Принцип работы поплавкового датчика уровня жидкости

Надежный, практичный и удобный поплавковый выключатель обеспечивает корректную автоматическую регулировку работы электрических насосов в канализационных, дренажных, водоотводных и водоподающих системах, исполняет роль датчика уровня воды и предохраняет оборудование от «сухого хода».

Правильно подключенный прибор следит за функционированием коммуникационных элементов и включает либо отключает насос при изменении допустимого уровня воды или другой жидкости в системе. Размещается в различных накопительных баках, емкостях, резервуарах, колодцах и пр.

• Конструкционное устройство и возможности агрегата
• Общая классификация устройств
• Особенности монтажа поплавка
• Принцип работы поплавка в разных системах
• Обслуживание и ремонт оборудования
• Выводы и полезное видео по теме

Общая классификация устройств

Поплавковые современные выключатели подразделяются на два типа. Легкие модули предназначаются для насосных комплексов, осуществляющих отвод или снабжение потребителей проточной водой для бытовых целей. Тяжелые приборы используются при управлении дренажным и фекальным насосным оборудованием.

Сколько поплавков разместить в резервуаре, определяется отдельно в каждом индивидуальном случае, и напрямую зависит от числа подключенных насосов и общей потребности системы в предохранительных агрегатах

Покупать поплавковый выключатель для насоса нужно с четким пониманием задач, которые необходимо решить. Легкие элементы привлекают клиентов низкой ценой, но могут работать только в чистой воде, предназначенной для питья и бытовых нужд.

Тяжелые агрегаты эффективно функционируют в среде любого уровня агрессивности, однако применять их для обычной воды считается нецелесообразным из-за высокой стоимости.

Условия совершения правильной покупки

Перед покупкой сигнализатора-поплавка необходимо обозначить область и способ применения оборудования, необходимые электрические характеристики, размеры модуля и длину кабеля.

Когда в коммуникациях используется насос старого образца, не оснащенный выключателем, всегда есть риск того, что оборудование может выйти из строя благодаря внезапно возникшей сверхнормативной нагрузке

Чтобы избежать неприятностей, стоит отдельно приобрести поплавковый элемент и подключить его к системе своими руками или посредством вызова на дом профессионала.

Если поплавком планируется оснастить водоотводную или водозаборную системы, достаточно будет приобрести недорогой модуль легкого типа. Он обладает хорошей плавательной способностью, четко реагирует на уровень воды в резервуаре и сразу же подает сигнал другим элементам системы, если вдруг случаются какие-то изменения.

Для дренажно-канализационных систем подойдут тяжелые поплавки без грузила, предназначенные для нахождения в агрессивной среде высокой плотности.

Нюансы электрических характеристик

Сила тока и напряжение поплавкового выключателя должны четко соответствовать параметрам электрического насоса. Уровень напряжения, как правило, составляет 220 В. Допустимы колебания этого показателя в пределах 5-10%, как в большую, так и в меньшую сторону.

Что касается силы тока, эта величина у выключателя должна превышать параметры, прописанные для насоса. В документации поплавка обычно пишется максимально допустимый показатель для реактивной и активной нагрузок. При подключении насосного оборудования обычно учитывают число, соответствующее реактивной позиции.

Дополнительные критерии выбора

Температурный диапазон поплавковых выключателей довольно велик. Благодаря этому для забора воды из колодца или скважины насосной станцией можно выбрать любой агрегат, максимально подходящий для поставленных задач по всем остальным параметрам.

Средний показатель диапазона температур у поплавков составляет 0-60℃. Однако отдельные производители изготовляют еще более термостойкие модули, способные выдерживать температуру до +70℃

А вот на размер исходящего соединительного кабеля придется обратить особое внимания. Обычно длина этого элемента составляет от 2 до 10 метров. Приборы с коротким проводом больше подойдут для резервуаров малой глубины, а детали, оснащенные длинным кабелем, успешно поработают в колодцах и современных накопительных резервуарах большой глубины.

Применение

Выключатели поплавкового типа монтируются в емкостях для мониторинга имеющейся жидкости. Они включают, отключают насосное спецоборудование после достижения заблаговременно заданных пользователем параметров, позволяют избежать переполнения накопительных баков. В качестве источника электропитания задействуется однофазная сеть со стандартным переменным напряжением, равным 220 Вольт.

Принцип работы поплавка в разных системах

Область применения выключателей поплавкового типа очень широка. Элемент корректно функционирует в стандартных системах водоснабжения, эффективно контролирует наполнение и опустошение емкости накопительного бака резервуара, предохраняет оборудование от работы вхолостую и продлевает его эксплуатационный срок.

Роль выключателя в водоподающих комплексах

Устройство, помещенное в емкость, всплывает на поверхность, когда резервуар наполняется водой, и своевременно отключает действующий насос, не допустив таким способом перелива. Когда уровень воды понижается, поплавок опускается вместе с ним и сразу же активирует насос для последующего наполнения емкости водой.

Находясь на поверхности резервуара (при заполненной емкости), прибор подаст сигнал к работе автоматической водоснабжающей станции и отключит ее, когда опустится на дно (при опорожнившейся емкости).

Многие производители современных бытовых насосов изначально комплектуют свои изделия практичным, удобным, высокопрочным, термостойким и водонепроницаемым плавающим выключателем. Приобретя такой агрегат, хозяевам уже не придется подбирать к нему поплавок и возиться с корректным подключением прибора к качающему воду оборудованию

Закрыть клапан или опустить задвижку с сервоприводом поплавок скомандует, оказавшись на поверхности наполнившейся жидкостью емкости. Опустившись на дно (при пустом резервуаре) прибор опять откроет клапан или задвижку, заново активируя наполнение емкости водой.

На диспетчерский пункт или непосредственно оператору поплавок пошлет сигнал, когда окажется на поверхности заполнившейся емкости. Об отсутствии воды в баке устройство сообщит, когда опустится на дно рабочей емкости.

Контакт с дренажной или канализационной системой

Для дренажных, фекальных и канализационных насосов рекомендуется использовать тяжелый поплавковый выключатель. Он приспособлен для работы в жидкостях высокой плотности и легко справляется с порученными задачами.

Прибор четко следит за работой насосного комплекса и, всплыв на поверхность при заполненной емкости, сразу же активирует оборудование. Отключение осуществляется в тот момент, когда устройство опускается на дно в результате опорожнения резервуара.

Наличие в дренажно-канализационной системе выключателя поплавкового типа позволяет автоматически отключить насос в тот момент, когда резервуар будет опустошен. Сигнал для остановки работы подаст регулятор барореле, располагающийся в поплавковом устройстве

Функционал допускает подключение двух насосов к одному поплавковому выключателю. В этом случае качающие агрегаты будут работать по очереди. Один начнет наполнять емкость, когда поплавок займет нижнее положение, а второй включится в работу, когда выключатель окажется наверху.

Однако специалисты указывают на малую эффективность системы и обращают внимание на потенциально возможные перепады с поставкой бытовой воды во время наполнения емкости.

Обслуживание и ремонт оборудования

Выключатель поплавкового типа – конструктивно простой и доступный прибор. Он надежно и качественно функционирует даже в агрессивной среде и не боится интенсивных нагрузок. При соблюдении эксплуатационных правил, заявленных производителем, вырабатывает весь гарантийный срок и после него также качественно продолжает выполнять свои обязанности.

Наличие поплавка позволяет держать под контролем работу насоса и программировать ее на будущее. Например, дренажный агрегат можно установить в месте постоянного затопления. Когда уровень воды достигнет заданного уровня, выключатель зафиксирует это и сразу же подаст сигнал насосу начинать откачку

Если модуль используется только в комплексе сооружений, занимающихся водоотведением или водоснабжением, регулярное техническое обслуживание ему не требуется. Водная среда считается наименее проблемной и не оказывает на оборудование никакого негативного влияния.

Поплавковый выключатель, контролирующий работу дренажной системы, подвергается большим нагрузкам, так как постоянно находится в жидкой среде, содержащей большое количество примесей, фрагменты мелкого гравия, песка и органических остатков

Если сфера деятельности поплавка располагается в более агрессивных, сложных условиях, например, в канализационных или фекальных ямах, прибору требуется более серьезное внимание.

Сантехники рекомендуют не реже одного раза в месяц качественно промывать поплавок из шланга, во избежание прилипания последнего к напорной трубе или стенкам насоса в процессе повседневной работы. Если оборудование регулярно ополаскивать струей воды, оно прослужит гораздо дольше и не утратит работоспособности даже с течением времени.

К самым распространенным поломкам агрегата относятся прогорание контактов в электрокабеле, повреждение изоляционного слоя, нарушение герметичности корпуса и проникновение туда влаги. В случае возникновения таких проблем все неисправные элементы нужно немедленно заменить, так как ремонту они не подлежат.

Внутреннее устройство поплавкового контроллера не представляет никакой сложности. Прибор, как правило, надежно, долго работает и не доставляет владельцам никаких хлопот

Если из строя вышел непосредственно электронный модуль, хозяевам придется выбросить его и как можно быстрее установить в резервуаре новый. Покупать первый попавшийся поплавковый элемент не стоит, даже если его цена радует своей привлекательностью.

Лучше обратиться в специализированный сервисный центр и приобрести фирменную сертифицированную деталь с документами, полностью соответствующую всем требованиям, предъявляемым к оборудованию такого типа.

Особенности монтажа поплавка

Корректно установить поплавковый выключатель можно несколькими способами. Перед началом работ в первую очередь следует убедиться, что ток, потребляемый насосом, меньше, чем максимально допустимый показатель тока, прописанный в документах по эксплуатации оборудования.

Простая установка для одного модуля

Наиболее простой, быстрый и не слишком трудозатратный способ установки сводится к монтажу поплавка в емкость посредством водонепроницаемого кабеля и специального грузила, которое обычно входит в базовый комплект агрегата.

Работы по установке осуществляются в следующем порядке:

• Грузило нанизывается на кабельный трос. Потом путем эксперимента определяется длина плеча свободного хода поплавкового устройства.
• Затем положение грузила фиксируется на кабеле с помощью специальной практичной защелки.
• Кабель посредством соединительных элементов крепится к наружной стороне резервуара.
• Когда подготовительные работы сделаны, осуществляется подключение поплавка к насосной системе. Монтаж и настройка оборудования проводятся согласно схемам, содержащимся в документации, прилагающейся к устройству.

По окончании всех необходимых действий оборудование обязательно тестируется на работоспособность. Для этого насос под контролем хозяев запускается в обычном режиме на 2-3 часа.

Монтировать выключатель поплавкового типа на подводящий кабель допустимо лишь в том случае, когда в резервуаре будет работать всего один такой агрегат. Также не должно быть никаких предпосылок к тому, что прибор за что-нибудь зацепится или зависнет внутри емкости

Если прокачка воды идет нормально и не дает сбоев, значит, установка и последующее подключение были сделаны с соблюдением всех правил.

Правила монтажа двух и более изделий

Если согласно проектной документации требуется установить несколько поплавковых приборов, имеет смысл использовать штанговый способ монтажа. На роль крепежного элемента (штанги) подойдет фрагмент прочной пластиковой трубы. Его четко и надежно закрепляют внутри емкости, предназначенной для наполнения.

Затем на штанговую основу осуществляется монтаж поплавков. Они равномерно распределяются по всей длине трубы так, чтобы после фиксации и регулировки вокруг каждого модуля оставалось свободное пространство, обеспечивающее приборам возможность четко выполнять свои функции, при этом не мешая друг другу.

Отходящие от выключателей кабели прикрепляются к штанге с помощью хомутов. Этот способ позволяет установить практически любое количество выключателей, взяв таким образом под контроль полноценный комплекс, состоящий из нескольких насосов.

В случае надобности допустимо использовать две и более штанги и монтировать на них необходимое число поплавков, соответствующее количеству используемых насосов или пультов управления.

Принцип действия

Предварительно поплавок подвешивается на крепком шнуре, устанавливается уровень выключения или включения, аварийной ситуации. Например, потребитель выставил его на включение насоса. При достижении водой выключателя подается команда на замыкание электрической цепи, насосный агрегат без участия человека начинает качать жидкость.

Два аспекта, учитываемых при выборе поплавковых выключателей для насосов:

Напряжение питания. Большинство модификаций совместимо с однофазной электросетью на 220 В.

Длина силового кабеля. Сказывается на максимальной высоте подвешивания поплавка. Нередко показатель ограничен 1 метром.

Звоните, пользуйтесь личным онлайн-кабинетом, чтобы оформить заявку на поставку датчиков уровня воды для управления насосом.

В интернет магазине Компания ВТС можно купить датчики уровня и поплавковые переключатели оптом и в розницу. В нашем магазине низкие цены датчиков уровня и поплавковых выключателей . У нас представлен большой ассортимент продукции. Продажа датчиков уровня и поплавковых выключателей осуществляется с доставкой по Москве.

Устройство и принцип работы датчиков уровня

Датчики уровня — это устройства, позволяющие отслеживать количество жидкого или сыпучего вещества по уровню его поверхности в некоторой ёмкости.

Датчики уровня могут выдавать дискретный (по достижении некоторого уровня) или непрерывный сигнал (абсолютная высота текущего уровня) в зависимости от принципа действия, что сказывается на их технической сложности, а также на цене.

Кроме того, датчики уровня могут быть контактными и бесконтактными, что также сказывается на стоимости и на области их применения.

По принципу действия датчики уровня могут быть

• Емкостными
• Поплавковыми
• Радарного типа
• Ультразвуковыми
• Гидростатическими

Ниже кратко рассмотрены основные виды.

Емкостной датчик уровня

В основу работы данного типа датчика положено свойство конденсатора изменять свою ёмкость при изменении состава и распределения материала диэлектрика, разделяющего пластины конденсатора. Это свойство применяется во многих емкостных детекторах например в емкостных датчиках влажности.

Предположим, имеется коаксиальный конденсатор, помещённый в жидкость (Рисунок 1), которая может свободно проникать в пространство между пластинами. Если известна диэлектрическая проницаемость жидкости, то можно составить следующее равенство:

С – Общая ёмкость конденсатораС0 – Ёмкость участка конденсатора, не содержащего жидкостьСl – Ёмкость участка конденсатора, содержащего жидкостьε0 – Диэлектрическая проницаемость газовой средыεl – Диэлектрическая проницаемость жидкой средыG0 – Геометрический коэффициент участка конденсатора, не содержащего жидкостьGl – Геометрический коэффициент участка конденсатора, содержащего жидкость

При изменении уровня жидкости величина суммарной ёмкости конденсатора также изменятся. Если конденсатор включен в электрическую цепь, не составляет труда отследить изменение ёмкости, по которому можно однозначно судить об изменении уровня жидкости.

Рисунок 1. Общая схема емкостного датчика уровня

Емкостные датчики лишены подвижных элементов, поэтому достаточно надёжны и долговечны. К их недостаткам следует отнести значительную температурную зависимость (которая, впрочем, может быть скомпенсирована), а также необходимость погружения в жидкость.

Поплавковый датчик уровня

Датчики данного типа имеют достаточно простое устройство.

Существует несколько конфигураций, выдающих на выход как дискретный, так и непрерывный сигнал, последние можно разделить на две категории – механические и магнитострикционные.

В магнитострикционных датчиках в качестве одного из элементов также используется поплавок, в остальном же они довольно сильно отличаются от обычных механических поплавковых датчиков.

Дискретные поплавковые датчики уровня

В реализации датчика, выдающего дискретный сигнал, обычно используется набор поплавков, расположенных на различных уровнях резервуара.

При достижении жидкостью уровня, на котором располагается поплавок, он выталкивается за счёт силы Архимеда, направленной вверх.

Это приводит в движение механическую систему или электромеханическую систему, и выходной сигнал появляется, например, при замыкании электрических контактов герконового реле.

В альтернативной конфигурации присутствует направляющая, содержащая набор реле. Вдоль направляющей вслед за уровнем жидкости перемещается поплавок, содержащий постоянный магнит. Приближение поплавка к реле вызывает его срабатывание (Рисунок 2).

Рисунок 2. Общая схема поплавкового датчика уровня с дискретным выходом

Дискретный выходной сигнал может быть использован для «пошагового» мониторинга уровня жидкости в резервуаре — датчик просто сообщает, достиг ли уровень жидкости конкретной отметки или нет.

Также датчик уровня с дискретным выходным сигналом может служить элементом автономного регулятора в случае, например, когда необходимо поддерживать постоянный уровень жидкости в резервуаре – для реализации данной схемы выходной сигнал может непосредственно управлять силовым реле, открывающим/закрывающим входной/выходной клапан резервуара.

Дискретные поплавковые датчики дёшевы, просты и достаточно надёжны, однако требуют погружения в жидкость и имеют подвижную механику.

Магнитострикционные поплавковые датчики

Поплавковые датчики, выдающие непрерывный сигнал, обычно относятся к датчикам магнитострикционного типа и имеют довольно сложное устройство (Рисунок 3). Основным элементом конструкции по-прежнему является поплавок, в данном случае он содержит постоянный магнит.

Поплавок может свободно передвигаться вдоль направляющей, внутри которой располагается волновод из магнитострикционного материала. С определённой периодичностью блок электроники датчика генерирует импульс тока, который распространяется вдоль волновода.

Когда импульс достигает области, где располагается поплавок, магнитное поле поплавка и магнитное поле импульса взаимодействуют, что приводит к возникновению механических колебаний, которые распространяются обратно по волноводу и фиксируются чувствительным пьезоэлементом.

По временной задержке между отправкой импульса тока и получением механического импульса можно судить о расстоянии до поплавка, а значит и об уровне жидкости в резервуаре.

Рисунок 3. Общая схема магнитострикционного датчика уровня

Магнитострикционные датчики очень точны, выдают непрерывный сигнал, а также могут использоваться с гибким волноводом, что расширяет сферу их применения. К их недостаткам можно отнести их стоимость, техническую сложность и необходимость погружения в жидкость.

Радарный датчик уровня

Главным элементом данного датчика является радиолокатор, частота излучения которого изменяется по линейному закону.

Предполагается, что жидкость отражает излучение локатора, поэтому если расположить излучатель-приёмник внутри резервуара согласно схеме (Рисунок 4) и фиксировать задержку отражённого сигнала относительно сигнала источника – можно определить уровень жидкости по величине задержки.

Для определения задержки используется линейная модуляция частоты источника. Если частота исходного сигнала изменяется по линейному закону (например, непрерывно возрастает), то отражённый сигнал, имеющий временной сдвиг относительно исходного, будет иметь также и меньшую частоту.

По величине частотного сдвига можно однозначно судить о величине временной задержки между двумя сигналами, а значит и о расстоянии до поверхности жидкости.

Дальнейшая обработка полученного сигнала осуществляется в цифровом тракте, и на этом этапе возможна, например, нейтрализация шумовых сигналов, возникающих в результате волнений на поверхности жидкости или поглощения радиоизлучения.

Рисунок 4. Общий принцип функционирования датчика уровня радарного типа

Данный метод на сегодняшний день является наиболее технологичным и совершенным, к числу достоинств датчика на его основе следует отнести:

• Отсутствие подвижных элементов
• Отсутствие контакта с жидкой средой
• Универсальность – возможность работать практически с любой средой при различных условиях
• Высокая точность
• Возможность адаптировать алгоритм обработки данных для конкретных применений

Основным недостатком радарных датчиков является их цена.

Ультразвуковой датчик уровня

В датчиках данного типа используется схема, во многом сходная со схемой датчика радарного типа. В резервуаре устанавливается блок, состоящий из генератора и приёмника ультразвуковых волн (точно также как например в    ультразвуковых расходомерах и  ультразвуковых дефектоскопах).

Излучение генератора УВ проходит газовую среду, отражается от поверхности жидкости и попадает на приёмник.

Определив временную задержку между излучением и приёмом и зная скорость распространения ультразвука в данной газовой среде, можно вычислить расстояние до поверхности жидкости – то есть определить её уровень.

Ультразвуковым датчикам уровня свойственны практически все достоинства датчиков радарного типа, однако УД обычно имеют более низкую точность, хотя и более просты по внутреннему устройству.

Гидростатический датчик уровня

С помощью датчиков данного типа уровень жидкости в резервуаре определяется путём измерения гидростатического давления столба жидкости над чувствительным элементом датчика (детектором давления). Согласно зависимости (2) высота столба определённой жидкости пропорциональна давлению в данной точке:

P – Давление в данной точкеρ – Плотность жидкостиg – Ускорение свободного паденияh – Высота столба жидкости над чувствительным элементом

Такие датчики компактны, относительно просты, недороги, а также способны выдавать непрерывный сигнал, однако не являются бесконтактными, что затрудняет их применение в агрессивных средах.

Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже

Датчики уровня и поплавковые переключатели (выключатели)

Максимальный расход, м3/ч:

Макс. рабочее давление, бар:

Макс. рабочая темп., °С:

Пресс-контроль FLUOMAC Italtecnica

FLUOMAC (FLC.00MM00.10U.00 или .99)

Макс. рабочее давление, бар:

Макс. ток электродвигателя, А:

Реле расхода SPIN 1″ Italtecnica

Реле давления Grundfos PM 2 AD

Длина кабеля, м:

Диапазон рег-ки давления, бар:

Управлять работой насосного оборудования способен поплавковый выключатель, специально разработанный для насоса. С его помощью легко контролируются запасы воды, накопленные в резервуаре системы подачи. Изделие препятствует включению либо выключению насосного агрегата, если объем водных ресурсов отклоняется от нормы, требуемой для обеспечения нормального функционирования оборудования.

Выбираем датчики уровня воды в резервуара и емкостях

Для автоматизации многих производственных процессов необходимо контролировать уровень воды в резервуаре, измерение проводится при помощи специального датчика, подающего сигнал, когда технологическая среда достигнет определенного уровня.

Без уровнемеров невозможно обойтись и в быту, яркий пример этому – запорная арматура бачка унитаза или автоматика для отключения насоса скважины. Давайте рассмотрим различные виды датчиков уровня, их конструкцию и принцип работы.

Эта информация будет полезной при выборе устройства под определенную задачу или изготовлении датчика своими руками.

Конструкция и принцип действия

Конструктивное исполнение измерительных устройств данного типа определяется следующими параметрами:

• Функциональностью, в зависимости от этого устройства принято делить на сигнализаторы и уровнемеры. Первые отслеживают конкретную точку заполнения резервуара (минимальную или максимальную), вторые осуществляют беспрерывный мониторинг уровня.
• Принципом действия, в его основу может быть положены: гидростатика, электропроводность, магнетизм, оптика, акустика и т.д. Собственно, это основной параметр, определяющий сферу применения.
• Методом измерения (контактный или бесконтактный).

Помимо этого, особенности конструкции определяет характер технологической среды. Одно дело – измерять высоту питьевой воды в баке, другое – проверять наполнение резервуаров для промышленных стоков. В последнем случае необходима соответствующая защита.

Виды датчиков уровня

В зависимости от принципа действия, сигнализаторы принято делить на следующие виды:

• поплавочного типа;
• использующие ультразвуковые волны;
• устройства с емкостным принципом определения уровня;
• электродные;
• радарного типа;
• работающие по гидростатическому принципу.

Поскольку эти типы наиболее распространены, рассмотрим каждый из них в отдельности.

Рис. 2. Поплавковый датчик для управления насосом

Конструкция состоит из поплавка с магнитом и двух герконов, установленных в контрольных точках. Кратко опишем принцип действия:

• Емкость опустошается до критического минимума (А на рис. 2), при этом поплавок опускается до уровня, где расположен геркон 2, он включает реле, подающее питание на насос, закачивающий воду из скважины.
• Вода доходит до максимальной отметки, поплавок поднимается до места расположения геркона 1, он срабатывает и реле отключается, соответственно, двигатель насоса прекращает работать.

Такой герконовый сигнализатор сделать самостоятельно довольно просто, а его настройка сводится к установке уровней включения-выключения.

Заметим, что если правильно выбрать материал для поплавка, датчик уровня воды будет работать, даже при наличии слоя пены в резервуаре.

Этот тип измерителей может использоваться как для жидкой, так и сухой среды, при этом у него может быть аналоговый или дискретный выход.

То есть, датчик может ограничивать заполнение по достижению определенной точки или отслеживать его постоянно. Устройство включает в себя ультразвуковой излучатель, приемник и контроллер обработки сигнала.

Рис. 3. Принцип работы ультразвукового датчика уровня

Работает система следующим образом:

• излучается ультразвуковой импульс;
• принимается отраженный сигнал;
• анализируется длительность затухания сигнала. Если бак полный, она будет короткой (А рис. 3), а по мере опустошения начнет увеличиваться (В рис. 3).

Ультразвуковой сигнализатор бесконтактный и беспроводной, поэтому он может использоваться даже в агрессивных и взрывоопасных средах. После первичной настройки, такой датчик не требует никакого специализированного обслуживания, а отсутствие подвижных частей существенно продлевает срок эксплуатации.

Электродный

Рисунок 4. Измерение уровня жидкости кондуктометрическими датчиками

В приведенном примере задействован трехуровневый сигнализатор, в котором два электрода контролируют заполнение емкости, а третий является аварийным, для включения режима интенсивной откачки.

При помощи этих сигнализаторов можно определять максимальное заполнение емкости, причем, в качестве технологической среды могут выступать как жидкость, так и сыпучие вещества смешанного состава (см. рис. 5).

Рис. 5. Емкостной датчик уровня

Принцип работы сигнализатора такой же, как у конденсатора: проводится измерение емкости между пластинами чувствительного элемента. Когда она достигнет порогового значения, подается сигнал на контроллер. В некоторых случаях задействовано исполнение «сухой контакт», то есть уровнемер работает через стенку бака в изоляции от технологической среды.

Данные устройства могут функционировать в широком температурном диапазоне, на них не влияют электромагнитные поля, а срабатывание возможно на большом расстоянии. Такие характеристики существенно расширяют сферу применения вплоть до тяжелых условий эксплуатации.

Этот вид сигнализаторов можно действительно назвать универсальным, поскольку он может работать с любой технологической средой, включая агрессивную и взрывоопасную, причем, давление и температура не будут влиять на показания. Пример работы устройства приведен на рисунке ниже.

Измерение уровня радарным датчиком

Устройство излучает радиоволны в узком диапазоне (несколько гигагерц), приемник ловит отраженный сигнал и по времени его задержки определяет наполняемость емкости.

На измеряющий датчик не влияет давление, температура или характер технологической среды. Запыленность также не отражается на показаниях, чего не скажешь о лазерных сигнализаторах.

Также необходимо отметить высокую точность приборов данного типа, их погрешность составляет не более одного миллиметра.

Рисунок 7. Измерение заполнения гиростатическим датчиком

Устройство построено по принципу измерения уровня давления, произведенного столбом жидкости. Приемлемая точность и небольшая стоимость сделали данный вид довольно популярным.

В рамках статьи мы не можем осмотреть все типы сигнализаторов, например, ротационно-флажковых, для определения сыпучих веществ (идет сигнал, когда лепесток вентилятора застрянет в сыпучей среде, предварительно вырыв приямок). Так же нет смысла рассматривать принцип действия радиоизотопных измерителей, тем более рекомендовать их для проверки уровня питьевой воды.

Как выбрать?

Выбор датчика уровня воды в резервуаре зависит от многих факторов, основные из них:

• Состав жидкости. В зависимости от содержания в воде посторонних примесей может меняться плотность и электропроводность раствора, что с большой вероятностью отразится на показаниях.
• Объем резервуара и материал, из которого он изготовлен.
• Функциональное назначение емкости для накопления жидкости.
• Необходимость контролировать минимальный и максимальный уровень, или требуется мониторинг текущего состояния.
• Допустимость интеграции в систему автоматизированного управления.
• Коммутационные возможности устройства.

Это далеко не полный список для выбора измерительных приборов данного типа. Естественно, что для бытового назначения можно существенно сократить критерии отбора, ограничив их объемом резервуара, типом срабатывания и схемой управления. Существенное сокращение требований делает возможным самостоятельное изготовление подобного устройства.

Делаем датчик уровня воды в резервуаре своими руками

Допустим, есть задача автоматизировать работу погружного насоса для водоснабжения дачи.

Как правило, вода поступает в накопительную емкость, следовательно, нам необходимо сделать так, чтобы насос автоматически выключался при ее заполнении.

8 Ноября, 2021

Конструкционное устройство и возможности агрегата

Выключатель поплавкового типа имеет элементарную конструкцию. Внутри корпуса, сделанного из прочного термостойкого пластика, располагается рабочий электрический переключатель. Там же находится рычаг для переброски контактов в переключателе и стальной шарик, меняющий положение рычажного элемента при изменении положения самого поплавка.

Устройства такого типа относятся к универсальным вариантам бытового оборудования, потому что одинаково корректно срабатывают как в случае переполнения, так и при опустошении накопительного резервуара.

Несмотря на конструкционную простоту, поплавковый выключатель демонстрирует высокую эффективность и может решать параллельно сразу несколько задач. Наличие этого устройства существенно облегчает управление оборудованием и продлевает его полноценное, качественное функционирование

От переключательного узла ответвляется кабель, состоящий из трех проводов — синего, коричневого и черного. Один из них (черный) является общим, коричневый выходит от нормально закрытого, а синий — от нормально открытого контактов переключателя.

Когда поплавок в резервуаре находится в нижнем положении, цепь замыкается между синим и черным проводами. Если прибор переходит в верхнее положение, происходит замыкание контактов между коричневым и черным элементами. В каждом отдельном случае провод, не задействованный в схеме подключения, должен быть надежно и качественно заизолирован

К подводящему кабелю и коробке корпуса тоже предъявляются особые требования. Первый элемент просто обязан иметь максимально высокий уровень влагостойкости, а вторая деталь должна быть полностью герметична и непроницаема для воды.

Выходное отверстие прибора укрепляется дополнительным высокопрочным уплотнителем и оснащается практичным приспособлением, обеспечивающим нейтрализацию в кабеле механических напряжений.

Поплавковый выключатель защищает насос от холостого хода, возникающего в момент, когда из резервуара почти полностью откачана накопившаяся жидкость

Заизолированная полая часть кабельного ввода заполняется полимерной смолой. Это исключает попадание внутрь влаги или любой другой жидкости, в которой функционирует оборудование.

Корпус и оболочка кабеля обладают высокой прочностью и термостойкостью. Благодаря этому они практически неуязвимы к воздействию таких элементов агрессивной среды, как жидкие масла, фекальные воды, мочевая и фруктовая кислота, бензин и пр.

Для более точного контроля работы насоса в коммуникационной системе можно разместить внутри резервуара с жидкостью несколько поплавковых выключателей. Каждый из них будет выполнять определенную функцию и существенно облегчит процесс эксплуатации оборудования

Внутреннее пространство корпуса выключателя заполнено воздухом. Поэтому прибор стремится всплыть на поверхность и занять максимально высокое положение. Когда уровень жидкости в резервуаре падает, поплавок естественным путем опускается вниз.

Длина провода, предусмотренного для перемещения механизма, регулирует разброс между верхним и нижним положениями поплавка. Базовую отправную точку, относительно которой осуществляется движение, задает груз, перемещающийся вдоль кабеля выключателя.

Пластиковый корпус обладает гладкой, непористой поверхностью. К ней не пристают загрязнения и не прилипают фрагменты отходов жизнедеятельности человека, оказавшиеся в сточных или канализационных водах.

Песок, бумага и любые другие твердые или плотные кусочки и элементы соскальзывают с агрегата, никак не влияя на его работоспособность, плавучесть и функциональность.

Выключатели-поплавки мультифункциональны и способны решать целый комплекс заданий разного уровня сложности.

Всего несколько модулей, смонтированных в одном резервуаре, обеспечивают:

• эффективное функционирование главного насоса коммуникационной системы;
• полноценную работу вспомогательной помпы.

Кроме того, они могут играть роль аварийного контроллера, четко фиксируя резкое понижение уровня жидкости в резервуаре и выступать в качестве датчика-сигнализатора перелива.

Дренажный насос, оснащенный выключателем поплавкового типа, поможет в период таяния снегов или в сезон дождей осушить прилегающую к домовладению местность или выкачать воду из бассейна для плановой чистки и дальнейшей полноценной эксплуатации

Это даст возможность снизить нагрузку на оборудование и защитит насосную систему от лишнего износа, перехода на «сухой ход» и прочих неприятных, но потенциально возможных происшествий.

Выводы и полезное видео по теме

Правила монтажа механического поплавкового клапана-выключателя для защиты накопительного резервуара от переполнения. Любопытные моменты работы, которые следует обязательно учитывать.

Как установить в резервуаре поплавковый выключатель с опцией контроля уровня воды и подключить его к схеме оповещения. Все тонкости монтажа и подключения оборудования своими руками в домашних условиях.

Про особенности и нюансы функционирования поплавковых выключателей и область их применения рассказывает руководитель одного из крупнейших сервисных центров.

Чтобы насосное оборудование служило долго, качественно и полноценно, нужно оснастить его одним или несколькими поплавковыми выключателями. Эти небольшие конструктивно простые агрегаты возьмут на себя основные параметры управления коммуникационной системой и защитят оборудование от излишних нагрузок и «сухого хода».

Установка поплавков не слишком сложна и даже малоопытный домашний мастер, имея под рукой пошаговую инструкцию по монтажу, без особых проблем справится с работой. Если же 100% уверенности в своих силах нет, вполне уместно обратиться к сантехникам. Они укомплектуют коммуникационный комплекс необходимым количеством контролирующих деталей.