Nivå sensorer

Nivå sensorer tjener til å overvåke nivået av væske i tanker og å gi signaler for å regulere dette nivået.

Nivå sensorer er:

Elektrode nivå sensor

Elektrodnivåføleren brukes til å kontrollere nivået av elektrisk ledende væsker. Den har en kort 1 elektrode og to lange 2, 3, som er festet i terminalboksen. Den korte elektroden er kontakten til det øvre væskenivået, og den lange er kontakten til det nedre nivået. Sensoren er koblet med ledninger til pumpemotorens kontrollstasjon. Når vann berører kort elektroden, forårsaker pumpens startbilde å slå av. Ved å redusere vannstanden, når den kommer under den lange elektroden, får kommandoen å slå på pumpen.

Figurskjema for elektrode nivå sensor

Elektrodene i følerspolekrets som inngår i den mellomliggende relé K, som innføres i den sekundære vikling av stepdown transformatoren 12 V. Når væskenivået stiger i tanken til et nivå kort av elektroden 1, blir den elektriske krets som dannes: sekundærviklingen i transformatoren - reléspolen K - elektrode 1 - væske - elektrode 2. Reléet opererer og blir selvdrevet via kontakten K og elektroden 3, med relékontakter 6 som gir kommandoen for å slå av pumpemotoren. Når væskenivået synker, når det faller under elektroden 3, slår reléet av og slår på pumpemotoren.

Float nivå sensor

Fig. Flyterbryter (nivåbryter)

Flyterbryter (nivåbryter) brukes i oppvarmede rom for å kontrollere nivået av ikke-aggressive væsker. Figuren viser skjematisk enhet av reléet. Beholderen 10 er nedsenket flottør 1, opphengt i en fleksibel kontakt via blokken 3 og balansert belastning 6. Ved kontakt fast stopper 2 og 5, som er på grensen av væskenivået i tanken 4 roterer vippekontaktanordningen 8. Ved kjøring i svinger bjelken stenger henholdsvis tapper 7 eller 9, inkludert eller frakobling av pumpemotoren.

Væskenivåovervåkingssystem med elektroder

Væskenivåindikatorer

For å signalisere væskenivået, er det et mye større antall enheter. Hvis væsken er ikke elektrisk ledende, og i tillegg til det ovennevnte, kapasitive sensorer brukes, - når reservoaret ved signaler nivå kutter par av nærliggende elektroder isolert fluorplast film. Når væsken dekker elektrodene, øker den elektriske kapasitansen på grunn av dens dielektriske konstant, hvis endring måles av sensorens elektriske krets. De mest brukte flyt- og vibrerende alarmer.

I flåtsensorer, hvis design er størst, når flottøren flyter, utløses reed-bryteren eller kontaktelementet. Basis for den vibrerende alarmen er LC v lavfrekvensgeneratoren. På induktansområdet er det en mekanisk resonator i form av en tuningsgaffel. Når væsken berører kronbladene til resonatoren, øker dempingen av mekaniske svingninger kraftig og generasjonen svikter. Signalkretsen gir et eksternt signal om at ønsket nivå er nådd.

Signalering av nivået av elektrisk ledende væsker, i tillegg til de ovennevnte metoder, utføres oftest ved hjelp av kontrollelektroder. Operasjonsprinsippet er å måle den elektriske motstanden mellom referanseelektroden og den vanlige ledningen. For å utelukke effekten av polarisering av elektroder, der elektroden er dekket med en film av elektrolyseprodukter, som utfører elektrisk dårlig, utføres kontrollen utelukkende med vekselstrøm. Ofte måles vannstanden på denne måten. Typisk er spenningen på referanselektroderne ca. 6 V, og den elektroniske kretsen utløses når motstanden i kontrollelektrodekretsen er under 3 kΩ.

Signalkretsen har en balansert inngang for begge halvbølger av referansespenningen. Spenningen allokert til målemotstanden er rettet og matet til inngangen til terskelelementet, ved utgangen av hvilket et relé eller et ikke-kontaktelement er forbundet.

Siden det i hverdagen er det ofte nødvendig å signalere vannstanden, og kretsene som bruker kontrollelektroder, er enkleste og tilgjengelige for uavhengige repetisjoner. I dette avsnittet vil bare slike systemer bli vurdert. Forfatteren har utviklet flere dusinvis av slike ordninger, hovedsakelig for bruk i industrianlegg, men mange design passer perfekt til nivåsignalering i lagertanker, brønner, bassenger, dreneringsgraver etc.

I denne seksjonen, for enkelhets skyld, er det bare å vurdere tokanalssignalinnretninger av forskjellig kompleksitet og på forskjellige elementbaser, men antall kanaler kan gjøres noen. For eksempel produserer industrien trekanals signalutstyr, og husholdningsapparater kan trenge femkanaler eller mer. Kretsen av en hvilken som helst signalanordning leverer nødvendigvis en vekselstrøm til referanselektroden, som deretter tilføres til et terskelelement med en hysterese karakteristikk. Ved utgangen av terskelenheten er det forbundet et elektromagnetisk relé eller ikke-kontaktelementer. På grunn av variasjonen av elementbasen, kan det være et stort antall slike kretser, men for enkelhet vil bare kretser med reléutgang bli vurdert nedenfor.

Den enkleste signalgiveren kan bygges på elektromagnetiske reléer (Figur 1). I kretsen brukes bare et likestrømsrelé, fordi AC-reléet har praktisk talt ingen hysterese og alarmen aktiveres når elektroden berører overflaten av vannoverflaten med en stor sprett. Ulempen med ordningen er obligatorisk bruk av lavpowerrelæer og lav følsomhet.

Betydelig bedre egenskaper har en krets med transistorer (figur 2). For å utelukke spenningen av reléet i det øyeblikket elektroden berører vannoverflaten - på grunn av utilstrekkelige terskelegenskaper til kretsen, er elektrolytkondensatorer installert i basen av transistorene. Som terskelelement, kan du bruke Schmitt-utløseren, som det er gjort i industrielle enheter, men dette kompliserer kraftig kretsen.

Thyristorer og triacer har gode terskelegenskaper. Kjøring tyristoren er enkel og sikker (fig. 3), men det er problemer med at spenningen på utgangs releer. En enklere og mer pålitelig krets (Figur 4) er oppnådd ved hjelp av importerte triacs av BT134-serien. BT138. Eventuelle reléer eller andre belastninger, for eksempel advarselslys eller klokke, kan brukes i kretsen.

Hvis reléer eller andre elementer påføres spenningen

220B, så passer kretsen i figur 5. Terskelelementene er best bygget på sjetonger. Du kan bruke Chips K561TL2 - Schmitt trigger, men på grunn av sin mangel, er ordningen med bruken ikke vurdert her.

Nesten alle de logiske elementene har gode terskelegenskaper, men for enkelhet vil vi bare vurdere KS61PN4 (Figur 6). Noen ganger er det nødvendig med alarmer, der utgangssensorene i fravær av vann slippes ut og frigjøres når elektroden berører vannoverflaten. En slik ordning er praktisk for fjernovervåking av signalutstyrets brukbarhet - det er nok til å slå av strømmen og nc. Relékontaktene er stengt (figur 7).

Hvis du ikke har en egnet transformator med to utgangssvingninger - kan du bruke en krets med en sekundær vikling (figur 8). Avhengig av spenningen til denne viklingen velges utgangsreléer. Kredsløpet har gode egenskaper og en invers karakteristisk for tilstanden til utgangsreléene. Hvis du vil kontrollere vannstanden i tanken, der det alltid er sprut og bølger over overflaten, er det best å bruke en krets med demping av nivåsignalet. Kretsen bør bare utløses etter at signalet er jevnt utstilt fra elektrodene og ikke slår av utsignalet under en kortvarig utgang av nivået. Meget gode egenskaper har en krets på quad komparatoren. Kretsen bruker en transformator med en sekundær vikling. Hvis kretsen krever bruk av kraftige utgangsreléer, er det nødvendig med ekstra transistorforsterkere.

Næringen produserer en rekke nivåindikatorer, men ikke alle ordninger kan kalles vellykket. Forfatteren mange ganger måtte ta "seriøse" serielle produkter (figur 10). fordi Ordninger av industrielle enheter er ofte urimelig kompliserte og utilgjengelige, de vil ikke bli vurdert i fremtiden. Her ser vi bare de enkleste ordene på signalutstyr med gode egenskaper. På grunnlag av dem kan du opprette mange andre ordninger, som forfatteren ikke publiserer her, og tilbyr å gjøre det til leserne selv.

Nivåkontrollreléer for automatisering av pumpeenheter

Videre elektrisk universal enheter (aktuatorer, mellomliggende releer, brytere og lignende. D.) automatisering pumpesystemer innføre spesielle overvåknings- og styringsinnretninger, slik som trykkbrytere, nivåkontroll relébryter, etc. Blekk.

Nivåkontrollreléene styr driften av pumpestarter og ventiler for å kontrollere væskenivå. Slike innretninger er i stand til å opprettholde et fast vannnivå i tankene.

Moderne Væskenivå styrerelé - elektroniske anordninger ofte modulære å motta signaler fra sensorene, behandler dem på en bestemt algoritme, og kommmutiruyuschie er koblet til utgangsklemmene for relé aktuatorer (elektromagnetiske ventiler, pumper, elektriske motorer).

Siden maksimal brytestrøm for utgangskretsene til de elektroniske nivåkontrollreléene normalt ikke overskrider 10 A, må magnetiske brytere brukes til å kommutere høyeffektbelastningene. I dette tilfellet styrer nivåbryteren startspolen, og starteren styrer aktuatorene til pumpesettet med strømkontakter.

Elektroniske nivå kontroll reléer arbeider med elektrode og flyt sensorer, manometre, radioaktive sensorer, etc.

Elektrode nivå sensor

Brukes til å kontrollere nivået av elektrisk ledende væsker. Operasjonsprinsipp: overvåking av vannmotstand mellom enkeltpolede nedsenket elektroder, for hvilken en vekslingsspenning brukes.

Den består av en liten elektrode og to lange elektroder, festet i en boks med klemmer. En liten elektrode er kontakten til det øvre vannet, og den lange er det nedre vannet. Tilkoblingen av sensoren til nivåbryteren og til pumpens motorstyringskrets skjer ved hjelp av ledninger.

Hvis vannet kommer i kontakt med en liten elektrode, slår pumpestarteren seg av. Når nivået faller til lange elektroder, slås pumpen på.

Float nivå sensor

Brukes til å kontrollere vannstanden i ikke-korroderende væsker. Flyten er nedsenket i en åpen beholder, som er suspendert på en fleksibel kabel og balansert med en last. På kabelen er to koblingsstøtter festet, ved hjelp av hvilken dreiebenken til kontaktanordningen roterer ved maksimale vannnivåer i karet. Denne vippen lukker kontaktene som aktiverer eller deaktiverer pumpemotoren.

I tilfelle en lukket beholder, er svømmeren forbundet med spaken til spakenes aksel. Aksen med en viss forsegling føres inn i rommet gjennom husets vegg hvor kontaktdelen av sensoren befinner seg. Gjennom tankens vegg, blir ledningene utført fra kontaktene.

I de fleste tilfeller er passende sensorer i settet med en nivåbryter. Etter at et slikt sett er kjøpt, må brukeren bare koble til og konfigurere alt riktig.

Nedenfor er enhetene som er preget av høy pålitelighet og gode driftsparametere.

Relé RKU-1M - kontrollerer væskenivået og brukes til automatisk regulering av fylling og drenering av beholdere og i beskyttelseskretser. Hovedkarakteristikker: maksimal bryterkraft 3,5 W, strøm 220V, antall sensorer 3, en omkoblingskontakt, maksimal avstand fra sensor til relé 100 m.

Fig. 1. Relé RKU-1M

Fig. 2. Diagram over pumpeforbindelse til CGS-1M

Vannnivåbryteren РОС-301 - kontrollerer tre nivåer av elektrisk ledende væsker gjennom uavhengige tre kanaler i ett eller annet fartøy.

Fig. 3. Relé ROS-301

Relé enkelt nivå vannstand PZ-828 - har justerbar følsomhet, spenning - 230V, maksimale strømutgangskretser - 16A. Enheten bruker en overgangskontakt.

Fig. 4. Relé PZ-828

Fig. 5. Tilkoblingsdiagrammer for PZ-828-reléet (direkte til lasten og via magnetstarteren)

To-nivå relé PZ-829 er en automatisk enhet med justerbar følsomhet. Denne elektroniske enheten kan kontrollere tilstedeværelsen av væske på to nivåer.

Tre-nivå relé PZ-830 overvåker og opprettholder det installerte nivået av det ledende fluidet ved å styre pumpenes motor. Den tre-nivå automatiske maskinen er i stand til å kontrollere tilstedeværelsen av væske på tre nivåer, hvor tredje nivå er nødstilfelle.

Fig. 6. Tilkoblingsskjema for en firenivånivåbryter PZ-830

PZ-832-reléet på fire nivåer overvåker og opprettholder nivået av ledende væsker i tanker, vanntårn, svømmebassenger, etc., som styrer pumpens elektriske motorer.

Væskenivåbryteren utstyrt med tre sensorer EBR-1 er et elektronisk modulært relé med maksimal avstand mellom sensorer på 100 meter. Den kan brukes til offentlige vannlegemer (kontroll av fylling og drenering av tank eller brønn). Sensorene koblet til væskenivåbryteren er koblet til mekanismen.

Hovedkarakteristika: effekt 3,5 VA, tre sensorer, maksimal følsomhet 50 KΩ, strøm 230 V, driftstemperatur -100С - + 450, beskyttelse IP20.

EBR-1 nivåbryter

Reléet utstyrt med seks EBR-2 sensorer er et spesialutviklet modulært overvåkingsrelé som brukes i brønner og reservoarer. Også dette reléet har mange innstillinger, melding om oppnåelse av minimums- og maksimumsvannnivåindikatorer, sensorene har høy følsomhet for væskens elektriske ledningsevne.

Pakken inneholder seks sensorer. På grunn av kostnadene er dette overvåkingsreléet et ideelt alternativ for moderne overvåkning av vannoverflaten.

Velg vannstandssensoren i tanken og tanken

For å automatisere mange produksjonsprosesser, er det nødvendig å overvåke vannstanden i tanken, måling utføres ved hjelp av en spesiell sensor som signaliserer når prosessmediet når et bestemt nivå. Uten nivåmålere er det umulig å unngå, i hverdagen, et levende eksempel på dette - avstengningsventiler av toalettskålen eller automasjonen for å stenge brønnpumpen. La oss se på ulike typer nivå sensorer, deres design og hvordan de fungerer. Denne informasjonen vil være nyttig når du velger en enhet for en bestemt oppgave eller selv gjør en sensor.

Ulike typer nivå sensorer

Design og drift prinsipp

Utformingen av måleanordninger av denne typen bestemmes av følgende parametere:

Funksjonalitet, avhengig av denne enheten, er delt inn i signalgivere og nivåmålere. Det første sporet det spesifikke fyllpunktet til tanken (minimum eller maksimum), sistnevnte utfører kontinuerlig overvåkning av nivået.
Handlingsprinsippet, det kan baseres på: hydrostatikk, elektrisk ledningsevne, magnetisme, optikk, akustikk, etc. Faktisk er dette hovedparameteren som bestemmer omfanget av applikasjonen.
Målemetode (kontakt eller ikke-kontakt).

I tillegg bestemmer designelementene naturen til det teknologiske miljøet. Det er en ting å måle høyden på drikkevann i en tank, den andre er å sjekke fyllingen av tanker for industrielt avløpsvann. I sistnevnte tilfelle er nødvendig beskyttelse nødvendig.

Typer av nivå sensorer

Avhengig av operasjonsprinsippet er signalinnretninger vanligvis delt inn i følgende typer:

float type;
bruker ultralydbølger;
enheter med et kapasitivt prinsipp for å bestemme nivået;
elektrode;
radar type;
arbeider med hydrostatisk prinsipp.

Siden disse typene er de vanligste, bør du vurdere hver av dem separat.

float

Dette er den enkleste, men likevel effektive og pålitelige måten å måle væske i en tank eller annen beholder. Et eksempel på implementering er tilgjengelig på figur 2.

Fig. 2. Flytbryter for pumpestyring

Designet består av en flåte med en magnet og to reed brytere installert i kontrollpunktene. Beskriv kort handlingsprinsippet:

Kapasiteten tømmes til det kritiske minimumet (A i figur 2), med flottøren senket til det nivået hvor reed-bryteren 2 er plassert, slår det på reléet, som gir strøm til pumpen, pumper vann fra brønnen.
Vannet når maksimalt nivå, flyten stiger til plasseringen av svingbryteren 1, den virker og reléet slås av, henholdsvis, slutter pumpemotoren å fungere.

En slik reed-bryter er ganske enkelt å gjøre seg selv, og justeringen er redusert til å sette på-nivået.

Merk at hvis du velger riktig materiale til flottøren, vil vannstandssensoren fungere, selv om det er et lag skum i tanken.

ultralyd

Denne typen måler kan brukes både i flytende og tørt miljø, mens det kan ha en analog eller diskret utgang. Det vil si at sensoren kan begrense fyllingen når du når et bestemt punkt eller sporer det hele tiden. Enheten inneholder en ultralyd radiator, en mottaker og en signalbehandlingsstyring. Prinsippet for alarmen er vist i figur 3.

Fig. 3. Prinsipp for drift av ultralydnivå sensor

Systemet fungerer som følger:

en ultralydspuls sendes ut;
et reflektert signal mottas;
Varigheten av signaldempingen analyseres. Hvis tanken er full, vil den være kort (Figur 3), og som ødeleggelsen begynner å øke (i figur 3).

Ultralydsignalinnretningen er ikke-kontaktfri og trådløs, derfor kan den brukes selv i aggressive og eksplosive omgivelser. Etter den første tilpasningen krever en slik sensor ikke noe spesialisert vedlikehold, og fraværet av bevegelige deler utvider levetiden betydelig.

elektrode

Signalinnretninger for elektroder (ledetriske) tillater at et eller flere nivåer av det elektrisk ledende medium overvåkes (det vil si at de ikke er egnet til å måle fyllingen av en tank med destillert vann). Et eksempel på bruk av enheten er vist i figur 4.

Figur 4. Måling av væskenivå ved ledende sensorer

I dette eksemplet brukes en tre-nivå indikator, hvor to elektroder kontrollerer fyllingen av beholderen, og den tredje er nødstilfeller, for å aktivere intensiv pumpemodus.

kapasitiv

Ved hjelp av disse signalene er det mulig å bestemme maksimal fyllekapasitet, og både væske- og bulkstoffer av blandet sammensetning kan fungere som et prosessmedium (se figur 5).

Fig. 5. Kapasitiv nivå sensor

Prinsippet for signalinnretningen er det samme som for kondensatoren: kapasitansen mellom platene til detekteringselementet måles. Når det når terskelen, sendes et signal til kontrolleren. I noen tilfeller brukes "tørrkontakt" -versjonen, det vil si at nivåmåleren fungerer gjennom tankveggen isolert fra prosessmediet.

Disse enhetene kan operere i et bredt temperaturområde, de påvirkes ikke av elektromagnetiske felter, og operasjonen er mulig i stor avstand. Slike karakteristikker utvider omfanget av applikasjonen opp til tunge driftsforhold.

radar

Denne typen alarmer kan virkelig kalles universell, da den kan fungere med ethvert teknologisk miljø, inkludert aggressiv og eksplosiv, og trykk og temperatur vil ikke påvirke avlesningene. Et eksempel på enheten er vist i figuren under.

Nivåmåling ved hjelp av radarføler

Enheten sender radiobølger i et smalt område (flere gigahertz), mottakeren fanger et reflektert signal og bestemmer kapasitans fyllekapasitet ved tidspunktet for forsinkelsen. Målesensoren påvirkes ikke av trykk, temperatur eller natur av prosessmediet. Støv reflekteres heller ikke i vitnesbyrdet, som ikke kan sies om laseralarmer. Det er også nødvendig å merke den høye nøyaktigheten til instrumenter av denne typen, deres feil er ikke mer enn en millimeter.

hydrostatisk

Disse alarmer kan måle både begrensende og nåværende fylling av tanker. Deres operasjonsprinsipp er vist i figur 7.

Figur 7. Måle fyllingen av den gyrostatiske sensoren

Anordningen er konstruert på prinsippet om måling av trykknivået fremstilt av en flytende kolonne. Godtagbar nøyaktighet og lave kostnader gjorde denne arten ganske populær.

I artikkelen, kan vi ikke vise alle typer sensorer, for eksempel roterende-flagget for å bestemme faststoff (signal er når viften bladet fast i det granulære medium, pre-gravd grop). Det er heller ikke lurt å vurdere prinsippet om virkningen av radioisotopmålere, spesielt anbefale dem for å teste nivået av drikkevann.

Hvordan velge?

Valget av vannstandssensoren i tanken avhenger av mange faktorer, de viktigste er:

Sammensetning av væske. Avhengig av innholdet av urenheter i vannet, kan tettheten og elektrisk ledningsevne av løsningen variere, noe som sannsynligvis vil påvirke avlesningene.
Volumet av tanken og materialet som det er laget av.
Funksjonelt formål med tanken for flytende lagring.
Behovet for å overvåke minimums- og maksimumsnivåene, eller overvåke nåværende tilstand.
Opptak av integrasjon i det automatiserte styringssystemet.
Bytteegenskaper på enheten.

Dette er langt fra en komplett liste for valg av måleinstrumenter av denne typen. Naturligvis er det i husholdningene mulig å redusere utvalgskriteriene betydelig, begrense dem til tankens volum, type operasjon og kontrollskjema. Betydelig reduksjon av krav gjør det mulig å produsere en slik enhet på egen hånd.

Lag en vannstandssensor i tanken med egne hender

Anta at det er en oppgave å automatisere driften av en nedsenkbar pumpe for vannforsyning av en dacha. Vanligvis går vannet inn i lagertanken, derfor må vi sørge for at pumpen automatisk slås av når den er full. Det er ikke nødvendig for dette formål å kjøpe en laser- eller radarnivåindikator, faktisk, det er ikke nødvendig å kjøpe. Et enkelt problem krever en enkel løsning, det vises i figur 8.

Kontrollsystem for vanninntakspumpen

For å løse problemet, trenger du en magnetstarter med en 220 volt spole og to reed brytere: et minimumsnivå for kortslutning, maksimum for en bryter. Pumpeforbindelsesdiagrammet er enkelt og viktigst, trygt. Operasjonsprinsippet ble beskrevet ovenfor, men gjenta det:

Etter hvert som vannet setter, flyter flottøren med magneten gradvis til den når det høyeste rennivået.
Magnetfeltet åpner reedbryteren, kobler starterens spole, noe som fører til deaktivering av motoren.
Som vannstrømmen faller flottøren til den når minimumsmerket motsatt nedre svingbryteren, kontaktene er lukket, og spenningen påføres spolen på startspenningen til pumpen. En slik vannstandssensor i tanken kan fungere i flere tiår, i motsetning til det elektroniske kontrollsystemet.

Væskenivåindikatorer

Nivådetektorer er de vanligste automatiseringsenhetene. Prinsippet om bruk av disse enhetene er svært variert og bestemmes både av de fysiske egenskapene til miljøet og av oppgavene som er utført. Når alarmnivået av tørrlast anvendt ultrasoniske radar, måling av masse Јmkosti produkt, systemer basert på måling av dempningen av ultralydbølgen som forplanter seg langs veggen Јmkosti fra senderen anordnet på alarminnstillingsverdi-nivå for å priЈmnika anbragt horisontalt i en viss avstand. Det er til og med radioisotop-enheter som viser gjennom veggen av beholderen, på motsatt side av hvilken Geiger-telleren er plassert. For å signalisere væskenivået, er det et mye større antall enheter. Hvis væsken er ikke elektrisk ledende, og i tillegg til det ovennevnte, sensorer brukes Јmkostnye - når reservoaret ved signaler nivå kutter par av nærliggende elektroder isolert plЈnkoy fluorplast. Når væsken dekker elektrodene, øker den elektriske kapasitansen på grunn av dens dielektriske konstant, hvis endring måles av sensorens elektriske krets. De mest brukte flyt- og vibrerende alarmer. I flåtsensorer, hvis design er størst, når flottøren flyter, utløses reed-bryteren eller kontaktelementet. Basis for den vibrerende alarmen er LC-generator med lav frekvens. På induktansområdet er det en mekanisk resonator i form av en tuningsgaffel. Når væsken berører kronbladene til resonatoren, øker dempingen av mekaniske svingninger kraftig og generasjonen svikter. Alarmkretsen gir et eksternt signal om at ønsket nivå er nådd. Signalering av nivået av elektrisk ledende væsker, i tillegg til de ovennevnte metoder, utføres oftest ved hjelp av kontrollelektroder. Operasjonsprinsippet er å måle den elektriske motstanden mellom referanseelektroden og den vanlige ledningen. For å eliminere effekten polarisasjon av elektrodene, karakterisert ved at elektroden er dekket plЈnkoy elektrolyseprodukter, dårlig lede elektrisk strøm kontroll er utelukkende vekselstrøm. Ofte måles vannstanden på denne måten. Typisk er spenningen på referanselektroderne ca. 6 V, og den elektroniske kretsen utløses når motstanden i kontrollelektrodekretsen er under 3 kΩ. Signalkretsen har en balansert inngang for begge halvbølger av referansespenningen. Spenningen allokert til målemotstanden er rettet og matet til inngangen til terskelelementet, ved utgangen av hvilket et relé eller et ikke-kontaktelement er forbundet. Siden det i hverdagen er det ofte nødvendig å signalere vannstanden, og kretsene som bruker kontrollelektroder, er enkleste og tilgjengelige for uavhengige repetisjoner. I dette avsnittet vil bare slike systemer bli vurdert. området forfatter har utviklet flere titalls slike ordninger, hovedsakelig for bruk i industrianlegg, men mange utførelser er ideelle for registrering av nivåer i lagringstanker, brønner, bassenger, drenering groper, etc.

I denne seksjonen, for enkelhets skyld, er det bare å vurdere tokanalssignalinnretninger av forskjellig kompleksitet og på forskjellige elementbaser, men antall kanaler kan gjøres noen. For eksempel produserer industrien trekanalssignalinnretninger, og husholdningsapparater kan trenge femkanaler eller mer. Skjema vydaЈt en hvilken som helst signalering som er nødvendig for referanseelektroden en vekselstrøm som er så podaЈtsya et terskelelement som har en hysterese-karakteristikk. Ved utgangen av terskelenheten er det forbundet et elektromagnetisk relé eller ikke-kontaktelementer. På grunn av variasjonen av elementbasen, kan det være et stort antall slike kretser, men for enkelhet vil bare kretser med reléutgang bli vurdert nedenfor.

Betydelig bedre egenskaper har en krets på transistorer (figur 2). For å utelukke spenningen av reléet i det øyeblikket elektroden berører vannoverflaten - på grunn av utilstrekkelige terskelegenskaper til kretsen, er elektrolytkondensatorer installert i basen av transistorene. Som terskelelement, kan du bruke Schmitt-utløseren, som det er gjort i industrielle enheter, men dette kompliserer kraftig kretsen.

Thyristorer og triacer har gode terskelegenskaper. Kredsløpet på tyristorene er enkelt og pålitelig (figur 3), men det er problemer med spenningen ved utgangssensorene. En enklere og mer pålitelig krets (Figur 4) er oppnådd ved hjelp av importerte triacs av BT134-serien. BT138. Eventuelle reléer eller andre belastninger, for eksempel advarselslys eller klokke, kan brukes i kretsen.

Hvis reléer eller andre elementer påføres spenningen

220B, så passer kretsen i figur 5. Terskelelementene er best bygget på sjetonger. Det er mulig å bruke brikken K561TL2 - Schmitt-utløseren, men i lys av dens mangel, blir kretsene med bruken ikke vurdert her.

Hvis du ikke har en egnet transformator med to utgangssvingninger, kan du bruke en krets med en sekundær vikling (figur 8). Avhengig av spenningen til denne viklingen velges utgangsreléer. Kredsløpet har gode egenskaper og en invers karakteristisk for tilstanden til utgangsreléene. Hvis det er nødvendig å regulere vannstanden i Јmkosti der alltid er til stede på overflaten av det spray og bølger - er det best å anvende en dempekrets-nivå-signal. Kretsen bør bare utløses etter at signalet er jevnt utstilt fra elektrodene og ikke slår av utsignalet under en kortvarig utgang av nivået. Svært gode egenskaper har en krets på quadruple komparatoren. Kretsen bruker en transformator med en sekundær vikling. Hvis kretsen krever bruk av kraftige utgangsreléer, er det nødvendig med ekstra transistorforsterkere.

Væskenivåindikatorer

Ofte i industrien benyttes nivåfølere av ROS-typen for å kontrollere væskenivået i tanker, tanker eller groper. Med hjelpen er det enkelt å organisere et styringsskjema på flere nivåer (tømming av tanken, overløpssignal, nødstop ved overløp eller lignende). Utformingen av sensor-relé-typen ROS er veldig enkel: en metallkontrollelektrode laget av rustfritt stål 12H18N10T er presset inn i en isolasjonshylse. Isolasjonshylsen blir i sin tur presset inn i en metallramme med tråd. Den ene enden av referanselektroden er plassert i riktig avstand fra bunnen av tanken. En ledning som forbinder elektroden til inngangen til signalenheten er koblet til elektrodenes andre ende (med gjengede tråder og skruede muttere). Så snart væskenivået når den frie enden av elektroden, lukkes "kontrollelektrodejord" kretsen og reléet i signalenheten utløses. Jordkontaktens rolle utføres av en av elektrodene (vanligvis den lengste) eller veggen til metallreservoaret eller metallstrimmelen på bunnen av det ikke-metalliske reservoaret. I alle fall må jordkontakten jordes og kobles til den nøytrale inngangen til DFB-signalenheten.

En vekslingsspenning i størrelsesorden 6 volt blir påført på elektroden under drift. Tilførselen av en veksling utføres, da tilførselen av en konstant spenning kan forårsake elektrolyseprosesser i visse løsninger og utfelling av henfallsprodukter på kontrollelektroden. Ved å følge prinsippene for drift av nivåfølere av denne type, kan det forstås at for normal drift av signalinnretningene, må væsken ha tilstrekkelig elektrisk ledningsevne og ikke inneholde forurensende stoffer som danner den ledende film. Kontroller at nivået av destillert vann eller vann som er forurenset med smøremidler eller oljeprodukter ved hjelp av ROS-signalgivere, vil være svært problematisk. I dette tilfellet er det mer rimelig å anvende andre metoder for nivåkontroll.

Lengden på referanselektrodenes frie ende kan være fra 10 cm (med horisontal montering) til 5 meter (med vertikal montering) eller til og med 10 meter (kabelelektrode med vertikal montering). Når sensorene monteres vertikalt på tankdekselet, må avstanden mellom sensorens monteringshull være minst 60 mm for å unngå gjensidig forstyrrelse av elektrodene med hverandre. Hvis sensorene med testelektroder lengre enn 60 cm er montert på tanker der det er sterk væskestørrelse, er det nødvendig å også fikse elektrodens nedre del. Fiksering av elektrodens nedre del kan utføres ved hjelp av isolerende stivere, eller sørge for beskyttelse av elektroden med en dempingsanordning (ledende perforert rør, rist, etc.).

Horisontal installasjon av sensorer er bare mulig å kontrollere væskenivået som ikke danner ledende innskudd på sensorens isolasjonshylse. For å sikre væskestrømmen fra kontrollelektroden anbefales det at sensoren er orientert slik at aksen er rettet ned 10-20 ° fra horisontalaksen. Sjefene for montering av sensorer må ha den minste høyde som kreves. Motstanden til signalledningene (fra elektroden til alarmenheten) skal ikke være over 20 ohm. Isolasjonsmotstand forbundet med signalledningene (men ikke senket ned i vann) sensorer i forhold til jord, må være minst 20 megohm ved en testspenning på 500V. Plasseringsstedet til ledningen til styreelektroden må beskyttes mot fuktighetstrykk av en gummihett. Isolerende sensorhylsen må være laget av polyetylen, polytetrafluoretylen eller keramisk avhengig av den maksimale temperatur-kontrollert miljø (80, 200 eller 300 grader, henholdsvis).

Til periodisk å kontrollere ROS signale nivå arbeider etter, om nødvendig, for å blokkere arbeidet til aktuatorene og forbundet i serie ved å lukke-sensorelektroder til "jord" gjennom motstanden 1. 5 kW, for å sikre hensiktsmessig påvirkning relé og belysning av lysdioder ROS signaleringsenhet. For å fjerne avleiringer på kontrollelektroder og isolasjonshylser, anbefales det å tørke dem med en klut fuktet med alkohol.

Float nivå målere, til tross for deres primitive design, er fortsatt brukt. Og ofte er de installert på det nyeste importerte utstyret. De er spesielt montert på hydrauliske reservoarer produsert av HYDAC, for å kontrollere nivået av vann-glukose blandingen og for å aktivere pumpen. Årsaken til dette er påliteligheten og upretensiøsiteten til nivåmålere av denne typen, evnen til å justere utløsningsnivåene (i enkelte modeller). Utformingen og måten å koble flytmålerne til tanken, kan være forskjellig, men prinsippet om drift er alltid det samme.

En av de mulige varianter av flottørnivåmåleren er en hulstang laget av ikke-magnetisk materiale, innenfor hvilke det er plassert magnetisk styrte kontakter (reed-brytere) på øvre og nedre nivå. Stangets indre rom er hermetisk forseglet og isolert fra væsken. En flyter med en innebygd magnet beveger seg fritt langs stangen. Flytende flyte oppover skyldes effekten av den arkimediske kraften: når væskenivået i reservoaret stiger, flyter flottøren opp. Flytningen av flottøren nedover skyldes virkningen av universalkraftens krefter: Når væskenivået faller, flyter flottøren etter det. Flytting av flottøren opp og ned er begrenset av sirkel. Når flottøren, med en magnet som er innebygd i den, når toppen eller bunnen av reed-bryteren, lukker kontaktene til flottørbryteren. Automatiseringskretsen utløses ved å aktivere alarmkretser og / eller aktuatorer. En flåtsender kan kun ha en magnetisk kontrollert kontakt - kun det øvre eller bare det nedre grenseverdien.

Denne nivåmåleren har faste driftsgrenser, som ikke kan endres under drift. Lengden på stangen for slike målere kan være fra flere titalls centimeter til 1,5 meter. Nivåmåleren til denne konstruksjonen må monteres strengt vertikalt for å unngå å "stikke" flåten.

Float gauges med justerbare terskler har en annen design og metode for tilkobling til prosessen. De er laget i form av en bypass til tanken, væskenivået som styres, og opererer på prinsippet om å kommunisere fartøy. Væskenivået i gaugeens hule stang er det samme som i tanken. Gjennom den nedre tilkoblingen av nivåmåleren til reservoaret kommer væske inn i den, og gjennom den øvre forbindelsen kommer luft ut av måleren. Hvis nivåmåleren bare er koblet til tanken ved ett, nedre punkt, kan væskenivåene i reservoaret og målerestangen ikke falle sammen. For visuelt å kontrollere væskenivået i tanken, er den hule kjernen oftest laget av et transparent materiale - for eksempel et glassrør.

Magnetisk kontrollerte kontakter er plassert inne i plastklemmer, som kan bevege seg langs stangen på nivåmåleren. Justeringstrinnene utløser senderen ved å montere klemmene i ønsket avstand. Hvis klemmene med reed-brytere ikke er installert i øverste stilling og ikke i laveste posisjon, kan følgende situasjon oppstå. I tilfelle strømforsyningsfeil fra flottørnivåkontrollkretsen, på grunn av endringen i væskenivået, kan den magnetisk styrte kontakten "glide", men automatikkkretsen virker ikke. Etter å ha slått på forsyningsspenningen, vil ingen alarmer bli mottatt, mens tanken på den tiden allerede er tom eller omvendt overfylt.

Utformingen av denne senderen er svært lik konstruksjonen av et rotameter (med funksjon av en strømbryter). Den viktigste kjennetegn er flattens form. Rotametre er vanligvis designet for å måle strømmen av gasser, slik at flottøren i dem har formen av en ball (for svært små målte strømningshastigheter) eller en konus som peker nedover. Rotameterets glassrør har en mindre diameter enn røret på flottørnivåmåleren, som med små rørdiametre kan ha en effekt av overflatespenning av væsken, noe som vil påvirke målingen av nivået.

Flatnivåmålene som vurderes, har begrensninger på bruk av forurensende stoffer i væsker, siden de kan slå seg ned på flottøren og stangen. Dette vil føre til at flåten blir sittende fast. For å kontrollere nivået av forurensede væsker, bruk flyte nivåmålere av andre konstruksjoner (med en stang for eksempel).

For mer informasjon, se FAQ-delen.

Nivåkontrollreléer for automatisering av pumpeenheter

Nivåkontrollreléene styr driften av pumpestarter og ventiler for å kontrollere væskenivå. Slike innretninger er i stand til å opprettholde et fast vannnivå i tankene.

Elektroniske nivå kontroll reléer arbeider med elektrode og flyt sensorer, manometre, radioaktive sensorer, etc.

Elektrode nivå sensor

Brukes til å kontrollere nivået av elektrisk ledende væsker. Operasjonsprinsipp: overvåking av vannmotstand mellom enkeltpolede nedsenket elektroder, for hvilken en vekslingsspenning brukes.

Hvis vannet kommer i kontakt med en liten elektrode, slår pumpestarteren seg av. Når nivået faller til lange elektroder, slås pumpen på.

Float nivå sensor

I de fleste tilfeller er passende sensorer i settet med en nivåbryter. Etter at et slikt sett er kjøpt, må brukeren bare koble til og konfigurere alt riktig.

Nedenfor er enhetene som er preget av høy pålitelighet og gode driftsparametere.

Fig. 1. Relé RKU-1M

Fig. 2. Diagram over pumpeforbindelse til CGS-1M

Vannnivåbryteren РОС-301 - kontrollerer tre nivåer av elektrisk ledende væsker gjennom uavhengige tre kanaler i ett eller annet fartøy.

Fig. 3. Relé ROS-301

Relé enkelt nivå vannstand PZ-828 - har justerbar følsomhet, spenning - 230V, maksimale strømutgangskretser - 16A. Enheten bruker en overgangskontakt.

Fig. 4. Relé PZ-828

Fig. 5. Tilkoblingsdiagrammer for PZ-828-reléet (direkte til lasten og via magnetstarteren)

To-nivå relé PZ-829 er en automatisk enhet med justerbar følsomhet. Denne elektroniske enheten kan kontrollere tilstedeværelsen av væske på to nivåer.

Fig. 6. Tilkoblingsskjema for en firenivånivåbryter PZ-830

PZ-832-reléet på fire nivåer overvåker og opprettholder nivået av ledende væsker i tanker, vanntårn, svømmebassenger, etc., som styrer pumpens elektriske motorer.

Hovedkarakteristika: effekt 3,5 VA, tre sensorer, maksimal følsomhet 50 KΩ, strøm 230 V, driftstemperatur -100С - + 450, beskyttelse IP20.

EBR-1 nivåbryter

Pakken inneholder seks sensorer. På grunn av kostnadene er dette overvåkingsreléet et ideelt alternativ for moderne overvåkning av vannoverflaten.

Væskenivåovervåkingssystem med elektroder

Nivåkontrollreléet er konstruert for å overvåke og vedlikeholde væskenivået i tanken innenfor de angitte grensene ved å slå væsketilførselen på og av med en pumpe eller magnetventil

Relé ordning er meget enkel og består av bare en enkelt brikke timer NE555, nøkkelen transistor, reléspole spenning 12V DC LED for å indikere relé energisert tilstand og andre småting. Ordningen har kommet et sted på internett på noen kinesiske steder, og allerede en gang var nyttig. Kanskje det vil tjene en av dere.

Denne kretsen drives av en vekselstrømskilde med en spenning på 9-12V. Når drevet av en likestrømkilde, kan en diodebro med D2-D5-dioder og en kondensator C4 fjernes fra kretsen. Samtidig må forsyningsspenningen være minst 12 og ikke over 17 V. Enhver relé med en 12 V DC-spole med strømkontakter som tillater bytte av pumpe eller ventil. Som Q1 kan enhver annen lignende n-p-n-transistor med lav effekt brukes. Motstandene R1, R2 og R3 er forbundet med ledninger fra kapasitanselektroder, hvor "VU" er det øvre nivået, "NU" er det nedre nivået, "totalt". vanlig wire. Hvis beholderen for væske er metallisk, så er utgangen "total". må festes direkte til den. På beskrivelsen av reléets drift, vil jeg ikke bruke tid, fordi alt er synlig på videoen ;-)

Held og lykke, fred og god! 73!

Vannnivå sensor: enhet og funksjon

I industrien og hverdagen er det et konstant behov for å kontrollere væskenivåene i tankene. Måleutstyrene er klassifisert som kontakt og ikke-kontakt. For begge varianter er vannstandssensoren plassert i en viss høyde av tanken, og den utløser, signaliserer eller styrer en endring i forsyningsmodus.

Kontaktanordninger opererer på grunnlag av flyter, koblingskretser når væsken når de angitte markørene.

Ikke-kontaktmetoder er delt inn i magnetisk, kapasitiv, ultralyd, optisk og andre. Enheter har ikke bevegelige deler. De er nedsenket i kontrollert væske eller bulkmedium eller festet til veggene i tankene.

Float brytere

Pålitelige og billige enheter for å overvåke væskenivået ved hjelp av flyter er de vanligste. De kan være strukturelt forskjellige. Vi vil undersøke deres typer.

Vertikal layout

En vannnivåføler med flytende type med en vertikal stamme brukes ofte. Inne er det en rund magnet. Stammen er et hul plastrør med innvendige reedbrytere. En flyt med fast magnet ligger alltid på overflaten av væsken. Nærmer reed-bryteren, magnetfeltet utløser sine kontakter, som er et signal om fylling av beholderen til et bestemt volum. Når kontaktparene er koblet i serie gjennom hver motstand, kan vannet overvåkes kontinuerlig i henhold til kretsens generelle motstand. Standardsignalet varierer fra 4 til 20 mA. Vannnivå sensoren er oftest plassert i tankens øvre del i en seksjon på opptil 3 meter i lengden.

Elektriske kretser med reedbrytere kan variere med den mekaniske delenes utvendige likhet. Sensorene er plassert på ett, to og flere nivåer, og gir et signal om hvor full tanken er. De kan også være lineære, og sender kontinuerlig et signal.

Horisontal plassering

Hvis sensoren ikke kan installeres ovenfra, er den festet horisontalt til tankveggen. En magnet med en flyter er montert på spaken med et hengsel, og reedbryteren er plassert i foringsrøret. Når væsken stiger til den øvre posisjonen, nærmer magneten kontaktene og sensoren reagerer, og signaliserer at grenseposisjonen er nådd.

Ved økt forurensning eller frysing av væske, brukes en mer pålitelig flytføler på vannstanden på den fleksible kabelen. Den består av en liten, forseglet beholder med en metallkule med reedkontakt eller en tumbler inni. Når vannstanden faller sammen med sensorenes posisjon, reverseres kapasitansen og kontakten aktiveres.

En av de mest nøyaktige og pålitelige flytesensorene er magnetostriktiv. De inneholder en flyte med en magnet som glir over metallstangen. Operasjonsprinsippet består i å endre varighet av passasjen gjennom ultralydpulsens stang. Fraværet av elektriske kontakter forbedrer signifikant nøyaktigheten av responsen når grensesnittet mellom medier i en gitt posisjon er nådd.

Kapasitive sensorer

En kontaktfri enhet reagerer på forskjellen mellom dielektrisk konstant av forskjellige materialer. Vannnivå sensoren i tanken er installert utenfor tankens sidevegg. På dette tidspunktet bør det være en innsats av glass eller fluoroplast, slik at det er mulig å skille mellom mediegrensesnitt gjennom det. Avstanden hvor detekteringselementet fanger forandringen i det styrte medium er 25 mm.

Den hermetiske utformingen av den kapasitive sensoren gjør det mulig å plassere det i et kontrollert miljø, for eksempel i en rørledning eller i et lokket. I dette tilfellet kan det være under press. Dermed opprettholdes tilstedeværelsen av væske i en lukket reaktor under prosessen.

Elektroder sensorer

Vannnivå sensoren med elektrodene plassert i væsken reagerer på en endring i elektrisk ledningsevne mellom dem. For å gjøre dette, er de festet med klemmer og plassert på maksimalt øvre og nedre nivå. Med en lengre er en annen dirigent installert i paret, men vanligvis brukes et metalltankhus i stedet.

Vannnivå sensorkrets er koblet til pumpens motorstyringssystem. Med en full tank blir alle elektrodene nedsenket i væsken, og en kontrollstrøm strømmer mellom dem, som er et signal for å slå av vannpumpeens motor. Vann strømmer også ikke, hvis det ikke berører den synlige øvre lederen. Pumpens startsignal er nivåfallet under den lange elektroden.

Problemet med alle sensorer er oksidasjon av kontakter i vannet. For å redusere dens innvirkning, bruk rustfritt stål eller grafittstenger.

Vannnivå sensor

Enkelhet av enheten gjør det mulig å produsere det selv. For å gjøre dette trenger du en flyte, en spak og en ventil. Hele strukturen er plassert i tankens øvre del. Float med spaken er forbundet med stangen som beveger stempelet.

Når vannet når det øvre grenseverdien, beveger flottøren spaken, som virker på stempelet og lukker strømmen gjennom nedre rør.

Etter hvert som vannet strømmer, faller flottøren, hvoretter stemplet åpner hullet igjen, hvorved det er mulig å fylle reservoaret igjen.

Med riktig valg og produksjon, fungerer vannstandssensoren, montert med egne hender, pålitelig i husholdningen.

konklusjon

Vannnivå sensoren er uunnværlig i privat sektor. Med det blir tiden ikke bortkastet når du kontrollerer fyllingen av potten i hagen, nivået i brønnen, borehullet eller septiktanken. En enkel enhet uten hjelp av verten vil starte eller stoppe vannpumpen i tide. Bare glem ikke om dens forebygging.

Nivå sensorer

Væskenivåovervåkingssystem med elektroder

Nivåkontrollreléer for automatisering av pumpeenheter

Velg vannstandssensoren i tanken og tanken

Design og drift prinsipp

Typer av nivå sensorer

float

ultralyd

elektrode

kapasitiv

radar

hydrostatisk

Hvordan velge?

Lag en vannstandssensor i tanken med egne hender

Væskenivåindikatorer

Væskenivåindikatorer

Nivåkontrollreléer for automatisering av pumpeenheter

Væskenivåovervåkingssystem med elektroder

Vannnivå sensor: enhet og funksjon

Float brytere

Vertikal layout

Horisontal plassering

Kapasitive sensorer

Elektroder sensorer

Vannnivå sensor

konklusjon

For Flere Artikler Om Hjemmelagde Produkter