В промышленности и быту постоянно существует необходимость контроля за уровнями жидкостей в емкостях. Устройства измерения классифицируют как контактные и бесконтактные. Для обоих вариантов датчик уровня воды располагают на определенной высоте резервуара, и он срабатывает, сигнализируя или подавая команду на изменение режима ее подачи.
Контактные устройства работают на основе поплавков, переключающих схемы при достижении жидкостью заданных отметок.
Бесконтактные способы подразделяются на магнитные, емкостные, ультразвуковые, оптические и другие. Устройства не имеют подвижных частей. Они погружаются в контролируемые жидкие или сыпучие среды или закрепляются на стенках баков.
Вертикальное расположение
Часто применяется поплавковый датчик уровня воды с вертикальным штоком. Внутри него размещен круглый магнит. Шток представляет собой полую пластиковую трубку с расположенными внутри герконами.
Поплавок с закрепленным магнитом всегда располагается на поверхности жидкости. Подходя к геркону, поле магнита вызывает срабатывание его контактов, что является сигналом о заполнении емкости до определенного объема. При последовательном соединении контактных пар между собой через резисторы можно постоянно следить за уровнем воды по общему сопротивлению цепи. Стандартный сигнал при этом меняется от 4 до 20 мА. Датчик уровня воды чаще всего размещается в верхней части резервуара на участке длиной до 3 м.
Электрические схемы с герконами могут отличаться при внешнем сходстве механической части. Датчики располагаются на одном, двух и большем количестве уровней, подавая сигнал о том, насколько наполнен бак. Они также могут быть линейными, непрерывно передавая сигнал.
Возможно, вам также будет интересно
Наиболее востребованной характеристикой датчиков положения является большой рабочий диапазон. Среди последних тенденций – поддержка подключения к стандартным сетям и установка датчиков положения вместо концевых переключателей.
В начале июня 2016 г. Группа по стандартизации встраиваемых технологий (SGET) выпустила новую спецификацию — SMARC 2.0. Компания congatec, европейский лидер по производству модулей, представила первые модели, отвечающие данной спецификации. Модули оснащены новыми процессорами Atom, Celeron и Pentium от Intel с условным названием Apollo Lake.
Первый Московский государственный медицинский университет имени И. М. Сеченова использует систему охранного видеонаблюдения, состоящую из 600 IP-камер под управлением программного комплекса Macroscop.
Горизонтальное расположение
Если сверху датчик установить не удается, его крепят горизонтально к стене резервуара. Магнит с поплавком устанавливают на рычаге с шарниром, а геркон помещают в корпусе. При подъеме жидкости в верхнее положение магнит подходит к коннтактам и датчик срабатывает, сигнализируя о достижении предельного положения.
При повышенной загрязненности или замерзании жидкости применяется более надежный поплавковый датчик уровня воды на гибком тросе. Он состоит из размещенной на глубине небольшой герметичной емкости с металлическим шариком с герконовым контактом или тумблером внутри. При совпадении уровня воды с положением датчика происходит переворот емкости и срабатывание контакта.
Одними из самых точных и надежных поплавковых датчиков являются магнитострикционные. Они содержат поплавок с магнитом, которые скользят по металлическому стержню. Принцип работы заключается в изменении продолжительности прохождения через стержень ультразвукового импульса. Отсутствие электрических контактов существенно повышает четкость срабатывания при достижении границы раздела сред заданного положения.
Какие бывают датчики?
Электродный датчик представляет из себя три электрода — один короткий и два длинных. Короткий электрод выполняет функцию датчика максимального уровня, а длинные — минимального. При соприкосновении жидкости и короткого электрода отключается двигатель насоса, сигнализируя о достижении верхнего уровня. При понижении уровня жидкости до длинных электродов, насос включается и емкость начинает заполняться.
Поплавковый датчик имеет в основе своей конструкции поплавок, с установленным внутри него магнитом и геркон, встроенный в трубку датчика. При изменении уровня жидкости поплавок поднимается или опускается, магнит приближается к геркону, что приводит к замыканию контакта.
Емкостной датчик или, как его еще принято называть, измеритель уровня воды параметрического типа. Такие датчики способны трансформировать измеряемую величину в изменение емкостного сопротивления.
Емкостные датчики уровня
В зависимости от того, какой датчик будет установлен в применяемом регуляторе уровня воды, будет зависеть и схема самого реле.
Емкостные датчики
Бесконтактное устройство реагирует на разницу между диэлектрической проницаемостью разных материаллов. Датчик уровня воды в резервуаре устанавливается снаружи боковой стенки емкости. В этом месте должна быть вставка из стекла или фторопласта, чтобы через нее можно было различить границу раздела сред. Расстояние, на котором чувствительный элемент улавливает изменение контролируемой среды, составляет 25 мм.
Герметичное исполнение емкостного датчика дает возможность помещать его в контролируемую среду, например, в трубопровод или в крышку резервуара. При этом он может находиться под давлением. Таким образом поддерживается наличие жидкости в закрытом реакторе при осуществлении технологического процесса.
Кондуктометрические датчики
Кондуктометрические датчики уровня (рис. 2, 3) применяют для контроля одного или нескольких предельных уровней жидкости, проводящей электрический ток. К таким жидкостям относятся растворы кислот и щелочей, вода и водные растворы солей, пищевые продукты и т.п. Принцип действия этих датчиков основан на разнице электрической проводимости жидкости и воздуха, фиксируемой электродом. Кондуктометрические датчики бывают как одностержневыми (одноэлектродные), так и многостержневыми (многоэлектродные) — для контроля нескольких уровней жидкости.
Рис. 2. Датчик уровня кондуктометрический 3-стержневой ОВЕН ДСП.3
Рис. 3. Датчик уровня кондуктометрический ОВЕН ДС.ПВТ
Кондуктометрические датчики (типа ДУ, ДС и ДС.ПВТ) в простейшем случае представляют собой изолированные металлические электроды, выполненные из нержавеющей стали. Один электрод является общим для всей схемы контроля, он устанавливается в резервуаре так, чтобы его рабочая часть находилась в постоянном контакте с жидкостью (от нижнего до верхнего уровня контроля). При установке в металлическом резервуаре его корпус может быть использован в качестве общего электрода. Остальные электроды являются сигнальными и располагаются на соответствующих своему назначению уровнях. По мере заполнения резервуара электроды, соприкасаясь с жидкостью, замыкают электрическую цепь между общим и соответствующими сигнальными входами прибора.
Электродные датчики
Датчик уровня воды с помещенными в жидкость электродами реагирует на изменение электропроводности между ними. Для этого их крепят зажимами и размещают на предельно верхнем и нижнем уровнях. С более длинным в паре устанавливают еще один проводник, но обычно вместо него используют металлический корпус резервуара.
Схема датчика уровня воды соединяется с системой управления электродвигателем насоса. При полном баке все электроды погружены в жидкость и между ними протекает ток управления, который является сигналом на отключение двигателя водяного насоса. Вода также не поступает, еслти она не касается оголенного верхнего проводника. Сигналом включения насоса является снижение уровня ниже длинного электрода.
Проблемой всех датчиков является окисление контактов, находящихся в воде. Чтобы уменьшить его влияние, применяют нержавеющую сталь или графитовые стержни.
Наш ассортимент
Недорогие датчики пригодны для анализов чистой питьевой воды, контроля конденсата, технологических процессов очистки стоков и так далее. Ключевой особенностью бюджетной категории является экономичность, при этом сохраняются высокие рабочие характеристики.
Цифровые бесконтактные датчики электропроводности воды Memosens обеспечивают точную передачу данных на расстоянии до 100 метров от анализирующего блока. Они оснащаются прочными корпусами и способны работать в широком диапазоне температур. В ассортименте представлены экономичные модели с высокими характеристиками.
Приборы с повышенной защитой предназначены для применения в кислых и сильно загрязненных химически средах. Специальный полимерный корпус защищает внутренние компоненты, считывающий элемент выполняется из высокопрочных сплавов. Дополнительным преимуществом является широкий диапазон температур и давлений. двухэлектродные датчики применяются для контроля качества технологических процессов очистки жидкостей и водоподготовки.
Компактные изделия просто и быстро очищаются от загрязнений. четырехэлектродные датчики используются для точного измерения электропроводности. Их конструкция позволяет осуществлять измерения в сильно загрязненных средах и в веществах, включающих едкие и отбеливающие растворы. Современные модели обладают компактными размерами, высокой точностью и надежностью.
Специалисты «Синтрол» всегда готовы предоставить полную информацию о предлагаемой продукции и помочь с выбором. Для бесплатной консультации воспользуйтесь электронной почтой или телефоном.
Датчик уровня воды своими руками
Простота устройства дает возможность изготовить его самостоятельно. Для этого нужен поплавок, рычаг и клапан. Вся конструкция размещается в верхней части бака. Поплавок с рычагом соединяется со штоком, перемещающим поршень.
При достижении водой верхнего предельного уровня поплавок перемещает рычаг, который воздействует на поршень и закрывает подачу через нижнюю трубу.
По мере расхода воды поплавок опускается, после чего поршень снова открывает отверстие, через которое можно опять наполнять резервуар.
При правильном выборе и изготовлении датчик уровня воды, своими руками собранный, надежно работает в домашнем хозяйстве.
Кондуктометрические датчики уровня ОВЕН
Компания ОВЕН серийно производит сигнализаторы уровня типа ДС и ДУ, предназначенные для контроля уровней электропроводных жидкостей.
| ДС.ПВТ | ДС.П |
| ДСП.3 | ДУ.4 | Стержень с адаптером |
Рис.1. Кондуктометрические датчики уровня
Датчики уровня кондуктометрического типа (рис.
1) используются для защиты емкостей от переполнения, предохранения насосов от «сухого» хода, контроля одного или нескольких уровней электропроводных жидкостей (более 0,2 См/м).
ОБЛАСТЬ И ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ, ТРЕБОВАНИЯ К РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ
Датчики кондуктометрического типа успешно используются для измерения уровня жидкостей с проводимостью от 0,2 См/м, температурой до +350 °С и давлением в пределах 6,3 МПа. Точные значения характеристик зависят от материалов корпуса и изоляции и в обязательном порядке указываются производителем.
К самым распространенным типам рабочих жидкостей относят:
- водопроводную, техническую и морскую воду;
- слабые растворы солей, щелочей и кислот;
- сточные и дренажные воды;
- пищевые жидкости (квас, пиво, молоко, напитки).
Стандартной областью применения кондуктометрических датчиков считается измерение уровня жидкости в пищевой, химической и с/х промышленности и энергетике. В частности, их устанавливают в САУ линий производства продуктов и напитков, системах водоподготовки и снабжения, очистных, поливочных и дренажных сооружениях.
Безотказная работа при избыточном давлении делает возможной их эксплуатацию в котельных, насосных станциях и гидросооружениях. Тип рабочей емкости может быть любым, включая открытые и закрытые товарные резервуары разной формы и объема.
Датчики такого типа не предназначены для контроля за уровнем вязких, клейких или диэлектрических жидкостей. Ограничением к применению также может стать чрезмерное вспенивание или парение рабочей среды (в этом случае их заменяют более совершенными модификациями или другими типами ИП).
Коррозийные воздействия представляют опасность прежде всего для чувствительного элемента датчика, но в ряде случаев токопроводящие отложения образовываются и на его изоляции.
Производители решают эту проблему путем подбора разных материалов, учет их рекомендаций при выборе датчика с учетом параметров рабочей жидкости обязателен.
Дс универсальные кондуктометрические датчики уровня
Датчики уровня кондуктометрического типа предназначены для сигнализации уровней электропроводных жидкостей (вода, молоко, пищевые продукты – слабокислотные, щелочные и пр.). Принцип действия датчиков основан на изменении электропроводности между общим и сигнальным электродами в зависимости от уровня сигнализируемой жидкости.
Модификации кондуктометрических датчиков уровня ОВЕН ДС
Кондуктометрические датчики уровня ОВЕН ДС выпускаются для работы на различные давления и температуру. Датчик ДС.ПВТ предназначен для эксплуатации в насыщенном паре.
Модификации и основные параметры кондуктометрических датчиков уровня ОВЕН ДС
| Рабочее давление | 2,5 МПа | 0,25 МПа | 0,1 МПа | 2 МПа |
| Рабочая температура | 240 °С | 100 °С | 70 °С | |
| Количество электродов | 1 | 3 |
Стержни (электроды) для кондуктометрических датчиков уровня
Стержни выпускаются в исполнениях: 0,5 / 1 / 1,95 / 1,95 с адаптером / 2,5 / 3 / 3,5 / 4 м.
Стержень с адаптером позволяет увеличивать длину электродов. Фиксированная длина стержня – 1,95 м. Благодаря адаптеру можно наращивать длину электрода датчика до 10 м. Разборная конструкция электрода обеспечивает удобство транспортировки.
Материал электродов – сталь нерж. 12Х18Н10Т.
Стержни не входят в комплект поставки датчика, они заказываются отдельно. При заказе стержня с адаптером в комплект входит: электрод длиной 1,95 м с резьбой с двух сторон, адаптер, две гайки.
Конструкция. Принцип работы. Применение
Принцип действия кондуктометрического датчика основан на разнице между электропроводностью воздуха и жидкости. Эта разница фиксируется двумя электродами: сигнальным, установленным на необходимом уровне, и общим. Когда поверхность жидкости соприкасается с сигнальным электродом, происходит замыкание между двумя электродами.
