Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Na automatizáciu mnohých výrobných procesov je potrebné monitorovať hladinu vody v nádrži, meranie sa vykonáva pomocou špeciálneho senzora, ktorý vysiela signál, keď procesné médium dosiahne určitú úroveň. Je nemožné bez hladinomerov v každodennom živote, živým príkladom je uzatvárací ventil toaletnej cisterny alebo automatické zariadenie na vypnutie studňového čerpadla. Pozrime sa na rôzne typy hladinových snímačov, ich konštrukciu a princíp činnosti. Tieto informácie budú užitočné pri výbere zariadenia pre konkrétnu úlohu alebo pri vytváraní senzora vlastnými rukami.

Rôzne typy hladinových snímačov

Návrh a princíp činnosti

Konštrukcia meracích prístrojov tohto typu je určená nasledujúcimi parametrami:

  • Funkčnosť v závislosti od tohto zariadenia je zvyčajne rozdelená na signalizačné zariadenia a hladinomery. Prvá stopa špecifického bodu naplnenia nádrže (minimálna alebo maximálna), druhá priebežná kontrola úrovne.
  • Princíp činnosti môže byť založený na: hydrostatike, elektrickej vodivosti, magnetizme, optike, akustike atď. V skutočnosti je to hlavný parameter, ktorý určuje rozsah aplikácie.
  • Metóda merania (kontaktná alebo bezkontaktná).

Okrem toho sú konštrukčné vlastnosti určené povahou technologického prostredia. Jedna vec je meranie výšky pitnej vody v nádrži, ďalšia je kontrola plnenia nádrží na priemyselné odpadové vody. V druhom prípade sa vyžaduje vhodná ochrana.

Typy hladinových snímačov

V závislosti od princípu činnosti môžu byť signalizačné zariadenia rozdelené do nasledujúcich typov:

  • plavákový typ;
  • použitie ultrazvukových vĺn;
  • zariadenia s princípom kapacitnej úrovne;
  • elektróda;
  • radarový typ;
  • práce na hydrostatickom princípe.

Keďže tieto typy sú najbežnejšie, zvážte ich každý zvlášť.

plavák

Toto je najjednoduchší, ale napriek tomu účinný a spoľahlivý spôsob merania tekutiny v nádrži alebo inej nádobe. Príklad implementácie je možné nájsť na obr.

Obr. 2. Plovákový snímač pre riadenie čerpadla

Konštrukcia sa skladá z plaváka s magnetom a dvoch jazýčkových spínačov inštalovaných v kontrolných bodoch. Stručne opíšte princíp akcie:

  • Nádrž je vyprázdnená na kritické minimum (A na obr. 2), zatiaľ čo plavák je spustený na úroveň, kde je umiestnený jazýčkový spínač 2, zapne relé dodávajúce energiu čerpadlu čerpajúcemu vodu zo studne.
  • Voda dosiahne značku maxima, plavák sa dostane do polohy jazýčkového spínača 1, spustí sa a relé sa vypne, motor čerpadla prestane pracovať.

Je to celkom jednoduché urobiť taký jazýčkový prepínač sami, ale jeho konfigurácia je znížená na nastavenie on-off úrovní.

Všimnite si, že ak zvolíte správny materiál pre plavák, snímač hladiny vody bude fungovať, aj keď je v nádrži vrstva peny.

ultrazvukové

Tento typ elektromeru je možné použiť pre tekuté aj suché médiá a môže mať analógový alebo diskrétny výstup. To znamená, že senzor môže obmedziť plnenie tak, aby dosiahol určitý bod alebo ho neustále sledoval. Zariadenie obsahuje ultrazvukový vysielač, spracovanie signálu prijímača a regulátora. Princíp činnosti detektora je znázornený na obr.

Obr. 3. Princíp činnosti ultrazvukového snímača hladiny

Systém funguje nasledovne:

  • vyžaruje sa ultrazvukový impulz;
  • prijatý odrazený signál;
  • Analyzuje sa trvanie útlmu signálu. Ak je nádrž plná, bude krátka (A obr. 3), a keď sa začne vyprázdňovať, začne sa zvyšovať (B obr. 3).

Ultrazvukový alarm je bezkontaktný a bezdrôtový, takže ho možno použiť aj v agresívnom a výbušnom prostredí. Po počiatočnom nastavení takýto senzor nevyžaduje žiadnu špeciálnu údržbu a neprítomnosť pohyblivých častí výrazne predlžuje životnosť.

elektróda

Elektródové (vodivostné) alarmy umožňujú ovládať jednu alebo viac úrovní elektricky vodivého média (to znamená, že nie sú vhodné na meranie naplnenia nádrže destilovanou vodou). Príklad použitia zariadenia je znázornený na obr.

Obrázok 4. Meranie hladiny kvapaliny pomocou snímačov vodivosti

Vo vyššie uvedenom príklade sa používa trojúrovňové poplašné zariadenie, v ktorom dve elektródy riadia plnenie nádrže a tretí je núdzový, aby sa aktivoval režim intenzívneho čerpania.

kapacitné

Pomocou týchto signalizačných zariadení je možné určiť maximálne naplnenie nádoby a ako technologické médium môžu pôsobiť kvapalné aj granulované látky zmiešaného zloženia (pozri obr. 5).

Obr. 5. Kapacitný snímač hladiny

Princíp činnosti detektora je rovnaký ako princíp kondenzátora: vykoná sa meranie kapacity medzi doskami snímacieho prvku. Po dosiahnutí prahu sa do regulátora vyšle signál. V niektorých prípadoch ide o verziu „suchý kontakt“, to znamená, že meradlo pracuje cez stenu nádrže izolovane od procesného média.

Tieto zariadenia môžu pracovať v širokom teplotnom rozsahu, nie sú ovplyvnené elektromagnetickými poľami a prevádzka je možná vo veľkej vzdialenosti. Takéto vlastnosti výrazne rozširujú rozsah použitia až na ťažké prevádzkové podmienky.

radar

Tento typ poplašného zariadenia môže byť naozaj nazývaný univerzálny, pretože môže pracovať s akýmkoľvek technologickým prostredím, vrátane agresívnych a výbušných, a tlak a teplota neovplyvní hodnoty. Príklad činnosti zariadenia je znázornený na obrázku nižšie.

Meranie hladiny radarovým senzorom

Prístroj vydáva rádiové vlny v úzkom rozsahu (niekoľko gigahertz), prijímač zachytáva odrazený signál a určuje kapacitu kapacity kapacitancie podľa času oneskorenia. Merací senzor nie je ovplyvnený tlakom, teplotou alebo povahou procesnej tekutiny. Prach tiež neovplyvňuje hodnoty, ktoré nie sú pravdivé pre laserové alarmy. Je tiež potrebné poznamenať vysokú presnosť zariadení tohto typu, ich chyba nie je väčšia ako jeden milimeter.

hydrostatický

Tieto alarmy môžu merať ako okrajové, tak aj aktuálne nádrže. Ich princíp činnosti je znázornený na obr.

Obrázok 7. Meranie výplne gyrostatickým snímačom

Zariadenie je postavené na princípe merania úrovne tlaku vytvoreného kvapalinovým stĺpcom. Prijateľná presnosť a nízke náklady robili tento vzhľad veľmi populárnym.

V rámci tohto článku nemôžeme kontrolovať všetky typy alarmov, napríklad rotačnú vlajku, aby sme určili objemové látky (signál nastane, keď sa list ventilátora uviazne vo veľkom médiu, ktoré predtým vytiahlo jamu). Nemá zmysel uvažovať aj o princípe prevádzky meračov rádioizotopov, najmä na odporučenie kontroly hladiny pitnej vody.

Ako si vybrať?

Výber snímača hladiny vody v nádrži závisí od mnohých faktorov, z ktorých hlavnými sú:

  • Zloženie kvapaliny. V závislosti od obsahu nečistôt vo vode sa môže meniť hustota a vodivosť roztoku, čo pravdepodobne ovplyvní hodnoty.
  • Objem nádrže a materiál, z ktorého je vyrobený.
  • Funkčný účel nádrže na akumuláciu tekutiny.
  • Vyžaduje sa potreba ovládať minimálnu a maximálnu úroveň alebo monitorovanie súčasného stavu.
  • Prípustnosť integrácie do automatizovaného systému riadenia.
  • Prepínacie schopnosti zariadenia.

Toto nie je úplný zoznam pre výber nástrojov tohto typu. Prirodzene, pre domáce účely sa môžu kritériá výberu výrazne znížiť obmedzením na objem nádrže, typ prevádzky a riadiaci obvod. Významné zníženie požiadaviek umožňuje nezávisle vyrábať takéto zariadenie.

Urobte snímač hladiny vody v nádrži vlastnými rukami

Predpokladajme, že je úlohou automatizovať prácu ponorného čerpadla na prívod vody do chaty. Voda spravidla vstupuje do zásobníka, preto sa musíme uistiť, že čerpadlo sa automaticky vypne, keď sa naplní. Na tento účel nie je nutné kupovať laserový alebo radarový indikátor úrovne, v skutočnosti nie je potrebný nákup. Jednoduchá úloha vyžaduje jednoduché riešenie, je to znázornené na obr.

Schéma riadenia vodných čerpadiel

Na vyriešenie problému je potrebný magnetický štartér s 220 voltovou cievkou a dva jazýčkové spínače: minimálna úroveň je pre skrat, maximálna úroveň pre otvorenie. Schéma zapojenia čerpadla je jednoduchá a, čo je dôležité, bezpečné. Princíp činnosti bol opísaný vyššie, ale opakujeme:

  • Ako sa nastavuje voda, plavák s magnetom postupne stúpa, až kým nedosiahne maximálnu úroveň jazýčkového spínača.
  • Magnetické pole otvorí jazýčkový spínač a vypne štartovaciu cievku, čo vedie k odpojeniu motora od napätia.
  • Keď sa spotrebuje voda, plavák klesá, až kým nedosiahne minimálnu značku oproti spodnému jazýčkovému spínaču, jeho kontakty sa zatvoria a na štartovaciu cievku, ktorá napája čerpadlo, sa privádza napätie. Takýto snímač hladiny vody v nádrži môže fungovať celé desaťročia, na rozdiel od elektronického riadiaceho systému.

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie: