αλλά με υψηλή ισχύ του κινητήρα της αντλίας, θα πρέπει να προστεθεί ένας ενδιάμεσος επαφέας στο κύκλωμα.
2. Ως αισθητήρες G1 και G2, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιονδήποτε διακόπτη καλαμιού που έχει σχεδιαστεί για ρεύμα μεταγωγής τουλάχιστον 100 mA.
3. Ως ένδειξη HL, οποιοσδήποτε δείκτης είναι κατάλληλος, για παράδειγμα, LED τύπου SKL12 ή AD22-22DS για 220 V.
4. Ένα τμήμα πλαστικού καναλιού καλωδίου με ορθογώνιο προφίλ 10×15 mm μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως οδηγός για τον μαγνήτη.
5. Ως πλωτήρας, ένα κομμάτι αφρού με ορθογώνια τρύπα 12 × 17 mm στο κέντρο.
6. Ένα κομμάτι πλαστικού αγωγού καλωδίου με ορθογώνιο προφίλ 10×15 mm μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως οδηγός για τον πλωτήρα.
7. Ως μαγνητικό στοιχείο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν μαγνήτη από ένα μαγνητικό μάνδαλο επίπλων, στο οποίο μαγνητίζεται και κολλάται μια λωρίδα κασσίτερου με τρύπα για πετονιά.
8. Οι αισθητήρες (διακόπτες καλαμιού) μπορούν να στερεωθούν στη ράγα με συνηθισμένη κολλητική ταινία.
9. Ως στοιχεία προστασίας χρησιμοποιούνται ασφάλειες FU1 και FU1 οποιουδήποτε τύπου για ρεύμα 5 A.
10. Για την απενεργοποίηση του κυκλώματος της συσκευής, χρησιμοποιείται ένας ζευγοποιημένος διακόπτης με τις επαφές SA1 και SA2.

Το σχέδιο αυτόματης συντήρησης του νερού στη δεξαμενή αποθήκευσης

• Εικ. 1 (πάνω). διάγραμμα κυκλώματοςσυσκευές αυτόματης διατήρησης της στάθμης του νερού στη δεξαμενή αποθήκευσης.
• Εικ. 2. Σκίτσο της συσκευής για αυτόματη συντήρηση της στάθμης του νερού στη δεξαμενή αποθήκευσης.

Το υγρό είναι μια ουσία που έχει την ιδιότητα να ρέει και να παίρνει το σχήμα του αγγείου στο οποίο βρίσκεται.

Απαιτούνται αισθητήρες στάθμης υγρού για τον έλεγχο της στάθμης των υγρών σε δεξαμενές ή αγωγούς. Ανάλογα με τη λειτουργικότητα, οι αισθητήρες στάθμης χωρίζονται σε μετρητές στάθμης και συσκευές σηματοδότησης.

Διαδραστική επιλογή αισθητήρα στάθμης υγρού

Για να βρείτε την καλύτερη λύση για το πρόβλημά σας, συμπληρώστε το ερωτηματολόγιο,
και οι ειδικοί μας θα επικοινωνήσουν μαζί σας για να σας προσφέρουν μια έτοιμη απάντηση.

Οι αισθητήρες στάθμης υγρού χωρίζονται σε δύο τύπους: επαφής (όλος ο αισθητήρας ή μέρος του είναι σε επαφή με το μετρούμενο μέσο) και χωρίς επαφή (η μέτρηση πραγματοποιείται χωρίς επαφή με το υγρό μέσο). Καθένας από αυτούς τους τύπους έχει πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα και βρίσκει την εφαρμογή του σε μια συγκεκριμένη περιοχή.

Αισθητήρες τύπου επαφήςσυνήθως χρησιμοποιείται σε διαδικασίες που έχουν παράγοντες που εμποδίζουν τη λειτουργία του εξοπλισμού.

Αυτοί οι παράγοντες περιλαμβάνουν:

• θερμοκρασίες άνω των +90°С;
• πίεση πάνω από 3 bar.

Συμπεριλαμβάνονται κυρίως αισθητήρες επαφής που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του επιπέδου των αφριστικών υγρών (γάλα, μπύρα, χυμοί, αέριο, νερό κ.λπ.). Λόγω της σκέδασης του σήματος και των εσφαλμένων αποτελεσμάτων κατά τη μέτρηση με μέθοδο χωρίς επαφή, συνιστάται επίσης ο έλεγχος της στάθμης του υγρού σε ψηλές στενές δεξαμενές χρησιμοποιώντας συσκευές επαφής.

Χρησιμοποιούνται όπου είναι απαραίτητο για την αποφυγή των βλαβερών επιπτώσεων των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων του μετρούμενου υγρού. Η διαδικασία μέτρησης και η απόδοση του αισθητήρα μπορούν να επηρεαστούν από:

• παχύρρευστα υγρά (συμπυκνωμένο γάλα, μαρμελάδα, προϊόντα πετρελαίου, γλυκερίνη κ.λπ.)
• επιθετικά υγρά (αλκάλια, οξέα).

Όλοι οι αισθητήρες στάθμης υγρού διαφέρουν όχι μόνο στη λειτουργικότητα (μετρητές στάθμης / συσκευές σηματοδότησης), τον τύπο (επαφή / χωρίς επαφή), αλλά το πιο σημαντικό - στην αρχή της λειτουργίας.

Μπορείτε να βρείτε μια λεπτομερή περιγραφή κάθε αρχής λειτουργίας, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους στις σελίδες του ιστότοπού μας, σε αυτό το άρθρο θα επικεντρωθούμε στις βασικές διαφορές και εφαρμογές ενός συγκεκριμένου αισθητήρα στάθμης υγρού.

Χωρητικούς αισθητήρες στάθμηςείναι μια οικονομική λύση για τον έλεγχο στάθμης όπου δεν δημιουργείται αφρός και κόλληση του μέσου στον αισθητήρα και όπου δεν απαιτείται υψηλή ακρίβεια μέτρησης στάθμης. Συνήθως χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των επιπέδων υγρών σε μικρές δεξαμενές. Για προϊόντα διατροφής και επιθετικά μέσα, συνιστώνται μοντέλα με πλαστική επίστρωση του αισθητήρα μέτρησης. Σημαντικό μειονέκτημα είναι το υψηλό σφάλμα στη μέτρηση υγρών με χαμηλή διηλεκτρική σταθερά (ε=1,5…3,0), καθώς και η αδυναμία εργασίας με διηλεκτρικά υγρά.

Ωστόσο, οι κατασκευαστές κατάφεραν να λύσουν το πρόβλημα της ανίχνευσης υγρών με χαμηλές διηλεκτρικές σταθερές και το πρόβλημα του προσδιορισμού της διεπαφής μεταξύ των μέσων με κοντινές τιμές της διηλεκτρικής σταθεράς. Μια συσκευή σηματοδότησης χωρητικής συχνότητας, σε αντίθεση με μια χωρητική, χάρη στην τεχνολογία RF και τη λεπτή ρύθμιση, είναι σε θέση να ανιχνεύει ασθενώς αγώγιμα υγρά και ταυτόχρονα να μην αντιδρά στον αφρό.

Υδροστατικοί μετρητές στάθμης και συσκευές σηματοδότησηςέχουν μεγαλύτερη ακρίβεια μέτρησης σε σύγκριση με τη χωρητική και το ίδιο χαμηλό κόστος. Ως εκ τούτου, αποτελούν την καλύτερη επιλογή όσον αφορά την αναλογία τιμής/ποιότητας. Ο υπολογισμός της τιμής στάθμης γίνεται λόγω της μέτρησης της πίεσης της στήλης υγρού, επομένως υδροστατικοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται σε ανοιχτές ή κλειστές δεξαμενές, αλλά στις οποίες η πίεση του αέρα αντιστοιχεί στην ατμοσφαιρική πίεση, διαφορετικά το μετρητή στάθμης θα δώσει λάθος Αποτελέσματα. Συμπεριλαμβανομένου του προσδιορισμού της στάθμης επηρεάζεται από την πυκνότητα του υγρού, για τη χρήση υδροστατικών μετρητών στάθμης είναι απαραίτητο να βεβαιωθείτε ότι η τιμή του παραμένει σταθερή καθ' όλη τη διάρκεια του χρόνου μέτρησης. Επομένως, δεν συνιστάται η χρήση της μεθόδου ανίχνευσης υδροστατικής στάθμης για υγρά με μεταβλητή πυκνότητα (ραδιοχημική παραγωγή, προϊόντα λαδιού με αλλαγές θερμοκρασίας). Χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της στάθμης καθαρού και λυμάτων, υγρών προϊόντων διατροφής ή χημικών, δεν αντιδρούν στον αφρό. Στην πραγματικότητα αποτελούν μια μη εναλλακτική λύση για τη μέτρηση της στάθμης του υγρού στα φρεάτια.

Δουλειά μετρητές στάθμης παράκαμψηςβασίζεται στην αρχή των συγκοινωνούντων δοχείων, γεγονός που καθιστά τη διαδικασία μέτρησης πολύ σαφή και κατανοητή. Τέτοιοι μετρητές στάθμης χρησιμοποιούνται σε μικρές δεξαμενές υπό πίεση με θερμοκρασίες μέσου λειτουργίας έως +250 °C. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με μαγνητοσυστολικούς μετρητές στάθμης, που θα τους επιτρέψουν να ενσωματωθούν στο αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου. Οι μετρητές στάθμης παράκαμψης δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται με παχύρρευστα υγρά ή υγρά των οποίων το ιξώδες αυξάνεται με τη μείωση της θερμοκρασίας, καθώς η θερμοκρασία του υγρού στον θάλαμο παράκαμψης λόγω των θερμικών γεφυρών στο εξάρτημα σύνδεσης είναι χαμηλότερη από ό,τι στο δοχείο που επικοινωνεί μαζί του.

ΜαγνητοσυσταλτικόΚαι μαγνητικά μετρητές στάθμηςείναι τύπου float, που σημαίνει ότι ο πλωτήρας «κείται» στην επιφάνεια του υγρού και η στάθμη μετριέται σε σχέση με τη θέση αυτού του πλωτήρα. Τέτοιοι μετρητές στάθμης είναι πιο ακριβείς, ιδιαίτερα οι μαγνητοσυστολείς. Συνιστάται η χρήση τους στην εμπορική λογιστική προϊόντων ελαφρού πετρελαίου, χημικών και άλλων ακριβών υγρών. Οι μετρητές πλωτήρα είναι κατάλληλοι για τη μέτρηση της στάθμης των αφρωδών υγρών, αλλά δεν είναι κατάλληλοι για παχύρρευστα υγρά.

Μετρητές στάθμης αντανακλαστικού φούρνου μικροκυμάτωνδομικά αποτελούνται από μια ηλεκτρονική μονάδα και έναν κυματοδηγό. Το μήκος του κυματοδηγού πρέπει να ταιριάζει με το ύψος της δεξαμενής, γεγονός που περιορίζει τη χρήση αισθητήρων σε ψηλές δεξαμενές. Όλοι οι αισθητήρες με παρόμοια σχεδίαση (χωρητική, μαγνητική, μαγνητοσυστολική) αντιμετωπίζουν μια τέτοια καταστροφή. Ωστόσο, η αρχή λειτουργίας και ο σχεδιασμός του αισθητήρα αντανακλαστικών τον καθιστά εξαιρετικά ακριβή και κατάλληλο για χρήση σε δύσκολες συνθήκες (υψηλή θερμοκρασία και πίεση), καθώς και με αφρώδη και κολλώδη υγρά. Αυτός ο τύπος μετρητή στάθμης μπορεί να ονομαστεί ο πιο ευέλικτος, κατάλληλος για χρήση με σχεδόν οποιοδήποτε υγρό, ανεξάρτητα από την πίεση αέρα πάνω από την επιφάνεια του υγρού ή τη διηλεκτρική σταθερά του μέσου.

ΕκτοπιστέςΠρόκειται για αισθητήρες για δύσκολες συνθήκες, στις οποίες, μεταξύ άλλων, απαιτείται υψηλή ακρίβεια μέτρησης. Η αρχή λειτουργίας των μετρητών στάθμης μετατοπιστή είναι παρόμοια με τη λειτουργία των αισθητήρων πλωτήρα και βασίζεται στη χρήση του νόμου του Αρχιμήδη. Ορισμένα μοντέλα είναι ικανά να παρέχουν αξεπέραστα αποτελέσματα μετρήσεων σε θερμοκρασίες από -196 °C έως + 500 °C και πιέσεις εργασίας έως και 414 ατμόσφαιρες. Εδώ μπαίνει το υψηλό κόστος. Κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται σε εγκαταστάσεις αποθήκευσης πετρελαίου και στη χημική βιομηχανία.

Αυτή είναι μια καθολική συσκευή για συνεχή μέτρηση στάθμης υγρών. Έχει όλα τα πλεονεκτήματα μιας μεθόδου μέτρησης χωρίς επαφή και χαρακτηρίζεται από εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια. Κατάλληλο για όλα τα υγρά μέσα, ο αφρός μπορεί να αποτελεί εξαίρεση σε ορισμένες περιπτώσεις. Ένας πομπός στάθμης ραντάρ παλμών μπορεί να παρεμποδιστεί από ένα μαξιλάρι αερίου πάνω από την επιφάνεια του υγρού, οπότε θα πρέπει να χρησιμοποιούνται πομποί επιπέδου ραντάρ FMCW. Η καλύτερη εφαρμογή τέτοιων αισθητήρων είναι σε δεξαμενές με αργή αλλαγή στη στάθμη του υγρού, όπου η υψηλή ακρίβεια μέτρησης είναι σημαντική. Το μειονέκτημα είναι το υψηλό κόστος τους.

Αισθητήρες στάθμης υπερήχωνάλλος τύπος αισθητήρων χωρίς επαφή. Σε γενικές γραμμές, είναι οι αισθητήρες υπερήχων που χρησιμοποιούνται συχνότερα για τον έλεγχο της στάθμης των υγρών χωρίς επαφή. Εξάλλου, η πολύ υψηλή ακρίβεια μέτρησης των αισθητήρων ραντάρ δεν είναι πάντα σημαντική και το κόστος τέτοιων συσκευών είναι αρκετές φορές χαμηλότερο. Περιορισμοί στη χρήση επιβάλλονται από αφρισμό υγρών και δοχείων στα οποία σχηματίζεται μαξιλαράκι αερίου (δεξαμενές με νιτρικό οξύ), μάλιστα, όπως συμβαίνει και με τους μετρητές στάθμης παλμικού ραντάρ.

Οπτικοί διακόπτες στάθμης υγρώνείναι μικροσκοπικοί αισθητήρες σχεδιασμένοι να ελέγχουν τη στάθμη σε μικρά δοχεία και δεξαμενές υπό δόνηση.

Συναγερμοί δόνησηςή όπως αλλιώς λέγονται "πιρούνια δόνησης"συντριβή στη δεξαμενή στα απαιτούμενα επίπεδα. Το ευαίσθητο στοιχείο δονείται συνεχώς, γεγονός που επιτρέπει στον αισθητήρα να χρησιμοποιείται με παχύρρευστα και αφρώδη υγρά χωρίς φόβο για ψευδώς θετικά. Τέτοιοι αισθητήρες έχουν μέση ακρίβεια και κόστος, σε σχέση με άλλες συσκευές σηματοδότησης.

πλωτηροδιακόπτεςοι απλούστερες και πιο οικονομικές συσκευές για την παρακολούθηση της στάθμης υγρών και λυμάτων, καθώς και ελαφρώς επιθετικά υγρά μέσα. Οι συσκευές σηματοδοσίας πλωτήρα χωρίζονται σε δύο τύπους - πρόκειται για συσκευές σηματοδοσίας καλωδίων πλωτήρα και μαγνητικές συσκευές σηματοδότησης πλωτήρα. Η διαφορά έγκειται στο γεγονός ότι τα καλωδιακά έχουν ορισμένο μήκος καλωδίου και βυθίζονται στο υγρό μέσω της κορυφής της δεξαμενής, ενώ τα μαγνητικά κόβονται στο πλευρικό τοίχωμα της δεξαμενής στο απαιτούμενο επίπεδο. Για επιθετικά περιβάλλοντα, ο πλωτήρας και το καλώδιο είναι κατασκευασμένα από διάφορα πλαστικά. Κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται για την ενεργοποίηση / απενεργοποίηση αντλιών. Διαφέρουν στη χαμηλή τιμή και τη χαμηλή ακρίβεια.

Για τη συναρμολόγηση του μετρητή στάθμης νερού, αντιμετώπισα την επιλογή της μεθόδου μέτρησης - επαφής ή μη. Οι μέθοδοι επαφής περιλαμβάνουν μεθόδους αντίστασης, πυκνωτών και επαγωγικών μεθόδων, από τις μεθόδους χωρίς επαφή, οι μέθοδοι οπτικής επαφής, ραντάρ και υπερήχων χρησιμοποιούνται ευρέως. Για να μην επηρεαστεί η ποιότητα του νερού στη δεξαμενή, θα καταφύγουμε σε μία από τις μεθόδους μέτρησης της στάθμης του υγρού χωρίς επαφή.

Όλες οι μέθοδοι χωρίς επαφή βασίζονται στην ίδια αρχή: το σήμα φεύγει, περνάει ένας συγκεκριμένος χρόνος, το σήμα επιστρέφει. Η οπτική μέθοδος χρησιμοποιεί ένα οπτικό σήμα, είναι αρκετά ακριβής, αλλά εάν ο αισθητήρας λερωθεί, θα σταματήσει να λειτουργεί εντελώς.

Η μέτρηση στάθμης ραντάρ χρησιμοποιεί ραδιοκύματα υψηλής συχνότητας και επομένως δεν είναι κατάλληλη για χρήση στο σπίτι. Η μέθοδος των υπερήχων είναι παρόμοια με τη μέθοδο του ραντάρ, χρησιμοποιούνται μόνο υπερηχητικά κύματα αντί για ραδιοκύματα. Αυτή η μέθοδος μας ταιριάζει απόλυτα, λόγω του ότι οι αισθητήρες υπερήχων είναι εύκολο να βρεθούν και είναι φθηνοί.

Έφτιαξα έναν μετρητή στάθμης υγρού με βάση τον μικροελεγκτή Arduino Mega2560 (μπορείτε να πάρετε οποιοδήποτε ελεγκτή Arduino).

Για οποιαδήποτε ζημιά προκύψει κατά τη διαδικασία συναρμολόγησης, ο συντάκτης του άρθρου δεν ευθύνεται.

Βήμα 1: Υλικά

Υλικά για αισθητήρα στάθμης νερού δεξαμενής:

• Arduino (Uno, Mega 2560,…)
• αισθητήρας απόστασης υπερήχων HC SR04
• καλώδια για τη σύνδεση του αισθητήρα στον ελεγκτή
• πλεξιγκλάς για σώμα (προαιρετικό)

Βήμα 2: Κάποια θεωρία

Αρχικά, θα σας πω λίγα λόγια για την υπερηχητική μέθοδο μέτρησης της στάθμης ενός υγρού. Ο σκοπός όλων των συσκευών μέτρησης στάθμης χωρίς επαφή είναι η μέτρηση της απόστασης μεταξύ του πομποδέκτη και της επιφάνειας του υγρού. Ο πομποδέκτης εκπέμπει έναν σύντομο παλμό υπερήχων και μετρά το χρόνο που χρειάζεται για να φτάσει το σήμα στην επιφάνεια του υγρού και να επιστρέψει στον πομποδέκτη. Λόγω του γεγονότος ότι η πυκνότητα του υγρού είναι μεγαλύτερη από την πυκνότητα του νερού, η επιφάνειά του θα αντανακλά τον υπερηχητικό παλμό.

Η μέθοδος μέτρησης με υπερήχους έχει τα μειονεκτήματά της:

1. Λόγω του μήκους του παλμού παραμένει μικρό παράθυρονα λάβει το ανακλώμενο σήμα επειδή ο πομποδέκτης συνεχίζει να εκπέμπει το σήμα. Το πρόβλημα λύνεται πολύ απλά: ο αισθητήρας τοποθετείται λίγα εκατοστά πάνω από τη μέγιστη στάθμη υγρού, επιτρέποντας στον δέκτη να αρχίσει να λαμβάνει ένα σήμα.
2. Λόγω του πλάτους της δοκού, υπάρχουν περιορισμοί στη διάμετρο του δοχείου που χρησιμοποιείται. Εάν η διάμετρος είναι πολύ μικρή, το σήμα που ανακλάται από την επιφάνεια του υγρού θα ανακλάται επίσης από τα τοιχώματα του δοχείου, τότε τα δεδομένα μπορεί να είναι ψευδή.
3. Πριν εγκαταστήσετε τον πάγκο στη δεξαμενή σε μόνιμη θέση, δοκιμάστηκε για αυτά τα δύο σημεία. Σταθερά δεδομένα που λαμβάνονται σε απόσταση τουλάχιστον 5 cm από τον αισθητήρα. Αυτό σημαίνει ότι ο αισθητήρας πρέπει να εγκατασταθεί τουλάχιστον 5 cm πάνω από τη στάθμη του υγρού. Επίσης, δεν ανακλήθηκαν σήματα από τα τοιχώματα της δεξαμενής με διάμετρο σκάφους 7,5 cm (ύψος 0,5 m). Αυτά τα αποτελέσματα λήφθηκαν υπόψη κατά την εγκατάσταση του αισθητήρα στη δεξαμενή.

Βήμα 3: Δεξαμενή νερού

Το νερό θα ρέει στο σύστημα άρδευσης με τη βαρύτητα. Επομένως, η δεξαμενή πρέπει να εγκατασταθεί πάνω από το επίπεδο του δαπέδου. Η δεξαμενή είναι κατασκευασμένη από ένα μέτρο σωλήνα αποχέτευσηςμε διάμετρο 16 εκ. Ο σωλήνας χωρίζεται σε δύο τμήματα. Οι βαλβίδες βρίσκονται στο κάτω τμήμα, το επάνω θα είναι η πραγματική δεξαμενή νερού. Ένα καπάκι χρησιμοποιείται ως καπάκι δεξαμενής. Ένας αισθητήρας μέτρησης απόστασης υπερήχων είναι συνδεδεμένος στο βύσμα. Για σταθερότητα, η δεξαμενή τοποθετείται σε ένα ξύλινο κουτί στο οποίο είναι εγκατεστημένα ηλεκτρονικά και μπαταρία.

Κωδικοποιούμε το ύψος της στήλης υγρού ως ποσοστό, το σημείο αναφοράς θα είναι οι ενδείξεις του μετρητή από 6 cm (100%), και μέχρι 56 cm (0%), 6 cm είναι η απόσταση από την επιφάνεια του νερού.

Η δεξαμενή είναι κατασκευασμένη από σωλήνα για ευκολία στον υπολογισμό του όγκου (κυλινδρικό σχήμα χωρίς αλλαγή στη διάμετρο).

Βήμα 4: Διάγραμμα καλωδίωσης αισθητήρα υπερήχων και ελεγκτή

Πρώτα, κολλήστε τα καλώδια στον αισθητήρα υπερήχων (συνεστραμμένο ζεύγος, χωρίς θωράκιση ή φύλλο). Στη συνέχεια τοποθετούμε τον αισθητήρα σε μια σπιτική θήκη από πλεξιγκλάς. Σφραγίζουμε το σώμα και το στερεώνουμε στο καπάκι της δεξαμενής. Η θήκη φτιάχνεται όπως πηγαίνετε και δεν είναι υποχρεωτικό μέρος, οπότε δεν υπάρχει στη φωτογραφία και δεν υπάρχουν οδηγίες για την κατασκευή της, οπότε αυτοσχεδιάστε αν αποφασίσετε να την φτιάξετε.

Συνδέστε τον αισθητήρα στον ελεγκτή ακολουθώντας το συνημμένο διάγραμμα.

Βήμα 5: Πρόγραμμα

Το πρόγραμμα μέτρησης απόστασης έχει μετατραπεί σε πρόγραμμα ανίχνευσης στάθμης νερού.

Πρώτα, αποστέλλεται ένα σήμα, στη συνέχεια επιστρέφεται, μετράται ο χρόνος μεταξύ της μετάδοσης και της λήψης του σήματος και τα δεδομένα που λαμβάνονται μετατρέπονται σε εκατοστά. Τα εκατοστά, με τη σειρά τους, μετατρέπονται σε ποσοστά και αυτά τα δεδομένα μεταδίδονται σε έναν υπολογιστή μέσω σειριακής σύνδεσης. Μπορείτε επίσης να υπολογίσετε τον όγκο του νερού που απομένει στη δεξαμενή.

Αρχεία

Βήμα 6: Ελέγξτε

Δεδομένου ότι αυτή η δεξαμενή νερού θα χρησιμοποιηθεί αργότερα σε αυτόματο σύστημα ποτίσματος με ρυθμιστή δύο σταδίων, είναι απαραίτητο να μετρηθεί ο ρυθμός ροής. Η ροή εξόδου από τη δεξαμενή εξαρτάται από την υδροστατική πίεση στο εσωτερικό της.

Όποιος γνωρίζει τα βασικά της υδροδυναμικής γνωρίζει ότι η υδροστατική πίεση μειώνεται καθώς πέφτει η στάθμη του νερού. Για να ποτίζονται τα φυτά με τον ίδιο όγκο νερού, είναι απαραίτητο να μπορείτε να ελέγξετε το χρόνο κατά τον οποίο η βαλβίδα παραμένει ανοιχτή. Γνωρίζοντας τους ρυθμούς ροής, είναι δυνατό να υπολογιστεί πόσο νερό μπορεί να ρέει από τη δεξαμενή σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα και έτσι να προσδιοριστεί ο χρόνος κατά τον οποίο η βαλβίδα πρέπει να είναι ανοιχτή.

Για να ελέγξετε την ακρίβεια του μετρητή στάθμης νερού μας, γεμίστε τη δεξαμενή με νερό στο μέγιστο επίπεδο. Στη συνέχεια ανοίξτε τη βαλβίδα για να βγει όλο το νερό. Η δεξαμενή ήταν άδεια στο 2% λόγω του ότι ο σχεδιασμός είναι κατασκευασμένος με τέτοιο τρόπο ώστε να αποτρέπεται η διαρροή υπολειμμάτων. Το διάγραμμα της συνάρτησης βήματος επισυνάπτεται στην εικόνα, σύμφωνα με αυτό το διάγραμμα μπορούμε να εκτιμήσουμε περίπου σε ποιο επίπεδο νερού συμβαίνει η αλλαγή (χρησιμοποιώντας Excel, Matlab ή άλλο υπολογιστικό πρόγραμμα).

Ο αυτοσυναρμολογούμενος αισθητήρας στάθμης νερού λειτουργεί όπως αναμένεται.

Βήμα 7: Εφαρμογή σε έργα

Ο συναρμολογημένος μετρητής στάθμης νερού με αισθητήρα υπερήχων είναι ένα δείγμα. Εάν θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε τον μετρητή σε έργα, τόσο σπιτικά όσο και ημιβιομηχανικά, πρέπει να κάνουμε δοκιμή για αντοχή στη φθορά και αντοχή στο νερό. Μετά τη δοκιμή, θα είναι σαφές εάν ο μετρητής είναι κατάλληλος για χρήση σε οποιαδήποτε έργα. Αυτήν τη στιγμή μπορώ μόνο να πω ότι ο αισθητήρας λειτουργεί καλά τον χρόνο που έχει περάσει από τη συναρμολόγηση.

Λόγω του ότι η μέθοδος μέτρησης της στάθμης του νερού είναι χωρίς επαφή, το νερό δεν ρυπαίνεται. Ο ίδιος ο αισθητήρας βγήκε αρκετά φθηνός σε κόστος, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οικιακά έργα.

Πολλοί από εμάς, και όχι μόνο μανιώδεις κάτοικοι του καλοκαιριού, αντιμετωπίσαμε το πρόβλημα του αυτοματισμού και του ελέγχου της πλήρωσης δοχείων με νερό. Πιθανότατα αυτό το άρθρο είναι για όσους αποφασίσουν να το κάνουν το απλούστερο κύκλωμαέλεγχος πλήρωσης δοχείων συνθήκες διαβίωσης. Ο πιο οικονομικός τρόπος για την κατασκευή αυτοματισμού είναι η χρήση ενός ρελέ ελέγχου νερού. Τα ρελέ ελέγχου στάθμης (νερό) χρησιμοποιούνται επίσης σε πιο σύνθετα συστήματα παροχής νερού για ιδιωτικές κατοικίες, αλλά σε αυτό το άρθρο θα εξετάσουμε μόνο μοντέλα προϋπολογισμού ενός αγώγιμου ρελέ ελέγχου στάθμης υγρού. Τα ελεγχόμενα υγρά περιλαμβάνουν: νερό (βρύση, πηγή, βροχή), υγρά με χαμηλή περιεκτικότητα σε αλκοόλ (μπύρα, κρασί κ.λπ.), γάλα, καφές, λύματα, υγρά λιπάσματα. Το ονομαστικό ρεύμα των επαφών του ρελέ είναι 8-10Α, το οποίο επιτρέπει την εναλλαγή μικρών αντλιών χωρίς χρήση ενδιάμεσου ρελέ ή επαφέα, αλλά οι κατασκευαστές εξακολουθούν να συνιστούν την εγκατάσταση ενδιάμεσων ρελέ ή επαφών για την ενεργοποίηση / απενεργοποίηση των αντλιών. Το εύρος θερμοκρασίας των συσκευών είναι από -10 έως +50 C και το μέγιστο δυνατό μήκος καλωδίου (από το ρελέ στον αισθητήρα) είναι 100 μέτρα, υπάρχουν ενδείξεις λειτουργίας LED στον μπροστινό πίνακα, το βάρος δεν είναι μεγαλύτερο από 200 γραμμάρια , είναι τοποθετημένο σε ράγα din, οπότε θα πρέπει να σκεφτείτε εκ των προτέρων την τοποθέτηση του συστήματος ελέγχου.

Η αρχή λειτουργίας του ρελέ βασίζεται στη μέτρηση της αντίστασης ενός υγρού που βρίσκεται ανάμεσα σε δύο βυθισμένους αισθητήρες. Εάν η μετρούμενη αντίσταση είναι μικρότερη από την τιμή κατωφλίου, τότε αλλάζει η κατάσταση των επαφών του ρελέ. Για να αποφευχθεί ένα ηλεκτρολυτικό αποτέλεσμα, εναλλασσόμενο ρεύμα ρέει στους αισθητήρες. Η τάση τροφοδοσίας του αισθητήρα δεν είναι μεγαλύτερη από 10V. Η κατανάλωση ρεύματος δεν είναι μεγαλύτερη από 3 W. Σταθερή ευαισθησία 50 kOhm.

Υπάρχουν πολλά ρελέ του ίδιου τύπου στην αγορά, ας εξετάσουμε τα πιο οικονομικά μοντέλα από τους κατασκευαστές "Relays and Automation" στη Μόσχα και τις καινοτομίες του "TDM" (Trading House με το όνομα Morozov).

Ρελέ ελέγχου στάθμης . ( ανάλογο του RKU-02 TDM)

Το ρελέ ελέγχου στάθμης TDM αντιπροσωπεύεται από τέσσερα μοντέλα:

1. (SQ1507-0002)για βύσμα Р8Ц(SQ1503-0019) σε ράγα DIN
2. (SQ1507-0003)σε ράγα DIN ανάλογο του RKU-1M)
3. (SQ1507-0004)σε ράγα DIN
4. (SQ1507-0005)σε ράγα DIN

Τα περιβλήματα ρελέ είναι κατασκευασμένα από επιβραδυντικά φλόγας υλικά. Οι αισθητήρες ελέγχου στάθμης είναι κατασκευασμένοι από ανοξείδωτο χάλυβα. (DKU-01 SQ1507-0001).

Η λειτουργία του ρελέ βασίζεται στην αγωγομετρική μέθοδο για τον προσδιορισμό της παρουσίας υγρού, η οποία βασίζεται στην ηλεκτρική αγωγιμότητα των υγρών και στην εμφάνιση μικρορεύματος μεταξύ των ηλεκτροδίων. Τα ρελέ έχουν επαφές εναλλαγής, οι οποίες επιτρέπουν τη χρήση της λειτουργίας πλήρωσης ή αποστράγγισης. Τάση τροφοδοσίας RKU-02, RKU-03, RKU-04 - 230V ή 400V.

Κύκλωμα ελέγχου αντλίας δεξαμενής σε λειτουργία "πλήρωση ή αποστράγγιση".

Σχέδιο άντλησης ρευστού από πηγάδι/δεξαμενή σε δεξαμενή, έλεγχος στάθμης και στα δύο μέσα, π.χ. το ρελέ εκτελεί μια προστατευτική απενεργοποίηση της αντλίας σε λειτουργία ξηρής λειτουργίας (όταν πέσει η στάθμη του υγρού στο φρεάτιο/δεξαμενή)

Σχέδιο διαδοχικής ή συνολικής συμπερίληψης 2 αντλιών. Το ρελέ RKU-04 χρησιμοποιείται σε μέρη όπου η υπερχείλιση φρεάτων, κοιλωμάτων, λεκάνης απορροής και άλλων δοχείων είναι απαράδεκτη. Το ρελέ λειτουργεί με 2 αντλίες και, για την ομοιόμορφη χρήση του πόρου τους, το ρελέ τις ενεργοποιεί μία προς μία. Οταν επείγονκαι οι δύο αντλίες απενεργοποιούνται ταυτόχρονα.

Το ρελέ δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τα ακόλουθα υγρά: απεσταγμένο νερό, βενζίνη, κηροζίνη, λάδι, αιθυλενογλυκόλες, χρώματα, υγραέριο.

Συγκριτικός πίνακας αναλόγων ανά σειρά: