A vízszint -érzékelő jelének erősítése. Vízszint -érzékelő - a tartályok vízszintjének mérése és szabályozása
A modern technológia vízszint -érzékelője az egyik emberi érzék funkcióját látja el. A teljes mechanizmus helyes működése attól függ, hogy mennyire helyesen lehet kezelni és szabályozni a vízáramlás állapotát. Az érzékelő eszköz megbízhatóságának fontosságát aligha lehet túlbecsülni, már csak azért is, mert a vizet szabályozó eszköz általában a modern technológia "szűk keresztmetszetévé" válik.
Tervezése és működési elve
Függetlenül attól, hogy milyen működési elv alapján történik az eszköz, függetlenül attól, hogy csak jelző üzemmódban működik -e, vagy párhuzamosan végzi -e az őr, az automata vagy a vezérlőmechanizmus funkcióit, az eszköz kialakítása mindig három fő összetevőből áll:
- Érzékelő elem, amely képes reagálni a vízáram jellemzőire. Például a víz tényleges jelenléte, az oszlop magassága vagy a tartályban lévő szint, a víz áramlásának ténye a csőben vagy vezetékben;
- Ballaszt elem, amely kiegyensúlyozza az érzékelő érzékelő részét. Ballaszt nélkül az érzékeny érzékelőt a legkisebb sokk vagy véletlen vízcsepp váltja ki;
- Átviteli vagy végrehajtó rész, amely a vízérzékelőbe épített érzékelő jelét meghatározott jellé vagy cselekvéssé alakítja.
Az összes víztechnika körülbelül 90% -a így vagy úgy, de elektromos hajtásokhoz kapcsolódik - szivattyúk, szelepek, fűtők és elektronikus vezérlőberendezések. Nyilvánvaló, hogy egy ilyen, vízáramokkal dolgozó eszköznek mindenekelőtt biztonságosnak kell lennie.
Az összes jelzőrendszer közül a víz állapotát figyelő érzékelőt tartják a legegyszerűbbnek és a legolcsóbbnak a beállításához és javításához. Ellentétben a hőmérsékletet, nyomást vagy áramlást mérő érzékelőkkel és eszközökkel, a vízérzékelő nagyon egyszerűen vezérelhető a legegyszerűbb eszközökkel, vagy szélsőséges esetekben saját szemével láthatja a szintet vagy a szivattyúzott áramlást.
A szintérzékelők típusai
Az érzékelő sikeres működésének egyik feltétele az érzékelő nagy érzékenysége, minél magasabb, annál jobb, annál pontosabban olvasható a megfigyelt vízparaméter. Ezért az érzékelő által mért értékként azt próbálják kiválasztani, amely a leginkább változik a mérés során.
Ma körülbelül két tucat különböző módszer és módszer létezik a víz mechanikai jellemzőinek mérésére, de mindegyiket információszerzésre használják:
- A tartályban vagy a tartályban lévő vízoszlop szintjének magassága;
- A víz áramlási sebessége vagy áramlási sebessége;
- A víz jelenléte vagy hiánya zárt tartályban, tartályban, csőben vagy hőcserélőben.
Természetesen az ipari érzékelők kialakítása meglehetősen bonyolult lehet, de a működési elvek ugyanazok, mint a háztartási, kertészeti vagy autóipari berendezésekben.
Úszó típusú túlfolyó érzékelő
A vízszint mérésének legegyszerűbb módja egy egyszerű mechanikus kialakítás, amely lezárt úszóból, lengőkarból vagy lengőkarból és elzárószelepből áll. Ebben az esetben az érzékelő úszó, a rugó és az úszó súly ballasztnak minősül, és maga a szelep működtetőként működik.
Minden úszórendszerben az érzékelőt vagy úszót egy adott érzékelési magassághoz kell beállítani. A tartályban a szabályozási szintre emelkedett víz felemeli az úszót és kinyitja a szelepet.
Az úszórendszer felszerelhető elektromos hajtóművel. Például egy mágnesbetét van felszerelve az úszóérzékelő belsejébe, amikor a víz az üzemi szintre emelkedik, a mágneses mező arra kényszeríti a vákuum -reed kapcsolót, hogy zárja az érintkezőket, és ezáltal be- vagy kikapcsolja az elektromos áramkört.
Az úszó érzékelő szabad áramlású módon is kialakítható, például merülő szivattyúkban. Ebben az esetben a nádkapcsoló nem a bélés mágneses mezeje hatására, hanem csak a szivattyúház belsejében és az úszó szintjén lévő nyomáskülönbség miatt záródik. Napjainkban az elektromos működtető relével ellátott mágneses úszószenzort az egyik legbiztonságosabb és legmegbízhatóbb lehetőségnek tartják a folyadékszint megfigyelésére.
Ultrahangos érzékelő
A vízérzékelő kialakítása két eszköz - egy ultrahangos forrás és egy jelvevő - jelenlétét biztosítja. A hanghullám a víz felszínére irányul, visszaverődik és visszatér a vevő érzékelőjéhez.
Első pillantásra nem tűnik túl sikeresnek az ötlet, hogy ultrahangot használnak a vízmozgás szintjét vagy sebességét szabályozó érzékelő előállításához. Az ultrahangos hullám képes visszaverni a tartály falait, megtörni és zavarni a fogadó érzékelő működését, emellett kifinomult elektronikus berendezésekre van szükség.
Valójában a víz vagy bármilyen más folyadék szintjének mérésére szolgáló ultrahangos érzékelő egy dobozban valamivel több, mint egy doboz cigaretta, míg az ultrahang használata érzékelőként bizonyos előnyökkel jár:
- Képesség a víz szintjének, sőt sebességének mérésére bármilyen hőmérsékleten, rezgés vagy mozgás esetén;
- Az ultrahangos érzékelő képes mérni az érzékelő és a víz felszíne közötti távolságot még erősen szennyezett környezetben is, változó folyadékszint mellett.
Ezenkívül az érzékelő képes mérni a jelentős mélységben található víz szintjét, míg a mérési pontosság 1-2 cm minden 10 m magasságra.
A vízszabályozás elektróda elve
Azt a tényt, hogy a víz villamosan vezetőképes, sikeresen alkalmazták a folyadékszint -érintkező érzékelők gyártásához. Szerkezetileg a rendszer több elektródából áll, amelyeket a tartályba helyeznek el különböző magasságokban, és egy elektromos áramkörbe kapcsolják.
Amikor a tartály megtelik vízzel, a folyadék egymás után lezár egy érintkezőpárt, amely bekapcsolja a szivattyú vezérlőrelé áramkörét. Általában a vízérzékelő két vagy három elektródával rendelkezik, így a vízáramlás mérése túl differenciált. Az érzékelő csak akkor jelez, ha eléri a minimális szintet, és elindítja a szivattyúmotort, vagy ha a tartály megtelt és kikapcsolja, ezért az ilyen rendszereket a tartalék- vagy öntözővíz -tartályok vezérlésére használják.
Kapacitív típusú vízérzékelő
Kondenzátoros vagy kapacitív típusú érzékelőt használnak a vízszint mérésére keskeny és mély tartályokban, lehet kút vagy kút. A kapacitív érzékelő segítségével tíz centiméteres pontossággal meghatározható a kútban lévő vízoszlop magassága.
Az érzékelő kialakítása két koaxiális elektródából, valójában egy csőből és egy belső fémelektródából áll, amelyek a kútlyukba vannak merítve. A víz kitölti a rendszer belső terének egy részét, ezáltal megváltoztatja annak kapacitását. A csatlakoztatott elektronikus áramkör és a kvarccal ellátott oszcillációs tekercs segítségével pontosan meghatározható az érzékelő kapacitása és a kútban lévő víz mennyisége.
Radar mérő
Hullám- vagy radarérzékelőt használnak a legnehezebb körülmények között, például ha meg kell mérni a folyadék szintjét vagy térfogatát egy tartályban, nyitott tartályban, aszimmetrikus és szabálytalan kútban.
A működési elv nem különbözik az ultrahangos eszköztől, és az elektromos impulzus használata lehetővé teszi a mérések nagy pontosságú elvégzését.
Hidrosztatikus érzékelő opció
A diagramban a hidrosztatikus érzékelő egyik változata látható.
Tájékoztatásul! Hasonló érzékelőt használnak mosógépekben és kazánokban, ahol nagyon fontos a tartály belsejében lévő vízoszlop magasságának szabályozása.
A hidrosztatikus érzékelő egy rugalmas, rugós membránnal ellátott doboz, amely az érzékelő testét két rekeszre osztja. Az egyik szakasz erős polietilén csővel van összekötve, a tartály aljába forrasztott illesztéssel.
A vízoszlop nyomását a csövön keresztül továbbítják a membránhoz, és kényszeríti az indítórelé érintkezőinek bezáródását, leggyakrabban egy párat használnak a hajtómű indításához - mágneses betét és nádkapcsoló.
Víznyomásmérő
A hidrosztatikus nyomást akkor határozzák meg, ha az áramlás vagy bizonyos mennyiségű víz nyugalomban van. Leggyakrabban hidrosztatikus érzékelőt használnak a fűtő- és fűtőberendezésekben - kazánokban, fűtőkazánokban.
Víznyomás -érzékelő készülék
Az ilyen eszközök leggyakrabban trigger módban működnek:
- Magas nyomáson a vízérzékelő lezárja a relé érintkezőit, és lehetővé teszi a szivattyú vagy a fűtés működését;
- Alacsony nyomáson még a szelepmozgató bekapcsolásának fizikai lehetősége is blokkolva van az érzékelőben, vagyis semmilyen ütés vagy ideiglenes nyomásingadozás nem teszi lehetővé a készülék működését.
Működő víznyomás -érzékelő esetén az érzékelő csak akkor ad jelet a motor beindítására, ha a fújtató terhelése három másodpercnél tovább fennáll.
Az ábrán egy tipikus "intelligens" érzékelőeszköz látható.
A rendszer érzékeny eleme a fújtatóhoz csatlakoztatott membrán, a központi rúd a nyomástól függően emelkedhet és eshet, és ezáltal megváltoztathatja a beépített kondenzátor kapacitását.
Víznyomás -érzékelő csatlakozó
Az érzékelő egyszerűsített modelljét használják az otthoni rendszerekben "akkumulátor - fúrószivattyú". A műszer belsejében egy doboz van, amelyben egy oszcilláló karhoz csatlakoztatott membrán és két kiegyensúlyozó rugó található.
A kialakítás az akkumulátor kimeneti csatlakozójára van csavarozva. A belső nyomás növekedésével a membrán felemelkedik és kinyitja a fő érintkezőpárt, hogy a rendszer megfelelően reagáljon a víznyomásra, a kikapcsolás és bekapcsolás pillanatát a kis és nagy rugók üledékével kell beállítani. a mérőóra jelzése.
Vízszivárgás -érzékelő
Már a névből is világossá válik, hogy olyan eszközről beszélünk, amely érzékeli a vízszivárgás jelenlétét a vízellátó vezetékekről. A készülék működési elve egy elektróda rendszerhez hasonlít. Egy vagy több pár elektróda van a műanyag doboz belsejében egy speciális zsebben. Baleset esetén a padlón felhalmozódó víz a zsebébe folyik, és lezárja az érintkezőket. Az elektronikus áramkör működésbe lép, és az érzékelő jelzésére az elektromos hajtású golyósszelepek működésbe lépnek.
Nyilvánvaló, hogy az érzékelő önmagában haszontalan dolog, ha vezérlőrendszer és a ház bejáratánál vagy a vízellátó rendszer egyik ágán telepített automatikus vízzárók nélkül használják.
Példaként említhető az egyik legnépszerűbb védelmi rendszer, a Neptune vízszivárgás -érzékelő. A rendszer három fő blokkot tartalmaz:
- Maga a Neptune szivárgásérzékelő vezetékes vagy vezeték nélküli módban van, általában a készlet három különálló érzékelőt tartalmaz;
- Elektromos meghajtású golyóscsap, amelyet az olasz "Bugatti" cég gyárt, két darab mennyiségben;
- "Neptun Base" vezérlőegység.
A készlet legértékesebb része az automatikus csapok, amelyeket fél hüvelykes és hüvelykes csőmenetekre való felszereléshez gyártanak. A kialakítás akár 40 bar nyomást is kibír, a hajtás olasz minősége pedig legalább 100 ezer nyitási-zárási ciklust garantál.
Maga az érzékelő úgy néz ki, mint egy sárgaréz lemez egy dobozban, amelyhez nagyon magas bemeneti ellenállású kisfeszültségű feszültséget szolgáltatnak, amikor az érzékelő zárva van, az áram 50 mA-re korlátozódik. Maga a kialakítás az IP67 protokoll szerint készült, ezért teljesen biztonságos az emberek számára.
Vezeték nélküli vízszivárgás -érzékelők telepítése
A "Neptune" rendszerben az érzékelőt több mint 50 m távolságban lehet eltávolítani a vezérlőegységről. A fejlettebb vezeték nélküli NEPTUN PROW + rendszerekben a vezetékes rendszer helyett WF modullal felszerelt vízszivárgás -érzékelők használt.
A vezérlőegység interferenciától és nedvességtől védett csatornával, golyósszelepek ki-bekapcsoló rendszerével van felszerelve. Úgy gondoljuk, hogy semmilyen interferencia vagy véletlen csepp nedvesség, páralecsapódás nem befolyásolja az érzékelők működését.
A szivárgásérzékelővel ellátott dobozokat a csövektől legfeljebb 2 m távolságra kell felszerelni; az érzékelőket nem lehet árnyékolni fémszerelvényekkel vagy bútorokkal.
Vezeték nélküli vízszivárgás -érzékelő
A vezeték nélküli mérőműszer összetettebb, mint a hagyományos kételektródás, vezetékes kapcsolattal rendelkező változat. Egy vezérlő van beépítve, amely folyamatosan összehasonlítja az elektródák között áramló áramot a memóriába programozott referenciaértékkel. A száraz padló referenciaértéke ezután tetszés szerint beállítható.
Ez egy nagyon kényelmes megoldás, tekintettel arra, hogy a fürdőszobában a páratartalom nagyon magas lehet, és a rendszeres páralecsapódás téves riasztásokhoz vezethet.
Amint a vezérlő meghatározza az árvíznek megfelelő szintet, a vízfigyelő eszköz riasztási jelet küld az alapegységnek. A legfejlettebb modellek képesek megismételni a parancsot SMS -ben a GSM csatornán.
Vízáramlás érzékelő
Sok esetben a berendezés stabil és problémamentes működéséhez nincs elegendő vízjelenség-érzékelő; információra van szükség arról, hogy az áramlás áthalad-e a csővezetéken, mekkora a sebesség és a fej. Ebből a célból vízáramlás -érzékelőket használnak.
A vízáramlás -érzékelők típusai
A háztartási és a legegyszerűbb ipari berendezésekben négy fő típusú áramlásérzékelőt használnak:
- Nyomásmérő;
- Lobe típusú érzékelő;
- Scapularis mérési séma;
- Ultrahang rendszer.
Időnként elavult Pitot -cső kialakítást használnak, de a megbízható működéshez legalább nincs szükség szennyeződésre és lamináris áramlásra. Az első három érzékelő mechanikus, ezért gyakran ki vannak téve az eltömődésnek vagy az eróziónak. Az utolsó típusú ultrahangos érzékelő szinte bármilyen körülmények között képes működni.
Az ultrahangos mérő működési elve a diagramból megérthető. A cső belsejében hullámkibocsátó és vevő található. Az áramlási sebességtől függően a hanghullám eltérhet az eredeti iránytól, ami az áramlási jellemzők mérésének alapja.
Eszköz és működési elve
A legegyszerűbb lebenyáramlás -érzékelők az evezőlapát elvén működnek. Egy csuklópántra függesztett szirom merül a patakba. Minél nagyobb az áramlási sebesség, annál jobban eltérül az érzékelő lebeny.
A pontosabb lapátérzékelők poliamid vagy alumínium ötvözet járókereket vagy járókereket használnak. Ebben az esetben lehetőség van az áramlási sebesség mérésére a mozgatható elem forgási sebességével. Az egyetlen hátránya a megnövekedett ellenállás, amelyet a szirmok és a pengék hoznak létre a vízáramban.
A nyomásérzékelő dinamikus áramlási nyomáson működik. A víz nyomása alatt a mágneses béléssel ellátott mozgatható elem felfelé szorul, ezáltal helyet szabadítva fel a folyadék mozgására. A fejbe szerelt nádkapcsoló azonnal reagál a betét mágneses mezőjére és lezárja az áramkört.
Alkalmazási terület
A vízhozam-érzékelőket kizárólag egykörös hőcserélők fűtési és automatizálási rendszereiben használják. Leggyakrabban az áramlásérzékelő meghibásodása kiégéshez és a forró radiátorok és fűtőberendezések súlyos károsodásához vezet.
DIY vízszint érzékelő
A tartály vagy bármely más tartály vízzel való feltöltésének jelzésére alkalmas eszköz legegyszerűbb változata az alábbi ábrán látható.
Szerkezetileg a szintjelző három fémelektródából áll, amelyek textolit lemezre vannak felszerelve. A hagyományos kis teljesítményű tranzisztorra szerelt áramkör lehetővé teszi a tartályban megengedett felső és alsó vízszint meghatározását.
A kialakítás teljesen biztonságos, és nem igényel drága alkatrészeket vagy vezérlőeszközöket.
Következtetés
A vízszint-érzékelőket széles körben használják a háztartási készülékekben, ezért leggyakrabban a garázs- vagy kerti berendezések kiegészítő szükségleteihez a régi berendezésekből származó kész szerkezeteket használnak, amelyeket átalakítottak és új körülményekhez igazítottak. A megfelelő csatlakozás mellett egy ilyen eszköz sokkal tovább tart, mint egy házi áramkör.
Amikor szükségessé válik a folyadékszint szabályozása, sokan manuálisan végzik ezt a munkát, de ez rendkívül nem hatékony, sok időt és erőfeszítést igényel, és a felügyelet következményei nagyon drágák lehetnek: például elárasztott lakás vagy égett ki a szivattyút. Ez könnyen elkerülhető úszó vízszint -érzékelők használatával. Ezek olyan eszközök, amelyek egyszerű kialakítással és működési elvvel rendelkeznek, és megfizethetőek.
Otthon az ilyen típusú érzékelők lehetővé teszik az olyan folyamatok automatizálását, mint:
- a folyadékszint ellenőrzése az ellátó tartályban;
- talajvíz szivattyúzása a pincéből;
- a szivattyú leállítása, amikor a kút szintje a megengedett szint alá esik, és néhány más.
Az úszó érzékelő működési elve
A folyadékba olyan tárgy kerül, amely nem süllyed el benne. Ez lehet fadarab vagy hab, üreges, lezárt gömb műanyagból vagy fém és még sok más. Amikor a folyadékszint megváltozik, ez az objektum együtt emelkedik vagy csökken. Ha az úszó a működtetőhöz van csatlakoztatva, akkor vízszint -érzékelőként fog működni a tartályban.
Berendezés besorolása
Az úszóérzékelők önállóan szabályozhatják a folyadékszintet, vagy jelet küldhetnek a vezérlőáramkörbe. Ezen elv szerint két nagy csoportra oszthatók: mechanikus és elektromos.
Mechanikus eszközök
A mechanikus szelepek sokféle úszószelepet tartalmaznak a tartály vízszintjének meghatározásához. Működésük elve az, hogy az úszó a karhoz van csatlakoztatva, amikor a folyadékszint megváltozik, az úszó felfelé, ill. le ezt a kart, ő pedig a szelepre hat, amely elzárja (kinyitja) a vízellátást. Ezek a szelepek megtalálhatók a WC -tartályokban. Nagyon kényelmesen használhatók ott, ahol folyamatosan kell vizet adni a központi vízellátó rendszerből.
A mechanikus érzékelőknek számos előnye van:
- a tervezés egyszerűsége;
- tömörség;
- Biztonság;
- autonómia - nem igényel semmilyen áramforrást;
- megbízhatóság;
- olcsóság;
- egyszerű telepítés és konfiguráció.
De ezeknek az érzékelőknek van egy jelentős hátrányuk: csak egy (felső) szintet tudnak szabályozni, amely a telepítés helyétől függ, és ha lehet, akkor nagyon kis határokon belül szabályozhatják. Eladó egy ilyen szelepdoboz"úszószelep tartályokhoz".
Elektromos érzékelők
Az elektromos folyadékszint -érzékelő (úszó) abban különbözik a mechanikától, hogy nem blokkolja magát a vizet. Az úszó, amely a folyadék mennyiségének változásakor mozog, hatással van a vezérlőáramkörben található elektromos érintkezőkre. Ezen jelek alapján az automatikus vezérlőrendszer döntést hoz bizonyos intézkedések szükségességéről. A legegyszerűbb esetben egy ilyen érzékelőnek úszója van. Ez az úszó az érintkezőre hat, amelyen keresztül a szivattyú be van kapcsolva.
A nádkapcsolókat leggyakrabban érintkezőként használják. A nádkapcsoló egy üvegből készült izzó, amelynek belsejében érintkezők vannak. Ezen érintkezők kapcsolása mágneses mező hatására történik. A nádkapcsoló miniatűr, és könnyen elhelyezhető egy nem mágneses anyagból (műanyag, alumínium) készült vékony cső belsejében. A mágneses úszó szabadon mozog a csövön a folyadék hatására, amikor közeledik, az érintkezők kioldódnak. Ez az egész rendszer függőlegesen van felszerelve a tartályban... Ha megváltoztatja a nádkapcsoló helyzetét a csőben, beállíthatja az automatika bekapcsolásának pillanatát.
Ha figyelnie kell a tartály felső szintjét, akkor az érzékelő a tetején van felszerelve. Amint a szint a beállított érték alá csökken, az érintkező bezárul, a szivattyú bekapcsol. A víz hozzákezd, és amikor a vízszint eléri a felső határt, az úszó visszatér eredeti állapotába, és a szivattyú kikapcsol. A gyakorlatban azonban ilyen rendszer nem alkalmazható. A helyzet az, hogy az érzékelő a legkisebb szintváltozáskor aktiválódik, majd a szivattyú bekapcsol, a szint emelkedik és a szivattyú kikapcsol. Ha a vízfogyasztás a tartályból kisebb mint a tápellátás, helyzet áll elő, amikor a szivattyút folyamatosan be- és kikapcsolják, miközben gyorsan túlmelegszik és meghibásodik.
Ezért vízszint -érzékelők a szivattyú működésének más irányítására. A tartálynak legalább két érintkezője van. Az egyik felelős a felső szintért, kikapcsolja a szivattyút. A második meghatározza az alsó szint helyzetét, amely elérésekor a szivattyú bekapcsol. Így az indítások száma jelentősen csökken, ami biztosítja a teljes rendszer megbízható működését. Ha a szintkülönbség kicsi, akkor kényelmes olyan csövet használni, amelyben két nádkapcsoló található, és egy úszó, amely ezeket ingázja. Ha a különbség nagyobb, mint egy méter, akkor két külön érzékelőt használnak, amelyeket a szükséges magasságokba kell felszerelni.
A bonyolultabb kialakítás és a vezérlőáramkör igénye ellenére az elektromos úszószenzorok lehetővé teszik a folyadékszint -szabályozás folyamatának teljes automatizálását.
Ha az izzókat ilyen érzékelőkön keresztül csatlakoztatja, akkor ezek segítségével vizuálisan ellenőrizhető a tartályban lévő folyadék mennyisége.
Házi úszókapcsoló
Ha van ideje és vágya, akkor a legegyszerűbb úszó vízszint -érzékelő kézzel készíthető, és ennek költségei minimálisak lesznek.
Mechanikus rendszer
Annak érdekében, hogy a lehető legegyszerűbb legyen tervezésnél gömbcsapot (csapot) fogunk használni reteszelő eszközként. A legkisebb szelepek (fél hüvelyk vagy annál kisebbek) jól működnek. Egy ilyen csapnak fogantyúja van, amellyel bezáródik. Ahhoz, hogy érzékelővé alakítsa, meg kell hosszabbítania ezt a fogantyút egy fémszalaggal. A szalagot a megfelelő csavarokkal a fúrt lyukakon keresztül rögzítik a fogantyúhoz. Ennek a karnak a keresztmetszetének minimálisnak kell lennie, ugyanakkor nem szabad meghajolnia az úszó hatására. Hossza körülbelül 50 cm. Az úszó ennek a karnak a végéhez van rögzítve.
Úszóként megteheti használjon 2 literes műanyag palackot szódából. A palack félig tele van vízzel.
Ellenőrizheti a rendszer működését anélkül, hogy a tartályba telepítené. Ehhez állítsa a szelepet függőlegesen, és tegye a kart az úszóval vízszintes helyzetbe. Ha mindent helyesen teszünk, akkor a palackokban lévő víz tömege hatására a kar lefelé mozog, és függőleges helyzetbe kerül, és ezzel együtt a szelep fogantyúja is elfordul. Most merítse a készüléket vízbe. Az üvegnek fel kell ugrania, és el kell forgatnia a szelep gombot.
Mivel a szelepek mérete és a kapcsoláshoz szükséges erő eltérő, szükség lehet a rendszer hangolására. Ha az úszó nem tudja elfordítani a szelepet, növelheti karhosszig, vagy vegyen be egy nagyobb üveget.
Az érzékelőt vízszintes helyzetben a kívánt szintre szereljük a tartályba, míg az úszó függőleges helyzetében a szelepnek nyitva kell lennie, vízszintes helyzetben pedig zárva kell lennie.
Elektromos típusú érzékelő
Az érzékelő saját gyártásához ehhez a típushoz a szokásos eszközön kívül szüksége lesz:
A gyártási sorrend a következő:
Amikor a folyadékszint megváltozik, az úszó együtt mozog vele, amely elektromos érintkezőre hatva szabályozza a tartály vízszintjét. Az ilyen érzékelővel ellátott vezérlő áramkör lehet az ábrán látható. Az 1., 2., 3. pont az érzékelőnkből származó vezeték csatlakozási pontjai. A 2. pont közös pont.
Tekintsük a házi eszköz működési elvét. Mondjuk a tartály bekapcsolásának pillanatábanüres, az úszó alacsony szintben van (LO), ez az érintkező bezáródik és áramot biztosít a relének (P).
A relé felveszi és bezárja a P1 és P2 érintkezőket. A P1 önzáró érintkező. Szükség van rá, hogy a relé ne kapcsoljon ki (a szivattyú tovább működik), amikor a víz elkezd érkezni, és az NU érintkező kinyílik. A P2 érintkező csatlakoztatja a szivattyút (H) az áramforráshoz.
Amikor a szint a felső értékre emelkedik, a nádkapcsoló működni fog, és kinyitja a járműegység érintkezőjét. A relé feszültségmentes lesz, kinyitja P1 és P2 érintkezőit, és a szivattyú kikapcsol.
A tartályban lévő víz mennyiségének csökkenésével az úszó leereszkedni kezd, de amíg el nem éri az alsó helyzetet és nem zárja le az OU érintkezőt, a szivattyú nem kapcsol be. Amikor ez megtörténik, a ciklus megismétlődik.
Így működik a vízszint -szabályozó úszókapcsoló.
Működés közben rendszeresen meg kell tisztítani a csövet és az úszót a szennyeződéstől. A nádkapcsolók hatalmas mennyiségű kapcsolást képesek elviselni, így egy ilyen érzékelő hosszú évekig szolgál.
A vízszintmérő összeszereléséhez szembesültem a mérési módszer választásával - érintkező vagy érintés nélküli. Az érintkezési módszerek közé tartoznak az ellenállásos, kondenzátoros és induktív módszerek; a nem érintkező módszerek közül a vizuális, a radar és az ultrahangos módszerek a legelterjedtebbek. Annak érdekében, hogy ne befolyásolja a tartályban lévő víz minőségét, a folyadékszint mérésének egyik érintés nélküli módszerét fogjuk igénybe venni.
Minden érintés nélküli módszer egy elven alapul: a jel távozik, eltelik egy bizonyos idő, a jel visszatér. A vizuális módszer optikai jelet használ, meglehetősen pontos, de ha az érzékelő koszos lesz, akkor teljesen leáll.
A radarszint mérése nagyfrekvenciás rádióhullámokat használ, ezért nem alkalmas otthoni használatra. Az ultrahangos módszer hasonló a radar módszerhez, azzal az eltéréssel, hogy a rádióhullámok helyett ultrahangos hullámokat használnak. Ez a módszer tökéletesen megfelel nekünk, mert az ultrahangos érzékelők könnyen megtalálhatók és olcsók.
Folyadékszintmérőt készítettem az Arduino Mega2560 mikrokontroller alapján (bármilyen Arduino vezérlőt vehetsz).
A cikk szerzője nem vállal felelősséget az összeszerelési folyamat során keletkezett károkért.
1. lépés: Anyagok
Anyagok a tartályban lévő vízszint -érzékelőhöz:
- Arduino (Uno, Mega 2560, ...)
- ultrahangos távolságérzékelő HC SR04
- vezetékek az érzékelő és a vezérlő csatlakoztatásához
- plexi a tokhoz (opcionális)
2. lépés: némi elmélet
Először is elmondok egy kicsit a folyadék szintjének mérésére szolgáló ultrahangos módszerről. Minden érintésmentes szintmérő eszköz lényege az adó-vevő és a folyadék felülete közötti távolság mérése. Az adó -vevő rövid ultrahangos impulzust küld, és méri, hogy mennyi időbe telik, amíg a jel eljut a folyadék felszínére, majd vissza az adó -vevőhöz. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a folyadék sűrűsége nagyobb, mint a víz sűrűsége, felülete ultrahangos impulzust tükröz.
Az ultrahangos mérési módszer hátrányai:
- Az impulzus hossza miatt van egy kis ablak a visszhangjel fogadására, mert az adó -vevő továbbra is jelet bocsát ki. A probléma teljesen egyszerűen megoldható: az érzékelőt néhány centiméterrel a maximális folyadékszint fölé helyezik, így a vevő elkezdheti a jel vételét.
- A gerenda szélessége miatt korlátozások vonatkoznak a használt tartály átmérőjére. Ha az átmérő túl kicsi, akkor a folyadék felületéről visszavert jel visszaverődik az edény faláról, akkor az adatok hamisak lehetnek.
- Mielőtt a mérőt a tartályba állandó helyre telepítette, ezt a két pontot tesztelték. Stabil adatokat kaptunk az érzékelőtől legalább 5 cm távolságra. Ez azt jelenti, hogy az érzékelőt legalább 5 cm -rel a folyadékszint fölé kell felszerelni. Ezenkívül a 7,5 cm -es (0,5 m magasságú) edény átmérőjű tartály faláról nem tükröződtek jelek. Ezeket az eredményeket figyelembe vették, amikor az érzékelőt a tartályba telepítették.
3. lépés: víztartály
A víz a gravitáció hatására beáramlik az öntözőrendszerbe. Ezért a tartályt a padlószint fölé kell felszerelni. A tartály egy méter hosszú, 16 cm átmérőjű csatornacsőből készül.A cső két részre van osztva. A szelepek az alsó részben találhatók, a felső lesz a tényleges víztároló. A tartály fedeleként dugót használnak. A dugaszhoz ultrahangos távolságérzékelő van csatlakoztatva. A stabilitás érdekében a tartály egy fadobozba van felszerelve, amelyben elektronika és akkumulátor van.
A folyadékoszlop magassága százalékban van kódolva, a referenciapont a számláló leolvasása 6 cm (100%), és legfeljebb 56 cm (0%), 6 cm - távolság a vízfelülettől.
A tartály csőből készült a térfogat számításának megkönnyítése érdekében (hengeres alakú, az átmérő megváltoztatása nélkül).
4. lépés: Az ultrahangos érzékelő és a vezérlő kapcsolási rajza
Először forrasztjuk a vezetékeket az ultrahangos érzékelőhöz (csavart érpár, árnyékolás vagy fólia nélkül). Ezután helyezzük az érzékelőt egy házi plexi tokba. Lezárjuk a testet, és rögzítjük a tartály fedeléhez. A karosszéria az út mentén készült, és nem kötelező alkatrész, ezért nincs rajta a fotón, és nincsenek gyártási utasítások sem, ezért improvizáljon, ha úgy dönt, hogy elkészíti.
A mellékelt ábra szerint csatlakoztassa az érzékelőt a vezérlőhöz.
5. lépés: Programozás
A távolságmérő szoftver vízszintmérő szoftverré alakítva.
Először egy jelet küld, majd visszaküldi, méri a jel továbbítása és vétele közötti időt, és a vett adatokat centiméterre alakítja át. A centimétereket viszont százalékokká alakítják át, és ezeket az adatokat soros kapcsolaton keresztül továbbítják a számítógéphez. Kiszámíthatja a tartályban maradt vízmennyiséget is.
Fájlok
6. lépés: ellenőrizze
Mivel ezt a víztartályt egy automatikus öntözőrendszerben fogják használni, kétlépcsős szabályozóval, ezért meg kell mérni az áramlásjelzőket. A tartályból kilépő áramlás a benne lévő hidrosztatikus nyomástól függ.
Aki ismeri a hidrodinamika alapjait, tudja, hogy a vízszint csökkenésével a hidrosztatikus nyomás csökken. Annak érdekében, hogy a növényeket azonos térfogatú vízzel kell öntözni, meg kell tudni szabályozni azt az időt, amely alatt a szelep nyitva marad. Az áramlási sebességek ismeretében kiszámíthatja, hogy egy adott idő alatt mennyi víz folyhat ki a tartályból, és így meghatározhatja azt az időt, amely alatt a szelepnek nyitva kell lennie.
A vízszintmérőnk pontosságának ellenőrzéséhez töltse fel a tartályt vízzel a maximális szintre. Ezután nyissa ki a szelepet, hogy az összes víz kifolyjon. A tartály akár 2% -ig üres, mivel a kialakítás úgy készült, hogy megakadályozza a maradékok szivárgását. A képen egy lépésfüggvény diagram van csatolva, e diagram szerint hozzávetőlegesen meg tudjuk becsülni, hogy milyen vízállásnál következik be a változás (Excel, Matlab vagy más számítási program segítségével).
A DIY vízszint -érzékelő a várt módon működik.
7. lépés: Alkalmazás projektekben
Az összeszerelt ultrahangos vízszintmérő egy minta. Ha a mérőt saját gyártású és félig ipari projektekben kívánjuk használni, akkor el kell végezni a kopásállóság és a vízállóság vizsgálatát. A tesztelés után kiderül, hogy a mérő alkalmas -e bármilyen projektben való használatra. Jelenleg csak azt tudom mondani, hogy az érzékelő az összeszerelés óta eltelt idő óta normálisan működik.
A vízszint mérésének érintésmentes módszere miatt a víz nem szennyezett. Maga az érzékelő olcsó volt a költségek tekintetében, ami azt jelenti, hogy saját készítésű projektekben is használható.
A vidéki házban vagy kerti parcellában található nagyméretű víztartály használható otthonának öntözésére vagy vízellátására. Töltéskor nem kell folyamatosan felmenni a lépcsőn, és egész nap figyelni a szintet - ezt elektronikus érzékelők is megtehetik.
- A fejlett dákák és a gyümölcs- és zöldségtermesztésben részt vevő gazdaságok csepegtetőszerű öntözőrendszereket használnak munkájuk során. Az öntözőberendezések automatikus működésének biztosítása érdekében a kialakítás nagy kapacitást igényel a víz gyűjtésére és tárolására. Általában merülő vízszivattyúkkal van feltöltve egy kútban, és ellenőrizni kell a szivattyú víznyomásszintjét és mennyiségét a gyűjtőtartályban. Ebben az esetben ellenőrizni kell a szivattyú működését, azaz be kell kapcsolni, amikor a tároló tartály bizonyos vízszintje eléri, és kapcsolja ki, ha a víztartály megtelt. Ezeket a funkciókat úszószenzorok segítségével lehet megvalósítani.
- Nagy víztartályra is szükség lehet az otthoni vízellátáshoz, ha a vízbevezető tartály áramlási sebessége nagyon kicsi, vagy maga a szivattyú teljesítménye nem tudja biztosítani a szükséges szintnek megfelelő vízfogyasztást. Ebben az esetben a vízellátó rendszer automatikus működéséhez folyadékszint -szabályozó eszközökre is szükség van.
- A folyadékszint -szabályozó rendszer akkor is használható, ha olyan eszközökkel dolgozik, amelyek nem rendelkeznek védelemmel a fúrólyuk -szivattyú, a víznyomás -érzékelő vagy az úszókapcsoló száraz futása ellen, amikor a talajvizet a pincékből és a földfelszín alatti szintről szivattyúzzák.
A szivattyú vezérléséhez szükséges összes vízszint-érzékelő két nagy csoportra osztható: érintkező és érintésmentes. Az érintésmentes módszereket elsősorban az ipari termelésben használják, és optikai, mágneses, kapacitív, ultrahangos stb. nézetek. Az érzékelőket víztartályok falára szerelik fel, vagy közvetlenül ellenőrzött folyadékokba merítik, az elektronikus alkatrészeket egy vezérlőszekrénybe helyezik.
Rizs. 2 A szintérzékelők típusai A mindennapi életben a legelterjedtebbek az olcsó úszó típusú érintkezők, amelyek nyomkövető eleme nádkapcsolókon készül. Attól függően, hogy hol helyezkednek el egy vízzel ellátott tartályban, az ilyen eszközöket két csoportra osztják.
Függőleges. Egy ilyen eszközben a nádkapcsolók függőleges rúdban vannak elhelyezve, és maga az úszó gyűrűmágnessel mozog a cső mentén, és be- vagy kikapcsolja a nádkapcsolókat.
Vízszintes. A tartályfal oldalának felső széléhez vannak rögzítve, amikor a tartály megtelik, az úszó mágnessel felemelkedik a csuklós karon, és közeledik a nádkapcsolóhoz. A készülék működik és lekapcsolja a vezérlőszekrényben elhelyezett elektromos áramkört, kikapcsolja az elektromos szivattyú áramellátását.
Rizs. 3 Függőleges és vízszintes nádkapcsoló Nádkapcsoló készülék
A nádkapcsoló fő működtetője egy nádkapcsoló. A készülék egy kis üveghenger, amely inert gázzal vagy elszívott levegővel van feltöltve. Gáz vagy vákuum megakadályozza a szikrák kialakulását és az érintkezőcsoport oxidációját. A lombik belsejében négyszögletes keresztmetszetű ferromágneses ötvözetből (permalloy huzal) zárt érintkezők vannak, arany vagy ezüst bevonattal. Amikor belép a mágneses fluxusba, a nádkapcsoló érintkezői mágneseződnek és taszítják egymást - ez az áramkör, amelyen keresztül áramlik az elektromos áram, megnyílik.
Rizs. 4 A nádkapcsolók megjelenése A nádkapcsolók leggyakoribb típusai lezárásra hatnak, azaz mágnesezéskor érintkezőik egymáshoz vannak kötve, és az elektromos áramkör zárva van. A nádkapcsolók két vezetékkel rendelkeznek az áramkör nyílásának lezárására, vagy három vezetékkel, ha elektromos áramkörök kapcsolóival működnek. A kisfeszültségű áramkör, amely a szivattyút táplálja, általában egy vezérlőszekrényben található.
A nádkapcsoló vízszint -érzékelőjének kapcsolási rajza
A nádkapcsolók alacsony fogyasztású eszközök, és nem képesek nagy áramok kapcsolására, ezért nem használhatók közvetlenül a szivattyú kikapcsolására és bekapcsolására. Általában egy alacsony feszültségű kapcsolóáramkörben vesznek részt egy erős szivattyúrelé működtetéséhez, egy vezérlőszekrénybe helyezve.
Rizs. 5 Kapcsolási rajz az elektromos szivattyú vezérléséhez nádkapcsoló úszóérzékelő segítségével
Az ábrán egy egyszerű áramkör látható egy érzékelővel, amely a szivattyúzás során a vízszinttől függően vezérli a leeresztő szivattyút, és két SV1 és SV2 nádkapcsolóból áll.
Amikor a folyadék eléri a felső szintet, az úszómágnes bekapcsolja az SV1 felső nádkapcsolót, és feszültséget kap a P1 relétekercs. Az érintkezői zárva vannak, párhuzamos csatlakozás történik a nádkapcsolóhoz, és a relé önzáró.
Az önzáró funkció nem teszi lehetővé a relé tekercsének kikapcsolását, amikor az engedélyező gomb érintkezőit kinyitják (esetünkben ez egy SV1 nádkapcsoló). Ez akkor történik, ha a relé és a tekercs terhelése ugyanabban az áramkörben van csatlakoztatva.
A feszültség a szivattyú tápáramkörében lévő erős relé tekercsébe kerül, érintkezői bezáródnak, és az elektromos szivattyú elkezd működni. Amikor a vízszint leesik, és az SV2 alsó nádkapcsoló mágnessel rendelkező úszó eléri, akkor bekapcsol, és pozitív potenciált biztosít a másik oldalon lévő P1 relé tekercséhez, az áram leáll és a P1 relé kikapcsol. Ez okozza az áram hiányát a P2 táprelé tekercsében, és ennek következtében az elektromos szivattyú tápfeszültségének megszűnését.
Rizs. 6 Úszó függőleges vízszint -érzékelők Hasonló szivattyúvezérlő áramkör, a vezérlőszekrényben elhelyezve, használható a folyadékkal ellátott tartályban lévő szint figyelésére, ha a nádkapcsolók megfordulnak, vagyis az SV2 a tetején lesz és kikapcsolja a szivattyút, és az SV1 bekapcsolja a víztartály mélységében.
A szintérzékelők a mindennapi életben automatizálhatják a folyamatot, amikor elektromos tartályokat vízzel töltenek fel elektromos vízszivattyúkkal. A legegyszerűbben telepíthető és működtethető nádkapcsolók, amelyeket az ipar állít elő függőleges úszók formájában rúdokon és vízszintes szerkezeteken.
Kapcsolók, stb.) A szivattyúegységek automatizálásakor speciális felügyeleti és vezérlőberendezéseket használnak, például szintszabályozó reléket, sugárreléket stb.
A szintszabályozó relék szabályozzák a szivattyú indítóit és szelepeit a folyadékszint szabályozására. Az ilyen eszközök képesek fenntartani a tartályokban beállított vízszintet.
A modern folyadékszint -szabályozó relék elektronikus eszközök, leggyakrabban moduláris felépítésűek, jeleket fogadnak az érzékelőktől, feldolgozzák azokat egy meghatározott algoritmus szerint, és kapcsoló működtetőket csatlakoztatnak a relé kimeneti érintkezőihez (, szivattyúmotorok).
Mivel az elektronikus szintszabályozó relék kimeneti áramköreinek maximális kapcsolt árama általában nem haladja meg a 10 A -t, akkor nagy terhelések kapcsolásához. Ebben az esetben a szintkapcsoló vezérli az indító tekercsét, az indító pedig a tápérintkezőivel a szivattyúegység végrehajtó elemeit.
Az elektronikus szintszabályozó relék elektróda- és úszószenzorokkal, manométerekkel, radioaktív érzékelőkkel stb. Működnek.
Elektródaszint -érzékelő
Az elektromosan vezető folyadékok szintjének ellenőrzésére szolgál. Működési elv: a vízállóság szabályozása az egypólusú merített elektródák között, amelyekhez váltakozó feszültséget használnak.
Egy kis elektródából és két hosszú elektródából áll, amelyek a csatlakozódobozban vannak rögzítve. Az egyik kis elektróda a felső vízszint, a hosszú pedig az alsó vízszint érintkezése. Az érzékelő vezetékekkel csatlakozik a szintkapcsolóhoz és a szivattyúmotor vezérlő áramköréhez.
Ha víz érintkezik egy kis elektródával, a szivattyú indítója kikapcsol. Amikor a szint hosszú elektródákra csökken, a szivattyú bekapcsol.
Nem agresszív folyadékok vízszintjének ellenőrzésére szolgál. Az úszót egy nyitott tartályba merítik, amely rugalmas kábelre van felfüggesztve és súlyával kiegyensúlyozott. Két kapcsolótámasz van rögzítve a kábelre, amelyek segítségével a tartályban lévő víz korlátozó szintjein az érintkező eszköz billenő karja forog. Ez a billenőkar lezárja azokat az érintkezőket, amelyek be- vagy kikapcsolják a szivattyú motorját.
Zárt tartály esetén az úszót a karja köti össze a kar tengelyével. A tengely egy bizonyos tömítéssel a ház falán keresztül kerül a térbe, ahol az érzékelő érintkező része található. A tartály falán keresztül a vezetékek kihúzódnak az érintkezőkből.
A legtöbb esetben a megfelelő érzékelők szintkapcsolóval érkeznek. Egy ilyen készlet megvásárlása után a fogyasztónak csak mindent helyesen kell csatlakoztatnia és konfigurálnia.
Relé RKU-1M- szabályozza a folyadékszintet, és a töltő- és ürítőtartályok automatikus vezérléséhez, valamint a védőkörökben használatos. Főbb jellemzők: maximális kapcsolási teljesítmény 3,5 W, tápegység 220 V, érzékelők száma 3, egy váltóérintkező, maximális távolság az érzékelőtől a reléig 100 m.
Rizs. 1. Relé RKU-1M
Rizs. 2. A szivattyú csatlakoztatási rajza az RKU-1M-hez
Vízszint kapcsoló ROS-301- figyeli az elektromosan vezető folyadékok három szintjét három független csatornán keresztül egy vagy különböző tartályokban.
Rizs. 3. ROS-301 relé
Egyszintű vízállás relé PZ-828- állítható érzékenységű, feszültségű - 230V, maximális kimeneti áramkör - 16A. A készülék váltóérintkezőt használ.
Rizs. 4. Relé PZ-828
Kétszintű relé PZ-829állítható érzékenységű gép. Ez az elektronikus eszköz két szinten képes szabályozni a folyadék jelenlétét.
Három fokozatú relé PZ-830- szabályozza és fenntartja a vezető folyadék beállított szintjét a szivattyúegység villanymotorjának vezérlésével. A háromszintű automata három szinten képes nyomon követni a folyadék jelenlétét, ahol a harmadik szint vészhelyzet.
Rizs. 6. Négyszintű PZ-830 szintkapcsoló kapcsolási rajza
Négyfokozatú relé PZ-832- szabályozza és fenntartja a vezetőképes folyadékok szintjét a tartályokban, víztornyokban, uszodákban stb. a szivattyúk elektromos motorjainak vezérlésével.
Folyadékszint -kapcsoló három érzékelővel EBR-1- elektronikus moduláris relé, maximális távolság 100 méter az érzékelők között. Használható köztartályokhoz (tartály vagy kút feltöltésének és leeresztésének ellenőrzése). A folyadékszint -szabályozó relével szállított érzékelők a mechanizmushoz vannak csatlakoztatva.
Főbb jellemzők: teljesítmény 3,5 VA, három érzékelő, maximális érzékenység 50 KOhm, tápegység 230 V, üzemi hőmérséklet -100C - + 450C, IP20 védettség.
Szint relé EBR-1
A relé hat érzékelővel van felszerelve EBR-2- speciálisan kialakított moduláris felügyeleti relé kutakban és tartályokban. Továbbá, ez a relé számos beállítással rendelkezik, értesítés a vízszint minimális és maximális mutatóinak eléréséről, az érzékelők nagyon érzékenyek a folyadék elektromos vezetőképességére.
A készlet hat érzékelőt tartalmaz. Költségei miatt ez a felügyeleti relé ideális megoldás a modern vízszint -ellenőrzéshez.
