Πώς να ενισχύσετε το σήμα από τον αισθητήρα στάθμης νερού. Αισθητήρας στάθμης νερού - μέτρηση και έλεγχος στάθμης νερού σε δεξαμενές

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 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% 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 όλα τα συστήματα συναγερμού, ένας αισθητήρας που παρακολουθεί την κατάσταση του νερού θεωρείται ο απλούστερος και πιο οικονομικός 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 εύκολο 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 για την επιτυχή λειτουργία του αισθητήρα είναι η υψηλή ευαισθησία του αισθητήρα, όσο υψηλότερη τόσο το καλύτερο, τόσο πιο ακριβής είναι η δυνατότητα ανάγνωσης της παραμέτρου 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 εκκινεί τον κινητήρα της αντλίας ή όταν η δεξαμενή είναι γεμάτη και την σβήνει, επομένως τέτοια συστήματα χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των δεξαμενών αποθεματικού ή νερού 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. Χρησιμοποιώντας έναν χωρητικό αισθητήρα, μπορείτε να προσδιορίσετε το ύψος της στήλης νερού στο πηγάδι με ακρίβεια δεκάδων 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, μεταβάλλοντας έτσι την 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 λειτουργεί στις πιο δύσκολες συνθήκες, για παράδειγμα, εάν χρειάζεται να μετρήσετε τη στάθμη ή τον όγκο του υγρού σε μια δεξαμενή, μια ανοιχτή δεξαμενή, ένα πηγάδι ασύμμετρου και ακανόνιστου σχήματος.

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 πλυντήρια ρούχων και 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:

• Σε υψηλή πίεσηΟ 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 μια 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 συστήματα οικιακής αντλίας συσσωρευτών-φρεατίων. Μέσα στο όργανο υπάρχει ένα κουτί με μια μεμβράνη που συνδέεται 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 μετάδοσης κίνησης 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, συμπυκνώματος δεν επηρεάζει τη λειτουργία των αισθητήρων.

Τα κουτιά με αισθητήρα διαρροής εγκαθίστανται 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 σε θερμά θερμαντικά σώματα και θερμάστρες.

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, συναρμολογημένο σε ένα συμβατικό τρανζίστορ χαμηλής ισχύος, σας επιτρέπει να προσδιορίσετε τα μέγιστα επιτρεπτά ανώτερα και κατώτερα επίπεδα 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, πιο συχνά για τις βοηθητικές ανάγκες εξοπλισμού γκαράζ ή κήπου, χρησιμοποιούνται έτοιμα σχέδια από παλιό εξοπλισμό, επανασχεδιάζονται και προσαρμόζονται στις νέες συνθήκες. Με σωστή σύνδεση, μια τέτοια συσκευή θα διαρκέσει πολύ περισσότερο από ένα οικιακό κύκλωμα.

Όταν καθίσταται απαραίτητος ο έλεγχος της στάθμης του υγρού, πολλοί κάνουν αυτή τη δουλειά με το χέρι, αλλά αυτό είναι εξαιρετικά αναποτελεσματικό, απαιτεί πολύ χρόνο και προσπάθεια και οι συνέπειες της επίβλεψης μπορεί να είναι πολύ ακριβές: για παράδειγμα, ένα πλημμυρισμένο διαμέρισμα ή καμένη αντλία. Αυτό μπορεί εύκολα να αποφευχθεί χρησιμοποιώντας πλωτηροδιακόπτες. Αυτές οι συσκευές είναι απλές στο σχεδιασμό και την αρχή λειτουργίας, προσιτές.

Στο σπίτι, οι αισθητήρες αυτού του τύπου σάς επιτρέπουν να αυτοματοποιείτε διαδικασίες όπως:

• έλεγχος της στάθμης του υγρού στη δεξαμενή παροχής.
• άντληση υπόγειων υδάτων από το κελάρι.
• απενεργοποίηση της αντλίας όταν η στάθμη στο φρεάτιο πέσει κάτω από την επιτρεπόμενη στάθμη και κάποια άλλα.

Η αρχή λειτουργίας του αισθητήρα πλωτήρα

Ένα αντικείμενο τοποθετείται σε ένα υγρό που δεν βυθίζεται σε αυτό. Μπορεί να είναι ένα κομμάτι ξύλο ή φελιζόλ, κούφια πλαστική σφαίραή μέταλλο και πολλά άλλα. Όταν αλλάξει η στάθμη του υγρού, αυτό το αντικείμενο θα ανέβει ή θα πέσει μαζί του. Εάν ο πλωτήρας είναι συνδεδεμένος με τον ενεργοποιητή, θα λειτουργεί ως αισθητήρας στάθμης νερού στη δεξαμενή.

Ταξινόμηση εξοπλισμού

Οι αισθητήρες πλωτήρα μπορούν να ελέγχουν ανεξάρτητα τη στάθμη του υγρού ή να στέλνουν ένα σήμα στο κύκλωμα ελέγχου. Σύμφωνα με αυτή την αρχή, μπορούν να χωριστούν σε δύο μεγάλες ομάδες: μηχανικές και ηλεκτρικές.

Μηχανικές συσκευές

Οι μηχανικές βαλβίδες περιλαμβάνουν μια μεγάλη ποικιλία βαλβίδων πλωτήρα για τη στάθμη του νερού στη δεξαμενή. Η αρχή της λειτουργίας τους είναι ότι ο πλωτήρας συνδέεται με το μοχλό, όταν αλλάζει η στάθμη του υγρού, ο πλωτήρας κινείται προς τα πάνω ή κάτω από αυτόν τον μοχλό, και αυτός, με τη σειρά του, ενεργεί στη βαλβίδα, η οποία διακόπτει (ανοίγει) την παροχή νερού. Τέτοιες βαλβίδες φαίνονται σε καζανάκια τουαλέτας. Είναι πολύ βολικά στη χρήση όπου χρειάζεται να προσθέτετε συνεχώς νερό από το κεντρικό σύστημα παροχής νερού.

Οι μηχανικοί αισθητήρες έχουν μια σειρά από πλεονεκτήματα:

• απλότητα σχεδιασμού?
• συμπαγές;
• ασφάλεια;
• αυτονομία - δεν απαιτούν πηγές ηλεκτρικής ενέργειας.
• αξιοπιστία;
• φτήνια;
• ευκολία εγκατάστασης και διαμόρφωσης.

Αλλά αυτοί οι αισθητήρες έχουν ένα σημαντικό μειονέκτημα: μπορούν να ελέγχουν μόνο ένα (ανώτερο) επίπεδο, το οποίο εξαρτάται από τον τόπο εγκατάστασης, και να το ρυθμίζουν, αν είναι δυνατόν, μέσα σε πολύ μικρά όρια. Στην πώληση μια τέτοια βαλβίδα μπορείπου ονομάζεται «βαλβίδα πλωτήρα για δεξαμενές».

Ηλεκτρικοί αισθητήρες

Ένας ηλεκτρικός αισθητήρας στάθμης υγρού (πλωτήρας) διαφέρει από έναν μηχανικό στο ότι δεν κλείνει το ίδιο το νερό. Ο πλωτήρας, κινούμενος όταν αλλάζει η ποσότητα του υγρού, δρα στις ηλεκτρικές επαφές που περιλαμβάνονται στο κύκλωμα ελέγχου. Με βάση αυτά τα σήματα, το αυτόματο σύστημα ελέγχου αποφασίζει για την ανάγκη για ορισμένες ενέργειες. Στην απλούστερη περίπτωση, ένας τέτοιος αισθητήρας έχει πλωτήρα. Αυτός ο πλωτήρας δρα στην επαφή μέσω της οποίας είναι ενεργοποιημένη η αντλία.

Οι διακόπτες Reed χρησιμοποιούνται συχνότερα ως επαφές. Ένας διακόπτης καλαμιού είναι μια σφραγισμένη γυάλινη λάμπα με επαφές μέσα. Η εναλλαγή αυτών των επαφών γίνεται υπό τη δράση ενός μαγνητικού πεδίου. Οι διακόπτες Reed είναι μινιατούρες σε μέγεθος και μπορούν εύκολα να τοποθετηθούν μέσα σε ένα λεπτό σωλήνα από μη μαγνητικό υλικό (πλαστικό, αλουμίνιο). Ένας πλωτήρας με μαγνήτη κινείται ελεύθερα κατά μήκος του σωλήνα υπό τη δράση του υγρού, όταν πλησιάζει, οι επαφές ενεργοποιούνται. Όλο το σύστημα είναι εγκατεστημένο κάθετα στη δεξαμενή. Αλλάζοντας τη θέση του διακόπτη καλαμιού μέσα στο σωλήνα, μπορείτε να ρυθμίσετε τη στιγμή λειτουργίας του αυτοματισμού.

Εάν πρέπει να παρακολουθείτε το ανώτερο επίπεδο στη δεξαμενή, τότε ο αισθητήρας είναι εγκατεστημένος στην κορυφή. Μόλις η στάθμη πέσει κάτω από την καθορισμένη στάθμη, η επαφή κλείνει και η αντλία ανάβει. Το νερό θα αρχίσει να αυξάνεται και όταν η στάθμη του νερού φτάσει στο ανώτατο όριο, ο πλωτήρας θα επιστρέψει στην αρχική του κατάσταση και η αντλία θα σβήσει. Ωστόσο, ένα τέτοιο σύστημα δεν μπορεί να εφαρμοστεί στην πράξη. Το γεγονός είναι ότι ο αισθητήρας ενεργοποιείται με την παραμικρή αλλαγή στο επίπεδο, μετά την οποία η αντλία ενεργοποιείται, η στάθμη αυξάνεται και η αντλία σβήνει. Εάν η ροή του νερού από τη δεξαμενή είναι μικρότερηαπό την παροχή, προκύπτει μια κατάσταση όταν η αντλία ανάβει και σβήνει συνεχώς, ενώ υπερθερμαίνεται γρήγορα και αποτυγχάνει.

Επομένως, αισθητήρες στάθμης νερούγια να ελέγχετε διαφορετικά την εργασία της αντλίας. Το δοχείο έχει τουλάχιστον δύο επαφές. Ο ένας είναι υπεύθυνος για το ανώτερο επίπεδο, σβήνει την αντλία. Το δεύτερο καθορίζει τη θέση του κατώτερου επιπέδου, όταν φτάσει η αντλία ανάβει. Έτσι, ο αριθμός των εκκινήσεων μειώνεται σημαντικά, γεγονός που εξασφαλίζει αξιόπιστη λειτουργία ολόκληρου του συστήματος. Εάν η διαφορά στάθμης είναι μικρή, τότε είναι βολικό να χρησιμοποιήσετε ένα σωλήνα με δύο διακόπτες καλαμιού στο εσωτερικό και έναν πλωτήρα που τους διακόπτει. Με διαφορά μεγαλύτερη από ένα μέτρο, χρησιμοποιούνται δύο ξεχωριστοί αισθητήρες, εγκατεστημένοι στα απαιτούμενα ύψη.

Παρά τον πιο περίπλοκο σχεδιασμό και την ανάγκη για κύκλωμα ελέγχου, οι ηλεκτρικοί αισθητήρες πλωτήρα σάς επιτρέπουν να αυτοματοποιήσετε πλήρως τη διαδικασία ελέγχου της στάθμης του υγρού.

Εάν συνδέσετε λαμπτήρες μέσω τέτοιων αισθητήρων, τότε μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον οπτικό έλεγχο της ποσότητας του υγρού στη δεξαμενή.

Σπιτικός πλωτηροδιακόπτης

Εάν έχετε χρόνο και επιθυμία, τότε ο απλούστερος αισθητήρας στάθμης νερού πλωτήρα μπορεί να κατασκευαστεί με το χέρι και το κόστος του θα είναι ελάχιστο.

μηχανικό σύστημα

Για να το κάνουμε όσο πιο εύκολο γίνεταισχεδιασμός, θα χρησιμοποιήσουμε μια σφαιρική βαλβίδα (βρύση) ως συσκευή κλειδώματος. Οι μικρότερες βαλβίδες (μισής ίντσας και μικρότερες) λειτουργούν καλά. Μια τέτοια βρύση έχει μια λαβή με την οποία κλείνει. Για να το μετατρέψετε σε αισθητήρα, είναι απαραίτητο να επιμηκύνετε αυτή τη λαβή με μια μεταλλική λωρίδα. Η λωρίδα στερεώνεται στη λαβή μέσω οπών που έχουν ανοίξει σε αυτήν με κατάλληλες βίδες. Η διατομή αυτού του μοχλού πρέπει να είναι ελάχιστη, αλλά ταυτόχρονα δεν πρέπει να λυγίζει κάτω από τη δράση του πλωτήρα. Το μήκος του είναι περίπου 50 εκ. Ο πλωτήρας είναι στερεωμένος στο άκρο αυτού του μοχλού.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πλωτήρας χρησιμοποιήστε ένα πλαστικό μπουκάλι 2 λίτρωναπό σόδα. Το μπουκάλι είναι μισογεμάτο με νερό.

Μπορείτε να ελέγξετε τη λειτουργία του συστήματος χωρίς να το εγκαταστήσετε στη δεξαμενή. Για να το κάνετε αυτό, εγκαταστήστε το γερανό κάθετα και βάλτε το μοχλό με τον πλωτήρα σε οριζόντια θέση. Εάν όλα γίνονται σωστά, τότε υπό την επίδραση της μάζας του νερού στα μπουκάλια, ο μοχλός θα αρχίσει να κινείται προς τα κάτω και να παίρνει κατακόρυφη θέση και η λαβή της βαλβίδας θα περιστρέφεται μαζί του. Τώρα βυθίστε τη συσκευή σας στο νερό. Η φιάλη πρέπει να αναδυθεί και να γυρίσει το κουμπί της βαλβίδας.

Δεδομένου ότι οι βαλβίδες διαφέρουν ως προς το μέγεθος και τη δύναμη που απαιτείται για την εναλλαγή τους, μπορεί να χρειαστεί να ρυθμίσετε το σύστημα. Εάν ο πλωτήρας δεν μπορεί να γυρίσει τη βαλβίδα, μπορείτε να αυξήσετε μήκος μοχλού ή πάρτε ένα μεγαλύτερο μπουκάλι.

Τοποθετούμε τον αισθητήρα στη δεξαμενή στο απαιτούμενο επίπεδο σε οριζόντια θέση, ενώ στην κάθετη θέση του πλωτήρα η βαλβίδα πρέπει να είναι ανοιχτή και στην οριζόντια θέση να είναι κλειστή.

Αισθητήρας ηλεκτρικού τύπου

Για την αυτοκατασκευή του αισθητήρααυτού του τύπου, εκτός από το συνηθισμένο εργαλείο, θα χρειαστείτε:

Η σειρά παραγωγής είναι η εξής:

Όταν η στάθμη του υγρού αλλάζει, ο πλωτήρας κινείται μαζί του, ο οποίος δρα στην ηλεκτρική επαφή για να ελέγχει τη στάθμη του νερού στη δεξαμενή. Το κύκλωμα ελέγχου με έναν τέτοιο αισθητήρα μπορεί να μοιάζει με αυτό που φαίνεται στο σχήμα. Τα σημεία 1, 2, 3 είναι τα σημεία σύνδεσης για το καλώδιο που προέρχεται από τον αισθητήρα μας. Το σημείο 2 είναι το κοινό σημείο.

Εξετάστε την αρχή της λειτουργίας μιας σπιτικής συσκευής. Ας πούμε όταν η δεξαμενή είναι ενεργοποιημένηκενό, ο πλωτήρας βρίσκεται στη χαμηλή θέση (LL), αυτή η επαφή κλείνει και ενεργοποιεί το ρελέ (P).

Το ρελέ ενεργοποιείται και κλείνει τις επαφές P1 και P2. Το P1 είναι μια επαφή που κλειδώνει αυτόματα. Χρειάζεται για να μην σβήσει το ρελέ (η αντλία συνεχίζει να λειτουργεί) όταν αρχίσει να φτάνει το νερό και ανοίγει η επαφή NU. Η επαφή P2 συνδέει την αντλία (H) στο τροφοδοτικό.

Όταν το επίπεδο ανέβει στην ανώτερη τιμή, ο διακόπτης καλαμιού θα λειτουργήσει και θα ανοίξει την επαφή VU του. Το ρελέ θα απενεργοποιηθεί, θα ανοίξει τις επαφές P1 και P2 και η αντλία θα σβήσει.

Με τη μείωση της ποσότητας νερού στη δεξαμενή, ο πλωτήρας θα αρχίσει να κατεβαίνει, αλλά μέχρι να πάρει την κάτω θέση και να κλείσει την επαφή HL, η αντλία δεν θα ανάψει. Όταν συμβεί αυτό, ο κύκλος της εργασίας θα επαναληφθεί ξανά.

Έτσι λειτουργεί ο πλωτηροδιακόπτης ελέγχου στάθμης νερού.

Κατά τη λειτουργία, είναι απαραίτητο να καθαρίζετε περιοδικά τον σωλήνα και τον πλωτήρα από μόλυνση. Οι διακόπτες Reed αντέχουν σε τεράστιο αριθμό μεταγωγών, επομένως ένας τέτοιος αισθητήρας θα διαρκέσει για πολλά χρόνια.

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 χωρίς επαφή για τη μέτρηση της στάθμης του υγρού.

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 αν 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 οποιονδήποτε ελεγκτή Arduino).

Για οποιαδήποτε ζημιά υποστεί κατά τη διαδικασία συναρμολόγησης, ο συγγραφέας 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 τη μέθοδο υπερήχων για τη μέτρηση 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 ένα σύντομο υπερηχητικό παλμό 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, υπάρχει ένα μικρό παράθυρο για τη λήψη του ανακλώμενου σήματος 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 μετρικό σωλήνα αποχέτευσης διαμέτρου 16 εκ. Ο σωλήνας χωρίζεται σε δύο τμήματα. Οι βαλβίδες βρίσκονται στο κάτω τμήμα, το πάνω 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 στους υπολογισμούς όγκου (κυλινδρικό σχήμα χωρίς αλλαγή στη διάμετρο).

Βήμα 4: Διάγραμμα καλωδίωσης αισθητήρα υπερήχων και ελεγκτή

Πρώτα, συγκολλήστε 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, άρα 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 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 ένα 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 υπολογίσετε πόσο νερό μπορεί να ρέει από τη δεξαμενή σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα και έτσι να προσδιορίσετε το χρόνο 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 αφήσετε όλο το νερό να ρέει έξω. 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 μολύνεται. Ο ίδιος ο αισθητήρας βγήκε αρκετά φθηνός σε κόστος, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οικιακά έργα.

Μια μεγάλη δεξαμενή νερού σε εξοχική κατοικία ή ένα προσωπικό οικόπεδο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για άρδευση ή παροχή νερού στο σπίτι. Όταν το γεμίζετε, δεν χρειάζεται να ανεβαίνετε συνεχώς τις σκάλες και να παρακολουθείτε το επίπεδο όλη την ημέρα - οι ηλεκτρονικοί αισθητήρες μπορούν να το κάνουν αυτό.

• Οι προηγμένες εξοχικές κατοικίες και οι φάρμες που ασχολούνται με την καλλιέργεια φρούτων και λαχανικών χρησιμοποιούν συστήματα άρδευσης όπως η στάγδην άρδευση στην εργασία τους. Για να εξασφαλιστεί η αυτόματη λειτουργία του εξοπλισμού ποτίσματος, ο σχεδιασμός απαιτεί μεγάλη χωρητικότητα συλλογής και αποθήκευσης νερού. Η πλήρωσή του γίνεται συνήθως με υποβρύχιες αντλίες νερού στο φρεάτιο, ενώ είναι απαραίτητο να παρακολουθείται η στάθμη της πίεσης του νερού για την αντλία και η ποσότητα του στη δεξαμενή απορροής. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι απαραίτητο να ελέγχετε τη λειτουργία της αντλίας, δηλαδή να την ενεργοποιείτε όταν επιτευχθεί μια συγκεκριμένη στάθμη νερού στη δεξαμενή αποθήκευσης και να την απενεργοποιείτε όταν γεμίσει η δεξαμενή νερού. Αυτές οι λειτουργίες μπορούν να υλοποιηθούν χρησιμοποιώντας αισθητήρες πλωτήρα.

Ρύζι. 1 Η αρχή λειτουργίας του αισθητήρα στάθμης πλωτήρα (PDU)

• Μια μεγάλη δεξαμενή αποθήκευσης νερού μπορεί επίσης να απαιτείται για την παροχή νερού στο σπίτι, εάν ο ρυθμός ροής της δεξαμενής εισαγωγής νερού είναι πολύ μικρός ή η απόδοση της ίδιας της αντλίας δεν μπορεί να προσφέρει κατανάλωση νερού που αντιστοιχεί στο απαιτούμενο επίπεδο. Σε αυτή την περίπτωση χρειάζονται επίσης συσκευές ελέγχου στάθμης υγρού για αυτόματη λειτουργία του συστήματος παροχής νερού.
• Το σύστημα ελέγχου στάθμης υγρού μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί όταν εργάζεστε με συσκευές που δεν διαθέτουν προστασία έναντι ξηρής λειτουργίας της αντλίας γεώτρησης, αισθητήρα πίεσης νερού ή πλωτηροδιακόπτη κατά την άντληση υπόγειων υδάτων από υπόγεια και δωμάτια με στάθμη κάτω από το έδαφος.

Όλοι οι αισθητήρες στάθμης νερού για τον έλεγχο της αντλίας μπορούν να χωριστούν σε δύο μεγάλες ομάδες: επαφής και μη επαφής. Οι μέθοδοι χωρίς επαφή χρησιμοποιούνται κυρίως στη βιομηχανική παραγωγή και διακρίνονται σε οπτικές, μαγνητικές, χωρητικές, υπερήχους κ.λπ. είδη. Οι αισθητήρες εγκαθίστανται στους τοίχους των δεξαμενών νερού ή βυθίζονται απευθείας σε ελεγχόμενα υγρά, τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα τοποθετούνται σε ένα ντουλάπι ελέγχου.

Ρύζι. 2 Τύποι αισθητήρων στάθμης

Στην καθημερινή ζωή, οι φθηνές συσκευές επαφής τύπου πλωτήρα έχουν βρει τη μεγαλύτερη χρήση, το στοιχείο παρακολούθησης των οποίων γίνεται σε διακόπτες καλαμιού. Ανάλογα με τη θέση στη δεξαμενή νερού, τέτοιες συσκευές χωρίζονται σε δύο ομάδες.

Κατακόρυφος. Σε μια τέτοια συσκευή, οι διακόπτες καλαμιού βρίσκονται σε μια κατακόρυφη ράβδο και ο ίδιος ο πλωτήρας με δακτυλιοειδή μαγνήτη κινείται κατά μήκος του σωλήνα και ενεργοποιεί ή απενεργοποιεί τους διακόπτες καλαμιού.

Οριζόντιος. Συνδέονται στο πάνω άκρο στο πλάι του τοιχώματος της δεξαμενής, όταν γεμίσει η δεξαμενή, ο πλωτήρας με μαγνήτη ανεβαίνει στον αρθρωτό μοχλό και πλησιάζει τον διακόπτη καλαμιού. Η συσκευή ενεργοποιείται και διακόπτει το ηλεκτρικό κύκλωμα που βρίσκεται στον πίνακα ελέγχου, διακόπτει την παροχή ρεύματος της ηλεκτρικής αντλίας.

Ρύζι. 3 Κάθετοι και οριζόντιοι αισθητήρες καλαμιού

Συσκευή διακόπτη καλαμιού

Το κύριο στοιχείο ενεργοποίησης ενός διακόπτη καλαμιού είναι ένας διακόπτης καλαμιού. Η συσκευή είναι ένα μικρό γυάλινο δοχείο γεμάτο με αδρανές αέριο ή εκκενωμένο. Το αέριο ή το κενό εμποδίζουν το σχηματισμό σπινθήρων και την οξείδωση της ομάδας επαφής. Στο εσωτερικό της φιάλης υπάρχουν κλειστές επαφές από σιδηρομαγνητικό κράμα ορθογώνιας διατομής (σύρμα από μόνιμο κράμα) με επίστρωση χρυσού ή ασημιού. Όταν εισέρχεται στη μαγνητική ροή, οι επαφές του διακόπτη καλαμιού μαγνητίζονται και απωθούνται μεταξύ τους - ανοίγει το κύκλωμα, μέσω του οποίου ρέει το ηλεκτρικό ρεύμα.

Ρύζι. 4 Εμφάνιση διακοπτών καλαμιού

Οι πιο συνηθισμένοι τύποι διακοπτών καλαμιού δρουν στο κύκλωμα, δηλαδή όταν μαγνητίζονται, οι επαφές τους συνδέονται μεταξύ τους και το ηλεκτρικό κύκλωμα είναι κλειστό. Οι διακόπτες Reed μπορούν να έχουν δύο εξόδους για το κλείσιμο ή το άνοιγμα ενός κυκλώματος ή τρεις εάν λειτουργούν με κυκλώματα μεταγωγής ηλεκτρικού ρεύματος. Το κύκλωμα χαμηλής τάσης που αλλάζει την παροχή ρεύματος στην αντλία τοποθετείται συνήθως σε ένα ερμάριο ελέγχου.

Διάγραμμα καλωδίωσης αισθητήρα στάθμης νερού καλαμιού

Οι διακόπτες Reed είναι συσκευές χαμηλής ισχύος και δεν μπορούν να αλλάξουν υψηλά ρεύματα, επομένως δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν απευθείας για την απενεργοποίηση και την ενεργοποίηση της αντλίας. Συνήθως εμπλέκονται σε ένα κύκλωμα μεταγωγής χαμηλής τάσης για τη λειτουργία ενός ισχυρού ρελέ αντλίας που τοποθετείται σε έναν πίνακα ελέγχου.

Ρύζι. 5 Ηλεκτρικό κύκλωμα για τον έλεγχο της ηλεκτρικής αντλίας με χρήση αισθητήρα πλωτήρα καλαμιού

Το σχήμα δείχνει το απλούστερο κύκλωμα με έναν αισθητήρα που ελέγχει την αντλία αποστράγγισης ανάλογα με τη στάθμη του νερού κατά την άντληση, που αποτελείται από δύο διακόπτες καλαμιού SV1 και SV2.

Όταν το υγρό φτάσει στο ανώτερο επίπεδο, ο μαγνήτης με τον πλωτήρα ενεργοποιεί τον επάνω διακόπτη καλαμιού SV1 και εφαρμόζεται τάση στο πηνίο ρελέ P1. Οι επαφές του είναι κλειστές, γίνεται παράλληλη σύνδεση με τον διακόπτη καλαμιού και το ρελέ αυτοκλειδώνει.

Η λειτουργία αυτόματου κλειδώματος δεν καθιστά δυνατή την απενεργοποίηση της ισχύος του πηνίου του ρελέ όταν ανοίγουν οι επαφές του κουμπιού ενεργοποίησης (στην περίπτωσή μας, αυτός είναι ο διακόπτης καλαμιού SV1). Αυτό συμβαίνει εάν το φορτίο του ρελέ και το πηνίο του είναι συνδεδεμένα στο ίδιο κύκλωμα.

Η τάση τροφοδοτείται στο πηνίο ενός ισχυρού ρελέ στο κύκλωμα τροφοδοσίας της αντλίας, οι επαφές του κλείνουν και η ηλεκτρική αντλία αρχίζει να λειτουργεί. Όταν η στάθμη του νερού πέσει και φτάσει στον πλωτήρα με τον μαγνήτη του κάτω διακόπτη καλαμιού SV2, ανάβει και εφαρμόζεται επίσης θετικό δυναμικό στο πηνίο ρελέ P1 στην άλλη πλευρά, το ρεύμα σταματά να ρέει και το ρελέ P1 σβήνει. Αυτό προκαλεί έλλειψη ρεύματος στο πηνίο του ρελέ ισχύος P2 και, ως αποτέλεσμα, διακόπτεται η τάση τροφοδοσίας στην ηλεκτρική αντλία.

Ρύζι. 6 Επιπλέουν κάθετοι αισθητήρες στάθμης νερού

Ένα παρόμοιο κύκλωμα ελέγχου αντλίας που τοποθετείται στον πίνακα ελέγχου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση της στάθμης στη δεξαμενή υγρού εάν οι διακόπτες του καλαμιού αντιστραφούν, δηλαδή το SV2 θα βρίσκεται στην κορυφή και θα απενεργοποιεί την αντλία και το SV1 στο κάτω μέρος του το δοχείο νερού θα το ανάψει.

Οι αισθητήρες στάθμης μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην καθημερινή ζωή για να αυτοματοποιήσουν τη διαδικασία κατά την πλήρωση μεγάλων δοχείων με νερό χρησιμοποιώντας ηλεκτρικές αντλίες νερού. Οι πιο απλοί στην εγκατάσταση και λειτουργία είναι οι διακόπτες καλαμιού που παράγονται από τη βιομηχανία με τη μορφή κάθετων πλωτήρα σε ράβδους και οριζόντιες κατασκευές.

Διακόπτες, κ.λπ.) κατά την αυτοματοποίηση των μονάδων άντλησης, χρησιμοποιούνται ειδικές συσκευές παρακολούθησης και ελέγχου, για παράδειγμα, ρελέ ελέγχου στάθμης, ρελέ τζετ κ.λπ.

Τα ρελέ ελέγχου στάθμης ελέγχουν τους εκκινητές της αντλίας και τις βαλβίδες για τον έλεγχο της στάθμης του υγρού. Τέτοιες συσκευές είναι σε θέση να διατηρήσουν την καθορισμένη στάθμη νερού στις δεξαμενές.

Τα σύγχρονα ρελέ ελέγχου στάθμης υγρού είναι ηλεκτρονικές συσκευές, τις περισσότερες φορές αρθρωτού σχεδιασμού, που λαμβάνουν σήματα από αισθητήρες, τα επεξεργάζονται σύμφωνα με έναν συγκεκριμένο αλγόριθμο και διακόπτουν ενεργοποιητές που συνδέονται με τις επαφές εξόδου του ρελέ (κινητήρες αντλίας).

Δεδομένου ότι το μέγιστο ρεύμα μεταγωγής των κυκλωμάτων εξόδου των ηλεκτρονικών ρελέ ελέγχου στάθμης συνήθως δεν υπερβαίνει τα 10 A, τότε για τη μεταγωγή ισχυρών φορτίων. Σε αυτήν την περίπτωση, ο διακόπτης στάθμης ελέγχει το πηνίο εκκίνησης και ο εκκινητής ελέγχει τα στοιχεία ενεργοποίησης της μονάδας άντλησης με τις επαφές ισχύος του.

Οι ηλεκτρονικοί διακόπτες στάθμης λειτουργούν με αισθητήρες ηλεκτροδίων και πλωτήρα, μετρητές πίεσης, αισθητήρες ραδιενέργειας κ.λπ.

Αισθητήρας στάθμης ηλεκτροδίου

Χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της στάθμης των ηλεκτρικά αγώγιμων υγρών. Αρχή λειτουργίας: έλεγχος αντίστασης νερού μεταξύ μονοπολικών βυθισμένων ηλεκτροδίων, για τα οποία χρησιμοποιείται εναλλασσόμενη τάση.

Αποτελείται από ένα μικρό ηλεκτρόδιο και δύο μακριά ηλεκτρόδια στερεωμένα σε ένα κουτί ακροδεκτών. Ένα μικρό ηλεκτρόδιο είναι η επαφή της ανώτερης στάθμης του νερού και τα μακρά είναι η επαφή της κάτω στάθμης νερού. Ο αισθητήρας συνδέεται με το διακόπτη στάθμης και στο κύκλωμα ελέγχου του κινητήρα της αντλίας με καλώδια.

Εάν το νερό έρθει σε επαφή με το μικρό ηλεκτρόδιο, ο εκκινητής της αντλίας απενεργοποιείται. Όταν η στάθμη πέσει στα μακριά ηλεκτρόδια, η αντλία ανάβει.

Χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της στάθμης του νερού σε μη διαβρωτικά υγρά. Ένας πλωτήρας βυθίζεται σε ένα ανοιχτό δοχείο, το οποίο αναρτάται σε ένα εύκαμπτο καλώδιο και ισορροπεί από ένα φορτίο. Στο καλώδιο είναι στερεωμένα δύο στηρίγματα μεταγωγής, με τη βοήθεια των οποίων, στις περιοριστικές στάθμες νερού στη δεξαμενή, περιστρέφεται ο βραχίονας παλινδρόμησης της συσκευής επαφής. Αυτός ο βραχίονας κλείνει τις επαφές που ενεργοποιούν ή απενεργοποιούν τον κινητήρα της αντλίας.

Στην περίπτωση ενός κλειστού δοχείου, ο πλωτήρας συνδέεται με τον μοχλό του με τον άξονα του μοχλού. Ένας άξονας με μια συγκεκριμένη σφράγιση διέρχεται στον χώρο μέσω του τοίχου του περιβλήματος, όπου βρίσκεται το τμήμα επαφής του αισθητήρα. Μέσω του τοιχώματος του δοχείου, τα καλώδια εξάγονται από τις επαφές.

Στις περισσότερες περιπτώσεις, μαζί με το διακόπτη στάθμης περιλαμβάνονται κατάλληλοι αισθητήρες. Μετά την αγορά ενός τέτοιου σετ, ο καταναλωτής χρειάζεται μόνο να συνδέσει και να ρυθμίσει τα πάντα σωστά.

Αναμετάδοση RKU-1M- ελέγχει τη στάθμη του υγρού και χρησιμοποιείται στον αυτόματο έλεγχο πλήρωσης και αποστράγγισης δοχείων και σε κυκλώματα προστασίας. Κύρια χαρακτηριστικά: μέγιστη ισχύς μεταγωγής 3,5 W, τροφοδοσία 220 V, αριθμός αισθητήρων 3, μία επαφή εναλλαγής, μέγιστη απόσταση από αισθητήρα σε ρελέ 100 m.

Ρύζι. 1. Ρελέ RKU-1M

Ρύζι. 2. Σχέδιο σύνδεσης της αντλίας στο RKU-1M

Διακόπτης στάθμης νερού ROS-301- ελέγχει τρία επίπεδα ηλεκτρικά αγώγιμων υγρών μέσω τριών ανεξάρτητων καναλιών σε ένα ή διαφορετικά δοχεία.

Ρύζι. 3. Ρελέ ROS-301

Διακόπτης στάθμης νερού μονής στάθμης PZ-828- έχει ρυθμιζόμενη ευαισθησία, τάση - 230V, μέγιστο ρεύμα κυκλωμάτων εξόδου - 16Α. Η συσκευή χρησιμοποιεί μια επαφή αλλαγής.

Ρύζι. 4. Ρελέ PZ-828

Ρελέ διπλού επιπέδου PZ-829είναι ένα αυτόματο με ρυθμιζόμενη ευαισθησία. Αυτή η ηλεκτρονική συσκευή είναι σε θέση να ελέγχει την παρουσία υγρού σε δύο επίπεδα.

Ρελέ τριών επιπέδων PZ-830- ελέγχει και διατηρεί το καθορισμένο επίπεδο αγώγιμου υγρού ελέγχοντας τον ηλεκτροκινητήρα της μονάδας άντλησης. Το μηχάνημα τριών επιπέδων είναι ικανό να ελέγχει την παρουσία υγρού σε τρία επίπεδα, όπου το τρίτο επίπεδο είναι έκτακτης ανάγκης.

Ρύζι. 6. Διάγραμμα καλωδίωσης διακόπτη τεσσάρων επιπέδων PZ-830

Ρελέ τεσσάρων επιπέδων PZ-832- ελέγχει και διατηρεί τη στάθμη των αγώγιμων υγρών σε δεξαμενές, πύργους νερού, πισίνες κ.λπ. ελέγχοντας τους κινητήρες της αντλίας.

Διακόπτης στάθμης υγρού εξοπλισμένος με τρεις αισθητήρες EBR-1- ένα ηλεκτρονικό αρθρωτό ρελέ με μέγιστη απόσταση μεταξύ αισθητήρων 100 μέτρων. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για δημόσιες δεξαμενές (διαχείριση πλήρωσης και αποστράγγισης δεξαμενής ή φρεατίου). Οι αισθητήρες που παρέχονται με το ρελέ ελέγχου στάθμης υγρού συνδέονται με τον μηχανισμό.

Κύρια χαρακτηριστικά: ισχύς 3,5 VA, τρεις αισθητήρες, μέγιστη ευαισθησία 50 KΩ, τροφοδοτικό 230 V, θερμοκρασία λειτουργίας -100С - +450С, προστασία IP20.

Διακόπτης στάθμης EBR-1

Ρελέ εξοπλισμένο με έξι αισθητήρες EBR-2- ένα ειδικά σχεδιασμένο αρθρωτό ρελέ ελέγχου που χρησιμοποιείται σε φρεάτια και δεξαμενές. Επίσης, αυτό το ρελέ έχει πολλές ρυθμίσεις, ειδοποίηση επίτευξης της ελάχιστης και μέγιστης στάθμης νερού, οι αισθητήρες είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι στην ηλεκτρική αγωγιμότητα του υγρού.

Το κιτ περιλαμβάνει έξι αισθητήρες. Λόγω του κόστους, αυτό το ρελέ παρακολούθησης είναι μια ιδανική επιλογή για σύγχρονο έλεγχο της στάθμης του νερού.