Датчики рівня води в баку для відключення. Захисні датчики рівня води для управління насосом: реле холостого ходу

1. Коротко про кожен вид приладів
2. Тонкощі вибору подібних пристроїв
3. Датчик рівня рідини своїми руками
4. Датчик рівня води своїми руками
5. виготовлення

Для регулювання і контролю рівня рідини або твердої речовини (піску або гравію) на виробництві, в побуті використовують спеціальний прилад. Він отримав назву датчик рівня води (або іншого цікавить речовини). Існує кілька різновидів подібних пристроїв, що значно відрізняються один від одного принципом дії. Як працює датчик, переваги, недоліки його різновидів, на які тонкощі при виборі пристрою варто звернути увагу і як зробити спрощену модель з реле своїми руками, читайте в цій статті.

Датчик рівня води використовується для наступних цілей:

Можливі методи визначення завантаженості резервуара

Існує кілька методів вимірювання рівня рідини:

1. Безконтактний - найчастіше прилади такого типу використовуються для контролю рівня в'язких, токсичних, рідких або твердих, сипучих речовин. Це ємнісні (дискретні) прилади, ультразвукові моделі;
2. Контактний - пристрій розташовується безпосередньо в резервуарі, на його стінці, на певному рівні. По досягненню водою цього показника датчик спрацьовує. Це поплавкові, гідростатичні моделі.

За принципом дії розрізняють наступні види датчиків:

• Поплавкового типу;
• гідростатичні;
• ємнісні;
• радарні;
• Ультразвукові.

Коротко про кожен вид приладів

Поплавкові моделі бувають дискретні і магнітострикційні. Перший варіант - дешевий, надійний, а другий - дорогий, складної конструкції, але гарантує точне показання рівня. Однак загальний недолік поплавцевих приладів - це необхідність занурення в рідину.

Поплавковий датчик визначення рівня рідини в баку

1. Гідростатичні пристрою - в них вся увага звернена на гідростатичний тиск стовпа рідини в резервуарі. Чутливий елемент приладу сприймає тиск над собою, відображає його за схемою для визначення висоти стовпа води.

Головні переваги таких агрегатів - компактність, безперервність дії і доступність по ціновій категорії. Але використовувати їх в агресивних умовах не можна, тому як без контакту з рідиною не обійтися.

Гідростатичний датчик рівня рідини

1. Ємнісні прилади - для контролю рівня води в баку передбачені пластини. За зміною показників ємності можна судити про кількість рідини. Відсутність рухомих конструкцій і елементів, проста схема пристрою гарантують довговічність, надійність роботи приладу. Але не можна не відзначити недоліки - це обов'язковість занурення в рідину, вимогливість до температурного режиму.
2. Радарні пристрою - визначають ступінь підвищення води шляхом порівняння частотного зсуву, затримки між випромінюванням і досягненням відбитого сигналу. Таким чином, датчик діє як випромінювач і уловлювач відображення.

Подібні моделі вважаються кращими, точними, надійними пристроями. Вони мають ряд переваг:

До недоліків моделі можна віднести тільки їх високу вартість.

Радарний датчик рівня рідини в резервуарі

1. Ультразвукові датчики - принцип функціонування, схема пристрою аналогічні радарних приладів, тільки використовується ультразвук. Генератор створює ультразвукове випромінювання, яке по досягненню поверхні рідини відбивається і потрапляє через деякий час на приймач датчика. Після невеликих математичних обчислень, знаючи тимчасову затримку і швидкість руху ультразвуку, визначають відстань до поверхні води.

Плюси радарного датчика притаманні і ультразвуковому варіанту. Єдине, менш точні показники, більш проста схема роботи.

Тонкощі вибору подібних пристроїв

При покупці агрегату зверніть увагу на функціональність приладу, деякі його показники. Вкрай важливі питання при покупці приладу - це:

Варіанти датчиків визначення рівня води або твердих сипучих речовин

Датчик рівня рідини своїми руками

Можна зробити елементарний датчик для визначення і контролю рівня води в свердловині або баку своїми руками. Для виконання спрощеного варіанту необхідно:

Виконане своїми руками пристрій можна використовувати для регулювання води в бачку, свердловині або насосі.

У промисловості і побуті завжди виникає необхідність для визначення різних рівнів в ємностях. Для цих задач використовуються датчики рівня різних конструкцій. Залежно від середовища наповнення резервуара застосовують той чи інший датчик, іноді, з метою простоти та економії коштів і часу, застосовують датчики комбіновані, тобто виготовлені своїми руками. Це нехитрі конструкції, що використовують в своєму складі датчики зовсім інших типів. В основному такі датчики застосовують там, де немає простого доступу до середовища вимірювання або місце вимірювання дуже агресивно для здоров'я людини.

Більшість сучасних датчиків рівня мають в своїй конструкції електронне реле з перетворювачем. Електронна схема призначена для перетворення вимірюваної величини в стандартний сигнал. Сигнал може бути аналоговим і дискретним. Аналоговий може бути струмовим 0..20мА і сигнал, званий струмова петля 4..20мА або напругою 0 ... +5, 0..10В.

Датчики рівня використовуються для захисту двигуна насоса від сухого ходу, регулюють двигуни насосів свердловин, які наповнюють будь ємності з водою і не тільки, в системі холодного і гарячого водопостачання.

Датчик рівня води своїми руками

Подивимося, на прикладі відкачування води з приямку, як можна зробити управління в автоматичному циклі підтримки рівня води не вище ніж треба.

Маємо приямок з дуже не чисто виду рідиною, що складається з води і домішок охолоджуючої рідини для різців по металу верстата.

Були розглянуті всі види датчиків, проте, за ціною і простоті виконання підійшла комбінована конструкція, що складається з дроту довжиною три метри (глибина приямку), прикріплена до поплавця (велика пластмасова ємність з повітрям), на поверхні дріт кріпиться до пружинці з пелюсткою.

Як сигнал береться звичайний дискретний сигнал 24В з звичайного індуктивного датчика. Він відпрацьовує на пелюстка. Коли рівень води в приямку росте, поплавок піднімається послаблюючи пружину. На кінці пружини прикріплений пелюстка, він піднімається за рахунок розгинати сили пружини. На пелюстка, в свою чергу, відпрацьовує індуктивний сенсор, подаючи на котушку реле двигуна насоса, змушуючи його відкачувати воду з приямка. Для того, щоб уникнути частих включень відключень двигуна, в ланцюзі датчик-котушка, варто реле затримки вимкнення з уставкой на 10 хвилин.

Таким чином, при наступному спрацьовуванні датчика, реле знову спрацює і цикл повториться.

Звичайно, для запобігання двигуна від сухого ходу доцільно поставити датчик протікання в патрубок, через який відбувається відкачка емульсії. Але в нашому випадку важлива була простота конструкції. Замість індуктивного сенсора можна використовувати дві пластини, що стикаються один з одним, що буде ще економічніше.

Якщо вода або інша рідина має однорідний склад, тоді можна застосувати кінця хто метричний одноелектродная датчик рівня.

Наприклад ДУ-1Н виробника «Релсіб», призначеного для вимірювання рівня в різних типах рідини. Датчик може працювати в широких температурних межах. Корпус не піддається корозії, складається з високоякісної нержавіючої сталі. В якості ізоляції використовується кераміка і фторопласт, це забезпечує відмінну ізоляційну захист. Стійкий до багатьох механічних навантажень. Вимірювання не залежать від щільності рідини. І не вимагає додаткового догляду під час роботи.

Багато з Нас і не тільки завзяті дачники, стикалися з проблемою автоматизації та контролю заповнення ємностей водою. Швидше за все ця стаття саме для тих, хто вирішив зробити найпростішу схему контролю наповнення ємності в побутових умовах. Самий бюджетний спосіб побудови автоматики - це використання реле контролю води. Реле контролю рівня (води) так само використовуються в більш складних системах водопостачання приватних будинків, але в даній статті ми розглянемо тільки бюджетні моделі реле контролю рівня токопроводящей рідини. До підконтрольним рідин відносяться: вода (водопровідна, джерельна, дощова), рідини з низьким вмістом алкоголю (пиво, вино і ін.), Молоко, кава, стічні води , Рідкі добрива. Номінальний струм контактів реле 8-10А, що дозволяє комутувати невеликі насоси без використання проміжного реле або контактора, але виробники все одно рекомендують ставити проміжні реле або контактори для включення / вимикання насосів. Температурний діапазон роботи пристроїв від -10 до + 50C, а максимально можлива довжина проводу (від реле до датчика) - 100 метрів, на передній панелі світлодіодні індикатори роботи, вага не більше 200 грам, кріплення на din-рейку, тому необхідно буде заздалегідь продумати розміщення системи контролю.

Принцип роботи реле заснований на вимірюванні опору рідини, що знаходиться між двома зануреними датчиками. Якщо виміряний опір виявляється менш величини порога спрацьовування, тоді стан контактів реле змінюється. Щоб уникнути електролітичного ефекту змінний струм протікає поперек датчиків. Напруга живлення датчика не більше 10В. Споживана потужність не більше 3 Вт. Фіксована чутливість 50 кОм.

На ринку представлено безліч однотипних реле, розглянемо самі бюджетні моделі від виробників «Реле і Автоматика» м.Москва і новинки «TDM» (Торгового Дому ім.Морозова).

Реле контролю рівня. (Аналог РКУ-02 TDM)

Реле контролю рівня TDM представлено чотирма моделями:

1. (SQ1507-0002) під роз'єм Р8Ц (SQ1503-0019) на дин-рейку
2. (SQ1507-0003) на дин-рейку (аналог РКУ-1М)
3. (SQ1507-0004) на дин-рейку
4. (SQ1507-0005) на дин-рейку

Корпуси реле виконані з що не підтримують горіння матеріалів. Датчики контролю рівня виготовлені з нержавіючої сталі. (ДКУ-01 SQ1507-0001).

Робота реле заснована на кондуктометричну методі визначення наявності рідини, який заснований на електричної провідності рідин і виникненні мікрострумами між електродами. Реле мають переключають контакти, що дозволяє використовувати режим наповнення або зливу. Напруга харчування РКУ-02, РКУ-03, РКУ-04 - 230В або 400В.

Режим роботи насосу в резервуарі в режимі "наповнення або дренаж".

Схема перекачування рідини з свердловини / резервуара в резервуар, контроль рівня в обох середовищах, тобто реле виробляє захисне відключення насоса в режимі сухого ходу (при зниженні рівня рідини в свердловині / резервуарі)

Схема почергового або сумарного включення 2-х насосів. Використовується реле РКУ-04 в місцях, де неприпустимо переповнення колодязів, котлованів, водозбірних і інших ємностей. Реле працює з 2-ма насосів, і, для рівномірного використання їх ресурсу, реле виробляє їх почергове включення. У разі надзвичайної ситуації обидва насоса вимикаються одночасно.

Реле можна використовувати для наступних рідин: дистильована вода, бензин, гас, масло, етиленгліколь, фарби, скраплений газ.

Порівняльна таблиця аналогів за серіями:

TDM F & F lovato РІА РКУ-01 PZ-829 LVM20 РКУ-1М РКУ-02 PZ-829 LVM20 РКУ-1М РКУ-03 - LVM20 EBR-02 РКУ-04 - LVM20 -

Робимо простий датчик рівня рідини з підручних матеріалів.
Датчик може бути корисний як індикатор рівня води або інших рідин, а також для автоматизації в домашньому господарстві (наприклад, для управління насосом, і інших виконавчих пристроїв).

Цей пристрій було розроблено для септика заміського будинку , Як індикатор, для стеження за рівнем наповнення каналізації. Завдання було створити надійний датчик, який повинен працювати в умовах вологи і в різних температурних режимах . На початку, думав застосувати принцип поплавка в циліндрі, взявши за основу ємність з під силікону (як видно на малюнку можливих варіантів виконання датчика рівня рідини). Але, саме життя, спрямовує і підказує потрібні шляхи, потрібно тільки вміти усвідомлювати це! Виходячи з того, що в моєму септику вже був висновок каналізаційних труб на 110мм і на 50мм, рішення прийшло саме по собі. Таким чином, з'явилася можливість закріпити пристрій на 50мм-й трубі, виключивши інші варіанти кріплення. Всі матеріали повинні бути з пластмаси, алюмінію, бронзи, нержавійки, і так далі - стійкими до середовища, до якої ви їх збирайтеся застосувати!

Принцип роботи датчика рівня рідини заснований на магніті і герконах. Переміщенням магніту уздовж двох герконів, відбувається спрацьовування датчиків і відповідно світіння світлодіодів певним кольором, вказуючи про міру заповнення резервуара рідиною. Я намагався максимально спростити схему вироби, і домігся використання всього двох герконів. Також, було важливо застосувати якомога менше деталей для надійної, довгострокової експлуатації.

Схема датчика рівня рідини

Принцип роботи датчика рівня рідини

Можливі варіанти виконання датчика рівня рідини

За схемами видно, що в нижньому положенні поплавця, коли горить зелений світлодіод HL1, задіяний 2-йгеркон. Тобто рівень рідини знаходиться нижче поплавця, який обмежений стопором і відповідно магніт замикає контакти геркона. У міру підняття рівня рідини (заповнення резервуара), відбувається переміщення магніту і перемикання 2-го геркона, який підключає жовтий світлодіод HL2 і вимикає HL1. При досягненні критичного рівня, магніт задіє 1-й геркон, загориться червоний світлодіод HL3, а жовтий згасне, оповіщаючи вас про заповнення резервуара. При будь-якої несправності з поплавком або магнітом, повинен буде горіти жовтий світлодіод (наприклад, перекидання поплавка або змішанням магніту, поломки стопора, і т.д.). Додавши реле в схему, можна буде застосувати його в якості виконавчого пристрою для підключення потужніших навантажень. Також, можна підключити до 2-у геркона зумер, для звукового оповіщення або мобільний телефон і так далі.

Харчування девайса від будь-якого джерела 3-12В. Наприклад від телефонної зарядки з імпульсним блоком живлення на 5 вольт або двох батарей по 1,5 В, також підійде більш компактна на 3В. При цьому, треба буде знизити опір резистора R1. Кнопка або вимикач підберіть поменше, хоча можна обійтися і без нього, тримаючи індикатор включеним постійно. Монтаж навісний, в будинку, наприклад в електрощиті. Заздалегідь проведіть проводку (вона у мене була вже напоготові). Таким чином, можна обійтися дуже простий схемотехнікою, без мікроконтролерів і т.п. Адже чим простіше - тим надійніше!

Отже, нам знадобиться наступні матеріали:

Муфта сполучна для каналізаційних труб ПП d = 50mm х2шт.
- заглушка каналізаційна d = 50mm х2шт.
- хомут пластиковий (браслет) х1шт.
- профілі пластмасові U-образні (з меблевої фурнітури).
- термоусадочний кембрік d = 30-40mm, d = 3-10mm.
- пластмасова або текстолитовая пластина = 4-6mm.
- заклепки алюмінієві х10шт.
- магніт неодіновий (від жорсткого диска комп'ютера) х1шт.
- геркони 3-хконтактние х2шт.
- кнопка або вимикач низьковольтний х1шт.
- резистор 680-1,5к. х1шт.
- світлодіоди х3шт.
- дроти низьковольтні (наприклад для охоронної сигналізації, 5-й жильний).
- штекер на 4 ніжки (наприклад від діммера для RGB LED).
- термоклей або силікон.
- живлення 12В або батарейка на 3В (від комп'ютера).

З інструменту:

дриль
- фен будівельний
- термопістолет
- паяльник
- також інший підручний інструмент, який знайдеться у будь-якого майстра.

виготовлення

Спершу треба знайти всі потрібні матеріали і запастися терпінням. У мене робота зайняла дня три, включно розробка і експерименти. Схему пристрою раджу спершу випробувати, а потім вже збирати. Будьте уважні при роботі з герконами, дуже легко розбити скляний корпус при згинанні ніжок. Використовуючи пластиковий хомут, закріпіть геркони термоклеем. Відстань для них, підберіть експериментально, воно повинно забезпечити спрацьовування герконів при проходженні магніту. За герметизують з'єднання термоусадкой і термоклеем або силіконом. Готовий браслет одягається на муфту і дозволяє регулювання найкращого положення спрацьовування. Також, його легко замінити при несправності від'єднанням штекера. Штекер знайдіть влагоустойчивий, на чотири або більше ніжок. Якщо штекер схильний до дії вологи, закрийте його термоусадкой або засіліконьте. Можна обійтися і без нього, припаявши дроти безпосередньо.

Виходячи від довжини власника поплавка, залежить хід спрацьовування пристрою. У моєму випадку, довжина становить приблизно 40см. Профіль поплавка треба нагріти будівельним феном і укласти на муфту (це робиться швидко), надалі склеїти і з'єднати заклепками. Що вийшла хомут, повинен забезпечити легке обертання щодо муфти з герконами. Сам поплавок, встановивши заглушки, просто кріпиться до профілю заклепками. Те, що конструкція поплавця має певну гнучкість, запобіжить, в подальшому його поломку. Також кріпиться до конструкції неодіновий магніт, так щоб він знаходився на відстані спрацьовування герконів. Просвердливши отвори в муфті, встановіть стопор поплавка, він потрібен для правильного положення спрацьовування при роботі апарату.

Перемикачі і т. Д.) При автоматизації насосних установок застосовують спеціальні пристрої контролю та управління, наприклад, реле контролю рівня, струменеві реле і ін.

Реле контролю рівня регулюють роботу пускачів насоса і клапанів для управління рівнями рідини. Такі пристрої здатні підтримувати встановлений рівень води в ємностях.

Сучасні реле контролю рівня рідини - електронні пристрої, найчастіше модульного виконання, які отримують сигнали від датчиків, які обробляють їх за певним алгоритмом і комммутірующіе підключені до вихідних контактів реле виконавчі елементи ( електромагнітні клапани , Електродвигуни насосів).

Так як максимальний комутований струм вихідних ланцюгів електронних реле контролю рівня зазвичай не перевищує 10 А, то для комутації потужних навантажень. У цьому суча реле рівня управляє котушкою пускача, а пускач своїми силовими контактами управляє виконавчими елементами насосної установки .

Електронні реле контролю рівня працюють з електродними і поплавковмі датчиками, манометрами, радіоактивними датчиками і т. Д.

Електродний датчик рівня

Використовується для того, щоб контролювати рівень електропровідних рідин. Принцип роботи: контроль опору води між однополюсними зануреними електродами, для чого застосовується змінна напруга.

Складається з одного маленького електрода і двох довгих електродів, укріплених в коробці затискачів. Один маленький електрод - це контакт верхнього рівня води, а довгі - нижнього рівня води. З'єднання датчика з реле рівня і зі схемою управління двигуном насоса виконується проводами.

Якщо вода стикається з маленьким електродом, відбувається вимикання пускача насоса. Коли рівень знижується до довгих електродів, насос включається.

Використовується для того, щоб контролювати рівень води в неагресивних рідинах. У відкриту ємність занурюється поплавок, який підвішується на гнучкому тросі і врівноважується вантажем. На тросі закріплюються дві перемикаючі опори, з допомогою яких при граничних рівнях води в ємності коромисло контактного пристрою повертається. Це коромисло замикає контакти, які включають або вимикають електродвигун насоса.

У випадку з закритою ємністю поплавок зв'язується своїм важелем з віссю важеля. Ось з певним ущільнювачем пропускається в простір через стінку корпусу, де знаходиться контактна частина датчика. Через стінку ємності виконується висновок проводів від контактів.

У більшості випадків, відповідні датчики йдуть в комплект з реле рівня. Споживачеві після придбання такого набору необхідно тільки правильно все підключити і налаштувати.

Реле РКУ-1М - контролює рівень рідини і використовується в автоматиці регулювання наповнення і зливу ємностей і в схемах захисту. Основні характеристики: максимальна потужність комутації 3,5 Вт, живлення 220В, число датчиків 3, один перемикаючий контакт, максимальна відстань від датчика до реле 100 м.

Рис. 1. Реле РКУ-1М

Рис. 2. Схема підключення насоса до РКУ-1М

Реле рівня води РОС-301 - контролює три рівня електропровідних рідин по незалежним трьом каналам в одній або різних ємностях.

Рис. 3. Реле РОС-301

Реле однорівневе рівня води PZ-828 - володіє регульованою чутливістю, напруга - 230В, максимальний струм вихідних ланцюгів - 16А. У пристрої використовується перемикаючий контакт.

Рис. 4. Реле PZ-828

Дворівневе реле PZ-829 являє собою автомат, який має регульовану чутливість. Дане електронний пристрій пособности на двох рівнях контролювати наявність рідини.

Трирівневе реле PZ-830 - контролює і підтримує встановлений рівень токопроводящей рідини керуючи електродвигуном насосної установки. Трирівневий автомат здатний на трьох рівнях контролювати наявність рідини, де третій рівень є аварійним.

Рис. 6. Схема підключення чотирирівневого реле рівня PZ-830

Чотирирівневої реле PZ-832 - контролює і підтримує рівень струмопровідних рідин в ємностях, водонапірних вежах , Басейнах і т. Д. Керуючи електродвигунами насосів.

Реле рівня рідини, оснащене трьома датчиками EBR-1 - електронне модульне реле, що володіє максимальною відстанню між датчиками в 100 метрів. Його можна застосовувати для громадських водойм (управління наповненням і зливом ємності або колодязя). До механізму підключаються датчики, що поставляються разом з реле контролю рівня рідини.

Основні характеристики: потужність 3,5 VA, три датчика, максимальна чутливість 50 КОм, харчування 230 V, робоча температура 100С - + 450С, захист IP20.

Реле рівня EBR-1

Реле, оснащене шістьма датчиками EBR-2 - спеціально розроблене модульне реле контролю, що застосовується в колодязях і резервуарах. Також дане реле має безліч налаштувань, повідомленням про досягнення мінімального та максимального показників рівня води, датчики мають високу чутливість до електропровідності рідини.

У комплект входять шість датчиків. Завдяки вартості дане реле контролю є ідеальним варіантом для сучасного контролювання рівня води.