Αισθητήρες στάθμης νερού Reed για αυτόματο έλεγχο της αντλίας. Το απλούστερο κύκλωμα για αυτόματο έλεγχο στάθμης νερού Σχέδια ηλεκτρονικών αυτόματων ανυψωτικών νερού

Αυτό το σχέδιο προτείνεται για τον αυτόματο έλεγχο της ρύθμισης της στάθμης του νερού στη δεξαμενή. Υπάρχουν δύο ηλεκτρόδια που βρίσκονται σε αυτό υπό μια γνωστή πίεση, το μακρύ από τα οποία είναι το κάτω επίπεδο και το άλλο, το κοντό, το ανώτερο επίπεδο. Το ρόλο του κοινού ηλεκτροδίου παίζει μια μεταλλική δεξαμενή. Η δεξαμενή έχει μόνο μία έξοδο για την παροχή και την εκκένωση νερού· η αντλία γεμίζει τη δεξαμενή και ταυτόχρονα παρέχει νερό στο σύστημα.
Όπως μπορείτε να δείτε, το κύκλωμα είναι αρκετά απλό, το σημαντικό στοιχείο του οποίου είναι το θυρίστορ. Το σχήμα λειτουργεί ως εξής.
Όταν το νερό στη δεξαμενή είναι κάτω από το χαμηλότερο επίπεδο, δεν υπάρχει ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ των ηλεκτροδίων και του σώματος. Επομένως, η τάση δεν φτάνει στην επαφή ελέγχου του θυρίστορ, το θυρίστορ είναι κλειδωμένο, το ρελέ απενεργοποιείται, οι κανονικά κλειστές επαφές Κ1.1 και Κ1.2 βρίσκονται στην αρχική τους θέση, ο κινητήρας λειτουργεί, η αντλία αντλεί νερό στο σύστημα και στη δεξαμενή. Η επαφή Κ1.3 βρίσκεται στην ανοιχτή θέση.
Καθώς η δεξαμενή γεμίζει, το νερό ανεβαίνει στο κάτω ηλεκτρόδιο. Μια ηλεκτρική σύνδεση εμφανίζεται μέσω του νερού του κάτω ηλεκτροδίου με το σώμα της δεξαμενής, το οποίο συνδέεται με ένα από τα άκρα της δευτερεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή και την άνοδο του θυρίστορ. Αλλά τότε δεν συμβαίνει τίποτα, επειδή η σύνδεση με την έξοδο ελέγχου του θυρίστορ διακόπτεται λόγω της ανοιχτής επαφής K1.3.
Όταν το νερό ανεβαίνει στο ανώτερο επίπεδο, η έξοδος ελέγχου του θυρίστορ συνδέεται μέσω μιας αντίστασης περιορισμού ρεύματος στο σώμα της δεξαμενής μέσω του νερού και συνδέεται με το κοινό καλώδιο. Το θυρίστορ ανοίγει, κλείνοντας το κύκλωμα του πηνίου K1. Το τελευταίο ενεργοποιείται, οι κανονικά κλειστές επαφές K1.1 και K1.2 ανοίγουν, ο κινητήρας σταματά και η αντλία σταματά να αντλεί νερό. Ταυτόχρονα, ένα ζεύγος επαφών Κ1.3 κλείνει, συνδέοντας το πάνω και το κάτω επίπεδο των ηλεκτροδίων.
Καθώς καταναλώνεται νερό, η στάθμη στη δεξαμενή θα γίνει χαμηλότερη από την ανώτερη στάθμη, αλλά η αντλία θα είναι αθόρυβη, αφού τώρα η σύνδεση σώμα-νερό-ηλεκτρόδιο-R1 διέρχεται από την κλειστή επαφή K1.3 και σε αυτήν την περίπτωση την κάτω εμπλέκεται το ηλεκτρόδιο.
Μόλις η στάθμη του νερού πέσει κάτω από το κάτω ηλεκτρόδιο, το ηλεκτρικό κύκλωμα "στέγαση-νερό-ηλεκτρόδιο" σπάει, το θυρίστορ είναι κλειδωμένο, το ρελέ απενεργοποιείται, επιστρέφει τις επαφές του στην αρχική τους θέση και η αντλία θα αρχίσει να λειτουργεί . Ολόκληρος ο κύκλος επαναλαμβάνεται.
Όταν η αντλία δεν λειτουργεί, η στάθμη του νερού στη δεξαμενή κυμαίνεται μεταξύ της ανώτερης και της κάτω στάθμης των ηλεκτροδίων και αυτή τη στιγμή το ρελέ Κ1 είναι σε κατάσταση λειτουργίας, διατηρώντας τις επαφές Κ1.1 και Κ1.2 αποσυνδεδεμένες.
Το κύκλωμα παρέχει ασφάλεια FU1 έναντι υπερφόρτωσης ρεύματος και βραχυκυκλωμάτων, συνδεδεμένη με την κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή T1. Η δίοδος VD1 διορθώνει το ρεύμα που διέρχεται από την περιέλιξη του ρελέ, και επίσης, σημαντικό, μέσω του νερού μεταξύ του περιβλήματος και των ηλεκτροδίων. Το θυρίστορ ενεργοποιεί και απενεργοποιεί το ρελέ K1. Το ρελέ επιλέγεται πειραματικά, με βάση την τάση, ή η τάση επιλέγεται στο δευτερεύον τύλιγμα. Πρέπει επίσης να επιλέξετε την αντίσταση της αντίστασης R1 για καθαρή λειτουργία του θυρίστορ. Εξαρτάται από την αγωγιμότητα του νερού.

Βασισμένο σε υλικά από το περιοδικό "Modelist-Constructor"

Ένα μεγάλο δοχείο νερού σε εξοχική κατοικία ή κήπο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πότισμα ή παροχή νερού στο σπίτι. Όταν το γεμίζετε, δεν χρειάζεται να ανεβαίνετε συνεχώς τις σκάλες και να παρακολουθείτε το επίπεδο όλη την ημέρα - οι ηλεκτρονικοί αισθητήρες μπορούν να το κάνουν αυτό.

• Οι προηγμένες εξοχικές κατοικίες και οι φάρμες που ασχολούνται με την καλλιέργεια φρούτων και λαχανικών χρησιμοποιούν συστήματα άρδευσης τύπου στάγδην στην εργασία τους. Για να εξασφαλιστεί η αυτόματη λειτουργία του εξοπλισμού ποτίσματος, ο σχεδιασμός απαιτεί μεγάλη χωρητικότητα για τη συλλογή και την αποθήκευση νερού. Συνήθως γεμίζεται με υποβρύχιες αντλίες νερού σε ένα πηγάδι και είναι απαραίτητο να παρακολουθείται το επίπεδο πίεσης νερού για την αντλία και η ποσότητα του στη δεξαμενή συλλογής. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι απαραίτητο να ελέγχετε τη λειτουργία της αντλίας, δηλαδή να την ενεργοποιείτε όταν επιτευχθεί μια συγκεκριμένη στάθμη νερού στη δεξαμενή αποθήκευσης και να την απενεργοποιείτε όταν γεμίσει πλήρως η δεξαμενή νερού. Αυτές οι λειτουργίες μπορούν να υλοποιηθούν χρησιμοποιώντας αισθητήρες πλωτήρα.

Ρύζι. 1 Αρχή λειτουργίας ενός αισθητήρα στάθμης πλωτήρα (RPL)

• Μια μεγάλη δεξαμενή αποθήκευσης νερού μπορεί επίσης να απαιτείται για την παροχή νερού στο σπίτι, εάν ο ρυθμός ροής της δεξαμενής εισαγωγής νερού είναι πολύ μικρός ή η απόδοση της ίδιας της αντλίας δεν μπορεί να εξασφαλίσει την κατανάλωση νερού που αντιστοιχεί στο απαιτούμενο επίπεδο. Σε αυτή την περίπτωση, είναι επίσης απαραίτητες συσκευές ελέγχου στάθμης υγρού για αυτόματη λειτουργία του συστήματος παροχής νερού.
• Το σύστημα ελέγχου στάθμης υγρού μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί όταν εργάζεστε με συσκευές που δεν διαθέτουν προστασία από την ξηρή λειτουργία της αντλίας φρέατος, αισθητήρα πίεσης νερού ή πλωτηροδιακόπτη κατά την άντληση υπόγειων υδάτων από υπόγεια και δωμάτια με επίπεδο κάτω από την επιφάνεια του εδάφους.

Όλοι οι αισθητήρες στάθμης νερού για τον έλεγχο της αντλίας μπορούν να χωριστούν σε δύο μεγάλες ομάδες: επαφής και μη επαφής. Οι μέθοδοι χωρίς επαφή χρησιμοποιούνται κυρίως στη βιομηχανική παραγωγή και διακρίνονται σε οπτικές, μαγνητικές, χωρητικές, υπερήχους κ.λπ. είδη. Οι αισθητήρες εγκαθίστανται στα τοιχώματα των δεξαμενών νερού ή βυθίζονται απευθείας στα υγρά που παρακολουθούνται, τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα τοποθετούνται σε ντουλάπι ελέγχου.

Ρύζι. 2 Τύποι αισθητήρων στάθμης

Στην καθημερινή ζωή, οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες είναι οι φθηνές συσκευές επαφής τύπου πλωτήρα, το στοιχείο παρακολούθησης των οποίων είναι κατασκευασμένο από διακόπτες καλαμιού. Ανάλογα με τη θέση τους σε ένα δοχείο με νερό, τέτοιες συσκευές χωρίζονται σε δύο ομάδες.

Κατακόρυφος. Σε μια τέτοια συσκευή, τα στοιχεία διακόπτη καλαμιού βρίσκονται στην κατακόρυφη ράβδο και ο ίδιος ο πλωτήρας με δακτυλιοειδή μαγνήτη κινείται κατά μήκος του σωλήνα και ενεργοποιεί ή απενεργοποιεί τους διακόπτες καλαμιού.

Οριζόντιος. Συνδέονται στο πάνω άκρο στο πλάι του τοιχώματος της δεξαμενής· όταν γεμίσει η δεξαμενή, ο πλωτήρας με έναν μαγνήτη ανεβαίνει σε έναν αρθρωτό μοχλό και πλησιάζει τον διακόπτη καλαμιού. Η συσκευή ενεργοποιείται και ενεργοποιεί ένα ηλεκτρικό κύκλωμα που τοποθετείται στον πίνακα ελέγχου και διακόπτει την παροχή ρεύματος στην ηλεκτρική αντλία.

Ρύζι. 3 Κάθετοι και οριζόντιοι αισθητήρες καλαμιού

Συσκευή διακόπτη καλαμιού

Το κύριο στοιχείο ενεργοποίησης του διακόπτη καλαμιού είναι ο διακόπτης καλαμιού. Η συσκευή είναι ένας μικρός γυάλινος κύλινδρος γεμάτος με αδρανές αέριο ή με εκκενωμένο αέρα. Το αέριο ή το κενό αποτρέπει το σχηματισμό σπινθήρων και την οξείδωση της ομάδας επαφής. Μέσα στη φιάλη υπάρχουν κλειστές επαφές από σιδηρομαγνητικό κράμα ορθογώνιας διατομής (σύρμα από μόνιμο κράμα) επικαλυμμένο με χρυσό ή ασήμι. Όταν εκτίθενται σε μαγνητική ροή, οι επαφές του διακόπτη καλαμιού μαγνητίζονται και απωθούνται μεταξύ τους - το κύκλωμα μέσω του οποίου ρέει το ηλεκτρικό ρεύμα ανοίγει.

Ρύζι. 4 Εμφάνιση διακοπτών καλαμιού

Οι πιο συνηθισμένοι τύποι διακοπτών καλαμιού λειτουργούν σε κλείσιμο, δηλαδή όταν μαγνητίζονται, οι επαφές τους συνδέονται μεταξύ τους και το ηλεκτρικό κύκλωμα είναι κλειστό. Οι διακόπτες Reed μπορεί να έχουν δύο ακροδέκτες για τη δημιουργία ή τη διακοπή ενός κυκλώματος ή τρεις εάν χρησιμοποιούνται για την εναλλαγή κυκλωμάτων ηλεκτρικού ρεύματος. Το κύκλωμα χαμηλής τάσης που αλλάζει την παροχή ρεύματος στην αντλία βρίσκεται συνήθως στον πίνακα ελέγχου.

Διάγραμμα σύνδεσης αισθητήρα στάθμης νερού διακόπτη καλαμιού

Οι διακόπτες Reed είναι συσκευές χαμηλής ισχύος και δεν μπορούν να αλλάξουν υψηλά ρεύματα, επομένως δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν απευθείας για την απενεργοποίηση και ενεργοποίηση μιας αντλίας. Συνήθως εμπλέκονται στο κύκλωμα μεταγωγής χαμηλής τάσης για τη λειτουργία ενός ρελέ αντλίας υψηλής ισχύος που βρίσκεται στον πίνακα ελέγχου.

Ρύζι. 5 Ηλεκτρικό κύκλωμα για τον έλεγχο ηλεκτρικής αντλίας με χρήση αισθητήρα πλωτήρα καλαμιού

Το σχήμα δείχνει το απλούστερο κύκλωμα με έναν αισθητήρα που ελέγχει την αντλία αποστράγγισης ανάλογα με τη στάθμη του νερού κατά την άντληση, που αποτελείται από δύο διακόπτες καλαμιού SV1 και SV2.

Όταν το υγρό φτάσει στο ανώτερο επίπεδο, ο μαγνήτης με τον πλωτήρα ενεργοποιεί τον επάνω διακόπτη καλαμιού SV1 και εφαρμόζεται τάση στο πηνίο ρελέ P1. Οι επαφές του κλείνουν, γίνεται παράλληλη σύνδεση με τον διακόπτη καλαμιού και το ρελέ αυτοσυλλαμβάνεται.

Η λειτουργία αυτόματου κουμπώματος δεν καθιστά δυνατή την απενεργοποίηση της τροφοδοσίας στο πηνίο του ρελέ όταν ανοίγουν οι επαφές του κουμπιού μεταγωγής (στην περίπτωσή μας είναι ο διακόπτης καλαμιού SV1). Αυτό συμβαίνει εάν το φορτίο του ρελέ και το πηνίο του είναι συνδεδεμένα στο ίδιο κύκλωμα.

Η τάση τροφοδοτείται στο πηνίο ενός ισχυρού ρελέ στο κύκλωμα τροφοδοσίας της αντλίας, οι επαφές του κλείνουν και η ηλεκτρική αντλία αρχίζει να λειτουργεί. Όταν η στάθμη του νερού πέσει και ο πλωτήρας με τον μαγνήτη του κάτω διακόπτη καλαμιού SV2 φτάσει σε αυτό, ανάβει και εφαρμόζεται επίσης θετικό δυναμικό στο πηνίο ρελέ P1 στην άλλη πλευρά, το ρεύμα σταματά να ρέει και το ρελέ P1 σβήνει. Αυτό προκαλεί έλλειψη ρεύματος στο πηνίο του ρελέ ισχύος P2 και, ως αποτέλεσμα, η τάση τροφοδοσίας στην ηλεκτρική αντλία σταματά.

Ρύζι. 6 Επιπλέουν κάθετοι αισθητήρες στάθμης νερού

Ένα παρόμοιο κύκλωμα ελέγχου αντλίας, τοποθετημένο στον πίνακα ελέγχου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατά την παρακολούθηση της στάθμης σε μια δεξαμενή με υγρό, εάν οι διακόπτες του καλαμιού αντικατασταθούν, δηλαδή το SV2 θα είναι στην κορυφή και θα απενεργοποιεί την αντλία και το SV1 στο τα βάθη της δεξαμενής νερού θα την ανάψουν.

Οι αισθητήρες στάθμης μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην καθημερινή ζωή για να αυτοματοποιήσουν τη διαδικασία κατά την πλήρωση μεγάλων δοχείων με νερό χρησιμοποιώντας ηλεκτρικές αντλίες νερού. Οι ευκολότεροι τύποι διακοπτών καλαμιού για εγκατάσταση και λειτουργία είναι αυτοί που παράγονται από τη βιομηχανία με τη μορφή κάθετων πλωτήρα σε ράβδους και οριζόντιες κατασκευές.

Για την αυτοματοποίηση πολλών διαδικασιών παραγωγής, είναι απαραίτητο να παρακολουθείται η στάθμη του νερού στη δεξαμενή· η μέτρηση πραγματοποιείται με τη χρήση ειδικού αισθητήρα που δίνει ένα σήμα όταν το μέσο επεξεργασίας φτάσει σε ένα ορισμένο επίπεδο. Είναι αδύνατο να γίνει χωρίς μετρητές στάθμης στην καθημερινή ζωή· ένα εντυπωσιακό παράδειγμα αυτού είναι η βαλβίδα διακοπής μιας δεξαμενής τουαλέτας ή ένα αυτόματο σύστημα απενεργοποίησης μιας αντλίας φρεατίου. Ας δούμε τους διαφορετικούς τύπους αισθητήρων στάθμης, τον σχεδιασμό και την αρχή λειτουργίας τους. Αυτές οι πληροφορίες θα είναι χρήσιμες όταν επιλέγετε μια συσκευή για μια συγκεκριμένη εργασία ή όταν φτιάχνετε μόνοι σας έναν αισθητήρα.

Σχεδιασμός και αρχή λειτουργίας

Ο σχεδιασμός των συσκευών μέτρησης αυτού του τύπου καθορίζεται από τις ακόλουθες παραμέτρους:

• Η λειτουργικότητα, ανάλογα με αυτή τη συσκευή, συνήθως χωρίζεται σε συναγερμούς και μετρητές στάθμης. Οι πρώτοι παρακολουθούν ένα συγκεκριμένο σημείο πλήρωσης δεξαμενής (ελάχιστο ή μέγιστο), ενώ οι δεύτεροι παρακολουθούν συνεχώς τη στάθμη.
• Η αρχή λειτουργίας μπορεί να βασίζεται σε: υδροστατική, ηλεκτρική αγωγιμότητα, μαγνητισμό, οπτική, ακουστική κ.λπ. Στην πραγματικότητα, αυτή είναι η κύρια παράμετρος που καθορίζει το εύρος της εφαρμογής.
• Μέθοδος μέτρησης (επαφή ή μη).

Επιπλέον, τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού καθορίζονται από τη φύση του τεχνολογικού περιβάλλοντος. Άλλο είναι να μετράτε το ύψος του πόσιμου νερού σε μια δεξαμενή και άλλο να ελέγχετε την πλήρωση των δεξαμενών βιομηχανικών λυμάτων. Στην τελευταία περίπτωση, είναι απαραίτητη η κατάλληλη προστασία.

Τύποι αισθητήρων στάθμης

Ανάλογα με την αρχή λειτουργίας, οι συναγερμοί χωρίζονται συνήθως στους ακόλουθους τύπους:

• τύπος πλωτήρα?
• χρησιμοποιώντας υπερηχητικά κύματα.
• συσκευές με αρχή ανίχνευσης χωρητικού επιπέδου.
• ηλεκτρόδιο;
• Τύπος ραντάρ?
• εργάζονται με βάση την υδροστατική αρχή.

Δεδομένου ότι αυτοί οι τύποι είναι οι πιο συνηθισμένοι, ας δούμε τον καθένα ξεχωριστά.

Φλοτέρ

Αυτός είναι ο απλούστερος, αλλά παρόλα αυτά αποτελεσματικός και αξιόπιστος τρόπος μέτρησης υγρού σε δεξαμενή ή άλλο δοχείο. Ένα παράδειγμα υλοποίησης μπορεί να βρεθεί στο Σχήμα 2.

Ρύζι. 2. Αισθητήρας πλωτήρα για έλεγχο αντλίας

Το σχέδιο αποτελείται από έναν πλωτήρα με μαγνήτη και δύο διακόπτες καλαμιού που είναι εγκατεστημένοι στα σημεία ελέγχου. Ας περιγράψουμε εν συντομία την αρχή λειτουργίας:

• Το δοχείο αδειάζει σε ένα κρίσιμο ελάχιστο (Α στο Σχ. 2), ενώ ο πλωτήρας πέφτει στο επίπεδο όπου βρίσκεται ο διακόπτης καλαμιού 2, ενεργοποιεί το ρελέ που τροφοδοτεί την αντλία αντλώντας νερό από το φρεάτιο.
• Το νερό φτάνει στο μέγιστο επίπεδο, ο πλωτήρας ανεβαίνει στη θέση του διακόπτη καλαμιού 1, ενεργοποιείται και το ρελέ απενεργοποιείται, κατά συνέπεια, ο κινητήρας της αντλίας σταματά να λειτουργεί.

Είναι πολύ εύκολο να φτιάξετε μόνοι σας έναν τέτοιο διακόπτη καλαμιού και η τοποθέτησή του καταλήγει στη ρύθμιση των επιπέδων ενεργοποίησης-απενεργοποίησης.

Σημειώστε ότι εάν επιλέξετε το σωστό υλικό για τον πλωτήρα, ο αισθητήρας στάθμης νερού θα λειτουργήσει ακόμα κι αν υπάρχει ένα στρώμα αφρού στη δεξαμενή.

Υπερηχητικός

Αυτός ο τύπος μετρητή μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για υγρά όσο και για ξηρά μέσα και μπορεί να έχει αναλογική ή διακριτή έξοδο. Δηλαδή, ο αισθητήρας μπορεί να περιορίσει το γέμισμα όταν φτάσει σε ένα συγκεκριμένο σημείο ή να το παρακολουθεί συνεχώς. Η συσκευή περιλαμβάνει πομπό υπερήχων, δέκτη και ελεγκτή επεξεργασίας σήματος. Η αρχή λειτουργίας του συναγερμού φαίνεται στο σχήμα 3.

Ρύζι. 3. Αρχή λειτουργίας του αισθητήρα στάθμης υπερήχων

Το σύστημα λειτουργεί ως εξής:

• εκπέμπεται υπερηχητικός παλμός.
• λαμβάνεται το ανακλώμενο σήμα.
• Αναλύεται η διάρκεια της εξασθένησης του σήματος. Εάν η δεξαμενή είναι γεμάτη, θα είναι κοντή (Α Εικ. 3) και καθώς αδειάζει θα αρχίσει να αυξάνεται (Β Εικ. 3).

Ο συναγερμός υπερήχων είναι χωρίς επαφή και ασύρματος, επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμα και σε επιθετικά και εκρηκτικά περιβάλλοντα. Μετά την αρχική ρύθμιση, ένας τέτοιος αισθητήρας δεν απαιτεί καμία εξειδικευμένη συντήρηση και η απουσία κινητών μερών επεκτείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής του.

Ηλεκτρόδιο

Οι συναγερμοί ηλεκτροδίων (αγωγιμότητας) σάς επιτρέπουν να παρακολουθείτε ένα ή περισσότερα επίπεδα ενός ηλεκτρικά αγώγιμου μέσου (δηλαδή, δεν είναι κατάλληλοι για τη μέτρηση της πλήρωσης μιας δεξαμενής με απεσταγμένο νερό). Ένα παράδειγμα χρήσης της συσκευής φαίνεται στην Εικόνα 4.

Εικόνα 4. Μέτρηση στάθμης υγρού με αγωγομετρικούς αισθητήρες

Στο παράδειγμα που δίνεται, χρησιμοποιείται ένας συναγερμός τριών επιπέδων, στον οποίο δύο ηλεκτρόδια ελέγχουν την πλήρωση του δοχείου και το τρίτο είναι έκτακτης ανάγκης για να ενεργοποιήσετε τη λειτουργία εντατικής άντλησης.

Χωρητικός

Χρησιμοποιώντας αυτούς τους συναγερμούς, είναι δυνατός ο προσδιορισμός της μέγιστης πλήρωσης του δοχείου και τα υγρά και τα χύδην στερεά μικτής σύνθεσης μπορούν να λειτουργήσουν ως μέσο επεξεργασίας (βλ. Εικ. 5).

Ρύζι. 5. Χωρητικός αισθητήρας στάθμης

Η αρχή λειτουργίας του συναγερμού είναι η ίδια με αυτή ενός πυκνωτή: η χωρητικότητα μετράται μεταξύ των πλακών του ευαίσθητου στοιχείου. Όταν φτάσει στην τιμή κατωφλίου, αποστέλλεται ένα σήμα στον ελεγκτή. Σε ορισμένες περιπτώσεις, χρησιμοποιείται ένας σχεδιασμός "ξηρής επαφής", δηλαδή ο μετρητής στάθμης λειτουργεί μέσω του τοιχώματος της δεξαμενής σε απομόνωση από το μέσο επεξεργασίας.

Αυτές οι συσκευές μπορούν να λειτουργήσουν σε μεγάλο εύρος θερμοκρασιών, δεν επηρεάζονται από ηλεκτρομαγνητικά πεδία και μπορούν να λειτουργήσουν σε μεγάλη απόσταση. Τέτοια χαρακτηριστικά διευρύνουν σημαντικά το πεδίο εφαρμογής μέχρι και σοβαρές συνθήκες λειτουργίας.

Ραντάρ

Αυτός ο τύπος συσκευής συναγερμού μπορεί πραγματικά να ονομαστεί καθολικός, καθώς μπορεί να λειτουργήσει με οποιοδήποτε περιβάλλον διεργασίας, συμπεριλαμβανομένων των επιθετικών και εκρηκτικών, και η πίεση και η θερμοκρασία δεν θα επηρεάσουν τις μετρήσεις. Ένα παράδειγμα του τρόπου λειτουργίας της συσκευής φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.

Η συσκευή εκπέμπει ραδιοκύματα σε στενό εύρος (αρκετά gigahertz), ο δέκτης πιάνει το ανακλώμενο σήμα και, βάσει του χρόνου καθυστέρησης, καθορίζει πόσο γεμάτο είναι το δοχείο. Ο αισθητήρας μέτρησης δεν επηρεάζεται από την πίεση, τη θερμοκρασία ή τη φύση του ρευστού διεργασίας. Η σκόνη επίσης δεν επηρεάζει τις μετρήσεις, κάτι που δεν μπορεί να ειπωθεί για τους συναγερμούς λέιζερ. Είναι επίσης απαραίτητο να σημειωθεί η υψηλή ακρίβεια συσκευών αυτού του τύπου · το σφάλμα τους δεν είναι μεγαλύτερο από ένα χιλιοστό.

Υδροστατικός

Αυτοί οι συναγερμοί μπορούν να μετρήσουν τόσο τη μέγιστη όσο και την τρέχουσα πλήρωση των δεξαμενών. Η αρχή λειτουργίας τους φαίνεται στο Σχήμα 7.

Εικόνα 7. Μέτρηση πλήρωσης με γυροστατικό αισθητήρα

Η συσκευή είναι κατασκευασμένη με βάση την αρχή της μέτρησης του επιπέδου πίεσης που παράγεται από μια στήλη υγρού. Η αποδεκτή ακρίβεια και το χαμηλό κόστος έχουν κάνει αυτό το είδος αρκετά δημοφιλές.

Στο πλαίσιο του άρθρου, δεν μπορούμε να εξετάσουμε όλους τους τύπους συναγερμών, για παράδειγμα, τους συναγερμούς με περιστροφική σημαία, για τον εντοπισμό κοκκωδών ουσιών (ένα σήμα αποστέλλεται όταν η λεπίδα του ανεμιστήρα κολλήσει σε κοκκώδες μέσο, ​​αφού πρώτα σκίσει το λάκκο) . Δεν έχει επίσης νόημα να εξετάσουμε την αρχή της λειτουργίας των μετρητών ραδιοϊσοτόπων, πολύ λιγότερο να τους προτείνουμε για τον έλεγχο της στάθμης του πόσιμου νερού.

Πώς να επιλέξετε;

Η επιλογή ενός αισθητήρα στάθμης νερού σε μια δεξαμενή εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, τους κυριότερους:

• Σύνθεση του υγρού. Ανάλογα με την περιεκτικότητα του νερού σε ξένες ακαθαρσίες, η πυκνότητα και η ηλεκτρική αγωγιμότητα του διαλύματος μπορεί να αλλάξουν, γεγονός που είναι πιθανό να επηρεάσει τις μετρήσεις.
• Ο όγκος της δεξαμενής και το υλικό από το οποίο κατασκευάζεται.
• Ο λειτουργικός σκοπός του δοχείου είναι η συσσώρευση υγρού.
• Απαιτείται η ανάγκη ελέγχου του ελάχιστου και του μέγιστου επιπέδου ή παρακολούθηση της τρέχουσας κατάστασης.
• Παραδεκτό της ενσωμάτωσης σε αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου.
• Δυνατότητες μεταγωγής της συσκευής.

Αυτή δεν είναι μια πλήρης λίστα για την επιλογή οργάνων μέτρησης αυτού του τύπου. Φυσικά, για οικιακή χρήση είναι δυνατό να μειωθούν σημαντικά τα κριτήρια επιλογής, περιορίζοντάς τα στον όγκο της δεξαμενής, τον τύπο λειτουργίας και το κύκλωμα ελέγχου. Μια σημαντική μείωση των απαιτήσεων καθιστά δυνατή την ανεξάρτητη κατασκευή μιας τέτοιας συσκευής.

Κατασκευή αισθητήρα στάθμης νερού σε δεξαμενή με τα χέρια σας

Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει μια εργασία για την αυτοματοποίηση της λειτουργίας μιας υποβρύχιας αντλίας για την παροχή νερού σε μια ντάτσα. Κατά κανόνα, το νερό ρέει σε μια δεξαμενή αποθήκευσης, επομένως, πρέπει να βεβαιωθούμε ότι η αντλία σβήνει αυτόματα όταν γεμίσει. Δεν είναι καθόλου απαραίτητο να αγοράσετε έναν δείκτη στάθμης λέιζερ ή ραντάρ για αυτό το σκοπό· στην πραγματικότητα, δεν χρειάζεται να αγοράσετε κανένα. Ένα απλό πρόβλημα απαιτεί μια απλή λύση, φαίνεται στο σχήμα 8.

Για να λύσετε το πρόβλημα, θα χρειαστείτε έναν μαγνητικό εκκινητή με πηνίο 220 volt και δύο διακόπτες καλαμιού: ένα ελάχιστο επίπεδο για το κλείσιμο, ένα μέγιστο επίπεδο για το άνοιγμα. Το διάγραμμα σύνδεσης της αντλίας είναι απλό και, κυρίως, ασφαλές. Η αρχή της λειτουργίας περιγράφηκε παραπάνω, αλλά ας την επαναλάβουμε:

• Καθώς το νερό μαζεύεται, ο πλωτήρας με τον μαγνήτη ανεβαίνει σταδιακά μέχρι να φτάσει στο διακόπτη καλαμιού μέγιστης στάθμης.
• Το μαγνητικό πεδίο ανοίγει τον διακόπτη καλαμιού, κλείνοντας το πηνίο της μίζας, γεγονός που οδηγεί σε απενεργοποίηση του κινητήρα.
• Καθώς το νερό ρέει, ο πλωτήρας πέφτει μέχρι να φτάσει στο ελάχιστο σημάδι απέναντι από τον κάτω διακόπτη καλαμιού, οι επαφές του κλείνουν και η τάση τροφοδοτείται στο πηνίο εκκίνησης, το οποίο παρέχει τάση στην αντλία. Ένας τέτοιος αισθητήρας στάθμης νερού σε μια δεξαμενή μπορεί να λειτουργήσει για δεκαετίες, σε αντίθεση με ένα ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου.

Χαιρετίσματα!

Αποφάσισα να δημοσιεύσω ένα μικρό άρθρο σε περίπτωση που μπορεί να είναι χρήσιμο σε κάποιον σαν εμένα))

Έφτιαξα μια μικρή, απλή συσκευή για να διατηρεί σταθερή τη στάθμη του νερού σε ένα δοχείο. Το κύκλωμα λήφθηκε από το Διαδίκτυο και επαναλήφθηκε μόνο με την προσθήκη ενός στοιχειώδους παραμετρικού σταθεροποιητή τάσης, επειδή Σύμφωνα με τις τεχνικές προδιαγραφές, η συσκευή θα πρέπει να τροφοδοτείται από 24V και ολόκληρο το κύκλωμα και το ρελέ θα πρέπει να τροφοδοτούνται από 12V.

Αισθητήρας στάθμης νερού τριών ηλεκτροδίων.

Προτείνεται ένα διάγραμμα της διάταξης ελέγχου της αντλίας. Αυτό το διάγραμμα προέρχεται από ένα σετ που προσφέρεται από το Master KIT. Η συσκευή ελέγχου αντλίας θα σας επιτρέψει να αυτοματοποιήσετε τη λειτουργία της αντλίας χώρας, με τη βοήθεια της οποίας το νερό ρέει στη δεξαμενή ντους. Η αρχή λειτουργίας του "έξυπνου βοηθού" είναι η εξής: όταν η στάθμη του νερού στη δεξαμενή ντους πέσει κάτω από ένα ορισμένο επίπεδο L, η αντλία ενεργοποιείται και αρχίζει να αντλεί νερό στο δοχείο. Όταν η στάθμη του νερού φτάσει στο καθορισμένο επίπεδο H, η συσκευή απενεργοποιεί την αντλία.

Αυτή η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εξοχική κατοικία, εξοχική κατοικία ή εξοχική κατοικία. Το διάγραμμα ηλεκτρικού κυκλώματος της συσκευής φαίνεται στο σχήμα.

Το κύκλωμα είναι απλό και δεν χρειάζεται διαμόρφωση.

Το νερό έχει ηλεκτρική αντίσταση. Ενώ δεν υπάρχει νερό στο δοχείο, τα τρανζίστορ Τ1 και Τ2 είναι κλειστά και υπάρχει υψηλή τάση στον συλλέκτη του τρανζίστορ Τ1. Αυτή η υψηλή τάση, εισερχόμενη μέσω της διόδου D1 στη βάση του τρανζίστορ Τ3, την ανοίγει και το τρανζίστορ Τ4, που οδηγεί στην ενεργοποίηση του εκτελεστικού ρελέ, στις επαφές ισχύος του οποίου είναι συνδεδεμένη η αντλία. Η αντλία αρχίζει να αντλεί νερό στο δοχείο. Το LED ανάβει, υποδεικνύοντας τη λειτουργία της αντλίας. Όταν η στάθμη του νερού φτάσει στον αισθητήρα L, το τρανζίστορ T1 ανοίγει και η τάση στον συλλέκτη του πέφτει. Ωστόσο, η αντλία συνεχίζει να λειτουργεί επειδή η τάση τροφοδοτείται στη βάση του τρανζίστορ Τ3 μέσω της αντίστασης R8 και διατηρεί τον διακόπτη T3-T4 σε ανοιχτή κατάσταση. Όταν η στάθμη του νερού φτάσει στον αισθητήρα «H», ανοίγει το τρανζίστορ T2 και μια χαμηλή στάθμη αποστέλλεται στη βάση του τρανζίστορ Τ3. Το κλειδί TZ-T4 είναι κλειστό - το ρελέ είναι απενεργοποιημένο. Μόνο όταν η στάθμη του νερού πέσει ξανά κάτω από τη στάθμη "L" θα ενεργοποιηθεί ξανά το ρελέ. Δομικά, η συσκευή είναι κατασκευασμένη σε πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος από αλουμινόχαρτο υαλοβάμβακα με διαστάσεις 61x41 mm. Ως αισθητήρες "L" και "H", μπορείτε να χρησιμοποιήσετε διαθέσιμα υλικά, όπως χάλκινα παξιμάδια υδραυλικών εγκαταστάσεων μισής ίντσας στερεωμένα σταθερά σε μονωμένα καλώδια. Ενεργοποιήστε τις συσκευές. Συνδέστε τα καλώδια του αισθητήρα στην πλακέτα και τοποθετήστε τα σε ένα πειραματικό δοχείο του ίδιου ύψους με τη δεξαμενή ντους που χρησιμοποιείται στο dacha ως εξής: "COM" στο κάτω μέρος (αν το δοχείο είναι σιδερένιο, τότε μπορείτε να συνδέσετε αυτό το καλώδιο στο σώμα του δοχείου). "L" - στην επιθυμητή χαμηλότερη στάθμη νερού (στάθμη ενεργοποίησης αντλίας). "H" - στο επίπεδο απενεργοποίησης της αντλίας. Συνδέστε τη συσκευή στην πηγή ρεύματος, παρατηρώντας την πολικότητα. Μην συνδέσετε ακόμα την τάση του δικτύου και την αντλία. Ανοίξτε το ρεύμα. Η ενδεικτική λυχνία LED θα πρέπει να ανάψει και το ρελέ θα πρέπει να κάνει «κλικ», συνδέοντας την αντλία. Ρίξτε νερό στο δοχείο. Όταν η στάθμη του νερού φτάσει στον αισθητήρα "H", το ρελέ θα πρέπει να απενεργοποιηθεί. Αδειάστε το νερό από το δοχείο. Όταν η στάθμη του νερού πέσει ακριβώς κάτω από τον αισθητήρα "L", το ρελέ θα πρέπει να ενεργοποιηθεί. Τώρα μπορείτε επιτέλους να εγκαταστήσετε τους αισθητήρες σε πραγματικό αντικείμενο και, προσέχοντας, να συνδέσετε 220 V και μια αντλία στις επαφές του κυκλώματος.

Το πλεονέκτημα αυτού του σχήματος έναντι των απλούστερων είναι η χρήση ενός ρελέ με μία μόνο επαφή. Σχεδόν όλα τα παρόμοια απλούστερα κυκλώματα χρησιμοποιούν 2 ομάδες επαφών.

Είναι δυνατές αντικαταστάσεις στο κύκλωμα: οποιαδήποτε διπολικά τρανζίστορ με την καθορισμένη αγωγιμότητα. Εγκατέστησα το V9014 και το V9015, αλλά το VT5 στον σταθεροποιητή - KT805BM στο TO-220 με ένα μικρό ψυγείο. Η παρουσία καλοριφέρ είναι υποχρεωτική - η θέρμανση είναι πολύ έντονη. Το βάζω και σε θερμική πάστα. Δίοδοι - οποιοδήποτε πυρίτιο. Πυκνωτές - οποιοσδήποτε με τάση τουλάχιστον 16V για C1, C2 και 40V για C3. Γέφυρα (ή δίοδοι στη γέφυρα) - για τάση όχι χαμηλότερη από την τάση τροφοδοσίας και ρεύμα τουλάχιστον 200 mA. Η κατανάλωση ρεύματος του κυκλώματος όταν ενεργοποιήθηκε το ρελέ ήταν 150 mA σε τάση τροφοδοσίας 24 V. Όταν τροφοδοτείται από DC, μπορείτε να πετάξετε τη γέφυρα. Όταν τροφοδοτείται από μια πηγή 12 V (σταθερή), μπορείτε να αφαιρέσετε ολόκληρο το κύκλωμα σταθεροποιητή.

Πρώτη έκδοση.

Η πλακέτα χρησιμοποιούσε έναν συνδυασμό εξαρτημάτων DIP και SMD. Η πρώτη έκδοση της πλακέτας, μια από τις συσκευές είναι κολλημένη πάνω της. Η πλακέτα του δεύτερου έχει τροποποιηθεί ελαφρώς: η γέφυρα έχει αφαιρεθεί από την πλακέτα, παρέχεται η χρήση τρανζίστορ στον σταθεροποιητή στη θήκη TO-220, υπάρχουν περισσότερα στοιχεία SMD, το πλάτος των τροχιών έχει γίνει αυξήθηκε.

Η γέφυρα διόδου είναι συγκολλημένη σε μια ξεχωριστή μικρή λωρίδα.

Πρόσφατα βρήκα ένα βίντεο στο Διαδίκτυο όπου έκαναν το παιδικό μου όνειρο πραγματικότητα.Το βίντεο έδειξε πώς μπορείτε να συναρμολογήσετε μια συσκευή για αυτόματη πλήρωση ενός δοχείου με νερό. Όλη η εργασία αποδείχθηκε πολύ καθαρά, αλλά το διάγραμμα δεν εμφανίστηκε.

Γεγονός είναι ότι στην παιδική μου ηλικία, το καλοκαίρι, έπρεπε συχνά να ποτίζω τον κήπο και πάντα είχα ιδέες για την αυτοματοποίηση αυτής της διαδικασίας, αλλά ποτέ δεν κατάφερα να κάνω τις σκέψεις μου πραγματικότητα. Σήμερα θα εκπληρώσω μέρος του ονείρου μου, αν και μόνο θεωρητικά προς το παρόν.

Ας φανταστούμε αυτήν την κατάσταση: έχετε ένα δοχείο με νερό στη ντάτσα σας ή στο σπίτι, για το πότισμα του κήπου ή για κάποιον άλλο σκοπό. Αντλείτε νερό σε αυτό το δοχείο χρησιμοποιώντας μια αντλία. Για να αντλήσετε νερό, κάθε φορά πρέπει να ενεργοποιείτε την αντλία και να παρακολουθείτε μέχρι να γεμίσει το δοχείο με νερό. Το γέμισμα ενός δοχείου με νερό μπορεί να αυτοματοποιηθεί πολύ εύκολα και αρκετά οικονομικά.

Παρακάτω είναι μια δομική εικόνα της συσκευής μας.

Για να αυτοματοποιήσουμε την πλήρωση του δοχείου με νερό, θα πρέπει να τροποποιήσουμε ελαφρώς το δοχείο. Μια ράβδος με ύψος όχι μικρότερο από το βάθος του δοχείου είναι εγκατεστημένη στην κορυφή του βαρελιού, πάνω στην οποία είναι στερεωμένοι δύο διακόπτες καλαμιού. Στη ράβδο προσαρμόζεται επίσης μια κινητή ράβδος με πλωτήρα, η οποία κινείται ανάλογα με τη στάθμη του νερού στο δοχείο. Ένας μόνιμος μαγνήτης είναι συνδεδεμένος στη ράβδο για να ελέγχει τους διακόπτες καλαμιού.

Στην επόμενη εικόνα μπορείτε να δείτε ένα παράδειγμα μιας ράβδου και μιας κινητής ράβδου.

Και τώρα το πιο ενδιαφέρον μέρος: ένα κύκλωμα για αυτόματη πλήρωση του δοχείου με νερό.

Για την εφαρμογή αυτής της συσκευής, χρειαζόμαστε έναν διακόπτη κυκλώματος για την προστασία της αντλίας, έναν ηλεκτρομαγνητικό επαφέα για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση της αντλίας και δύο διακόπτες καλαμιού (σφραγισμένη μαγνητική επαφή) για τον έλεγχο του επαφέα.

Ο κάτω διακόπτης καλαμιού πρέπει να είναι διακόπτης κλεισίματος, ο επάνω διακόπτης πρέπει να είναι διακόπτης σπασίματος. Για παράδειγμα, ο διακόπτης καλαμιού MKS-27103 είναι αρκετά κατάλληλος για εμάς, γιατί έχει επαφή αλλαγής. Για τη σηματοδότηση χαμηλής στάθμης, το κύκλωμα χρησιμοποιεί μια κανονικά ανοιχτή επαφή και για τη σηματοδότηση υψηλού επιπέδου, μια κανονικά κλειστή επαφή διακόπτη καλαμιού. Τη στιγμή που η στάθμη του νερού στη δεξαμενή φτάσει σε μια κρίσιμη τιμή, ο μαγνήτης θα βρίσκεται στο ίδιο επίπεδο με τον κάτω διακόπτη καλαμιού, ο οποίος, υπό την επίδραση ενός μαγνητικού πεδίου, θα αλλάξει την επαφή και ως εκ τούτου θα στείλει ένα σήμα στο ενεργοποιήστε την αντλία. Μετά από αυτό, ο πλωτήρας θα αρχίσει να ανεβαίνει στο ανώτερο επίπεδο, όπου ο επάνω διακόπτης καλαμιού θα απενεργοποιήσει την αντλία.

Αυτό το σχήμα δεν εφαρμόζει χειροκίνητη λειτουργία, αν και θα πρέπει να παρέχεται σε περίπτωση βλάβης των μετρητών στάθμης μας. Ο ευκολότερος τρόπος είναι να χρησιμοποιήσετε ένα κουμπί κλειδώματος για να ελέγξετε χειροκίνητα την αντλία. Νομίζω ότι δεν θα είναι δύσκολο για εσάς να συμπεριλάβετε ένα κουμπί στο διάγραμμα που προκύπτει.

Φυσικά, μπορείτε να αγοράσετε έτοιμους μετρητές στάθμης και να μην επανεφεύρετε τον τροχό, ειδικά επειδή παράγονται από τη βιομηχανία. Ωστόσο, ένας τέτοιος μετρητής στάθμης θα σας κοστίσει τουλάχιστον 30 $ και ένας διακόπτης καλαμιού MKS-27103 κοστίζει 2-3 $.

Έτσι μπορείτε να γεμίσετε αυτόματα ένα δοχείο με νερό. Είχα επίσης μια ιδέα για την αποστράγγιση του νερού από αυτό το δοχείο για πότισμα (για παράδειγμα, ντομάτες, αγγούρια) μέσω σωλήνων αποστράγγισης. Ίσως το κάνουν αυτό σε θερμοκήπια.

Ελπίζω κάποια μέρα να έχω μια ντάκα όπου θα μπορώ να πραγματοποιήσω πλήρως το όνειρό μου, όχι επειδή μου αρέσει να σκάβω στον κήπο, απλώς μου αρέσει να δουλεύουν άλλοι για μένα, εννοώ συσκευές