Vízszint úszókapcsoló a szivattyú vezérléséhez. Automatikus szivattyúvezérlés a tartály vízszintjének fenntartásához Elektronikus vízszint a dobban

Sok nyári lakos különféle vízellátó rendszereket használ háztartásában, amelyek közbenső tartályokat használnak. Segítik a víz tisztítását, felmelegedését, homok és vas-oxidok ülepednek bennük, a víz oxigénnel telítődik. Az ilyen konténereket, hordókat és tartályokat gyakran pincékben és nyomásfokozó szivattyúkkal szerelik fel. Vagy fordítva, felteszik a padlásra és a második emeletre, aztán gravitációval folyik a víz. De mindkét esetben kívánatos tudni, hogy mennyi víz maradt a tartályban. Főleg, ha nincs felszerelve automatikus vízszinttartó rendszerrel. Ehhez rendszeresen le kell mennie az alagsorba, vagy fel kell másznia a padlásra, ami kényelmetlen. És kényelmes egy távoli vízszintjelző jelzéssel a fő fogyasztás helyén vagy azon a helyen, ahol a tartályt megtöltő szivattyú vezérlése fel van szerelve. Tekintsünk néhány eszközlehetőséget, amelyek az országban elkészíthetők, és távolról szabályozhatják a vízszintet. Azonnal el kell mondani, hogy az embert aligha érdekli a tartályban lévő víz mennyiségének pontos értéke. Nem mindegy, hogy 153 vagy 162 liter van ott. Itt is - akárcsak egy autónál, itt is fontos tudni, hogy 10-15%-os pontossággal - "majdnem tele tank", "fél", "kevesebb, mint negyed" stb.

Mechanikai mutatók. A kivitelezésben a legegyszerűbb, de meglehetősen nehézkes. Általában meglehetősen nagy és nehéz úszók, amelyekhez zsinór van rögzítve. A zsinórt átdobják egy tömbön (szíjtárcsán), és a másik végére egy terhelést rögzítenek, amely körülbelül akkora súlyú, mint egy vízben lévő úszó. Amikor a vízszint változik, a rakomány fel-le mozog, és önmagában a tartály feltöltődésének jelzője lehet, ha látható. Igaz, „fordított” skálával - minél több víz, annál alacsonyabb a terhelésjelző.

De ha a tartály vizuálisan nem látható, akkor a vezetéket a jelző helyére kell húzni. Ehhez egy erős zsinórt szappannal dörzsölnek (a jobb siklás érdekében), egy vékony csőbe vezetik, és a másik végén egy mérleget helyeznek el. Természetesen a lehetséges vízszint magasságának (és ez akár egy egész méteres is lehet) méretarányra egyáltalán nincs szükség. Ezért egy sokkal kisebb átmérőjű szíjtárcsát a fő szíjtárcsával ugyanarra a tengelyre szerelnek fel (és rögzítik a fő tárcsára). Egy kis zsinór van rátekerve, és máris mozgatja a jelzőtűt. A jelzőskála hossza mostantól annyiszor lesz kisebb, mint az úszó löketének mértéke, ahányszor a kis tárcsa átmérője kisebb, mint a nagyé. És ez is normális lesz - a maximális szint a tetején van.

Ugyanez a jelző készíthető a karon lévő úszó esetén is. Egy ilyen rendszer alkalmasabb kis mélységű, de nagy vízfelületű tartályokhoz. Ezeket általában a vízben oldott vas eltávolítására használják. Ennél a változatnál a szükséges szorzótényező egyszerűen a zsinór karhoz való rögzítési pontjának kiválasztásával érhető el.

Az ilyen mutatók egyértelmű hátránya a mozgó alkatrészek bősége, ezért tisztán és kenve kell őket tartani. A kommunikáció (csövek) nagy távolságra és padlón keresztül történő lefektetésének összetettsége.

Pneumatikus mutatók. Az ilyen mutatók a következőképpen vannak elrendezve. Egy cső van leeresztve a víztartályba, amelynek tetején dugó található. A csőben légharang keletkezik. A cső dugójába egy idomot vágnak, amelyből egy vékony tömített cső nyúlik ki. A másik végén egy U-alakú cső van - jelző. Egy tartályból egy cső csatlakozik az egyik végéhez, a másik szabad. Az indikátor vízdugót tartalmaz (színes vízből). Így a levegő egy bizonyos része csapdába esik a csőben.

Amikor a tartályban a vízszint megváltozik, ennek megfelelően ez a levegőrész fel-le mozog. És vele együtt mozog a „színes” parafa, amely indikátorként szolgál. A mechanikus rendszerekkel ellentétben nincsenek mozgó alkatrészek, amelyek karbantartást igényelnének. De a rendszernek más hátrányai is vannak. Különösen magas követelmények vonatkoznak a cső tömítettségére, valamint a leolvasások hőmérséklettől és légköri nyomástól való függésére. A hiba kicsi, de létezik.

Elektromos mutatók. Ezek technológiailag a legfejlettebbek, és sokféleképpen kivitelezhetők. A legegyszerűbb nyíljelzőktől kezdve a LED-es skálákig és kijelzőkig. De minden elektromos jelző középpontjában valamilyen folyadékszint-érzékelő áll. A legegyszerűbben változó ellenállásból lehet elkészíteni, melynek motorja a tartályban lévő vízszinttől függően veszi fel a megfelelő pozíciót.

A csatlakozási séma meglehetősen egyszerű. A mikroampermérő bármely mutatófeje indikátorként szolgál. A maximális vízszintnél (a változtatható ellenállású motor a diagram tetején) az R1 ellenállás kiválasztásával a mikroampermérő tűjét a szélső jobb helyzetbe állítja - „teli tartály”. Ezzel a beállítás befejeződik. Minimális vízszintnél (az ellenállás csúszkája a diagram alján) a mikroampermérő „nulla” - „üres tartály” lesz.

Egy ilyen változtatható ellenállás felszerelhető például egy szíjtárcsa tengelyére (lásd a mechanikai mutatókat). És te magad is elkészítheted. Ehhez vegyen egy nagy ellenállású fémhuzalt (nikróm, konstans, fechral stb.), és helyezzen rá egy úszót rugalmas csúszóérintkezőkkel. Például ónozott fémlemezből. A huzal a tartályba van akasztva, alá egy terhelés van rögzítve. A vezetékek a huzal és a csúszóérintkezők végeihez vannak forrasztva. Amikor a vízszint megváltozik, az úszó a huzal mentén a maximumtól a minimális szintig mozog.

Annak érdekében, hogy a távirányító ne használjon elektromos áramot hiába, jobb, ha egy gombon keresztül csatlakoztatja. Ekkor egy elemkészlet több évig kitart. A mikrométerfej használata nem az egyetlen indikáció. Készíthet egy egyszerű feszültség-összehasonlítót és használhatja LED skálával, felszerelheti hangjelzőkkel stb. Az ilyen LED-mérlegek diagramja megtalálható az interneten és a megfelelő rádióamatőr szakirodalomban.

Az elektromos indikátorok fő kényelme a pontosság, az átvitel hiánya, a könnyű bekötés, a megbízhatóság és a látványos kijelző. Hátránya az áramellátás szükségessége.

A vízszintmérő összeszereléséhez a mérési módszer kiválasztásával kellett szembenéznem - érintkezés vagy érintésmentes. Az érintkezési módszerek közé tartoznak a rezisztív, kondenzátoros és induktív módszerek, az érintésmentes módszerek közül a vizuális, radar és ultrahangos módszereket használják legszélesebb körben. Annak érdekében, hogy ne befolyásolja a tartályban lévő víz minőségét, a folyadékszint mérésére az érintkezés nélküli módszerek egyikét fogjuk igénybe venni.

Minden érintésmentes módszer ugyanazon az elven alapul: a jel kilép, eltelik egy bizonyos idő, a jel visszatér. A vizuális módszer optikai jelet használ, elég pontos, de ha a szenzor elkoszolódik, akkor teljesen leáll.

A radaros szintmérés nagyfrekvenciás rádióhullámokat használ, ezért otthoni használatra nem alkalmas. Az ultrahangos módszer hasonló a radaros módszerhez, rádióhullámok helyett csak ultrahanghullámokat használnak. Ez a módszer tökéletesen megfelel nekünk, mivel az ultrahangos szenzorokat könnyű megtalálni és olcsók.

Készítettem egy folyadékszintmérőt az Arduino Mega2560 mikrokontroller alapján (bármilyen Arduino kontrollert vihetsz).

Az összeszerelés során keletkezett károkért a cikk szerzője nem vállal felelősséget.

1. lépés: Anyagok

A tartály vízszintérzékelőjének anyagai:

• Arduino (Uno, Mega 2560,…)
• ultrahangos távolságérzékelő HC SR04
• vezetékek az érzékelőnek a vezérlőhöz való csatlakoztatásához
• plexi a testhez (opcionális)

2. lépés: Néhány elmélet

Először is elmondok egy kicsit a folyadék szintjének ultrahangos mérési módszeréről. Minden érintésmentes szintmérő készülék célja az adó-vevő és a folyadék felülete közötti távolság mérése. Az adó-vevő egy rövid ultrahang impulzust küld ki, és méri azt az időt, amely alatt a jel eléri a folyadék felszínét és vissza az adó-vevőhöz. Tekintettel arra, hogy a folyadék sűrűsége nagyobb, mint a víz sűrűsége, felülete visszaveri az ultrahang impulzust.

Az ultrahangos mérési módszernek vannak hátrányai:

1. Az impulzus hossza miatt van egy kis ablak a visszavert jel fogadására, mivel az adó-vevő továbbra is a jelet bocsátja ki. A probléma egészen egyszerűen megoldódik: az érzékelőt néhány centiméterrel a maximális folyadékszint fölé helyezik, így a vevő elkezd jelet kapni.
2. A gerenda szélessége miatt a használt tartály átmérője korlátozott. Ha az átmérő túl kicsi, akkor a folyadék felületéről visszaverődő jel a tartály faláról is visszaverődik, akkor az adatok hamisak lehetnek.
3. Mielőtt a számlálót a tartályba állandó helyre szerelték volna, ezen a két ponton tesztelték. Az érzékelőtől legalább 5 cm távolságban kapott stabil adatok. Ez azt jelenti, hogy az érzékelőt legalább 5 cm-rel a folyadékszint felett kell felszerelni. A 7,5 cm-es (0,5 m magasságú) tartály átmérőjű tartály falairól sem verődött vissza jel. Ezeket az eredményeket figyelembe vettük az érzékelő tartályba történő beszerelésekor.

3. lépés: Víztartály

A víz a gravitáció hatására áramlik az öntözőrendszerbe. Ezért a tartályt a padló szintje fölé kell telepíteni. A tartály méteres 16 cm átmérőjű csatornacsőből készül, a cső két részre van osztva. A szelepek az alsó részben találhatók, a felső lesz a tényleges víztározó. Tartályfedélként kupakot használnak. A dugóhoz ultrahangos távolságmérő érzékelő van csatlakoztatva. A stabilitás érdekében a tartályt egy fadobozba szerelik, amelyben az elektronika és az akkumulátor van.

A folyadékoszlop magasságát százalékban kódoljuk, a referenciapont a 6 cm-től (100%), 56 cm-ig (0%) pedig a számláló leolvasása lesz, 6 cm a vízfelszíntől való távolság.

A tartály csőből készült a térfogat-számítások megkönnyítése érdekében (henger alakú, átmérő változás nélkül).

4. lépés: Az ultrahangos érzékelő és a vezérlő bekötési rajza

Először forrassza a vezetékeket az ultrahangos érzékelőhöz (csavart érpár, árnyékolás vagy fólia nélkül). Ezután az érzékelőt egy házi készítésű plexi tokba helyezzük. Lezárjuk a testet és rögzítjük a tartály fedeléhez. A tok menet közben készül, és nem kötelező alkatrész, így a képen sem szerepel, és nincs hozzá készítési útmutató sem, ezért ha úgy döntesz, rögtönözz.

Csatlakoztassa az érzékelőt a vezérlőhöz a mellékelt ábra szerint.

5. lépés: Program

A távolságmérő program vízszintmérő programmá alakult.

Először egy jelet küldenek, majd visszaküldik, megmérik a jel adása és vétele közötti időt, és a kapott adatokat centiméterekre konvertálják. A centimétereket pedig százalékokká alakítják, és ezeket az adatokat soros kapcsolaton keresztül továbbítják a számítógéphez. Kiszámolhatja a tartályban maradt víz mennyiségét is.

Fájlok

6. lépés: Ellenőrizze

Mivel ezt a víztartályt később egy kétfokozatú szabályozóval ellátott automata öntözőrendszerben fogják használni, meg kell mérni az áramlási sebességet. A tartály kimeneti áramlása a benne lévő hidrosztatikus nyomástól függ.

Aki ismeri a hidrodinamika alapjait, tudja, hogy a hidrosztatikus nyomás csökken a vízszint csökkenésével. Ahhoz, hogy a növényeket azonos mennyiségű vízzel öntözzük, szabályozni kell azt az időt, ameddig a szelep nyitva marad. Az áramlási sebességek ismeretében kiszámítható, hogy egy adott idő alatt mennyi víz tud kifolyni a tartályból, és így meghatározható, hogy mennyi idő alatt kell nyitva lennie a szelepnek.

A vízszintmérőnk pontosságának ellenőrzéséhez töltse fel a tartályt vízzel a maximális szintig. Ezután nyissa ki a szelepet, hogy az összes víz kifolyjon. A tartály 2%-ig üres volt, mivel a kialakítást úgy alakították ki, hogy megakadályozzák a maradványok szivárgását. A képhez mellékeljük a lépésfüggvény diagramját, amely alapján hozzávetőlegesen meg tudjuk becsülni, hogy milyen vízszintnél következik be a változás (Excel, Matlab vagy más számítási program segítségével).

Az önállóan összeszerelt vízszintérzékelő az elvárásoknak megfelelően működik.

7. lépés: Jelentkezés projektekben

Az összeszerelt, ultrahangos érzékelővel ellátott vízszintmérő minta. Ha a mérőt házi és félipari projektekben is szeretnénk használni, akkor kopásállóságot és vízállóságot kell tesztelnünk. A tesztelés után kiderül, hogy a mérő alkalmas-e bármilyen projektben való használatra. Jelenleg csak azt tudom mondani, hogy az érzékelő jól működik az összeszerelés óta eltelt idő alatt.

Tekintettel arra, hogy a vízszint mérési módja érintkezésmentes, a víz nem szennyezett. Maga az érzékelő költsége meglehetősen olcsó volt, ami azt jelenti, hogy otthoni projektekben használható.

A vízszint-érzékelő a modern technológia körülményei között az egyik emberi érzékszerv funkcióját látja el. A teljes mechanizmus helyes működése attól függ, hogy mennyire helyesen lehet kezelni és szabályozni a vízáramlás állapotát. Nehéz túlbecsülni az érzékelőeszköz megbízhatóságának jelentőségét, már csak azért is, mert a vizet vezérlő eszköz általában a modern technológia nagyon „szűk” láncszemévé válik.

Kialakítás és működési elv

Függetlenül attól, hogy az eszköz milyen működési elven alapul, csak jelző üzemmódban működik, vagy egyidejűleg látja el az őr, az automata vagy a vezérlő mechanizmus funkcióit, a készülék kialakítása mindig három fő összetevőből áll:

• Érzékelő elem, amely képes reagálni a vízáramlás jellemzőire. Például a víz tényleges jelenléte, az oszlop magassága vagy szintje a tartályban, a vízáramlás mozgásának ténye egy csőben vagy vezetékben;
• Előtét elem, amely kiegyensúlyozza az érzékelő érzékelő részét. A ballaszt nélkül az érzékeny érzékelőt a legkisebb rázkódás vagy időnkénti vízcsepp is működésbe hozza;
• Adó vagy működtető rész, amely a vízérzékelőbe szerelt érzékelő jelét meghatározott jellé vagy műveletté alakítja.

Az összes víztechnológia körülbelül 90%-a, így vagy úgy, elektromos hajtóművekkel - szivattyúkkal, szelepekkel, fűtőberendezésekkel és elektronikus vezérlőgépekkel - kapcsolódik. Nyilvánvaló, hogy egy ilyen vízáramlással működő berendezésnek elsősorban biztonságosnak kell lennie.

Az összes riasztórendszer közül a víz állapotát figyelő érzékelőt tartják a legegyszerűbbnek és legolcsóbbnak beállítani és javítani. Ellentétben a hőmérséklet-, nyomás- vagy áramlásméréssel működő érzékelőkkel és készülékekkel, a vízérzékelőt a legegyszerűbb eszközökkel is nagyon könnyű vezérelni, vagy extrém esetben saját szemmel láthatja a szintet vagy a szivattyúzott áramlást.

Szintérzékelők típusai

Az érzékelő sikeres működésének egyik feltétele az érzékelő nagy érzékenysége, minél magasabb, annál jobb, annál pontosabban leolvasható a szabályozott vízparaméter. Ezért a szenzor által mért értékként azt próbálják kiválasztani, amelyik a legtöbbet változik a mérés során.

Ma körülbelül két tucat különböző módszer és módszer létezik a víz mechanikai jellemzőinek mérésére, de mindegyik információszerzésre szolgál:

• A vízoszlop magassága a tartályban vagy a tartályban;
• A víz áramlásának vagy áramlásának sebessége;
• A víz jelenlétének vagy hiányának ténye zárt tartályban, tartályban, csőben vagy hőcserélőben.

Természetesen az ipari szenzorok szerkezetileg meglehetősen bonyolultak lehetnek, de a bennük alkalmazott működési elvek ugyanazok, mint a háztartási, kerti vagy autóipari berendezésekben.

Úszó típusú túlfolyó érzékelő

A vízszint mérésének legegyszerűbb módja egy egyszerű mechanikus kialakítás, amely egy tömített úszóból, egy billenő vagy billenő szelepből és egy visszacsapó szelepből áll. Ebben az esetben az úszó az érzékelő, a rugó és az úszó súlya az előtétnek, és maga a szelep működik működtetőként.

Minden úszós rendszerben az érzékelő vagy az úszó egy adott válaszmagasságra van beállítva. A tartályban a szabályozási szintre emelkedett víz felemeli az úszót és kinyitja a szelepet.

Az úszórendszer elektromos működtetővel is felszerelhető. Például egy mágnesbetét van beszerelve az úszóérzékelő belsejébe, amikor a víz az üzemi szintre emelkedik, a mágneses tér hatására a vákuum reed kapcsoló lezárja az érintkezőket, és ezáltal be- vagy kikapcsolja az elektromos áramkört.

Az úszóérzékelő szabad áramkörben is megvalósítható, mint például a búvárszivattyúkban. Ebben az esetben a reed kapcsoló nem a bélés mágneses tere hatására zár, hanem csak a szivattyúházon belüli és az úszó szintjén lévő nyomáskülönbség miatt. Ma az elektromos működtetővel ellátott mágneses úszóérzékelő az egyik legbiztonságosabb és legmegbízhatóbb lehetőség a folyadékszint figyelésére.

Ultrahangos érzékelő

A vízérzékelő kialakítása két eszköz - egy ultrahangforrás és egy jelvevő - jelenlétét biztosítja. A hanghullám a víz felszínére irányul, visszaverődik és visszakerül a vevőbe.

Első pillantásra nem tűnik túl sikeresnek az az ötlet, hogy ultrahanggal érzékelőt készítsenek a vízmozgás szintjének vagy sebességének szabályozására. Az ultrahanghullám visszaverődhet a tartály falairól, megtörhet és zavarhatja a vevő érzékelő működését, emellett kifinomult elektronikus berendezésre van szükség.

Valójában a víz vagy bármely más folyadék szintjének mérésére szolgáló ultrahangos érzékelőt egy doboz cigarettánál valamivel több dobozba helyeznek, míg az ultrahang szenzorként való használata bizonyos előnyökkel jár:

• Lehetőség a víz szintjének, sőt sebességének mérésére bármilyen hőmérsékleten, rezgés vagy mozgás körülményei között;
• Az ultrahangos szenzor még erősen szennyezett, változó folyadékszint mellett is képes mérni a távolságot az érzékelőtől a vízfelszínig.

Ezen kívül a szenzor képes mérni a jelentős mélységben található vízszintet, miközben a mérési pontosság 10 m magasságonként 1-2 cm.

Az elektróda vízszabályozási elve

Azt a tényt, hogy a víz elektromosan vezető, sikeresen alkalmazták folyadékszint-érintkező-érzékelők előállítására. Szerkezetileg a rendszer több elektródából áll, amelyek különböző magasságban vannak elhelyezve egy tartályban, és egy elektromos áramkörbe vannak csatlakoztatva.

Amikor a tartály megtelik vízzel, a folyadék sorosan zár egy pár érintkezőt, ami bekapcsolja a szivattyú vezérlő relé áramkörét. A vízérzékelőnek általában két vagy három elektródája van, így a vízáramlás mérése túlságosan differenciált. Az érzékelő csak akkor jelez, ha eléri a minimális szintet és elindítja a szivattyú motorját, vagy ha a tartály megtelik és kikapcsolja, így az ilyen rendszereket a tartalék vagy öntözővíz tartályok vezérlésére használják.

Kapacitív típusú vízérzékelő

Szűk és mély tartályok vízszintjének mérésére kapacitív vagy kapacitív típusú érzékelő szolgál, lehet kút vagy kút. Egy kapacitív érzékelő segítségével több tíz centiméteres pontossággal meghatározhatja a kútban lévő vízoszlop magasságát.

Az érzékelő kialakítása két koaxiális elektródából áll, valójában egy csőből és egy belső fémelektródából, amelyek a fúrólyukba merülnek. A víz kitölti a rendszer belső terének egy részét, ezáltal megváltoztatja annak kapacitását. A csatlakoztatott elektronikus áramkör és a kvarc oszcillációs tekercs segítségével pontosan meghatározható az érzékelő kapacitása és a kútban lévő víz mennyisége.

radarmérő

Hullám- vagy radarérzékelőt használnak a legnehezebb körülmények közötti munkához, például ha meg kell mérni a folyadék szintjét vagy térfogatát egy tartályban, egy nyitott tartályban, egy aszimmetrikus és szabálytalan alakú kútban.

A működés elve nem különbözik az ultrahangos készüléktől, és az elektromos impulzus használata lehetővé teszi a nagy pontosságú mérés elvégzését.

Hidrosztatikus érzékelő opció

A diagramon a hidrosztatikus érzékelő egyik változata látható.

Jegyzet! Hasonló érzékelőt használnak mosógépekben és kazánokban, ahol nagyon fontos a tartályon belüli 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 idomgal.

A vízoszlop nyomása a csövön keresztül a membránra továbbítódik, és az indítórelé érintkezőinek zárását okozza, leggyakrabban egy párt használnak a működtető indításához - egy mágneses betétet és egy reed kapcsolót.

Víznyomás érzékelő

A hidrosztatikus nyomást akkor határozzák meg, amikor egy áramlás vagy egy bizonyos térfogatú víz nyugalmi állapotban van. Leggyakrabban hidrosztatikus érzékelőt használnak 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 az érzékelőben még az aktuátor bekapcsolásának fizikai lehetősége is blokkolva van, vagyis semmiféle ütés vagy átmeneti nyomáslökés nem teszi működőképessé a készüléket.

Jó víznyomás-érzékelő esetén az érzékelő csak akkor ad jelet a motor indítására, ha a csőmembrán terhelése több mint három másodpercig fennmarad.

Az ábrán egy "okos" érzékelő tipikus eszköze látható.

A rendszer érzékeny eleme egy fújtatóhoz csatlakoztatott membrán, a központi rúd a nyomás függvényében emelkedhet és süllyedhet, és ezáltal megváltoztathatja a beépített kondenzátor kapacitását.

A víznyomás-érzékelő csatlakoztatása

Az otthoni akkumulátoros-kútszivattyús rendszerekben egyszerűsített érzékelőmodellt használnak. A műszer belsejében egy doboz található, melynek membránja egy lengőkarhoz kapcsolódik, és két kiegyensúlyozó rugóval.

A kialakítás az akkumulátor kimeneti csatlakozójára van csavarozva. A belső nyomás növekedésével a membrán felemelkedik és kinyitja a fő érintkezőpárt, így a rendszer megfelelően reagál a víznyomásra;

Vízszivárgás érzékelő

Már a névből világossá válik, hogy olyan eszközről beszélünk, amely észleli a vízszivárgás jelenlétét a vízvezeték-kommunikációból. A készülék működési elve egy elektródarendszerhez hasonlít. A műanyag doboz belsejében egy vagy több pár elektróda van egy speciális zsebben. Baleset esetén a padlón felgyülemlett víz a zsebbe folyik, és lezárja az érintkezőket. Az elektronikus áramkör kiold, és az érzékelő jelére elektromos meghajtású golyóscsapok lépnek működésbe.

Nyilvánvaló, hogy az érzékelő önmagában hiábavaló dolog, ha vezérlőrendszer és a ház bejáratánál vagy a vízellátás egyik ágára telepített automatikus vízlezárás nélkül használják.

Példa erre az egyik legnépszerűbb védelmi rendszer - a Neptune vízszivárgás érzékelő. A rendszer három fő blokkot tartalmaz:

• Maga a Neptune szivárgásérzékelő vezetékes vagy vezeték nélküli változatban van, általában három különálló érzékelőt tartalmaz a készlet;
• Elektromos meghajtású golyóscsap, amelyet az olasz Bugatti cég gyárt, két darab mennyiségben;
• Vezérlőegység «Neptun Base».

A készlet legértékesebb része az automata menetfúrók, amelyeket fél hüvelykes és hüvelykes csőmenetekre történő beépítésre gyártanak. A kialakítás 40 Atm.-ig ellenáll a nyomásnak, a hajtás olasz minősége pedig legalább 100 ezer nyitási és zárási ciklust garantál.

Maga az érzékelő úgy néz ki, mint két sárgaréz lemez egy dobozban, amelyre nagyon nagy bemeneti ellenállású kisfeszültségű feszültség van csatlakoztatva, az érzékelő zárt állapotában az áramerősség 50 mA-re korlátozódik. Maga a kialakítás az IP67 protokoll szerint készült, ezért teljesen biztonságos az ember számára.

Vezeték nélküli vízszivárgás érzékelők telepítése

A Neptune rendszerben az érzékelő 50 m-nél nagyobb távolságból eltávolítható a vezérlőegységről A fejlettebb NEPTUN PROW + vezeték nélküli rendszerekben a vezetékrendszer helyett a WF modullal felszerelt vízszivárgásérzékelőket alkalmazzák.

A vezérlőegység interferenciától és nedvességtől védett csatornával, golyóscsapok be- és kikapcsolására szolgáló rendszerrel van felszerelve. Úgy gondolják, hogy semmilyen interferencia vagy véletlen csepp nedvesség, kondenzátum nem befolyásolja az érzékelők működését.

A szivárgásérzékelővel ellátott dobozokat a csövektől legfeljebb 2 m távolságra kell felszerelni; az érzékelőket nem lehet fém vízvezetékkel vagy bútorokkal árnyékolni.

Vezeték nélküli vízérzékelő

A vezeték nélküli mérő kialakítása bonyolultabb, mint a hagyományos kételektródás vezetékes változaté. Belül egy vezérlő van beépítve, amely folyamatosan összehasonlítja az elektródák között folyó áramot a memóriában tárolt referenciaértékkel. Ebben az esetben a száraz padló referenciaértéke saját választása szerint állítható be.

Nagyon kényelmes megoldás, mivel a fürdőszobában nagyon magas lehet a páratartalom, és a rendszeres páralecsapódás téves riasztásokhoz vezethet.

Amint a vezérlő meghatározza az elárasztásnak megfelelő szintet, a vízszabályozó készülék riasztási jelzést küld az alapegységnek. A legfejlettebb modellek képesek a parancs megkettőzésére SMS üzenettel a GSM csatornán keresztül.

Vízáramlás érzékelő

A berendezések stabil és problémamentes működéséhez sok esetben nem elegendő a vízjelenlét-érzékelő, információ szükséges arról, hogy az áramlás halad-e a csővezetéken, mekkora a sebessége és nyomása. Erre a célra vízáramlás-érzékelőket használnak.

A vízáramlás érzékelők típusai

A háztartási és a legegyszerűbb ipari berendezésekben négy fő típusú áramlásérzékelőt használnak:

• Nyomásmérő;
• Szirom érzékelő típusa;
• Penge mérési séma;
• Ultrahangos rendszer.

A régebbi pitot-cső kialakítást néha használják, de legalább tiszta és lamináris vízáramlásra van szükség a megbízható működéshez. Az első három érzékelő mechanikus, ezért gyakran ki vannak téve az érzékelőelem eltömődésének vagy vízeróziójának. Az utolsó típusú érzékelő, az ultrahangos, szinte bármilyen körülmények között képes működni.

Az ultrahangos mérő működési elve a diagramból megérthető. A cső belsejében van egy hullámsugárzó és egy vevő. Az áramlási sebességtől függően a hanghullám eltérhet eredeti irányától, ami az áramlási jellemzők mérésének alapja.

Eszköz és működési elv

A legegyszerűbb szirom áramlásérzékelők az evezős evező elvén működnek. Egy zsanéron felfüggesztett szirom belemerül a patakba. Minél nagyobb az áramlási sebesség, annál jobban eltér az érzékelő lebeny.

A pontosabb lapátérzékelők poliamidból vagy alumíniumötvözetből készült járókereket vagy járókereket használnak. Ebben az esetben a mozgó elem forgási frekvenciájából lehet mérni az áramlási sebességet. Az egyetlen hátránya a szirmok és lapátok által a víz áramlásában létrehozott megnövekedett ellenállás.

A nyomásérzékelő dinamikus áramlási nyomással működik. A víz nyomása alatt a mágneses betéttel ellátott mozgatható elem felfelé préselődik, ezáltal szabaddá válik a folyadék mozgása. A fejbe szerelt reed kapcsoló azonnal reagál a betét mágneses terére és lezárja az áramkört.

Alkalmazási terület

A vízáramlás-érzékelőket kizárólag fűtési rendszerekben és egykörös hőcserélők automatizálási rendszereiben használják. Leggyakrabban az áramlásérzékelő meghibásodása kiégéshez és a forró radiátorok és fűtőtestek súlyos károsodásához vezet.

DIY vízszint érzékelő

A tartály vagy bármely más tartály vízzel való feltöltését jelezni képes eszköz legegyszerűbb változatát az alábbi ábra mutatja.

Szerkezetileg a szintérzékelő három fémelektródából áll, amelyek textolit lemezre vannak szerelve. A hagyományos kis teljesítményű tranzisztorra szerelt áramkör lehetővé teszi a tartály maximális megengedett felső és alsó vízszintjének meghatározását.

A kialakítás teljesen biztonságos a használata, és nem igényel drága alkatrészeket vagy vezérlőeszközöket.

Következtetés

A vízszintérzékelőket széles körben használják a háztartási készülékekben, ezért leggyakrabban garázsok vagy kerti berendezések kiegészítő szükségleteihez a régi berendezésekből készült kész terveket használják, újratervezik és az új körülményekhez igazítják. Megfelelő csatlakoztatással egy ilyen eszköz sokkal tovább tart, mint egy házilag készített áramkör.

A vízellátás és a vízelvezetés a mindennapi élet és a termelés szerves része. Szinte mindenki, aki mezőgazdasággal vagy lakásfelújítással foglalkozott, legalább egyszer szembesült a vízszint fenntartásának problémájával egy adott tartályban. Vannak, akik ezt manuálisan, szelepek nyitásával és zárásával teszik, de sokkal egyszerűbb és hatékonyabb, ha erre a célra automata vízszint-érzékelőt használnak.

Szintérzékelők típusai

A beállított feladatoktól függően érintkező és érintésmentes érzékelőket használnak a folyadékszint szabályozására. Az előbbiek, ahogy nevükből sejthető, folyadékkal érintkeznek, utóbbiak indirekt mérési módszerekkel távolról kapnak információkat - a közeg átlátszóságát, kapacitását, elektromos vezetőképességét, sűrűségét stb. A működési elv szerint az összes érzékelő 5 fő típusra osztható:

1. Úszó.
2. Elektróda.
3. Hidrosztatikus.
4. Kapacitív.
5. radar.

Az első három érintkező típusú eszközökhöz köthető, mivel közvetlenül kölcsönhatásba lépnek a munkaközeggel (folyadékkal), a negyedik és az ötödik érintésmentes.

Úszó érzékelők

Talán a legegyszerűbb kialakítású. Ezek egy úszó rendszer, amely a folyadék felszínén található. A szint változásával az úszó elmozdul, így vagy úgy, hogy lezárja a vezérlő mechanizmus érintkezőit. Minél több érintkező található az úszó útvonala mentén, annál pontosabb a jelzőeszköz jelzése:

A tartályban lévő vízszint úszóérzékelőjének működési elve

Az ábra azt mutatja, hogy egy ilyen eszköz indikátorának jelzései diszkrétek, és a szintértékek száma a kapcsolók számától függ. A fenti diagramon kettő van belőlük - felső és alsó. Ez általában elég ahhoz, hogy automatikusan fenntartsa a szintet a megadott tartományban.

A folyamatos távvezérléshez úszóeszközök vannak. Ezekben az úszó vezérli a reosztát motorját, a szintet az áramellenállás alapján számítják ki. Egészen a közelmúltig az ilyen eszközöket széles körben használták, például az autók üzemanyagtartályában lévő benzin mennyiségének mérésére:

Reosztatikus szintmérő készülék, ahol:

• 1 - huzal-reosztát;
• 2 - reosztát csúszka, mechanikusan csatlakoztatva az úszóhoz.

Elektróda szintérzékelők

Az ilyen típusú eszközök a folyadék elektromos vezetőképességét használják, és diszkrétek. Az érzékelő több különböző hosszúságú, vízbe merített elektródából áll. A folyadék szintjétől függően egy vagy több elektróda van.

Háromelektródás folyadékszint-érzékelő rendszer a tartályban

A fenti ábrán a két jobb oldali érzékelő vízbe van merítve, ami azt jelenti, hogy vízállóság van közöttük - a szivattyú leáll. Amint a szint lecsökken, a középső érzékelő száraz lesz, és az áramkör ellenállása megnő. Az automatika elindítja a nyomásfokozó szivattyút. Amikor a tartály megtelik, a legrövidebb elektróda a vízbe esik, a közös elektródához viszonyított ellenállása csökken, és az automatika leállítja a szivattyút.

Nyilvánvaló, hogy a vezérlőpontok száma egyszerűen növelhető további elektródák és megfelelő vezérlőcsatornák kialakításával, például túlcsordulás vagy kiszáradás riasztás esetén.

Hidrosztatikus vezérlőrendszer

Itt az érzékelő egy nyitott cső, amelybe egy vagy másik típusú nyomásérzékelő van beépítve. A szint növekedésével a csőben lévő vízoszlop magassága megváltozik, és ezáltal az érzékelőre nehezedő nyomás:

A hidrosztatikus folyadékszint-szabályozó rendszer működési elve

Az ilyen rendszerek folyamatos karakterisztikával rendelkeznek, és nem csak automatikus vezérlésre, hanem távvezérlésre is használhatók.

Kapacitív mérési módszer

A kapacitív érzékelő működési elve fémmel (balra) és dielektromos fürdővel

Az induktív mutatók hasonló elven működnek, de bennük az érzékelő szerepét egy tekercs tölti be, amelynek induktivitása a folyadék jelenlététől függően változik. Az ilyen eszközök fő hátránya, hogy csak olyan anyagok (folyadékok, ömlesztett anyagok stb.) megfigyelésére alkalmasak, amelyeknek kellően nagy mágneses permeabilitása van. A mindennapi életben az induktív érzékelőket gyakorlatilag nem használják.

radarirányítás

Ennek a módszernek a fő előnye a munkakörnyezettel való érintkezés hiánya. Sőt, az érzékelők elválaszthatók a folyadéktól, amelynek szintjét kell szabályozni, elég messzire - méter. Ez lehetővé teszi radar típusú érzékelők használatát rendkívül agresszív, mérgező vagy forró folyadékok megfigyelésére. Már a nevük is az ilyen érzékelők - radar - működési elvéről beszél. A készülék egy házban összeszerelt adóból és vevőből áll. Az első ilyen vagy olyan típusú jelet bocsát ki, a másik a visszavertet veszi, és kiszámítja a kiküldött és a vett impulzusok közötti késleltetési időt.

A radar típusú ultrahangos szintkapcsoló működési elve

A kitűzött feladatoktól függően a jel lehet fény-, hang-, rádiókibocsátás. Az ilyen érzékelők pontossága meglehetősen magas - milliméter. Az egyetlen, talán hátránynak a radarvezérlő berendezés összetettsége és meglehetősen magas költsége tekinthető.

Házi készítésű folyadékszint-szabályozók

Tekintettel arra, hogy egyes érzékelők kialakítása rendkívül egyszerű, Nem nehéz saját kezűleg vízszintkapcsolót létrehozni. A vízszivattyúkkal együttműködve az ilyen eszközök lehetővé teszik a víz szivattyúzásának teljes automatizálását, például egy vidéki víztoronyba vagy egy autonóm csepegtető öntözőrendszerbe.

Úszószivattyú vezérlés

Ennek az ötletnek a megvalósításához házi készítésű reed kapcsoló vízszintérzékelőt használnak úszóval. Nem igényel drága és szűkös alkatrészeket, könnyen megismételhető és meglehetősen megbízható. Először is érdemes megfontolni magának az érzékelőnek a kialakítását:

A tartályban lévő víz kétszintű úszóérzékelőjének kialakítása

Ez a tényleges 2 úszóból áll, amely a 3 mozgatható rúdra van rögzítve. Az úszó a víz felszínén helyezkedik el, és szintétől függően a rúddal és a hozzá rögzített állandó mágnessel 5 együtt mozog fel / le. a 4. és 5. vezetőben. Alsó helyzetben, amikor a folyadékszint minimális, a mágnes zárja a 8 reed kapcsolót, a felsőben pedig (a tartály tele van) - a 7 reed kapcsolót. A rúd hossza és a A vezetők közötti távolság a víztartály magassága alapján kerül kiválasztásra.

Marad egy olyan eszköz összeszerelése, amely automatikusan be- és kikapcsolja a nyomásfokozó szivattyút az érintkezők állapotától függően. A séma így néz ki:

Vízszivattyú vezérlő áramkör

Tegyük fel, hogy a tartály teljesen meg van töltve, az úszó felső helyzetben van. Az SF2 Reed kapcsoló zárva, a VT1 tranzisztor zárva, a K1 és K2 relék le vannak tiltva. Az XS1 csatlakozóhoz csatlakoztatott vízszivattyú feszültségmentes. Ahogy a víz folyik, az úszó, és vele együtt a mágnes is leereszkedik, az SF1 reed kapcsoló kinyílik, de az áramkör változatlan marad.

Amint a vízszint a kritikus szint alá csökken, az SF1 reed kapcsoló zár. A VT1 tranzisztor kinyílik, a K1 relé működik és önzáró lesz a K1.1 érintkezőkkel. Ugyanakkor ugyanazon relé K1.2 érintkezői táplálják a K2 indítót, amely bekapcsolja a szivattyút. A vízszivattyúzás megkezdődött.

Ahogy a szint emelkedik, az úszó emelkedni kezd., az SF1 érintkező kinyílik, de a K1.1 érintkezők által blokkolt tranzisztor nyitva marad. Amint a kapacitás megtelik, az SF2 érintkező bezárja és erőszakkal lezárja a tranzisztort. Mindkét relé kiold, a szivattyú kikapcsol, és az áramkör készenléti módba kerül.

Ha megismétli az áramkört a K1 helyett, bármilyen kis teljesítményű elektromágneses relét használhat 22-24 V működtető feszültséghez, például RES-9 (RS4.524.200). K2-ként megfelelő egy RMU (RS4.523.330) vagy bármely más 24 V válaszfeszültségre, amelynek érintkezői ellenállnak a vízszivattyú indítóáramának. A Reed kapcsolók bármely áramkörön működnek vagy kapcsolnak.

Szintkapcsoló elektróda érzékelőkkel

Méltóságával és egyszerűségével a tartályok szintmérőjének korábbi kialakítása is jelentős hátránnyal rendelkezik - a vízben működő és állandó karbantartást igénylő mechanikai alkatrészek. Ez a hátrány hiányzik a gép elektróda kialakításából. Sokkal megbízhatóbb, mint a mechanikus, nem igényel karbantartást, és az áramkör sem sokkal bonyolultabb, mint az előző.

Itt három, bármilyen vezetőképes rozsdamentes anyagból készült elektródát használnak érzékelőként. Minden elektróda elektromosan el van szigetelve egymástól és a tartály testétől. Az érzékelő kialakítása jól látható az alábbi ábrán:

Három elektródos érzékelő kialakítása, ahol:

• S1 - közös elektróda (mindig vízben)
• S2 – minimum érzékelő (a tartály üres);
• S3 - maximális szintérzékelő (a tartály tele);

A szivattyúvezérlési séma így fog kinézni:

A szivattyú automatikus vezérlésének vázlata elektróda érzékelőkkel

Ha a tartály tele van, akkor mindhárom elektróda vízben van, és kicsi az elektromos ellenállás közöttük. Ebben az esetben a VT1 tranzisztor zárva van, a VT2 nyitott. A K1 relé be van kapcsolva, és feszültségmentesíti a szivattyút az alaphelyzetben zárt érintkezőivel, és az S2 érzékelőt az S3-mal párhuzamosan köti össze normál nyitott érintkezőkkel. Amikor a vízszint csökkenni kezd, az S3 elektróda szabaddá válik, de az S2 még mindig a vízben van, és semmi sem történik.

A víz fogyasztása folytatódik, végül az S2 elektróda szabaddá válik. Az R1 ellenállásnak köszönhetően a tranzisztorok ellenkező állapotba kerülnek. A relé elengedi és elindítja a szivattyút, egyúttal kikapcsolja az S2 érzékelőt. A vízszint fokozatosan emelkedik, és először bezárja az S2 elektródát (nem történik semmi - a K1.1 érintkezők kikapcsolják), majd az S3 elektródát. A tranzisztorok ismét kapcsolódnak, a relé aktiválódik és lekapcsolja a szivattyút, ezzel egyidejűleg az S2 érzékelőt működésbe hozza a következő ciklusra.

A készülék bármilyen kis teljesítményű, 12 V-ról működő relét használhat, amelynek érintkezői képesek ellenállni a szivattyúindító áramának.

Ha szükséges, ugyanez a séma használható a víz automatikus szivattyúzására, mondjuk az alagsorból. Ehhez a leeresztő szivattyút nem a normál zárt, hanem a K1 relé normál nyitott érintkezőihez kell csatlakoztatni. A rendszer más változtatást nem igényel.

Sokan közülünk, és nem csak lelkes nyári lakosok, szembesültünk a tartályok vízzel való feltöltésének automatizálásának és ellenőrzésének problémájával. Valószínűleg ez a cikk azoknak szól, akik úgy döntenek, hogy elkészítik a legegyszerűbb sémát a tartály otthoni töltésének ellenőrzésére. Az automatizálás legköltségvetésesebb módja a vízszabályozó relé használata. A szintszabályozó reléket (víz) a magánházak bonyolultabb vízellátó rendszereiben is használják, de ebben a cikkben csak a vezető folyadékszint-szabályozó relé költségvetési modelljeit vesszük figyelembe. Ellenőrzött folyadékok: víz (csap, forrás, eső), alacsony alkoholtartalmú folyadékok (sör, bor stb.), tej, kávé, szennyvíz, folyékony műtrágyák. A reléérintkezők névleges árama 8-10A, ami lehetővé teszi a kis szivattyúk átkapcsolását közbenső relé vagy mágneskapcsoló használata nélkül, de a gyártók továbbra is javasolják a közbenső relék vagy kontaktorok beszerelését a szivattyúk be- és kikapcsolásához. A készülékek hőmérsékleti tartománya -10 és +50C között van, a maximálisan lehetséges vezetékhossz (a relétől az érzékelőig) pedig 100 méter, az előlapon LED-es működésjelzők találhatók, súlya nem haladja meg a 200 grammot. , din sínre van felszerelve, így előre meg kell gondolnia a vezérlőrendszer elhelyezését.

A relé működési elve a két bemerített érzékelő között elhelyezkedő folyadék ellenállásának mérésén alapul. Ha a mért ellenállás kisebb, mint a küszöbérték, akkor a reléérintkezők állapota megváltozik. Az elektrolitikus hatás elkerülése érdekében váltakozó áram folyik az érzékelőkön. Az érzékelő tápfeszültsége nem haladja meg a 10 V-ot. Az energiafogyasztás nem haladja meg a 3 W-ot. Fix érzékenység 50 kOhm.

Számos azonos típusú relé található a piacon, vegyük figyelembe a moszkvai "Relays and Automation" gyártók legköltségvetésesebb modelljeit és a "TDM" (Morozovról elnevezett Kereskedelmi Ház) újdonságait.

Szintszabályozó relé. ( az RKU-02 TDM analógja)

A TDM szintszabályozó relét négy modell képviseli:

1. (SQ1507-0002)Р8Ц(SQ1503-0019) csatlakozóhoz a DIN-sínen
2. (SQ1507-0003) DIN sínen az RKU-1M analógja)
3. (SQ1507-0004) DIN sínen
4. (SQ1507-0005) DIN sínen

A reléházak égésgátló anyagokból készülnek. A szintszabályozó érzékelők rozsdamentes acélból készülnek. (DKU-01 SQ1507-0001).

A relé működése a folyadék jelenlétének meghatározására szolgáló konduktometrikus módszeren alapul, amely a folyadékok elektromos vezetőképességén és az elektródák közötti mikroáram előfordulásán alapul. A relék váltóérintkezőkkel rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik a töltési vagy leürítési üzemmód használatát. Tápfeszültség RKU-02, RKU-03, RKU-04 - 230V vagy 400V.

Tartályszivattyú vezérlő áramkör "feltöltés vagy leeresztés" módban.

Folyadék kútból/tartályból tartályba pumpálásának sémája, szintszabályozás mindkét közegben, pl. a relé végrehajtja a szivattyú védőleállítását szárazon üzemi üzemmódban (amikor a kútban/tartályban a folyadékszint csökken)

2 szivattyú szekvenciális vagy teljes beépítésének sémája. Az RKU-04 relét olyan helyeken használják, ahol a kutak, gödrök, vízgyűjtő és egyéb tartályok túlcsordulása elfogadhatatlan. A relé 2 szivattyúval működik, erőforrásuk egységes kihasználása érdekében a relé egyenként kapcsolja be azokat. Vészhelyzet esetén mindkét szivattyú egyszerre lekapcsol.

A relé nem használható a következő folyadékokhoz: desztillált víz, benzin, kerozin, olaj, etilénglikolok, festékek, LPG.

Analógok összehasonlító táblázata sorozatonként: