Регуляторы уровня воды

Принцип работы прибора.

При включении прибора в сеть питания 220 В сетевое напряжение подается на понижающий трансформатор.

Конструкция и детали. TV1 — любой сетевой трансформатор мощностью 6.. .8 Вт и выходным напряжением 13… 15 В. TV2 — выполнен на ферритовом стержне (можно от магнитной антенны радиоприемника) диаметром 6…8 мм и длиной 20…25 мм. Обмотка I содержит 300 витков провода ПЭВ, ПЭВ-2, диаметром 0,13…0,15 мм. Обмотка II содержит 200 витков того же провода с отводом от каждых 50 витков. Между обмотками необходимо проложить 3-4 слоя лакоткани, а лучше фторопластовой пленки. Как известно, у каждого симистора свой индивидуальный ток открывания, поэтому может возникнуть необходимость в подборе выходного напряжения с 7V2. Начинать подбор следует с наименьшего напряжения. В случае если при максимальном выходном напряжении на TV2 симистор открываться не будет, можно уменьшить резистор в цепи коллектора VT1 до 20 Ом. Если и это не поможет, следует поменять симистор на исправный. Симистор VS1 — любой из серии «ТС», следует учесть, что его номинальный ток должен быть в 4-5 раз больше номинального тока нагрузки, так как в первый момент после подачи напряжения в нагрузку возникают «пусковые» токи, превышающие номинальный ток в 2-3 раза, а иногда и более.
дбирают ток открывания симистора, нагрузив его лампой накаливания мощностью не менее 60 Вт. Лампа должна гореть ровным светом и в полную мощность. Если же лампа мигает или горит в полнакала, необходимо увеличить ток открывания симистора. Конденсатор на клеммах нагрузки необходим для устранения искажений синусоиды питающего напряжения, вносимых симистором. Для электронасосов это очень принципиально. Диоды КД103 можно заменить на любые из серии КД521, КД522, КД102. Вместо КД209 можно использовать любые выпрямительные диоды на ток 0,3 А и напряжение 25 В и выше. В качестве SA1 и SA2 подойдут П2К (SA1-без фиксации, SA2 — с фиксацией). Стабилизатор К142ЕН8Б установлен на теплоотводе, в качестве которого может быть использована алюминиевая пластина толщиной 3-4 мм и размером 30×100 мм. Концевые датчики можно изготовить из фольгированного стеклотекстолита. Можно в качестве концевых датчиков использовать арматуру небольших диаметров. Для неглубокого, но широкого резервуара подойдут зачищенные электроды для дуговой сварки. В случае, когда измеряется уровень загрязненной воды, например, водорослями, тиной и т. п., концевые датчики необходимо оградить мелкой сеткой. После расположения концевых датчиков на необходимых уровнях устройство готово к работе. Общий провод устройства, его корпус, если он из металла, и корпус электронасосов и клапанов необходимо тщательно заземлить.

Схемотехника

www.cavr.ru

Общая классификация приборов

Датчик уровня воды используется для следующих целей:

• Для восприятия изменения количества жидкости и передачи дискретного сигнала в случае завышения максимально допустимой отметки в резервуаре на реле;
• Для включения реле сигнализации (световой или звуковой) в главном корпусе управления;
• Для передачи показателей уровня жидкости на табло пульта управления с отображением конкретных резервуаров;
• Для организации замкнутой схемы системы автоматического контроля воды в резервуаре. Для этого дополнительно потребуется контроллер, электродвигатель насоса.

Возможные методы определения загруженности резервуара

Существует несколько методов измерения уровня жидкости:

1. Бесконтактный – зачастую приборы такого типа используются для контроля уровня вязких, токсичных, жидких либо твердых, сыпучих веществ. Это емкостные (дискретные) приборы, ультразвуковые модели;
2. Контактный – устройство располагается непосредственно в резервуаре, на его стенке, на определенном уровне. По достижению водой этого показателя датчик срабатывает. Это поплавковые, гидростатические модели.

По принципу действия различают следующие виды датчиков:

• Поплавкового типа;
• Гидростатические;
• Емкостные;
• Радарные;
• Ультразвуковые.

Кратко о каждом виде приборов

1. Датчик уровня жидкости поплавковый – отличается простотой конструкции, зачастую используется в сочетании с электрическим реле. Система действует просто: при достижении определенного уровня вода воздействует на поплавок. Он в свою очередь изменяет положение, замыкает контакт реле, к которому прикреплен одним концом.

Поплавковые модели бывают дискретные и магнитострикционные. Первый вариант — дешевый, надежный, а второй – дорогой, сложной конструкции, но гарантирует точное показание уровня. Однако общий недостаток поплавковых приборов – это необходимость погружения в жидкость.

Поплавковый датчик определения уровня жидкости в баке

1. Гидростатические устройства – в них все внимание обращено на гидростатическое давление столба жидкости в резервуаре. Чувствительный элемент прибора воспринимает давление над собой, отображает его по схеме для определения высоты столба воды.

Главные преимущества таких агрегатов – компактность, непрерывность действия и доступность по ценовой категории. Но использовать их в агрессивных условиях нельзя, потому как без контакта с жидкостью не обойтись.

Гидростатический датчик уровня жидкости

1. Емкостные приборы – для контроля уровня воды в баке предусмотрены пластины. По изменению показателей емкости можно судить о количестве жидкости. Отсутствие подвижных конструкций и элементов, простая схема устройства гарантируют долговечность, надежность работы прибора. Но нельзя не отметить недостатки — это обязательность погружения в жидкость, требовательность к температурному режиму.
2. Радарные устройства – определяют степень повышения воды путем сравнения частотного сдвига, задержки между излучением и достижением отраженного сигнала. Таким образом, датчик действует как излучатель и улавливатель отражения.

Подобные модели считаются лучшими, точными, надежными устройствами. Они обладают рядом достоинств:

• Не имеют подвижных деталей;
• Не контактируют с жидкой средой;
• Не привередливы к среде, условиям функционирования;
• Точность показателей.

К недостаткам модели можно отнести только их высокую стоимость.

Радарный датчик уровня жидкости в резервуаре

1. Ультразвуковые датчики – принцип функционирования, схема устройства аналогичны радарным приборам, только используется ультразвук. Генератор создает ультразвуковое излучение, которое по достижению поверхности жидкости отражается и попадает через некоторое время на приемник датчика.  После небольших математических вычислений, зная временную задержку и скорость движения ультразвука, определяют расстояние до поверхности воды.

Плюсы радарного датчика присущи и ультразвуковому варианту. Единственное, менее точные показатели, более простая схема работы.

Тонкости выбора подобных устройств

При покупке агрегата обратите внимание на функциональность прибора, некоторые его показатели. Крайне важные вопросы при покупке прибора – это:

1. Для каких веществ может использоваться прибор, условия работы, схема устройства;
2. Влияет ли материал резервуара на точность показаний, принцип действия устройства;
3. Используется встроенная схема обработки, преобразования сигнала, либо датчик работает как реле;
4. Точность показаний, в том числе при быстром понижении или повышении уровня жидкости;


5. Входит ли в комплектацию дисплей для отображения действительных показателей, регулирования заданных параметров, изменения настроек;
6. Наличие сертификатов на продукцию;
7. Реагирование системы на температурные перепады;
8. Как на прибор и его точность могут влиять внешние факторы, например, вибрация, агрессивность среды или электромагнитные волны;
9. Материал исполнения устройства и возможность его работы в заданных условиях;
10. Собственно отзывы об агрегате, гарантии срока службы.

Варианты датчиков определения уровня воды или твердых сыпучих веществ

prokommunikacii.ru

.
oEBu8jwB/ogLi;8pctgRBMALOkExK+0FsQs3aj/GNNLxM16wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALMA6LFGW+bP31jU/WPkuuxO6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALOKVZWKV7hqv25vxybZvsci6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALNvQS25oLfT2ARk30F1QnWt6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALMlZw/mzd3ZT8RucNsumLfg;8pctgRBMALMGs4V6O5qxNIscJ/yG3pJ46wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALPOzxRZFQTRkZyaO2gM/pI8;8pctgRBMALM8bO8L6tpDgCkFvgd48IKR6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALOm755p9v/Yt1aXRm4u3FoH;8pctgRBMALP3YCEwHMiE3f8PYmTJHwEI;8pctgRBMALPvcLUjeq6W8LEgp1bji4DX6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALNYI88DL2h01c3ZrBtC63+Y6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALOKVZWKV7hqv25vxybZvsci6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALM8CaUJqgTNvBRci864iUy4;8pctgRBMALMX5oh58FHVy4G6ot9/S7mQ6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALPWeepumaLkSHNwDp1RFvN46wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALPaRxInHg3leVdmEwbnUkTq6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALPbOORjZUTI9gzuBzmR0f0G6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALP4E6YtsV+YCncIO9ZVLwhk;8pctgRBMALPOnKxOpx3lr8B1k2kVWEWf;8pctgRBMALM0LWbBlKNh2Ey6rGYtLJwa6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALPjR67eCMik/ODEGbAi/n9U6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALM1mogiqUN+jl9M0r8XQBQx6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALPOzxRZFQTRkZyaO2gM/pI8;8pctgRBMALPlBMuawpeqszcGI652l+pK6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALMuEL3Du08WfGdqGysewYyr6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALMA6LFGW+bP31jU/WPkuuxO6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALM6aN7lXwaEXqKyHshx0yrq6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALNQfc/Gndso5HAYmeYFNL4G;8pctgRBMALPwjRarGoos8IzlWLWhBW4k6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALOKVZWKV7hqv25vxybZvsci6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALNvQS25oLfT2ARk30F1QnWt6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALOKVZWKV7hqv25vxybZvsci6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALPqQzWnLRj+eAXh/kdewZNU6wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALNfkeoP57W+pjHjOSBF+pb16wdkfYSa+s4=;8pctgRBMALOvY93i+5loECiAeD+iMa0V

ru.aliexpress.com

    Данная схема предложена для автоматического управления регулирования уровня воды в баке. В нем под известным давлением расположены два электрода, длинный из которых является нижним уровнем, а другой, короткий –верхним. Роль общего электрода играет металлический бак. В баке имеется только один отвод для подачи и отвода воды, насос заполняет бак и одновременно подает воду в систему.
   Как видите, схема довольно проста, важным элементом которой является тиристор. Работает схема следующим образом.
    Когда в баке вода ниже нижнего уровня, то электрической связи электродов с корпусом отсутствуют. Поэтому напряжение на управляющий контакт тиристора не приходит, тиристор заперт, реле обесточено, нормально замкнутые контакты К1.1 и К1.2 находятся в исходном положении, двигатель работает, насос закачивает в систему и бак воду. Контакт К1.3 находится в разомкнутом положении.
    По мере заполнения бака , вода поднимается до нижнего электрода. Появляется электрическая связь через воду нижнего электрода с корпусом бака, который соединен с одним из концов вторичной обмотки трансформатора и анодом тиристора. Но дальше ничего не происходит, потому что связь прерывается с управляющим выводом тиристора из-за разомкнутого контакта К1.3.
    Когда вода поднимается до верхнего уровня, управляющий вывод тиристора через токоограничительный резистор соединяется с корпусом бака через воду,  соединяется с общим проводом. Тиристор открывается, замыкая цепь катушки К1. Последняя срабатывает, нормально замкнутые контакты К1.1 и К1.2 размыкаются, двигатель останавливается, насос перестает качать воду. Одновременно замыкается пара контактов К1.3, замыкая верхний с нижним уровнем электродов.
    По мере расхода воды, уровень в баке станет ниже верхнего, но насос будет молчать, так как теперь связь корпус-вода-электрод-R1 проходит через замкнутый контакт К1.3 и в данном случае задействован нижний электрод.
Как только уровень воды станет ниже нижнего электрода, электрическая цепочка «корпус-вода-электрод» разрывается, тиристор запирается, реле обесточивается, возвращая свои контакты в исходное положение и насос заработает. Весь цикл повторяется.
    При неработающем насосе, уровень воды в баке колеблется между верхним и нижним уровнями электродов, а реле К1 в это время находится в рабочем состоянии, держа контакты К1.1 и К1.2 отключенными.
    В схеме предусмотрен предохранитель FU1 от токовой перегрузки и коротких замыканий, включенный в первичную обмотку трансформатора Т1. Диод VD1 выпрямляет ток, проходящий через обмотку реле, а также, что немаловажно, через воду между корпусом и электродами.    Тиристор включает и отключает реле К1. Реле подбирается экспериментальным путем, по напряжению, либо напряжение подбирается на вторичной обмотке. Также надо подобрать сопротивление резистора R1 для четкого срабатывания тиристора. Это зависит от проводимости воды.

                                       По материалам журнала "Моделист-конструктор"
 

www.elektrikii.ru

Читать все новости ➔

В небольших городах и особенно в сельской местности, очень часто возникают проблемы с во­доснабжением. Некоторые из этих проблем может решить устройство, описанное в этой статье.

Животноводческие хозяйства ежедневно рас­ходуют большое количество воды на поение ско­та, приготовление кормов, мойку доильной аппа­ратуры, посуды, помещений для животных. Механизированная подача воды на животноводче­ские фермы освобождает персонал от трудоемких работ и отвечает требованиям современного об­щественного животноводства.

Автоматизация водокачек обеспечивает на­дежное водоснабжение без дежурного персонала, улучшает использование малодебитных источни­ков воды, так как отбор воды осуществляется бо­лее равномерно. В автоматических системах во­доснабжения чаще всего используются поплавковые и электродные датчики уровня воды в резервуарах. Поплавковые датчики состоят из поплавка и узла, который преобразует его пере­мещение в выходной электрический сигнал. Недо­статок поплавковых датчиков — наличие подвиж­ных частей. В зимнее время из-за их обмерзания поплавковый датчик, как правило, не работает.

Электродные датчики регистрируют измене­ние уровня жидкости по изменению активной про­водимости междуэлектродного пространства. Электродные датчики не имеют подвижных частей, но в зимнее время они покрываются льдом, а лед, как известно, не проводит ток, и электродный дат­чик не дает информацию об уровне воды. Многие читатели в зимнее время наблюдали такую карти­ну: водонапорная башня представляет собой ог­ромную глыбу льда. Это происходит из-за того, что датчик верхнего уровня покрывается льдом за вре­мя, пока вода спустится до датчика нижнего уров­ня и поднимется обратно. Происходит перелив во­ды, и вода начинает течь с самого верха башни и, естественно, превращается в лед.

В описываемом ниже устройстве использован емкостной датчик уровня жидкости. Преимущест­во таких датчиков — надежность работы в самых неблагоприятных услови­ях, отсутствие подвижных частей и простота обслужива­ния. Принцип работы основан на измерении электрической емкос­ти датчика при измене­нии уровня контроли­руемой среды вдоль оси датчика. Диапазон изменения зависит от типа датчика, его дли­ны, характеристики из­меряемой среды и монтажа датчика на ре­зервуар. Емкостной датчик представляет собой электрод, погру­женный в измеряемую среду. По конструкции электрода датчики подраз­деляются на стержневые, пластинчатые, тросовые и т.д. Обкладками датчика служат металлические стенки резервуара и зонд. Емкость конденсатора, образованного зондом и стенками, зависит от ди­электрической проницаемости вакуума, диэлект­рической проницаемости измеряемой среды, дли­ны датчика и уровня среды (воды). Приблизительно на метр уровня воды емкость датчика изменяется на 1000 пФ. Зонд должен быть изолирован от во­ды (достаточно использовать изолированный эле­ктрический провод). Если резервуар сделан не из металла, то необходимо опустить два провода, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. Используя справочник по физике, можно оп­ределить величину емкости такого конденсатора.

Двухпозиционный регулятор уровня воды в резервуаре работает по следующему принципу: при заполнении резервуара до верхнего порого­вого уровня (ВУ) насос отключается, и идет рас­ход воды до определенного нижнего уровня (НУ). Затем электронный блок включает насос, и он по­дает воду в резервуар до его заполнения до ВУ. Далее процесс повторяется.

Работа устройства

На рис.1 показана принципиальная электриче­ская схема двухпозиционного регулятора уровня воды в резервуаре. Регулятор позволяет также «видеть» уровень воды в резервуаре с помощью четырех светодиодов VD5-VD8. Светодиод VD4 информирует о работе насоса.

Работает схема следующим образом. Логичес­кий элемент DD1.1 формирует положительный импульс, соответствующий моменту перехода се­ти через нуль, который подается на один из входов логических элементов DD1.2, DD2.1, DD2.3. Инвер­тированный импульс с логического элемента DD1.3 поступает на три интегрирующие цепочки, кото­рые формируют временной интервал, соответст­вующий нижнему уровня, верхнему уровню и те­кущему уровню воды в резервуаре. Логические элементы DD1.2, DD2.1, DD2.3 в сочетании с инте­грирующими цепочками R2R5C1 (НУ), R3R6C2 (ВУ), R4R7C3Cд (текущий уровень) формируют три им­пульса, соответствующие нижнему, верхнему и те­кущему уровням воды в резервуаре. Логические элементы DD1.3, DD1.4 инвертируют импульсы НУ, ВУ, которые с них поступают на информационные входы D-триггеров DD3.1, DD3.2. Построечными резисторами R5-R7 устанавливают длительности импульсов НУ, ВУ и текущего уровней (т.е. они яв­ляются задатчиками НУ, ВУ и ТУ).

Выходной импульс с логического элемента DD2.3 поступает на тактовые входы обоих D-триггеров. D-триггеры DD3.1, DD3.2 выполняют функ­цию сравнения импульсов по длительности. Как из­вестно, сигнал с информационного входа D-триггера передается на его выход по фронту так­тового импульса. Если в момент действия фронта тактового импульса (ТУ) на информационном вхо­де присутствует высокий уровень, то он передает­ся на прямой выход триггера, а если низкий, то на выходе действует низкий уровень. Этот уровень со­храняется до прихода следующего тактового им­пульса. На логических элементах DD4.1, DD4.3 вы­полнен логический полусумматор, который совместно с RS-триггером DD4.2, DD4.4 осуществ­ляют двухпозиционный алгоритм регулирования. Выходной сигнал триггера с помощью транзисто­ра VT1 включает реле К1. Контакты реле должны быть включены в цепь управление насосом. Логи­ческие элементы DD5.1-DD5.5 служат в качестве буфера питания светодиодов VD1-VD5. Желатель­но использовать сверхьяркие светодиоды. Свето­диоды (<НУ, >ВУ) используются красного цвета свечения, остальные — зеленого. Цепочка C5R9 ус­танавливает триггеры в исходное состояние при включении питания регулятора.

Разводка печатной платы устройства и распо­ложение элементов на ней показано на рис.2.

Настройка устройства

Настройка заключается в регулировке резисто­ров задатчиков. Вначале добиваются свечения светодиодов (<НУ) и (<ВУ). Затем по мере напол­нения резервуара регулировкой резисторов R5 и R7 выставляют нижний уровень воды таким обра­зом, чтобы погас светодиод (<НУ) и начал светить светодиод (>НУ). При этом светодиод (<ВУ) дол­жен светить. При достижении уровнем воды верх­него уровня регулировкой резистора R6 добива­ются погасания светодиода (<ВУ) и свечения светодиода (>ВУ). При этом светодиод (НАСОС) должен погаснуть.

Надо отметить, что светодиод (>ВУ) при нор­мальной работе регулятора светит малое время, так как насос при достижении верхнего уровня ос­танавливается. Но бывает так, что при ручной ра­боте текущий уровень превышает установленный верхний уровень, о чем будет свидетельствовать свечение светодиода (>ВУ). При пробое изоляции датчика этот светодиод также будет светиться при любом уровне воды в резервуаре.

В регуляторе использовано реле JZC-20F с ка­тушкой в 400 Ом. Контакты реле коммутируют ток 10 А Регулятор достаточно универсальный, напри­мер, установив вместо резистора R4 термистор и заменив конденсаторы Сд, СЗ, С4 одним термоста­бильным конденсатором, можно регулировать температуру.

Особенности работы с устройством

Для защиты устройства от возможных перена­пряжений необходимо дополнительно установить быстродействующие защитные диоды (супрессо­ры). Принцип действия всех быстродействующих устройств защиты заключается в закорачивании цепи прохождения сигнала помехи и рассеивании имеющейся у нее энергии на защитном элементе. Быстродействие супрессоров составляет всего лишь несколько пикосекунд. Можно использовать Р4КЕ16А, Р6КЕ16СА, 1,5КА16СА. Они рассеивают мощность 400…600 Вт, а напряжение срабатывания у них 14,4… 16 В. Провод к датчику лучше исполь­зовать в виде витой пары, тогда помех будет мень­ше. Один провод идет к датчику, а другой — к кор­пусу резервуара (если он металлический) или к другому проводу, который может быть неизолиро­ванным от воды.

Автор:  Вячеслав Калашник, г. Воронеж

meandr.org

Радио 1987, 05

Устройство предназначено для автоматического поддержания уровня воды в заданных пределах. Такой регулятор очень удобен для управления электрическим насосом, откачивающим грунтовую воду из подвалов и других заглублённых помещений.

В подвале, в наиболее глубоком месте вкапывают металлический резервуар и монтируют в нём два датчика уровня: один опускают почти до дна, второй устанавливают вблизи верхней кромки резервуара. Резервуар и датчики подключают к электронному блоку (см. схему). Сверху резервуар прикрывают решёткой. Грунтовая вода, скапливаясь в резервуаре, через некоторое время достигнет нижнего конца датчика Е1. В этот момент на управляющем электроде тринистора VS1 появится открывающее напряжение, он откроется и сработает реле К1. Контактами К1.1 оно подключит параллельно датчику Е1 второй датчик Е2. Контактами К1.2 (на схеме не показаны) реле включит электродвигатель насоса, который начнёт откачку воды из резервуара.

Через некоторое время уровень воды опустится ниже датчика Е2 и открывающее напряжение с управляющего электрода тринистора будет снято. После этого в ближайший момент перехода через «нуль» сетевого напряжения тринистор закроется, отключив насос. Далее следует медленное накопление воды до уровня Е1 — и цикл повторяется.

Датчики представляют собой пластины из полосовой нержавеющей стали толщиной 2 мм, укреплённые на держателе из изоляционного материала с малой степенью поглощения влаги (эбонит, полиэтилен, фторопласт, резина и др.). Резервуар также желательно изготовить из нержавеющего металла.

Реле К1 — РЭС9, паспорт РС4.524.203 (или другое на подходящее напряжение срабатывания, желательно с более мощными контактами). Трансформатор Т1 — любой, мощностью 5…8 Вт с напряжением вторичной обмотки 15 В.

Описанный регулятор может быть использован для различных целей и в народном хозяйстве, важно лишь, чтобы рабочая жидкость была электропроводна.

В. ЗОЛОТАРЬ, г. Донецк

the-mostly.ru

Принцип действия поплавкового датчика

В жидкость помещается предмет, который в ней не тонет. Это может быть кусок дерева или пенопласта, полая герметичная сфера из пластмассы или металла и многое другое. При изменении уровня жидкости этот предмет будет подниматься или опускаться вместе с ней. Если поплавок соединить с исполнительным механизмом, то он будет выполнять функции датчика уровня воды в ёмкости.

Классификация оборудования

Поплавковые датчики могут самостоятельно осуществлять контроль над уровнем жидкости или подавать сигнал в схему контроля. По этому принципу их можно разделить на две большие группы: механические и электрические.

Механические устройства

К механическим относятся самые разнообразные поплавковые клапаны уровня воды в баке. Принцип их действия состоит в том, что поплавок соединён с рычагом, при изменении уровня жидкости поплавок перемещает вверх или вниз этот рычаг, а он, в свою очередь, воздействует на клапан, который и перекрывает (открывает) подачу воды. Такие клапаны можно увидеть в сливных бачках унитазов. Их очень удобно использовать там, где нужно постоянно добавлять воду из центральной системы водоснабжения.

Механические датчики обладают рядом преимуществ:

• простота конструкции;
• компактность;
• безопасность;
• автономность — не требуют никаких источников электроэнергии;
• надёжность;
• дешевизна;
• лёгкость установки и настройки.

Но у этих датчиков есть один существенный недостаток: они могут контролировать только один (верхний) уровень, который зависит от места монтажа, и регулировать его, если и можно, то в очень небольших пределах. В продаже такой клапан может называться «кран поплавковый для ёмкостей».

Электрические датчики

Электрический датчик уровня жидкости (поплавковый), отличается от механического тем, что сам он воду не перекрывает. Поплавок, перемещаясь при изменении количества жидкости, воздействует на электрические контакты, которые включены в схему управления. На основании этих сигналов автоматическая система контроля принимает решение о необходимости тех или иных действий. В простейшем случае такой датчик имеет поплавок. Этот поплавок воздействует на контакт, через который происходит включение насоса.

В качестве контактов чаще всего применяют герконы. Геркон — это стеклянная герметичная колба с контактами внутри. Переключение этих контактов происходит под действием магнитного поля. Герконы имеют миниатюрные размеры и легко размещаются внутри тонкой трубки из немагнитного материала (пластик, алюминий). По трубке под действием жидкости свободно перемещается поплавок с магнитом, при приближении которого контакты срабатывают. Вся эта система устанавливается вертикально в резервуар. Меняя положение геркона внутри трубки, можно регулировать момент срабатывания автоматики.

Если нужно следить за верхним уровнем в резервуаре, то датчик устанавливают вверху. Как только уровень опустится ниже установленного, контакт замкнётся, насос включится. Вода начнёт прибавляться, и когда уровень воды дойдёт до верхнего предела, поплавок вернётся в исходное состояние, и насос отключится. Однако на практике такую схему применять нельзя. Дело в том, что датчик срабатывает при малейшем изменении уровня, вслед за этим включается насос, уровень поднимается, и насос отключается. Если расход воды из ёмкости меньше, чем подача, возникает ситуация, когда насос постоянно включается и отключается, при этом он быстро перегревается и выходит из строя.

Поэтому датчики уровня воды для управления насосом работают иначе. В ёмкости располагают минимум два контакта. Один отвечает за верхний уровень, он отключает насос. Второй определяет положение нижнего уровня, при достижении которого насос включается. Таким образом, значительно сокращается число пусков, что обеспечивает надёжную работу всей системы. Если разница уровней небольшая, то удобно использовать трубку с двумя герконами внутри и один поплавок, который их коммутирует. При разнице больше метра применяют два отдельных датчика, установленных на требуемых высотах.

Несмотря на более сложную конструкцию и необходимость схемы управления, электрические поплавковые датчики позволяют полностью автоматизировать процесс управления уровнем жидкости.

Если через такие датчики подключить лампочки, то их можно использовать для визуального контроля количества жидкости в резервуаре.

Самодельный поплавковый выключатель

Если у вас есть время и желание, то простейший поплавковый датчик уровня воды можно сделать своими руками, и расходы на него будут минимальны.

Механическая система

Для того чтобы максимально упростить конструкцию, в качестве запирающего устройства будем использовать шаровый клапан (кран). Хорошо подойдут самые маленькие клапаны (полудюймовые и меньше). Такой кран имеет ручку, которой он закрывается. Для переделки его в датчик необходимо удлинить эту ручку полоской металла. Полоска крепится к ручке через просверлённые в ней отверстия соответствующими винтами. Сечение этого рычага должно быть минимальным, но при этом он не должен изгибаться под действием поплавка. Длина его около 50 см. Поплавок крепится на конце этого рычага.

В качестве поплавка можно использовать двухлитровую пластиковую бутылку от газировки. Бутылка наполовину заполняется водой.

Проверить работу системы можно, не устанавливая её в резервуар. Для этого установите кран вертикально, а рычаг с поплавком поставьте в горизонтальное положение. Если все сделано правильно, то под действием массы воды в бутылки, рычаг начнёт двигаться вниз и займёт вертикальное положение, вместе с ним провернётся и ручка клапана. Теперь погрузите устройство в воду. Бутылка должна всплыть и повернуть ручку клапана.

Так как клапаны различаются размерами и усилием, которое нужно приложить для их переключения, возможно, нужно будет провести настройку системы. В случае если поплавок не может провернуть клапан, можно увеличить длину рычага или взять бутылку большего объёма.

Монтируем датчик в ёмкости на необходимом уровне в горизонтальном положении, при этом в вертикальном положении поплавка клапан должен быть открыт, а в горизонтальном — закрыт.

Датчик электрического типа

Для самостоятельного изготовления датчика этого типа, кроме обычного инструмента, понадобится:

• Полудюймовая пластиковая труба для пайки водопровода. Длина трубы произвольная и зависит от размера вашего бака.
• Трёхжильный медный провод сечением провода 0,5 мм2. Длина провода равна длине трубки плюс расстояние до блока управления, к которому будет подключаться датчик.
• Брусок пенопласта 5*5*8 см.
• Магнит. Хорошо, если он будет кольцевой, например, от старого динамика. Его внутренний диаметр должен быть на 4−6 мм больше наружного диаметра трубки.
• Два геркона. Один — с нормально замкнутым контактом, другой — с нормально разомкнутым.
• Паяльник, припой и канифоль.

Последовательность изготовления следующая:

1. Из пенопласта делаем поплавок. Для этого скругляем углы, чтобы получился цилиндр. По длине просверливаем отверстие на 3 мм больше наружного диаметра трубы. К одному из торцов цилиндра крепим магнит. Прикрепить его можно на эпоксидный клей или притянуть нитками. Убедитесь, что магнит не топит поплавок.
2. Берём трубку. Нагреваем один из концов и сминаем его так, чтобы образовалось утолщение. Это предотвратит попадание воды внутрь трубы и одновременно будет служить ограничителем нижнего положения поплавка.
3. Надеваем поплавок на трубу магнитом вверх и сдвигаем его в нижнее положение. Поплавок с магнитом должен свободно перемещаться по трубе.
4. Берём провод. Совмещаем его конец с нижним концом трубки. Ставим первую метку в месте, где расположен магнит. Здесь будет расположен геркон нижнего уровня. Вторая метка должна соответствовать верхнему. Эту же метку нанесите на трубу. Это упростит монтаж и настройку работы системы.
5. Берём геркон с нормально разомкнутым контактом и припаиваем его к проводу в месте нижнего уровня. Для этого зачищаем изоляцию на центральной жиле и на одной из боковых.
6. Геркон с нормально замкнутым контактом устанавливаем на верхнем уровне. Его припаиваем к центральной жиле (она общая для обоих герконов) и к оставшейся свободной.
7. В нижнем конце провода жилы должны быть изолированы друг от друга. С другой стороны промаркируйте, какая жила к чему подключена.
8. Провод с герконами вводим в трубу до упора, а его верхний конец фиксируем герметиком.
9. Готовый датчик крепим внутри ёмкости вертикально, учитывая метку верхнего положения поплавка. Трубка обладает некоторой плавучестью. Для того чтобы она не всплывала и не деформировалась, подгрузите её нижний конец.

При изменении уровня жидкости вместе с ней перемещается и поплавок, который действует на электрический контакт для контроля уровня воды в баке. Схема управления с таким датчиком может иметь вид, представленный на рисунке. Точки 1, 2, 3 — это точки подключения провода, который идёт от нашего датчика. Точка 2 — это общая точка.

Рассмотрим принцип действия самодельного устройства. Допустим, в момент включения резервуар пуст, поплавок находится в положении нижнего уровня (НУ), этот контакт замыкается и подаёт питание на реле (Р).

Реле срабатывает и замыкает контакты Р1 и Р2. Р1 — это контакт самоблокировки. Он нужен для того, чтобы реле не отключилось (насос продолжал работать), когда вода начнёт прибывать, и контакт НУ разомкнётся. Контакт Р2 подключает насос (Н) к источнику питания.

Когда уровень поднимется до верхнего значения, сработает геркон и разомкнёт свой контакт ВУ. Реле будет обесточено, оно разомкнёт свои контакты Р1 и Р2, и насос отключится.

С уменьшением количества воды в резервуаре поплавок начнёт опускаться, но пока он не займёт нижнее положение и не замкнёт контакт НУ, насос не включится. Когда это произойдёт, цикл работы повторится заново.

Вот так работает поплавковый выключатель контроля уровня воды.

В процессе эксплуатации необходимо периодически очищать трубу и поплавок от загрязнений. Герконы выдерживают огромное количество переключений, поэтому такой датчик прослужит долгие годы.

instrument.guru

Другие статьи по теме:

Обогреватель для воды проточный Какие трубы используют для водоснабжения частного дома Проточный водонагреватель для душа Капельный полив деревьев своими руками Установка водонагревательного бака своими руками Хомут металлический для крепления труб