Kaasaegses tehnikas täidab veetaseme andur inimese ühe meele funktsiooni. Kogu mehhanismi nõuetekohane toimimine sõltub sellest, kui õigesti on võimalik veevoolu olekut juhtida ja kontrollida. Andurseadme töökindluse tähtsust on raske ülehinnata, kasvõi juba seetõttu, et vett kontrollivast seadmest saab reeglina kaasaegse tehnoloogia väga “kitsas” lüli.

Disain ja tööpõhimõte

Sõltumata sellest, milline tööpõhimõte on seadme aluseks, kas see töötab ainult häirerežiimis või täidab samaaegselt valvuri, automaatmasina või juhtimismehhanismi funktsioone, koosneb seadme konstruktsioon alati kolmest põhikomponendist:

• Andur, mis suudab reageerida veevoolu omadustele. Näiteks vee tegelik olemasolu, veeru või taseme kõrgus paagis, veevoolu liikumise fakt torus või liinis;
• Ballastelement, mis tasakaalustab anduri anduriosa. Ilma ballastita käivitaks tundliku anduri vähimgi löök või eksinud veetilk;
• Edastav või käivitav osa, mis muudab veeandurisse ehitatud anduri signaali konkreetseks signaaliks või toiminguks.

Ligikaudu 90% kõigist veeseadmetest on ühel või teisel viisil ühendatud elektriliste ajamite – pumpade, ventiilide, küttekehade ja elektrooniliste juhtimismasinatega. On selge, et selline veevooludega töötav seade peab ennekõike olema ohutu.

Kõigist signalisatsioonisüsteemid andurit, mis jälgib vee olekut, peetakse kõige lihtsamaks ja ligipääsetavamaks seadistamiseks ja parandamiseks. Erinevalt anduritest ja seadmetest, mis töötavad temperatuuri, rõhu või vooluhulga mõõtmisega, on veeandurit lihtsate seadmete abil väga lihtne juhtida või äärmisel juhul oma silmaga näha taset või pumbatavat vooluhulka.

Tasemeandurite tüübid

Üks tingimus edukas töö andur on anduri kõrge tundlikkus, mida kõrgem, seda parem, seda täpsemalt on võimalik lugeda juhitavat veeparameetrit. Seetõttu püütakse anduri poolt mõõdetava suurusena valida see, mis mõõtmise ajal kõige rohkem muutub.

Tänapäeval on vee mehaaniliste omaduste mõõtmiseks umbes kaks tosinat erinevat meetodit ja meetodit, kuid neid kõiki kasutatakse teabe hankimiseks:

• veesamba kõrgus mahutis või paagis;
• Vee voolu või voolu kiirus;
• Vee olemasolu või puudumine suletud anumas, reservuaaris, torus või soojusvahetis.

Muidugi võivad tööstuslikud andurid olla üsna keeruka konstruktsiooniga, kuid nendes kasutatavad tööpõhimõtted on samad, mis kodu-, aia- või autoseadmetes.

Ujuktüüpi ülevooluandur

Lihtsaim viis veetaseme mõõtmiseks on lihtsa mehaanilise konstruktsiooni kasutamine, mis koosneb suletud ujukist, võnkuvast hoovast või nookurist ja sulgeventiilist. Sel juhul on andur ujuk, liiteseade on vedru ja ujukkaal ning klapp ise on täiturmehhanism.

Kõigis ujuksüsteemides on andur või ujuk reguleeritud kindlale käitamiskõrgusele. Paagis kontrolltasemele tõusev vesi tõstab ujukit ja avab klapi.

Ujuksüsteemi saab varustada elektrilise ajamiga. Näiteks paigaldatakse ujukanduri sisse magnetsisend; kui vesi tõuseb töötasemele, paneb magnetväli vaakumi pilliroo lüliti kontaktid sulgema ja seeläbi elektriahela sisse või välja.

Ujukandurit saab rakendada ka vabas disainis, nagu näiteks sukelpumpade puhul. Sellisel juhul ei sulgu pilliroo lüliti voodri magnetvälja mõjul, vaid ainult pumba korpuse sees ja ujuki kõrgusel oleva rõhu erinevuse tõttu. Tänapäeval peetakse elektrilise ajamiga releega magnetilist ujukandurit üheks ohutumaks ja töökindlamaks vedelikutaseme jälgimise võimaluseks.

Ultraheli andur

Veeanduri disain näeb ette kahe seadme olemasolu - ultraheliallika ja signaali vastuvõtja. Helilaine suunatakse veepinnale, peegeldub ja tagastatakse anduri vastuvõtjasse.

Esmapilgul ei tundu idee kasutada ultraheli abil andurit vee taseme või kiiruse reguleerimiseks. Ultrahelilaine võib paagi seintelt peegelduda, murduda ja häirida vastuvõtuanduri tööd ning lisaks on vaja keerulisi elektroonilisi seadmeid.

Tegelikult asetatakse vee või muu vedeliku taseme mõõtmiseks mõeldud ultraheliandur sigaretipakist veidi suuremasse kasti ja ultraheli kasutamine andurina annab teatud eelised:

• Võimalus mõõta vee taset ja isegi kiirust mis tahes temperatuuril, vibratsiooni või liikumise tingimustes;
• Ultraheliandur suudab mõõta kaugust andurist veepinnani isegi tugevalt saastunud ja muutuva vedelikutasemega tingimustes.

Lisaks saab anduriga mõõta olulisel sügavusel asuvat veetaset, mille mõõtmistäpsus ulatub 1-2 cm-ni iga 10 m kõrguse kohta.

Veekontrolli elektroodi põhimõte

Seda, et vesi on elektrit juhtiv, on edukalt kasutatud kontaktvedeliku tasemeandurite valmistamisel. Struktuurselt koosneb süsteem mitmest elektroodist, mis on paigaldatud erinevale kõrgusele konteinerisse ja ühendatud ühte elektriahelasse.

Kui anum on täidetud veega, sulgeb vedelik järjestikku paar kontakti, mis lülitab sisse pumba juhtrelee ahela. Veeanduril on reeglina kaks või kolm elektroodi, mistõttu on veevoolu mõõtmine liiga diferentseeritud. Andur annab signaali ainult siis, kui minimaalne tase on saavutatud ja käivitab pumba mootori või kui paak on täielikult täidetud ja lülitab selle välja, seega kasutatakse selliseid süsteeme reserv- või kastmisveepaakide juhtimiseks.

Mahtuvuslikku tüüpi veeandur

Kondensaator- või mahtuvuslikku tüüpi andurit kasutatakse veetaseme mõõtmiseks kitsastes ja sügavates anumates, selleks võib olla kaev või puurkaev. Kasutades mahtuvuslik andur veesamba kõrgust kaevus saab määrata kümne sentimeetri täpsusega.

Anduri konstruktsioon koosneb kahest koaksiaalelektroodist, tegelikult torust ja sisemisest metallelektroodist, mis on sukeldatud puurauku. Vesi täidab osa süsteemi siseruumist, muutes seeläbi selle võimsust. Ühendatud elektroonikaahela ja kvartsvõnkemähise abil saate täpselt määrata anduri mahtuvuse ja veekoguse kaevus.

Radarimõõtur

Laine- või radarandurit kasutatakse töötamiseks kõige raskemates tingimustes, näiteks kui on vaja mõõta vedeliku taset või mahtu paagis, avatud reservuaaris või asümmeetrilises ja ebakorrapärase kujuga kaevus.

Tööpõhimõte ei erine ultraheliseadmest ning elektriimpulsi kasutamine võimaldab teostada mõõtmisi suure täpsusega.

Hüdrostaatilise anduri valik

Üks hüdrostaatilise anduri võimalustest on näidatud diagrammil.

Sulle teadmiseks! Sarnast andurit kasutatakse ka pesumasinad ja boilerid, kus on väga oluline kontrollida paagi sees oleva veesamba kõrgust.

Hüdrostaatiline andur on elastse vedruga membraaniga kast, mis jagab anduri korpuse kaheks kambriks. Üks sektsioonidest on vastupidava polüetüleentoruga ühendatud paagi põhja joodetud liitmikuga.

Veesamba rõhk kandub toru kaudu membraanile ja põhjustab käivitusrelee kontaktide sulgumise, enamasti kasutatakse täiturmehhanismi käivitamiseks paari - magnetilist sisestust ja pilliroolülitit.

Veesurve andur

Hüdrostaatiline rõhk määratakse tingimustes, kus vooluhulk või teatud kogus vett on paigal. Kõige sagedamini kasutatakse hüdrostaatilist andurit kütte- ja kütteseadmetes - kateldes, küttekateldes.

Veesurve anduri seade

Sellised seadmed töötavad kõige sagedamini päästikurežiimis:

• Kell kõrge vererõhk veeandur sulgeb relee kontaktid ja võimaldab pumbal või kütteseadmel töötada;
• Madala rõhu korral Andur blokeerib isegi füüsilise võime täiturmehhanismi sisse lülitada, st ükski löök või ajutine rõhu tõus ei pane seadet tööle.

Kui veesurveandur töötab korralikult, annab andur signaali mootori käivitamiseks ainult siis, kui lõõtsa koormus püsib kauem kui kolm sekundit.

Tüüpiline nutikas andurseade on näidatud diagrammil.

Süsteemi tundlikuks elemendiks on lõõtsaga ühendatud membraan, mille keskvarras võib sõltuvalt rõhust tõusta ja langeda ning seeläbi muuta sisseehitatud kondensaatori võimsust.

Veesurve anduri ühendamine

Anduri lihtsustatud mudelit kasutatakse kodusüsteemides "hüdrauliline akumulaator - puurkaevu pump" Seadme sees on kast, mille membraan on ühendatud õõtshoova ja kahe tasakaalustusvedruga.

Disain kruvitakse hüdroaku väljalaskeava külge. Sisemise rõhu suurenemisel tõuseb membraan üles ja avab põhikontaktipaari, nii et süsteem reageerib korralikult veesurvele, välja- ja sisselülitamise hetke tuleb reguleerida väikeste ja suurte vedrude settimisega vastavalt ketta manomeetri näitudega.

Vee lekke andur

Juba nimest selgub, et jutt käib seadmest, mis tuvastab veelekkete olemasolu veevarustusliinidest. Seadme tööpõhimõte meenutab elektroodisüsteemi. Plastkarbi sees on spetsiaalsesse taskusse paigaldatud üks või mitu paari elektroode. Õnnetuse korral voolab põrandale kogunev vesi taskusse ja sulgeb kontaktid. Elektrooniline ahel aktiveerub ja anduri signaali alusel hakkavad tööle elektriajamiga kuulventiilid.

On selge, et andur ise on kasutu, kui seda kasutatakse ilma juhtimissüsteemi ja automaatse veesulgurita, mis on paigaldatud maja sissepääsu juurde või ühele veevarustusharule.

Näiteks üks populaarsemaid kaitsesüsteeme on veelekke andur Neptune. Süsteem sisaldab kolme põhiplokki:

• Lekkeandur Neptune ise on saadaval juhtmega või juhtmevabana, komplekt sisaldab tavaliselt kolme eraldi andurit;
• Elektriajamiga kuulkraan, toodetud Itaalia firmas Bugatti, kaks tükki;
• Juhtseade "Neptune Base".

Komplekti kõige väärtuslikum osa on automaatkraanid, mis on toodetud paigaldamiseks pooletollisele ja tollisele torukeermele. Disain talub survet kuni 40 atm ja ajami Itaalia kvaliteet tagab vähemalt 100 tuhat avamis-sulgemistsüklit.

Andur ise näeb välja nagu kaks messingplaati karbis, millele rakendatakse väga suure sisendtakistusega madalpinge, anduri lühistamisel on vool piiratud 50 mA-ni. Disain ise on valmistatud IP67 protokolli järgi, seega on see inimestele täiesti ohutu.

Juhtmevaba vee lekkeandurite paigaldamine

Neptune süsteemis saab anduri juhtpuldist eemaldada kaugemalt kui 50 m. Arenenud NEPTUN PROW+ juhtmevabades süsteemides kasutatakse traatsüsteemi asemel WF mooduliga varustatud veelekke andureid.

Juhtseade on varustatud häirete ja niiskuse eest kaitstud kanaliga ning kuulventiilide sisse/välja süsteemiga. Arvatakse, et andurite tööd ei mõjuta häired ega juhuslikud niiskuse või kondensaadi tilgad.

Lekkeanduriga karbid paigaldatakse torudest kuni 2 m kaugusele, andureid ei saa varjestada metallist sanitaartehnilised seadmed ega mööbel.

Juhtmeta veelekke andur

Juhtmeta arvesti disain on keerulisem kui tavalisel kaheelektroodilisel juhtmega ühendusega versioonil. Sisse on paigaldatud kontroller, mis võrdleb pidevalt elektroodide vahel voolavat voolu mällu salvestatud võrdlusväärtusega. Sel juhul saab kontrollväärtust “kuiv põrand” vastavalt oma valikule reguleerida.

Väga mugav lahendus, arvestades, et niiskustase vannitoas võib olla väga kõrge ning regulaarselt tekkiv kondensaat võib põhjustada valehäireid.

Niipea, kui kontroller määrab üleujutusele vastava taseme, saadab veejuhtimisseade baasseadmele häiresignaali. Kõige arenenumad mudelid on võimelised käsklusi kopeerima SMS-sõnumiga GSM-kanali kaudu.

Veevoolu andur

Paljudel juhtudel ei piisa seadmete stabiilseks ja tõrgeteta töötamiseks vee olemasolu andurist, vaja on teavet selle kohta, kas vool liigub läbi torujuhtme, milline on selle kiirus ja rõhk. Nendel eesmärkidel kasutatakse veevoolu andureid.

Veevoolu andurite tüübid

Kodumajapidamises ja kõige lihtsamates tööstusseadmetes kasutatakse nelja peamist tüüpi vooluandureid:

• Rõhumõõtur;
• Kroonlehe tüüpi andur;
• Tera mõõtmise skeem;
• Ultraheli süsteem.

Mõnikord kasutatakse vananenud pitot-toru konstruktsiooni, kuid töökindlaks tööks on vaja vähemalt saastumist ja laminaarset veevoolu. Esimesed kolm andurit on mehaanilised, mistõttu võivad need sageli ummistuda või anduri elemendi veeerosioon. Uusimat tüüpi andur, ultraheli, on võimeline töötama peaaegu igas keskkonnas.

Ultrahelimõõturi tööpõhimõtet saab aru saada diagrammist. Toru sees on laine emitter ja vastuvõtja. Sõltuvalt voolukiirusest võib helilaine oma algsest suunast kõrvale kalduda, mis on aluseks vooluomaduste mõõtmisel.

Disain ja tööpõhimõte

Kõige lihtsamad kroonlehtede vooluandurid töötavad sõudeaeru põhimõttel. Hinge külge riputatud kroonleht sukeldub voolu. Mida suurem on voolukiirus, seda rohkem paindub anduri laba.

Täpsemate labade andurite puhul kasutatakse polüamiidist või alumiiniumisulamist valmistatud tiivikut või turbiini. Sel juhul on võimalik voolukiirust mõõta liikuva elemendi pöörlemissageduse järgi. Ainsaks puuduseks on kroonlehtede ja labade tekitatud suurenenud takistus veevoolus.

Rõhuandur töötab dünaamilise voolusurve abil. Vee rõhu all pigistatakse magnetvoodriga liikuv element ülespoole, vabastades seeläbi ruumi vedeliku liikumiseks. Peasse paigaldatud pilliroo lüliti reageerib hetkega voodri magnetväljale ja sulgeb vooluringi.

Kasutusala

Veevoolu andureid kasutatakse eranditult küttesüsteemides ja üheahelaliste soojusvahetite automaatikasüsteemides. Kõige sagedamini põhjustab vooluanduri rike läbipõlemist ja kuumade radiaatorite ja küttekehade tõsist kahjustamist.

DIY veetaseme andur

Seadme lihtsaim versioon, mis suudab anda märku paagi või mõne muu mahuti veega täitumisest, on näidatud alloleval diagrammil.

Struktuuriliselt koosneb tasemeandur kolmest metallelektroodist, mis on paigaldatud tekstoliitplaadile. Tavalisele väikese võimsusega transistorile kokku pandud vooluahel võimaldab teil määrata mahuti maksimaalse lubatud ülemise ja alumise veetaseme.

Disain on täiesti ohutu kasutada ja ei nõua kalleid osi ega juhtimisseadmeid.

Järeldus

Veetaseme andureid kasutatakse laialdaselt kodumasinad Seetõttu kasutatakse kõige sagedamini garaaži- või aiatehnika abivajadusteks vanast tehnikast valmiskonstruktsioone, mis muudetakse ümber ja kohandatakse uutele tingimustele. Kui see on õigesti ühendatud, kestab selline seade palju kauem kui omatehtud vooluahel.

Ühes artiklis, mida nägin ühe suvise elaniku pakutud skeemi variant akumulatsioonipaagis veetaseme automaatseks hoidmiseks, mis ausalt öeldes ajas mind ärevaks. Sellel konstruktsioonil on mitmeid puudusi: seda on raske valmistada, see nõuab elektrooniliste komponentidega töötamisel teatud oskusi ja on üsna kallis - üks trafo maksab palju.

Kuid selle peamine puudus on madal elektriohutuse tase. Trafo isolatsiooni rikke korral siseneb võrgupinge anduri elektroodide kaudu vette ja kandub paaki, mis võib põhjustada inimestele elektrilöögi.

Pakun välja igas mõttes lihtsa ja väga odava veetaseme automaatse hoidmise skeemi versiooni (vt joonis 1).

See koosneb ainult ühest releest ja kahest andurist. Esimese komponendina on vaja kasutada kaheasendilist releed K1 ja teisena pilliroo lüliteid G1 (alumine veetaseme andur) ja G2 (ülemise veetaseme andur), mis paiknevad vertikaalselt püsimagneti juhikul. paigaldatud väljaspool paaki.

Lisaks peab andur G1 asuma G2 kohal. Nende vaheline kaugus vastab paagi ülemise ja alumise veetaseme lubatud erinevusele. Andurid käivitatakse püsimagneti Q toimel, mis on ühendatud paagi sees selle juhiku peal asuva vahtujukiga. Selle ühenduse saab teha näiteks õngenööri abil paagi ülaossa paigaldatud rihmaratta kaudu.

Paagi veetaseme automaatse hoidmise seadme eskiis on näidatud joonisel 2. Teabe saamiseks pumba mootori sisselülitatud asendi kohta sisaldab vooluahel LED-indikaatorit HL

Skeem töötab järgmiselt. Algseisundis (paagis ei ole vett ja relee G1 kontakt on magneti mõjul suletud) tuleb relee K1 viia olekusse, kus selle kontakt K1.2L ja paralleelselt ühendatud kontaktid K1.3, K1.4 K1.5, K1 suletakse .6, K1.7, K1.8 ja K1.9. Pumba mootor M hakkab tööle ja selle kinnitamiseks süttib HL LED.

Kui paak on veega täidetud, tõuseb ujuk ja avaneb anduri kontakt G1.

Kui paak on täidetud ülemise tasemeni, mõjub juhiku alla liikuv magnet andurile G2 ja seejärel selle kontakt sulgub. Relee K1 lülitub, selle kontaktid K1-2, K1.3, K1LK1.5, K1.6, K1.7, K1Li K1.9 avanevad ja kontakt K1.1, vastupidi, sulgub. Ja siis pumba mootor seiskub ja HL LED lakkab põlemast.

Kui veetase paagis langeb madalamale, ujuk langeb ja mööda juhikut ülespoole liikuv magnet mõjutab andurit G1 ja sulgeb selle kontakti. Relee K1 lülitub algsesse asendisse, selle kontaktid K1.2, K1.3, K1.4, K1.5, K1.6, K1.7, K1.8 ja K1.9 sulguvad.

Pumba mootor hakkab uuesti tööle (ja HL LED süttib). Neid tsükleid korratakse seni, kuni vooluringile rakendatakse pinget.

Tegelikult kulus palju aega selle kõige toimimise selgitamisele. Tegelikult on kogu seade lihtsam kui aurutatud kaalikas ja kuna selles pole keerulisi komponente, siis töötab see laitmatult ja kaua. Ja nüüd materjalidest ja tehnilised kirjeldused komponendid eemaldatakse.

1. Releena K1 kasutasin RP-9 tüüpi releed, mis on mõeldud 220 V vahelduvpingele. Võite paigaldada ka RP-12 (ka 220 V jaoks), kuid kui pumba mootor on suure võimsusega, peate ahelasse lisama vahekontaktori.
2. Anduritena G1 ja G2 saate kasutada mis tahes pilliroolüliteid, mis on ette nähtud vähemalt 100 mA lülitusvoolu jaoks.
3. HL-indikaatoriks sobivad kõik indikaatorid, näiteks LED-tüüp SKL12 või AD22-22DS 220 V jaoks.
4. Magneti juhisena võite kasutada plastikust kaablikanali tükki, mille ristkülikukujuline profiil on 10x15 mm.
5. Ujuk on vahtplastist tükk, mille keskel on ristkülikukujuline auk 12x17 mm.
6. Ujuki suunajana võite kasutada ka ristkülikukujulise profiiliga 10x15 mm plastikust kaablikanali tükki.
7. Magnetelemendina saab kasutada magnetilist mööbliriivi, mille külge magnetiseeritakse ja liimitakse õngenööri auguga plekiriba.
8. Tavalise teibiga saab juhiku külge kinnitada andurid (roolülitid).
9. Kaitseelementidena kasutatakse mis tahes tüüpi kaitsmeid FU1 ja FU1 voolutugevusega 5 A.
10. Seadme vooluvõrgust vabastamiseks kasutatakse paarislülitit kontaktidega SA1 ja SA2.

Skeem vee automaatseks hoidmiseks akumulatsioonipaagis

• Joonis 1 (ülemine). Skemaatiline diagramm seadmed mahuti veetaseme automaatseks hoidmiseks.
• Joonis 2. Säilituspaagi veetaseme automaatse hoidmise seadme eskiis.

Vedelik on aine, millel on omadus voolata ja võtta selle anuma kuju, milles see asub.

Vedeliku taseme andurid on vajalikud vedelike taseme jälgimiseks mahutites või torustikes. Funktsionaalsuse alusel jagunevad tasemeandurid tasememõõturiteks ja alarmideks.

Vedeliku taseme anduri interaktiivne valik

Oma probleemile optimaalse lahenduse leidmiseks täitke küsimustik,
ja meie spetsialistid võtavad teiega ühendust, et pakkuda valmis vastus.

Vedeliku taseme andurid jagunevad kahte tüüpi: kontakt (kogu andur või osa sellest on kontaktis mõõdetava keskkonnaga) ja mittekontaktne (mõõtmine toimub ilma vedela keskkonnaga kokku puutumata). Igal neist tüüpidest on eelised ja puudused ning see leiab oma rakenduse ühes või teises valdkonnas.

Kontakti tüüpi andurid kasutatakse tavaliselt protsessides, mille puhul on tegureid, mis takistavad seadmete tööd.

Nende tegurite hulka kuuluvad:

• temperatuur üle +90°C;
• rõhk üle 3 baari.

Eelkõige kasutatakse kontaktandureid peamiselt vahutavate vedelike (piim, õlu, mahlad, mullivesi jne) taseme mõõtmiseks. Seoses signaali hajumisega ja mittekontaktilisel meetodil mõõtmisel saadud ebaõigete tulemuste tõttu on kõrgetes kitsastes mahutites soovitatav ka vedelikutaset jälgida kontaktinstrumentidega.

Neid kasutatakse seal, kus on vaja vältida mõõdetava vedeliku füüsikaliste ja keemiliste omaduste kahjulikku mõju. Mõõtmisprotsessi ja anduri jõudlust võivad mõjutada:

• viskoossed vedelikud (kondenspiim, moos, naftasaadused, glütseriin jne);
• agressiivsed vedelikud (leelised, happed).

Kõik vedelikutaseme andurid erinevad mitte ainult funktsionaalsuse (tasememõõturid/alarmid), tüübi (kontakt/mittekontakt), vaid mis kõige tähtsam – tööpõhimõtte poolest.

Iga tööpõhimõtte, nende eeliste ja puuduste üksikasjaliku kirjelduse leiate meie veebisaidi lehtedelt.Selles artiklis keskendume selle või selle vedeliku taseme anduri peamistele erinevustele ja rakendustele.

Mahtuvuslikud tasemeandurid- See on ökonoomne lahendus taseme reguleerimiseks, kus ei teki vahutamist ja andurile kleepumist ning ka seal, kus pole vaja kõrget taseme mõõtmise täpsust. Tavaliselt kasutatakse vedeliku taseme mõõtmiseks väikestes paakides. Toidukaupade ja agressiivse keskkonna jaoks on soovitatavad mudelid, mille mõõtesond on plastikust kattega. Oluliseks puuduseks on kõrge viga madala dielektrilise konstandiga (ε = 1,5...3,0) vedelike mõõtmisel, samuti võimetus töötada dielektriliste vedelikega.

Tootjatel õnnestus aga lahendada madala dielektrilise konstandiga vedelike tuvastamise probleem ja sarnaste dielektrilise konstandi väärtustega kandjate vahelise liidese määramise probleem. Mahtuvuslik sagedusalarm, erinevalt mahtuvuslikust häirest, on tänu RF-tehnoloogiale ja peenhäälestamisele võimeline tuvastama nõrgalt juhtivaid vedelikke ja samal ajal mitte reageerima vahule.

Hüdrostaatilised tasememõõturid ja alarmid neil on suurem mõõtetäpsus võrreldes mahtuvuslikega ja sama madal hind. Seetõttu on need hinna ja kvaliteedi suhte osas optimaalne valik. Taseme väärtus arvutatakse vedelikusamba rõhu mõõtmise teel, seetõttu kasutatakse hüdrostaatilisi andureid avatud paagis või suletud paagis, kuid milles õhurõhk vastab atmosfäärirõhule, vastasel juhul annab tasememõõtur valesid tulemusi. Vedeliku tihedus mõjutab ka taseme määramist, hüdrostaatiliste tasememõõtjate kasutamiseks peab olema kindel, et selle väärtus püsib kogu mõõtmisaja jooksul konstantne. Seetõttu ei ole muutuva tihedusega vedelike (radiokeemiline tootmine, temperatuurimuutustega naftasaadused) taseme määramiseks soovitatav kasutada hüdrostaatilist meetodit. Neid kasutatakse puhta ja heitvee, vedelate toiduainete või kemikaalide taseme kontrollimiseks ning need ei reageeri vahule. Need on praktiliselt ainukesed lahendused vedelikutaseme mõõtmiseks kaevudes.

Töö möödavoolu taseme mõõturid põhineb veresoonte suhtlemise põhimõttel, mis muudab mõõtmisprotsessi väga visuaalseks ja arusaadavaks. Selliseid tasememõõtureid kasutatakse väikestes rõhu all olevates mahutites, mille töökeskkonna temperatuur on kuni +250 °C. Neid saab kasutada koos magnetostriktiivsete tasememõõturitega, mis võimaldab neid integreerida automatiseeritud juhtimissüsteemidesse. Möödaviigu tasememõõdikuid ei tohi kasutada viskoossete vedelike või vedelike puhul, mille viskoossus tõuseb temperatuuri langedes, kuna möödaviigukambris oleva vedeliku temperatuur on ühendusliitmike soojussildade tõttu madalam kui sellega suhtlevas anumas.

Magnetostriktiivne Ja magnetilised tasememõõturid on ujuktüüpi, mis tähendab, et ujuk "lamab" vedeliku pinnal ja taset mõõdetakse selle ujuki asendi suhtes. Sellised tasememõõturid on täpsemad, eriti magnetostriktiivsed. Soovitatav on neid kasutada naftatoodete, kemikaalide ja muude kallite vedelike kaubanduslikul arvestusel. Ujuktaseme mõõturid sobivad vahutavate vedelike taseme mõõtmiseks, kuid ei sobi viskoossetele vedelikele.

Mikrolaine-reflekstaseme mõõturid Struktuurselt koosnevad need elektroonilisest seadmest ja lainejuhist. Lainejuhi pikkus peab vastama paagi kõrgusele, mis piirab andurite kasutamist kõrgetes mahutites. Selle probleemiga seisavad silmitsi kõik sarnase konstruktsiooniga andurid (mahtuvuslikud, magnetilised, magnetostriktiivsed). Reflekssensori tööpõhimõte ja konstruktsioon muudab selle aga ülitäpseks ja sobivaks kasutamiseks karmides tingimustes (kõrge temperatuur ja rõhk), samuti vahutavate ja kleepuvate vedelikega. Seda tüüpi tasememõõtureid võib nimetada kõige universaalsemaks, mis sobib kasutamiseks praktiliselt iga vedelikuga, sõltumata õhurõhust vedeliku pinna kohal või keskkonna dielektrilisest konstandist.

Nihketaseme mõõturid- need on andurid karmide tingimuste jaoks, kus muu hulgas on vaja suurt mõõtmistäpsust. Nihketaseme mõõturite tööpõhimõte sarnaneb ujukiandurite tööga ja põhineb Archimedese seaduse kasutamisel. Mõned mudelid on võimelised andma ületamatuid mõõtmistulemusi temperatuuridel -196 °C kuni + 500 °C ja töörõhul kuni 414 atmosfääri. Selle tulemuseks on kõrge hind. Tavaliselt kasutatakse õlihoidlates ja keemiatööstuses.

See on universaalne seade vedelike taseme pidevaks mõõtmiseks. Sellel on kõik kontaktivaba mõõtmismeetodi eelised ja seda iseloomustab ülikõrge täpsus. Sobib kasutamiseks kõigi vedelate vahenditega, välja arvatud mõnel juhul vaht. Vedeliku pinna kohal olev gaasipadi võib impulssradari tasemesaatjat häirida; sel juhul tuleks kasutada FMCW radari taseme saatjaid. Selliste andurite parim rakendus on aeglase vedelikutaseme muutusega paakides, kus on oluline suur mõõtetäpsus. Puuduseks võib olla nende kõrge hind.

Ultraheli tasemeandurid muud kontaktivaba tüüpi andurid. Üldiselt kasutatakse vedelikutaseme kontaktivabaks jälgimiseks kõige sagedamini ultraheliandureid. Lõppude lõpuks ei ole väga kõrge mõõtetäpsus, nagu radari anduritel, alati oluline ja selliste seadmete maksumus on mitu korda madalam. Kasutuspiirangud seavad vahutavad vedelikud ja anumad, milles moodustub gaasipadi (lämmastikhappega mahutid), tegelikult nagu ka impulssradari tasememõõturitega.

Optilised vedeliku taseme indikaatorid- need on miniatuursed andurid, mis on loodud taseme jälgimiseks väikestes konteinerites ja paakides, mis on vibratsiooni all.

Vibratsioonialarm või kuidas neid nimetatakse "vibratsioonikahvlid" lõigake nõutaval tasemel nõusse. Sensorelement vibreerib pidevalt, mis võimaldab andurit kasutada viskoossete ja vahutavate vedelikega, kartmata valehäireid. Sellistel anduritel on teiste alarmidega võrreldes keskmine täpsus ja hind.

Ujuklülitid kõige lihtsamad ja ökonoomsemad seadmed vedelike ja reovee taseme jälgimiseks, samuti kergelt agressiivsed vedelad keskkonnad. Ujuklülitid jagunevad kahte tüüpi - kaabel-ujuklülitid ja magnetilised ujuklülitid. Erinevus seisneb selles, et kaabli omad on kindla kaabli pikkusega ja sukeldatud vedelikku läbi paagi ülaosa, magnetilised aga lõikavad vajalikul tasemel paagi külgseina sisse. Agressiivse keskkonna jaoks on ujuk ja tross valmistatud erinevatest plastidest. Reeglina kasutatakse neid pumpade sisse-/väljalülitamiseks. Neid iseloomustab madal hind ja madal täpsus.

Veetaseme mõõtja kokkupanekuks seisin silmitsi mõõtmismeetodi valikuga - kontakt või mittekontaktne. Kontaktmeetodid hõlmavad takistus-, kondensaator- ja induktiivseid meetodeid, mittekontaktsete meetodite hulgas on kõige levinumad visuaalsed, radar- ja ultrahelimeetodid. Et mitte mõjutada mahutis oleva vee kvaliteeti, kasutame vedeliku taseme mõõtmiseks ühte kontaktivaba meetodit.

Kõik kontaktivabad meetodid põhinevad samal põhimõttel: signaal kaob, teatud aeg möödub, signaal naaseb. Visuaalne meetod kasutab optilist signaali, see on üsna täpne, aga kui andur määrdub, siis lakkab see üldse töötamast.

Radari taseme mõõtmise meetod kasutab kõrgsageduslikke raadiolainete signaale, mistõttu meetod ei sobi koduseks kasutamiseks. Ultrahelimeetod on sarnane radariga, raadiolainete asemel kasutatakse ainult ultrahelilaineid. See meetod sobib meile suurepäraselt, sest ultraheliandureid on lihtne leida ja need on odavad.

Vedeliku taseme mõõtja tegin Arduino Mega2560 mikrokontrolleri baasil (võib võtta suvalise Arduino kontrolleri).

Artikli autor ei vastuta kokkupaneku käigus tekkinud kahjude eest.

1. samm: materjalid

Paagi veetaseme anduri materjalid:

• Arduino (Uno, Mega 2560,...)
• ultraheli kaugusandur HC SR04
• juhtmed anduri ühendamiseks kontrolleriga
• keha pleksiklaas (valikuline)

2. samm: väike teooria

Alustuseks räägin teile veidi vedeliku taseme mõõtmise ultraheli meetodist. Kõigi mittekontaktsete tasememõõtevahendite eesmärk on mõõta transiiveri ja vedeliku pinna vahelist kaugust. Transiiver saadab lühikese ultraheliimpulsi ja mõõdetakse aega, mis kulub signaali liikumiseks vedeliku pinnale ja tagasi transiiverisse. Kuna vedeliku tihedus on suurem kui vee tihedus, peegeldab selle pind ultraheliimpulssi.

Ultraheli mõõtmismeetodil on oma puudused:

1. Impulsi pikkuse tõttu jääb väike aken peegeldunud signaali vastuvõtmiseks, sest transiiver jätkab signaali väljastamist. Probleem lahendatakse üsna lihtsalt: andur asetatakse paar sentimeetrit maksimaalsest vedelikutasemest kõrgemale, võimaldades vastuvõtjal hakata signaali vastu võtma.
2. Tänu tala laiusele on piirangud kasutatava konteineri läbimõõdule. Kui läbimõõt on liiga väike, peegeldub vedeliku pinnalt peegelduv signaal ka anuma seintelt, siis võivad andmed olla valed.
3. Enne arvesti paigaldamist paagis püsivasse kohta testiti seda nende kahe punkti suhtes. Stabiilsed andmed saadi andurist vähemalt 5 cm kaugusel. See tähendab, et andur tuleb paigaldada vedeliku tasemest vähemalt 5 cm kõrgemale. Samuti ei peegeldunud signaale 7,5 cm anuma läbimõõduga (kõrgus 0,5 m) paagi seintelt. Neid tulemusi võeti arvesse anduri paaki paigaldamisel.

3. samm: veepaak

Vesi voolab niisutussüsteemi raskusjõu toimel. Seetõttu tuleb paak paigaldada põranda tasemest kõrgemale. Paak on valmistatud meetrist kanalisatsioonitoru läbimõõduga 16 cm Toru on jagatud kaheks osaks. Alumine sektsioon sisaldab ventiile, ülemine osa on tegelik veepaak. Paagi kaanena kasutatakse pistikut. Pistiku külge on kinnitatud ultraheli kauguse mõõtmise andur. Stabiilsuse tagamiseks on paak paigaldatud puidust kasti, millesse on paigaldatud elektroonika ja aku.

Kodeerime vedelikusamba kõrguse protsentides, võrdluspunktiks on arvesti näidud alates 6 cm (100%) ja kuni 56 cm (0%), 6 cm on kaugus veepinnast.

Mahuti arvutamise hõlbustamiseks on paak valmistatud torust (silindriline kuju ilma läbimõõdu muutusteta).

4. samm: ultrahelianduri ja kontrolleri ühendusskeem

Esiteks jootme juhtmed (keerdpaar, ilma varjestuseta või fooliumiga kaetud) ultrahelianduri külge. Seejärel asetame anduri omatehtud pleksiklaasist korpusesse. Me tihendame korpuse ja kinnitame selle paagi kaane külge. Korpus on valmistatud nii nagu lähete ja see ei ole kohustuslik osa, seega pole seda fotol ja selle valmistamiseks pole juhiseid, seega improviseerige, kui otsustate selle valmistada.

Ühendage andur kontrolleriga, järgides lisatud skeemi.

5. samm: programm

Kauguse mõõtmise programm on muudetud veetaseme määramise programmiks.

Kõigepealt saadetakse signaal, seejärel tagastatakse, mõõdetakse signaali edastamise ja vastuvõtmise vaheline aeg ning saadud andmed teisendatakse sentimeetriteks. Sentimeetrid teisendatakse omakorda protsentideks ja need andmed edastatakse jadaühenduse kaudu arvutisse. Samuti saate arvutada paaki jäänud vee koguse.

Failid

6. samm: kontrollige

Kuna seda veepaaki hakatakse hiljem kasutama kaheastmelise regulaatoriga automaatkastmissüsteemis, siis on vaja mõõta voolunäitajaid. Mahuti väljundvool sõltub selle sees olevast hüdrostaatilisest rõhust.

Kõik, kes on kursis hüdrodünaamika põhitõdedega, teavad, et hüdrostaatiline rõhk väheneb veetaseme langedes. Taimede kastmiseks sama veehulgaga peate suutma kontrollida aega, mille jooksul klapp lahti jääb. Teades voolunäitajaid, saate arvutada, kui palju vett võib teatud aja jooksul paagist välja voolata, ja seega määrata aja, mille jooksul klapp peab olema avatud.

Meie veetaseme mõõtja täpsuse kontrollimiseks täitke paak veega maksimaalse tasemeni. Seejärel avage klapp, et kogu vesi välja voolaks. Paak on kuni 2% tühi, kuna konstruktsioon on tehtud selleks, et vältida jääkide väljalekkimist. Pildil on astmefunktsioonide diagramm, sellelt diagrammilt saame ligikaudselt hinnata, millise veetaseme juures muutus toimub (Exceli, Matlabi või mõne muu arvutiprogrammi abil).

Isemonteeritud veetaseme andur töötab ootuspäraselt.

7. samm: rakendamine projektides

Kokkupandud ultrahelianduriga veetaseme mõõtja on näidis. Kui tahame arvestit kasutada nii omatehtud kui ka pooltööstuslikes projektides, peame läbi viima kulumis- ja veekindluse katsed. Pärast testimist selgub, kas arvesti sobib kasutamiseks mõnes projektis. Praegu saan vaid öelda, et andur töötab kokkupanemisest möödunud aja jooksul hästi.

Tänu kontaktivabale veetaseme mõõtmise meetodile ei saastata vett. Andur ise osutus üsna odavaks, mis tähendab, et seda saab kasutada omatehtud projektides.

Paljud meist ja mitte ainult innukad suveelanikud on seisnud silmitsi konteinerite veega täitmise automatiseerimise ja juhtimise probleemiga. Tõenäoliselt on see artikkel neile, kes otsustasid seda teha kõige lihtsam skeem konteineri täitmise kontroll elutingimused. Kõige kuluefektiivsem viis automaatika ehitamiseks on kasutada veejuhtimisreleed. Taseme reguleerimise releed (vesi) kasutatakse ka eramajade keerukamates veevarustussüsteemides, kuid käesolevas artiklis käsitleme ainult juhtivate vedelikutaseme juhtimisreleede eelarvemudeleid. Kontrollitavad vedelikud on: vesi (kraan, allikas, vihm), madala alkoholisisaldusega vedelikud (õlu, vein jne), piim, kohv, reovesi, vedelväetised. Relee kontaktide nimivool on 8-10A, mis võimaldab väikepumpasid vahetada ilma vahereleed või kontaktorit kasutamata, kuid tootjad soovitavad siiski paigaldada vahereleed või kontaktorid pumpade sisse/välja lülitamiseks. Seadmete töötemperatuuri vahemik on -10 kuni +50C ja maksimaalne võimalik juhtme pikkus (releest andurini) on 100 meetrit, esipaneelil on LED töönäidikud, kaal mitte üle 200 grammi, Paigaldamine DIN-rööpale, nii et peate selle enne juhtimissüsteemi paigutamist mõtlema.

Relee tööpõhimõte põhineb kahe sukeldatud anduri vahel asuva vedeliku takistuse mõõtmisel. Kui mõõdetud takistus on väiksem kui reageerimislävi, muutub relee kontaktide olek. Elektrolüütiliste mõjude vältimiseks liigub andurite vahel vahelduvvool. Anduri toitepinge ei ületa 10 V. Energiatarve mitte rohkem kui 3W. Fikseeritud tundlikkus 50 kOhm.

Turul on palju sama tüüpi releesid; vaatleme Moskva tootjate “Relay and Automation” kõige soodsamaid mudeleid ja “TDM” (Morozovi kaubandusmaja) uusi tooteid.

Taseme reguleerimise relee. ( RKU-02 TDM analoog)

TDM taseme kontrollrelee on saadaval neljas mudelis:

1. (SQ1507-0002) DIN-liistu pistiku Р8Ц (SQ1503-0019) jaoks
2. (SQ1507-0003) DIN siinil ( RKU-1M analoog)
3. (SQ1507-0004) DIN siinil
4. (SQ1507-0005) DIN siinil

Relee korpused on valmistatud leegiaeglustavatest materjalidest. Taseme reguleerimise andurid on valmistatud roostevabast terasest. (DKU-01 SQ1507-0001).

Relee töö põhineb vedeliku olemasolu määramise konduktomeetrilisel meetodil, mis põhineb vedelike elektrijuhtivusel ja elektroodidevahelise mikrovoolu esinemisel. Releedel on ümberlülituskontaktid, mis võimaldavad kasutada täitmis- või tühjendusrežiimi. Toitepinge RKU-02, RKU-03, RKU-04 – 230V või 400V.

Skeem paagis oleva pumba juhtimiseks režiimis "täitmine või tühjendamine".

Vedeliku kaevust/reservuaarist reservuaari pumpamise skeem, taseme juhtimine mõlemas keskkonnas, st. relee teostab pumba kaitsva väljalülitamise kuivtöörežiimis (kui vedeliku tase kaevus/reservuaaris väheneb)

2 pumba vahelduva või täieliku aktiveerimise skeem. RKU-04 releed kasutatakse kohtades, kus kaevude, süvendite, basseinide ja muude mahutite ületäitmine on vastuvõetamatu. Relee töötab 2 pumbaga ja nende ressursi ühtlaseks kasutamiseks lülitab relee need vaheldumisi sisse. Millal hädaolukord mõlemad pumbad lülitatakse korraga välja.

Releed ei saa kasutada järgmiste vedelike jaoks: destilleeritud vesi, bensiin, petrooleum, õli, etüleenglükoolid, värvid, veeldatud gaas.

Analoogide võrdlev tabel seeriate kaupa: