Comutator plutitor pentru nivelul apei pentru controlul pompei. Control automat al pompei pentru menținerea nivelului apei în rezervor Nivel electronic al apei în tambur

Mulți rezidenți de vară folosesc diferite sisteme de alimentare cu apă în gospodăriile lor care folosesc recipiente intermediare. Ele ajută apa să se purifice, să se încălzească, să se depună nisip și oxizi de fier în ele, apa este saturată cu oxigen. Adesea, astfel de containere, butoaie și rezervoare sunt instalate în subsoluri și folosind pompe de rapel. Sau invers, le pun la pod și la etajul doi, apoi apa curge prin gravitație. Dar, în ambele cazuri, este de dorit să știți câtă apă a rămas în rezervor. Mai ales dacă nu este echipat cu sistem automat de întreținere a nivelului apei. Pentru a face acest lucru, trebuie să coborâți periodic la subsol sau să vă urcați în pod, ceea ce este incomod. Și este convenabil să aveți un indicator de nivel de apă la distanță cu indicare la locul consumului său principal sau la locul unde este instalat controlul pompei care umple acest rezervor. Luați în considerare câteva opțiuni de dispozitiv care pot fi făcute în țară și controlați de la distanță nivelul apei. Trebuie spus imediat că o persoană nu este interesată de valoarea exactă a cantității de apă din rezervor. Nu contează dacă există 153 sau 162 de litri. Aici - la fel ca într-o mașină, este important să știți cu o precizie de 10-15% - „aproape un rezervor plin”, „jumătate”, „mai puțin de un sfert”, etc.

Indicatoare mecanice. Cel mai simplu în execuție, dar destul de greoaie. De regulă, sunt un plutitor destul de mare și greu de care este atașat un cordon. Snurul este aruncat peste un bloc (scripeți) și o sarcină este atașată la celălalt capăt al acestuia, aproximativ egală ca greutate cu un plutitor în apă. Când nivelul apei se modifică, sarcina se mișcă în sus și în jos și poate servi ea însăși ca un indicator al umplerii rezervorului, dacă este vizibil. Adevărat, cu o scară „inversată” - cu cât este mai multă apă, cu atât indicatorul de sarcină este mai mic.

Dar dacă rezervorul nu este vizibil vizual, atunci este necesar să trageți cablul până la locația indicatorului. Pentru a face acest lucru, un cordon puternic este frecat cu săpun (pentru o alunecare mai bună), trecut într-un tub subțire și o cântare este aranjată la celălalt capăt. Desigur, o scară de dimensiunea înălțimii posibilului nivel de apă (și acesta poate fi un metru întreg) nu este deloc necesară. Prin urmare, un scripete cu un diametru mult mai mic este montat pe aceeași axă cu scripetele principal (și atașat la scripetele principal). Un mic cordon este înfășurat în jurul lui și deja va mișca acul indicator. Lungimea scalei indicatorului va fi acum mai mică decât cursa flotorului de câte ori diametrul scripetelui mic este mai mic decât diametrul celui mare. Și va fi, de asemenea, normal - nivelul maxim este în vârf.

Același indicator se poate face și în cazul unui plutitor pe pârghie. Un astfel de sistem este mai potrivit pentru rezervoarele de adâncime mică, dar cu o suprafață mare de apă. Acestea sunt de obicei folosite pentru a scăpa de fierul dizolvat în apă. În această variantă, factorul de înmulțire necesar poate fi obținut pur și simplu prin selectarea punctului de atașare a cablului de pârghie.

Un dezavantaj clar al unor astfel de indicatori este abundența pieselor mobile și, prin urmare, necesitatea de a le menține curate și lubrifiate. Complexitatea așezării comunicațiilor (tuburilor) pe distanțe lungi și prin etaje.

Indicatoare pneumatice. Astfel de indicatori sunt aranjați după cum urmează. O țeavă este coborâtă în rezervorul de apă, care are un dop în partea de sus. În conductă se formează un clopot de aer. Un fiting este tăiat în dopul țevii, din care se extinde un tub subțire etanș. La celălalt capăt se află un tub în formă de U - un indicator. Un tub dintr-un recipient este conectat la unul dintre capete, celălalt este liber. Indicatorul conține un dop de apă (din apă colorată). Astfel, o anumită porțiune de aer este prinsă în tub.

Când nivelul apei din rezervor se modifică, atunci această porțiune de aer se mișcă în sus și în jos. Și odată cu acesta, pluta „colorată” se mișcă, care servește drept indicator. Spre deosebire de sistemele mecanice, nu există piese mobile care necesită întreținere. Dar sistemul are alte dezavantaje. În special, există cerințe ridicate pentru etanșeitatea tubului și dependența citirilor de temperatură și presiunea atmosferică. Eroarea este mică, dar există.

Indicatoare electrice. Sunt cele mai avansate din punct de vedere tehnologic și pot fi executate într-o mare varietate de opțiuni. Pornind de la cei mai simpli indicatori cu săgeți, terminând cu cântare și afișaje LED. Dar în centrul oricărui indicator electric se află un fel de senzor de nivel al lichidului. Cel mai simplu mod de a-l face este dintr-un rezistor variabil, al cărui motor ia poziția corespunzătoare în funcție de nivelul apei din rezervor.

Schema de conectare este destul de simplă. Orice cap indicator al unui microampermetru servește ca indicator. La nivelul maxim al apei (motorul cu rezistență variabilă din partea de sus a diagramei), prin selectarea rezistenței R1, acul microampermetrului este setat în poziția extremă dreaptă - „rezervor plin”. Aceasta completează configurarea. La un nivel minim de apă (glisorul rezistenței din partea de jos a diagramei), microampermetrul va afișa „zero” - „rezervor gol”.

Un astfel de rezistor variabil poate fi montat, de exemplu, pe axa unui scripete (vezi indicatoarele mecanice). Și o poți face singur. Pentru a face acest lucru, trebuie să luați un fir din metal cu o rezistivitate ridicată (nicrom, constantan, fechral, ​​etc.) și să puneți un flotor pe el cu contacte elastice glisante. De exemplu, din tablă cositorită. Sârma este atârnată în rezervor, o sarcină este atașată dedesubt. Firele sunt lipite la capetele firului și la contactele glisante. Când nivelul apei se schimbă, plutitorul se va deplasa de-a lungul firului de la nivelul maxim la nivelul minim.

Pentru ca indicatorul de la distanță să nu consume curent electric în zadar, este mai bine să îl conectați printr-un buton. Apoi, un set de baterii va dura câțiva ani. Utilizarea unui cap micrometru nu este singura indicație. Puteți face un comparator de tensiune simplu și îl puteți utiliza cu o scală LED, îl puteți echipa cu indicatoare sonore etc. Diagramele unor astfel de scale LED pot fi găsite pe Internet și în literatura de radio amatori corespunzătoare.

Principalul confort al indicatoarelor electrice este precizia lor, lipsa transmisiei, ușurința cablajului, fiabilitatea și afișajul spectaculos. Dezavantajul este nevoia de alimentare.

Pentru a asambla contorul de nivel al apei, m-am confruntat cu alegerea metodei de măsurare - contact sau non-contact. Metodele de contact includ metode rezistive, condensatoare și inductive, dintre metodele fără contact, metodele vizuale, radar și ultrasonice sunt cele mai utilizate. Pentru a nu afecta calitatea apei din rezervor vom apela la una dintre metodele fara contact de masurare a nivelului lichidului.

Toate metodele fără contact se bazează pe același principiu: semnalul pleacă, trece un anumit timp, semnalul revine. Metoda vizuală folosește un semnal optic, este destul de precis, dar dacă senzorul se murdărește, nu va mai funcționa cu totul.

Măsurarea nivelului radar utilizează unde radio de înaltă frecvență și, prin urmare, nu este potrivită pentru utilizare în casă. Metoda cu ultrasunete este similară cu metoda radar, în locul undelor radio sunt folosite doar unde ultrasonice. Această metodă ni se potrivește perfect, datorită faptului că senzorii cu ultrasunete sunt ușor de găsit și sunt ieftini.

Am realizat un contor de nivel al lichidului bazat pe microcontrolerul Arduino Mega2560 (puteți lua orice controler Arduino).

Pentru orice daune primite în timpul procesului de asamblare, autorul articolului nu este responsabil.

Pasul 1: Materiale

Materiale pentru senzorul de nivel al apei din rezervor:

• Arduino (Uno, Mega 2560,...)
• senzor ultrasonic de distanta HC SR04
• fire pentru conectarea senzorului la controler
• plexiglas pentru corp (optional)

Pasul 2: O teorie

Pentru început, vă voi spune puțin despre metoda ultrasonică de măsurare a nivelului unui lichid. Scopul tuturor dispozitivelor de măsurare a nivelului fără contact este de a măsura distanța dintre transceiver și suprafața lichidului. Transceiver-ul trimite un scurt impuls ultrasonic și măsoară timpul necesar pentru ca semnalul să ajungă la suprafața lichidului și înapoi la transceiver. Datorită faptului că densitatea lichidului este mai mare decât densitatea apei, suprafața acestuia va reflecta pulsul ultrasonic.

Metoda de măsurare cu ultrasunete are dezavantajele sale:

1. Datorită lungimii impulsului, există o mică fereastră pentru recepționarea semnalului reflectat, deoarece transceiver-ul continuă să emită semnalul. Problema este rezolvată destul de simplu: senzorul este plasat la câțiva centimetri deasupra nivelului maxim de lichid, permițând receptorului să înceapă să primească un semnal.
2. Datorită lățimii grinzii, există restricții privind diametrul recipientului utilizat. Dacă diametrul este prea mic, semnalul reflectat de la suprafața lichidului va fi reflectat și de pe pereții recipientului, atunci datele pot fi false.
3. Înainte de a instala contorul în rezervor într-un loc permanent, acesta a fost testat pentru aceste două puncte. Date stabile obtinute la o distanta de minim 5 cm de senzor. Aceasta înseamnă că senzorul trebuie instalat la cel puțin 5 cm deasupra nivelului lichidului. De asemenea, nu au existat semnale reflectate de pereții rezervorului cu diametrul vasului de 7,5 cm (înălțime 0,5 m). Aceste rezultate au fost luate în considerare la instalarea senzorului în rezervor.

Pasul 3: Rezervor de apă

Apa va curge în sistemul de irigare prin gravitație. Prin urmare, rezervorul trebuie instalat deasupra nivelului podelei. Rezervorul este alcătuit dintr-o conductă de canalizare metru cu diametrul de 16 cm. Conducta este împărțită în două secțiuni. Supapele sunt situate în secțiunea inferioară, cea de sus va fi rezervorul de apă propriu-zis. Un capac este folosit ca capac de rezervor. Un senzor de măsurare a distanței cu ultrasunete este atașat la mufă. Pentru stabilitate, rezervorul este instalat într-o cutie de lemn în care sunt instalate electronice și o baterie.

Codificăm înălțimea coloanei de lichid ca procent, punctul de referință va fi citirile contorului de la 6 cm (100%), iar până la 56 cm (0%), 6 cm este distanța de la suprafața apei.

Rezervorul este realizat din țeavă pentru ușurința calculelor de volum (formă cilindrică fără modificare a diametrului).

Pasul 4: Diagrama de cablare a senzorului și controlerului cu ultrasunete

În primul rând, lipiți firele la senzorul cu ultrasunete (pereche răsucită, fără ecranare sau folie). Apoi plasăm senzorul într-o carcasă de plexiglas de casă. Sigilăm corpul și îl fixăm pe capacul rezervorului. Carcasa este făcută pe măsură ce mergeți și nu este o piesă obligatorie, așa că nu este în fotografie și nu există instrucțiuni pentru a o face, așa că improvizați dacă vă decideți să o faceți.

Conectați senzorul la controler urmând diagrama atașată.

Pasul 5: Programează

Programul de măsurare a distanței a fost transformat într-un program de detectare a nivelului apei.

Mai întâi, se trimite un semnal, apoi este returnat, se măsoară timpul dintre transmiterea și recepția semnalului, iar datele primite sunt convertite în centimetri. Centimetrii, la rândul lor, sunt convertiți în procente și aceste date sunt transmise unui computer printr-o conexiune serială. De asemenea, puteți calcula volumul de apă rămas în rezervor.

Fișiere

Pasul 6: Verificați

Deoarece acest rezervor de apă va fi utilizat ulterior într-un sistem automat de udare cu un regulator în două trepte, este necesar să se măsoare debitul. Debitul de ieșire din rezervor depinde de presiunea hidrostatică din interiorul acestuia.

Oricine este familiarizat cu elementele de bază ale hidrodinamicii știe că presiunea hidrostatică scade pe măsură ce nivelul apei scade. Pentru a uda plantele cu același volum de apă este necesar să se poată controla timpul în care robinetul rămâne deschis. Cunoscând debitele, este posibil să se calculeze câtă apă poate ieși din rezervor într-un anumit timp și să se determine astfel timpul în care supapa trebuie să fie deschisă.

Pentru a verifica acuratețea contorului nostru de nivel al apei, umpleți rezervorul cu apă până la nivelul maxim. Apoi deschideți supapa pentru a lăsa toată apa să curgă. Rezervorul a fost gol la 2% datorită faptului că proiectarea este realizată astfel încât să prevină scurgerea reziduurilor. Diagrama funcției pas este atașată imaginii, conform acestei diagrame putem estima aproximativ la ce nivel de apă are loc schimbarea (folosind Excel, Matlab sau alt program de calcul).

Senzorul de nivel al apei auto-asamblat funcționează conform așteptărilor.

Pasul 7: Aplicarea în proiecte

Contorul de nivel al apei asamblat cu senzor ultrasonic este o probă. Dacă dorim să folosim contorul în proiecte, atât de casă, cât și semi-industriale, trebuie să testăm rezistența la uzură și rezistența la apă. După testare, va fi clar dacă contorul este potrivit pentru utilizare în orice proiecte. În acest moment pot spune doar că senzorul funcționează bine în timpul care a trecut de la asamblare.

Datorita faptului ca metoda de masurare a nivelului apei este fara contact, apa nu este poluata. Senzorul în sine a ieșit destul de ieftin la preț, ceea ce înseamnă că poate fi folosit în proiecte de casă.

Senzorul de nivel al apei în condițiile tehnologiei moderne îndeplinește funcția unuia dintre simțurile umane. Funcționarea corectă a întregului mecanism depinde de cât de corect este posibil să se gestioneze și să controleze starea debitului de apă. Este dificil de supraestimat importanța fiabilității dispozitivului senzor, fie și doar pentru că dispozitivul care controlează apa, de regulă, devine veriga foarte „îngustă” în tehnologia modernă.

Proiectare și principiu de funcționare

Indiferent de principiul de funcționare pe care se bazează dispozitivul, indiferent dacă funcționează numai în modul de semnalizare sau îndeplinește simultan funcțiile de paznic, mașină automată sau mecanism de control, designul dispozitivului constă întotdeauna din trei componente principale:

• Un element de detectare capabil să răspundă la caracteristicile fluxului de apă. De exemplu, prezența efectivă a apei, înălțimea coloanei sau nivelul din rezervor, faptul deplasării debitului de apă într-o conductă sau conductă;
• Un element de balast care echilibrează partea senzorului a senzorului. Fără balast, senzorul sensibil ar fi declanșat de cea mai mică zguduire sau de o picătură ocazională de apă;
• Piesă de transmisie sau de acționare care transformă semnalul senzorului montat în senzorul de apă într-un semnal sau acțiune specifică.

Aproximativ 90% din toată tehnologia apei, într-un fel sau altul, este conectată cu actuatoare electrice - pompe, supape, încălzitoare și mașini de control electronic. Este clar că un astfel de dispozitiv care funcționează cu fluxuri de apă trebuie să fie sigur în primul rând.

Dintre toate sistemele de alarmă, un senzor care monitorizează starea apei este considerat cel mai simplu și mai accesibil de instalat și reparat. Spre deosebire de senzorii și dispozitivele care funcționează cu măsurători de temperatură, presiune sau debit, senzorul de apă este foarte ușor de controlat folosind cele mai simple dispozitive sau, în cazuri extreme, vedeți nivelul sau debitul pompat cu proprii dumneavoastră ochi.

Tipuri de senzori de nivel

Una dintre condițiile pentru funcționarea cu succes a senzorului este sensibilitatea ridicată a senzorului, cu cât este mai mare, cu atât mai bine, cu atât mai precis este posibil să citiți parametrul de apă controlat. Prin urmare, ca valoare măsurată de senzor, ei încearcă să o aleagă pe cea care se schimbă cel mai mult în timpul măsurării.

Astăzi, există aproximativ două duzini de metode și metode diferite de măsurare a caracteristicilor mecanice ale apei, dar toate sunt folosite pentru a obține informații:

• Înălțimea coloanei de apă din recipient sau rezervor;
• Viteza curgerii sau curgerii apei;
• Faptul prezenței sau absenței apei într-un recipient închis, rezervor, conductă sau schimbător de căldură.

Desigur, senzorii industriali pot fi destul de complexi din punct de vedere structural, dar principiile de funcționare utilizate în ei sunt aceleași ca și în echipamentele de uz casnic, de grădină sau auto.

Senzor de preaplin tip plutitor

Cel mai simplu mod de a măsura nivelul apei este cu un design mecanic simplu, constând dintr-un flotor etanș, un balansoar sau o legătură și o supapă de reținere. În acest caz, plutitorul este senzorul, arcul și ponderea flotorului sunt considerate balast, iar supapa în sine acționează ca dispozitiv de acționare.

În toate sistemele de plutire, senzorul sau plutitorul este ajustat la o înălțime de răspuns specifică. Apa care a urcat în rezervor până la nivelul de control ridică plutitorul și deschide supapa.

Sistemul de plutire poate fi echipat cu un actuator electric. De exemplu, în interiorul senzorului plutitor este instalată o inserție magnetică, atunci când apa se ridică la nivelul de lucru, câmpul magnetic face ca comutatorul cu lame de vid să închidă contactele și, prin urmare, pornește sau oprește circuitul electric.

Senzorul plutitor poate fi implementat și într-un circuit liber, ca, de exemplu, în pompele submersibile. În acest caz, comutatorul cu lame se închide nu sub influența câmpului magnetic al căptușelii, ci numai datorită diferenței de presiune din interiorul carcasei pompei și la nivelul flotorului. Astăzi, un senzor magnetic plutitor cu un actuator electric este considerat una dintre cele mai sigure și mai fiabile opțiuni pentru monitorizarea nivelului lichidului.

Senzor cu ultrasunete

Designul senzorului de apă prevede prezența a două dispozitive - o sursă de ultrasunete și un receptor de semnal. Unda sonoră este direcționată către suprafața apei, reflectată și returnată la receptor.

La prima vedere, ideea de a folosi ultrasunetele pentru a realiza un senzor pentru controlul nivelului sau vitezei mișcării apei nu pare foarte reușită. Unda ultrasonică poate fi reflectată de pereții rezervorului, refractată și poate interfera cu funcționarea senzorului de recepție și, în plus, este nevoie de echipamente electronice sofisticate.

De fapt, un senzor cu ultrasunete pentru măsurarea nivelului de apă sau orice alt lichid este plasat într-o cutie ceva mai mult decât un pachet de țigări, în timp ce folosirea ultrasunetelor ca senzor oferă anumite avantaje:

• Capacitatea de a măsura nivelul și chiar viteza apei la orice temperatură, în condiții de vibrație sau mișcare;
• Senzorul cu ultrasunete poate măsura distanța de la senzor la suprafața apei chiar și în condiții puternic poluate cu niveluri variabile de lichid.

În plus, senzorul poate măsura nivelul apei situat la o adâncime considerabilă, în timp ce precizia măsurării este de 1-2 cm la fiecare 10 m de înălțime.

Principiul controlului apei cu electrozi

Faptul că apa este conductivă electric a fost folosit cu succes pentru a realiza senzori de contact pentru nivelul lichidului. Din punct de vedere structural, sistemul constă din mai mulți electrozi instalați într-un container la diferite înălțimi și conectați într-un singur circuit electric.

Pe măsură ce recipientul este umplut cu apă, lichidul închide o pereche de contacte în serie, care pornește circuitul releului de control al pompei. De regulă, senzorul de apă are doi sau trei electrozi, astfel încât măsurarea debitului de apă este prea diferențiată. Senzorul semnalizează doar când se atinge nivelul minim și pornește motorul pompei, sau când rezervorul este plin și îl oprește, astfel încât astfel de sisteme sunt utilizate pentru controlul rezervoarelor de apă de rezervă sau de irigare.

Senzor de apă de tip capacitiv

Senzorul de tip capacitiv sau capacitiv este folosit pentru a măsura nivelul apei în rezervoare înguste și adânci, poate fi o fântână sau o fântână. Folosind un senzor capacitiv, puteți determina înălțimea coloanei de apă din puț cu o precizie de zeci de centimetri.

Designul senzorului constă din doi electrozi coaxiali, de fapt o țeavă și un electrod metalic intern, scufundați în sondă. Apa umple o parte din spațiul intern al sistemului, modificându-și astfel capacitatea. Folosind circuitul electronic conectat și bobina de oscilație de cuarț, capacitatea senzorului și cantitatea de apă din puț pot fi determinate cu precizie.

contor radar

Un senzor de undă sau radar este folosit pentru a funcționa în cele mai dificile condiții, de exemplu, dacă trebuie să măsurați nivelul sau volumul de lichid dintr-un rezervor, un rezervor deschis, un puț de formă asimetrică și neregulată.

Principiul de funcționare nu diferă de dispozitivul cu ultrasunete, iar utilizarea unui impuls electric vă permite să efectuați o măsurătoare cu mare precizie.

Opțiune senzor hidrostatic

Una dintre variantele senzorului hidrostatic este prezentată în diagramă.

Notă! Un senzor similar este folosit în mașinile de spălat și cazane, unde este foarte important să controlați înălțimea coloanei de apă din interiorul rezervorului.

Senzorul hidrostatic este o cutie cu o membrană elastică cu arc care împarte corpul senzorului în două compartimente. Una dintre secțiuni este conectată cu un tub puternic din polietilenă cu un fiting lipit în fundul rezervorului.

Presiunea coloanei de apă este transmisă prin tub către membrană și face ca contactele releului de pornire să se închidă, cel mai adesea se folosește o pereche pentru pornirea actuatorului - o inserție magnetică și un comutator lamelă.

Senzor de presiune a apei

Presiunea hidrostatică este determinată atunci când un debit sau un anumit volum de apă este în repaus. Cel mai adesea, un senzor hidrostatic este utilizat în dispozitivele de încălzire și încălzire - cazane, cazane de încălzire.

Dispozitiv cu senzor de presiune a apei

Astfel de dispozitive funcționează cel mai adesea în modul de declanșare:

• La presiune mare senzorul de apă închide contactele releului și permite pompei sau încălzitorului să funcționeze;
• La presiune scăzută chiar și posibilitatea fizică de pornire a actuatorului este blocată în senzor, adică nicio șocuri sau creșteri temporare de presiune nu vor face dispozitivul să funcționeze.

Cu un senzor bun de presiune a apei, senzorul va da un semnal de pornire a motorului doar dacă sarcina pe burduf este menținută mai mult de trei secunde.

Un dispozitiv tipic al unui senzor „inteligent” este prezentat în diagramă.

Elementul sensibil al sistemului este o diafragmă conectată la un burduf, tija centrală se poate ridica și scădea în funcție de presiune și, prin urmare, poate modifica capacitatea condensatorului încorporat.

Conectarea senzorului de presiune a apei

Un model simplificat de senzor este utilizat în sistemele de pompe de acumulator-puț de locuințe. În interiorul instrumentului se află o cutie cu o membrană conectată la un culbutor și două arcuri de echilibrare.

Designul este înșurubat pe racordul de ieșire al acumulatorului. Odată cu creșterea presiunii interne, membrana se ridică și deschide perechea principală de contacte, astfel încât sistemul să răspundă corect la presiunea apei;

Senzor de scurgere de apă

Deja din nume devine clar că vorbim despre un dispozitiv care detectează prezența scurgerilor de apă din comunicațiile sanitare. Principiul de funcționare al dispozitivului seamănă cu un sistem de electrozi. În interiorul cutiei de plastic, una sau mai multe perechi de electrozi sunt instalate într-un buzunar special. În cazul unui accident, apa acumulată pe podea curge în buzunar și închide contactele. Se declanșează circuitul electronic, iar la semnalul senzorului intră în funcțiune supapele cu bilă cu acţionare electrică.

Este clar că senzorul, în sine, este un lucru inutil dacă este folosit fără un sistem de control și întrerupătoare automate de apă instalate la intrarea în casă sau pe una dintre ramurile de alimentare cu apă.

Un exemplu este unul dintre cele mai populare sisteme de protecție - senzorul de scurgeri de apă Neptune. Sistemul include trei blocuri principale:

• Senzorul de scurgere Neptune în sine este în modificare cu fir sau fără fir, de obicei trei senzori separați sunt incluși în kit;
• Robinet cu bila cu actionare electrica, fabricat de firma italiana Bugatti, in cantitate de doua bucati;
• Unitate de control «Neptun Base».

Cea mai valoroasă parte a setului este robinetele automate, acestea sunt produse pentru instalare pe filete de țevi de jumătate de inch și inch. Designul rezistă la presiuni de până la 40 Atm., iar calitatea italiană a unității garantează cel puțin 100 de mii de cicluri de deschidere și închidere.

Senzorul în sine arată ca două plăci de alamă într-o cutie, la care este conectată o tensiune de joasă tensiune cu o rezistență de intrare foarte mare, când senzorul este închis, curentul este limitat la 50 mA. Designul în sine este realizat conform protocolului IP67, prin urmare este absolut sigur pentru oameni.

Instalarea senzorilor wireless pentru scurgeri de apă

În sistemul Neptune, senzorul poate fi scos din unitatea de comandă la o distanță mai mare de 50 m. În sistemele fără fir NEPTUN PROW + mai avansate, în locul unui sistem cu fire sunt utilizați senzori de scurgeri de apă echipați cu modul WF.

Unitatea de control este echipată cu un canal protejat de interferențe și umiditate, un sistem pentru pornirea și oprirea supapelor cu bilă. Se crede că nicio interferență sau picături accidentale de umiditate, condens nu afectează funcționarea senzorilor.

Cutiile cu senzor de scurgere sunt instalate la o distanță de cel mult 2 m de țevi; senzorii nu pot fi protejați cu instalații sanitare sau mobilier metalic.

Senzor de apă fără fir

Designul unui contor fără fir este mai complex decât o versiune convențională cu doi electrozi cu fir. În interior este instalat un controler, care compară continuu curentul care curge între electrozi cu valoarea de referință stocată în memorie. În acest caz, valoarea de referință a podelei uscate poate fi setată în funcție de propria alegere.

O solutie foarte comoda, avand in vedere ca nivelul de umiditate din baie poate fi foarte mare, iar condensul regulat poate duce la alarme false.

De îndată ce controlerul stabilește nivelul corespunzător inundării, dispozitivul de control al apei trimite un semnal de alarmă unității de bază. Cele mai avansate modele sunt capabile să dubleze comanda cu un mesaj SMS prin canalul GSM.

Senzor debit apa

În multe cazuri, pentru o funcționare stabilă și fără probleme a echipamentului, un senzor de prezență a apei nu este suficient; sunt necesare informații despre dacă debitul se mișcă prin conductă, care este viteza și presiunea acesteia. În aceste scopuri, se folosesc senzori de debit de apă.

Tipuri de senzori de debit de apă

În echipamentele de uz casnic și în cele mai simple echipamente industriale, sunt utilizate patru tipuri principale de senzori de debit:

• Manometru;
• Tip senzor petale;
• Schema de măsurare a lamei;
• Sistem cu ultrasunete.

Designul mai vechi al tubului Pitot este uneori folosit, dar necesită cel puțin un flux curat și laminar de apă pentru a funcționa în mod fiabil. Primii trei senzori sunt mecanici, deci sunt adesea supuși înfundarii sau eroziunii prin apă a elementului senzor. Ultimul tip de senzor, ultrasonic, este capabil să funcționeze în aproape orice condiții.

Principiul de funcționare a unui contor cu ultrasunete poate fi înțeles din diagramă. În interiorul tubului se află un emițător de undă și un receptor. În funcție de viteza de curgere, unda sonoră se poate abate de la direcția inițială, care este baza pentru măsurarea caracteristicilor de curgere.

Dispozitiv și principiu de funcționare

Cei mai simpli senzori de flux de petale funcționează pe principiul unei vâsle cu vâsle. O petală suspendată pe o balama este scufundată în pârâu. Cu cât viteza de curgere este mai mare, cu atât lobul senzorului se abate mai mult.

Senzorii cu palete mai precisi folosesc un rotor sau un rotor din poliamidă sau aliaj de aluminiu. În acest caz, este posibil să se măsoare viteza curgerii din frecvența de rotație a elementului în mișcare. Singurul dezavantaj este rezistența crescută creată de petalele și lamele din fluxul de apă.

Senzorul de presiune funcționează folosind presiunea de curgere dinamică. Sub presiunea apei, elementul mobil cu o inserție magnetică este strâns în sus, eliberând astfel spațiu pentru mișcarea fluidului. Comutatorul cu lame instalat în cap reacționează instantaneu la câmpul magnetic al insertului și închide circuitul.

Zona de aplicare

Senzorii de debit de apă sunt utilizați exclusiv în sistemele de încălzire și sistemele de automatizare ale schimbătoarelor de căldură cu un singur circuit. Cel mai adesea, defecțiunea senzorului de debit duce la ardere și deteriorarea gravă a radiatoarelor și încălzitoarelor fierbinți.

Senzor de nivel de apă DIY

Cea mai simplă versiune a unui dispozitiv capabil să semnalizeze umplerea unui rezervor sau a oricărui alt recipient cu apă este prezentată în diagrama de mai jos.

Din punct de vedere structural, detectorul de nivel este format din trei electrozi metalici montați pe o placă de textolit. Circuitul, asamblat pe un tranzistor convențional de putere redusă, vă permite să determinați nivelurile maxime admise de apă superioare și inferioare din rezervor.

Designul este absolut sigur de utilizat și nu necesită piese scumpe sau dispozitive de control.

Concluzie

Senzorii de nivel al apei sunt utilizați pe scară largă în aparatele electrocasnice, prin urmare, cel mai adesea pentru nevoile auxiliare ale echipamentelor de garaj sau de grădină, sunt utilizate modele gata făcute din echipamente vechi, reproiectate și adaptate la noile condiții. Cu o conexiune adecvată, un astfel de dispozitiv va dura mult mai mult decât un circuit de casă.

Alimentarea cu apă și drenajul este o parte integrantă a vieții de zi cu zi și a producției. Aproape toți cei care s-au angajat în agricultură sau amenajarea peisajului s-au confruntat cel puțin o dată cu problema menținerii nivelului apei într-un anumit recipient. Unii o fac manual prin deschiderea și închiderea supapelor, dar este mult mai ușor și mai eficient să folosești un senzor automat de nivel al apei în acest scop.

Tipuri de senzori de nivel

În funcție de sarcinile stabilite, senzorii de contact și fără contact sunt utilizați pentru a controla nivelul lichidului. Primii, după cum ați putea ghici din numele lor, au contact cu un lichid, cei din urmă primesc informații de la distanță folosind metode indirecte de măsurare - transparența mediului, capacitatea acestuia, conductivitatea electrică, densitatea etc. Conform principiului de funcționare, toți senzorii pot fi împărțiți în 5 tipuri principale:

1. Pluti.
2. Electrod.
3. Hidrostatic.
4. Capacitiv.
5. radar.

Primele trei pot fi atribuite dispozitivelor de tip contact, deoarece interacționează direct cu mediul de lucru (lichid), al patrulea și al cincilea sunt fără contact.

Senzori flotanti

Poate cel mai simplu în design. Sunt un sistem de plutire care se află pe suprafața lichidului. Pe măsură ce nivelul se schimbă, plutitorul se mișcă, într-un fel sau altul închizând contactele mecanismului de control. Cu cât sunt situate mai multe contacte de-a lungul traseului plutitorului, cu atât indicațiile dispozitivului de semnalizare sunt mai precise:

Principiul de funcționare al senzorului plutitor al nivelului apei din rezervor

Figura arată că indicațiile indicatorului unui astfel de dispozitiv sunt discrete, iar numărul de valori ale nivelului depinde de numărul de comutatoare. În diagrama de mai sus, există două dintre ele - superior și inferior. Acest lucru, de regulă, este suficient pentru a menține automat nivelul în intervalul specificat.

Există dispozitive plutitoare pentru telecomandă continuă. În ele, plutitorul controlează motorul reostat, iar nivelul este calculat pe baza rezistenței curente. Până de curând, astfel de dispozitive erau utilizate pe scară largă, de exemplu, pentru a măsura cantitatea de benzină din rezervoarele de combustibil ale mașinilor:

Dispozitiv de măsurare a nivelului reostatic, unde:

• 1 - reostat de sârmă;
• 2 - glisor reostat, conectat mecanic la flotor.

Senzori de nivel de electrozi

Dispozitivele de acest tip folosesc conductivitatea electrică a fluidului și sunt discrete. Senzorul este format din mai mulți electrozi de diferite lungimi scufundați în apă. În funcție de nivelul lichidului, există unul sau altul număr de electrozi.

Sistem cu trei electrozi de senzori de nivel de lichid în rezervor

În figura de mai sus, cei doi senzori din dreapta sunt scufundați în apă, ceea ce înseamnă că între ei există rezistență la apă - pompa este oprită. Odată ce nivelul scade, senzorul din mijloc va fi uscat și rezistența circuitului va crește. Automatizarea va porni pompa de supraalimentare. Când recipientul este plin, cel mai scurt electrod va cădea în apă, rezistența acestuia față de electrodul comun va scădea și automatizarea va opri pompa.

Este destul de clar că numărul de puncte de control poate fi crescut cu ușurință prin adăugarea de electrozi suplimentari și canale de control adecvate la proiect, de exemplu, pentru o alarmă de preaplin sau de uscare.

Sistem de control hidrostatic

Aici, senzorul este un tub deschis în care este instalat un senzor de presiune de un tip sau altul. Pe măsură ce nivelul crește, înălțimea coloanei de apă din tub se modifică și, prin urmare, presiunea asupra senzorului:

Principiul de funcționare al sistemului de control al nivelului de lichid hidrostatic

Astfel de sisteme au o caracteristică continuă și pot fi utilizate nu numai pentru controlul automat, ci și pentru controlul nivelului de la distanță.

Metoda de măsurare capacitivă

Principiul de funcționare al unui senzor capacitiv cu un metal (stânga) și o baie dielectrică

Indicatorii inductivi funcționează pe un principiu similar, dar în ei rolul senzorului este jucat de o bobină, a cărei inductanță se modifică în funcție de prezența lichidului. Principalul dezavantaj al unor astfel de dispozitive este că sunt potrivite doar pentru monitorizarea substanțelor (lichide, materiale în vrac etc.) care au o permeabilitate magnetică suficient de mare. În viața de zi cu zi, senzorii inductivi practic nu sunt utilizați.

control radar

Principalul avantaj al acestei metode este absența contactului cu mediul de lucru. Mai mult decât atât, senzorii pot fi separați de lichid, al cărui nivel trebuie controlat, suficient de departe - metri. Acest lucru permite utilizarea senzorilor de tip radar pentru a monitoriza lichide extrem de agresive, toxice sau fierbinți. Însuși numele lor vorbește despre principiul de funcționare a unor astfel de senzori - radar. Dispozitivul constă dintr-un emițător și un receptor asamblate într-o singură carcasă. Primul emite unul sau altul tip de semnal, celălalt îl primește pe cel reflectat și calculează timpul de întârziere dintre impulsurile trimise și recepționate.

Principiul de funcționare al comutatorului de nivel cu ultrasunete de tip radar

În funcție de sarcinile stabilite, semnalul poate fi luminos, sonor, emisie radio. Precizia unor astfel de senzori este destul de mare - milimetri. Singurul, probabil, dezavantaj poate fi considerat complexitatea echipamentului de control radar și costul său destul de ridicat.

Regulatoare de nivel de lichid de casă

Datorită faptului că unii dintre senzori sunt extrem de simpli ca design, Nu este dificil să creezi un comutator de nivel al apei cu propriile mâini. Lucrând împreună cu pompele de apă, astfel de dispozitive vă vor permite să automatizați complet procesul de pompare a apei, de exemplu, într-un turn de apă de țară sau într-un sistem autonom de irigare prin picurare.

Controlul pompei plutitoare

Pentru a implementa această idee, se folosește un senzor de nivel al apei cu comutator cu lamelă de casă cu un plutitor. Nu necesită componente scumpe și rare, este ușor de repetat și destul de fiabil. În primul rând, merită să luați în considerare designul senzorului în sine:

Designul unui senzor plutitor cu două niveluri de apă în rezervor

Este format din plutitorul propriu-zis 2, care se fixează pe tija mobilă 3. Plutitorul se află la suprafața apei și, în funcție de nivelul acesteia, se deplasează în sus/jos împreună cu tija și magnetul permanent 5 fixat de aceasta. în ghidajele 4 și 5. În poziția inferioară, când nivelul lichidului este minim, magnetul închide comutatorul cu lame 8, iar în cel superior (rezervorul este plin) - comutatorul cu lame 7. Lungimea tijei și distanța dintre ghidaje este selectată în funcție de înălțimea rezervorului de apă.

Rămâne de asamblat un dispozitiv care va porni și opri automat pompa de supraalimentare în funcție de starea contactelor. Schema sa arată astfel:

Circuitul de control al pompei de apă

Să presupunem că rezervorul este complet umplut, plutitorul este în poziția superioară. Comutatorul Reed SF2 este închis, tranzistorul VT1 este închis, releele K1 și K2 sunt dezactivate. Pompa de apă conectată la conectorul XS1 este deconectată. Pe măsură ce apa curge, plutitorul și odată cu el magnetul se vor coborî, comutatorul cu lame SF1 se va deschide, dar circuitul va rămâne în aceeași stare.

De îndată ce nivelul apei scade sub nivelul critic, comutatorul lamelă SF1 se închide. Tranzistorul VT1 se va deschide, releul K1 va funcționa și se va autobloca cu contactele K1.1. În același timp, contactele K1.2 ale aceluiași releu vor furniza energie demarorului K2, care pornește pompa. Pomparea apei a început.

Pe măsură ce nivelul crește, plutitorul va începe să crească., se va deschide contactul SF1, dar tranzistorul blocat de contactele K1.1 va rămâne deschis. De îndată ce capacitatea este plină, contactul SF2 se închide și închide forțat tranzistorul. Ambele relee se vor elibera, pompa se va opri, iar circuitul va intra în modul standby.

Când repetați circuitul în locul lui K1, puteți utiliza orice releu electromagnetic de putere redusă pentru o tensiune de acționare de 22-24 V, de exemplu, RES-9 (RS4.524.200). Ca K2, este potrivit un RMU (RS4.523.330) sau orice altul pentru o tensiune de răspuns de 24 V, ale cărui contacte rezistă curentului de pornire al pompei de apă. Comutatoarele Reed vor merge la orice, lucrând pe un circuit sau comutând.

Comutator de nivel cu senzori cu electrozi

Cu toată demnitatea și simplitatea sa, designul anterior al indicatorului de nivel pentru rezervoare are și un dezavantaj semnificativ - componente mecanice care funcționează în apă și necesită întreținere constantă. Acest dezavantaj este absent în designul electrozilor mașinii. Este mult mai fiabil decât mecanic, nu necesită nicio întreținere, iar circuitul nu este cu mult mai complicat decât precedentul.

Aici, trei electrozi din orice material inoxidabil conductiv sunt utilizați ca senzori. Toți electrozii sunt izolați electric unul de celălalt și de corpul containerului. Designul senzorului este clar vizibil în figura de mai jos:

Proiectarea unui senzor cu trei electrozi, unde:

• S1 - electrod comun (întotdeauna în apă)
• S2 – senzor minim (rezervor gol);
• S3 - senzor de nivel maxim (rezervor plin);

Schema de control al pompei va arăta astfel:

Schema de control automat al pompei folosind senzori cu electrozi

Dacă rezervorul este plin, atunci toți cei trei electrozi sunt în apă și rezistența electrică dintre ei este mică. În acest caz, tranzistorul VT1 este închis, VT2 este deschis. Releul K1 este pornit și dezactivează pompa cu contactele sale normal închise și conectează senzorul S2 în paralel cu S3 cu contactele normal deschise. Când nivelul apei începe să scadă, electrodul S3 este expus, dar S2 este încă în apă și nu se întâmplă nimic.

Apa continua sa fie consumata si in final electrodul S2 este expus. Datorită rezistenței R1, tranzistoarele trec în stare opusă. Releul eliberează și pornește pompa, în același timp oprind senzorul S2. Nivelul apei crește treptat și mai întâi închide electrodul S2 (nu se întâmplă nimic - este oprit de contactele K1.1), apoi S3. Tranzistoarele sunt comutate din nou, releul este activat și oprește pompa, punând în același timp în funcțiune senzorul S2 pentru următorul ciclu.

Dispozitivul poate folosi orice releu de putere redusă care funcționează de la 12 V, ale cărui contacte sunt capabile să reziste curentului demarorului pompei.

Dacă este necesar, aceeași schemă poate fi folosită pentru pomparea automată a apei, de exemplu, de la subsol. Pentru a face acest lucru, pompa de drenaj trebuie conectată nu la contactele normal închise, ci la contactele normal deschise ale releului K1. Schema nu necesită alte modificări.

Mulți dintre noi, și nu doar locuitorii pasionați de vară, ne-am confruntat cu problema automatizării și controlului umplerii recipientelor cu apă. Cel mai probabil, acest articol este pentru cei care decid să facă cea mai simplă schemă de control a umplerii unui recipient acasă. Cea mai bugetară modalitate de a construi automatizări este utilizarea unui releu de control al apei. Releele de control al nivelului (apa) sunt, de asemenea, utilizate în sistemele de alimentare cu apă mai complexe pentru casele private, dar în acest articol vom lua în considerare doar modele bugetare ale unui releu conductiv de control al nivelului lichidului. Lichidele controlate includ: apa (robinet, izvor, ploaie), lichide cu un continut redus de alcool (bere, vin etc.), lapte, cafea, apa reziduala, ingrasaminte lichide. Curentul nominal al contactelor releului este de 8-10A, ceea ce permite comutarea pompelor mici fără a utiliza un releu sau contactor intermediar, dar producătorii recomandă totuși instalarea de relee sau contactoare intermediare pentru a porni/opri pompele. Intervalul de temperatură al dispozitivelor este de la -10 la +50C, iar lungimea maximă posibilă a firului (de la releu la senzor) este de 100 de metri, există indicatori LED de funcționare pe panoul frontal, greutatea nu este mai mare de 200 de grame , este montat pe o șină din, așa că va trebui să vă gândiți în avans la amplasarea sistemului de control.

Principiul de funcționare al releului se bazează pe măsurarea rezistenței unui lichid situat între doi senzori imersați. Dacă rezistența măsurată este mai mică decât valoarea de prag, atunci starea contactelor releului se schimbă. Pentru a evita un efect electrolitic, curentul alternativ curge prin senzori. Tensiunea de alimentare a senzorului nu este mai mare de 10V. Consumul de energie nu este mai mare de 3W. Sensibilitate fixă ​​50 kOhm.

Există multe relee similare pe piață, să luăm în considerare cele mai bugetare modele de la producătorii „Relee și automatizări” din Moscova și noutățile „TDM” (Casa de comerț numită după Morozov).

Releu de control al nivelului. ( analog cu RKU-02 TDM)

Releul de control al nivelului TDM este reprezentat de patru modele:

1. (SQ1507-0002) pentru conectorul Р8Ц(SQ1503-0019) pe șină DIN
2. (SQ1507-0003) pe sina DIN analog al RKU-1M)
3. (SQ1507-0004) pe sina DIN
4. (SQ1507-0005) pe sina DIN

Carcasele releelor ​​sunt fabricate din materiale ignifuge. Senzorii de control al nivelului sunt fabricați din oțel inoxidabil. (DKU-01 SQ1507-0001).

Funcționarea releului se bazează pe metoda conductometrică pentru determinarea prezenței lichidului, care se bazează pe conductivitatea electrică a lichidelor și apariția microcurentului între electrozi. Releele au contacte de comutare, ceea ce permite utilizarea modului de umplere sau de scurgere. Tensiune de alimentare RKU-02, RKU-03, RKU-04 - 230V sau 400V.

Circuitul de control al pompei rezervorului în modul „umplere sau golire”.

Schema de pompare a fluidului de la un puț/un rezervor la un rezervor, controlul nivelului în ambele medii, de ex. releul efectuează o oprire de protecție a pompei în regim de funcționare uscată (atunci când nivelul lichidului din puț/rezervor scade)

Schema de includere secventiala sau totala a 2 pompe. Releul RKU-04 este utilizat în locuri în care debordarea puțurilor, gropilor, captării și a altor containere este inacceptabilă. Releul funcționează cu 2 pompe, iar, pentru utilizarea uniformă a resursei acestora, releul le pornește una câte una. În caz de urgență, ambele pompe sunt oprite în același timp.

Releul nu poate fi utilizat pentru următoarele lichide: apă distilată, benzină, kerosen, ulei, etilenglicoli, vopsele, GPL.

Tabel comparativ al analogilor pe serii: