Датчики динамического уровня воды в скважине. Датчик измерения уровня воды

Датчики для воды: виды, принцип действия

Датчик уровня воды в условиях современной техники выполняет функцию одного из органов чувств человека. От того, насколько правильно удается управлять и контролировать состояние водного потока, зависит исправная работа всего механизма. Важность надежности устройства сенсора сложно переоценить, хотя бы потому, что прибор, контролирующий воду, как правило, становится тем самым «узким» звеном современной техники.

Конструкция и принцип действия

Независимо от того, какой принцип действия положен в основу устройства, работает ли оно только в режиме сигнализатора или параллельно выполняет функции сторожа, автомата или управляющего механизма, конструкция прибора всегда состоит из трех основных узлов:

• Чувствительного элемента, способного реагировать на характеристики водяного потока. Например, фактическое наличие воды, высота столба или уровень в баке, факт движения водяного потока в трубе или магистрали;
• Балластного элемента, уравновешивающего сенсорную часть датчика. Без балласта чувствительный сенсор срабатывал бы при малейшем толчке или случайной капле воды;
• Передающая или исполнительная часть, преобразующая сигнал сенсора, вмонтированного в датчик воды, в конкретный сигнал или действие.

Примерно 90% всей водной техники, так или иначе, связано с электрическими исполнительными механизмами – насосами, клапанами, нагревателями и управляющими электронными автоматами. Понятно, что такое устройство, работающее с водяными потоками, должно быть в первую очередь безопасным.

Из всех сигнальных систем датчик, контролирующий состояние воды, считается наиболее простым и доступным в настройке и ремонте. В отличие от сенсоров и устройств, работающих с измерениями температуры, давления или расхода, датчик воды очень просто контролировать с помощью простейших устройств, или, на крайний случай, увидеть уровень или прокачанный поток своими глазами.

Виды датчиков уровня

Одним из условий успешной работы сенсора является высокая чувствительность датчика, чем выше, тем лучше, тем точнее удается считать контролируемый параметр воды. Поэтому в качестве величины, измеряемой сенсором, стараются выбирать ту, которая сильнее всего меняется за время измерения.

На сегодня существует около двух десятков различных способов и методов измерения механических характеристик воды, но все они используются для получения сведений:

• Высоты уровня водяного столба в емкости или баке;
• Скорости движения потока или расхода воды;
• Факта наличия-отсутствия воды в закрытой емкости, резервуаре, трубе или теплообменнике.

Разумеется, промышленные сенсоры могут быть достаточно сложными конструктивно, но используемые в них принципы работы такие же, как и в бытовой, садово-огородной или автомобильной технике.

Поплавковый тип датчика перелива

Наиболее простой способ измерять уровень воды используется в нехитрой механической конструкции, состоящей из герметичного поплавка, качающегося рычага или кулисы и запорного клапана. В данном случае датчиком является поплавок, балластом считается пружина и поплавковый утяжелитель, а исполнительным механизмом выступает сам клапан.

Во всех поплавковых системах датчик или поплавок регулируется на определенную высоту срабатывания. Вода, поднявшаяся в баке до контрольного уровня, поднимает поплавок и открывает клапан.

Поплавковая система может быть оборудована электрическим исполнительным устройством. Например, внутрь поплавкового датчика устанавливают вкладыш-магнит, при подъеме воды до рабочего уровня магнитное поле заставляет вакуумный геркон замыкать контакты, и тем самым включает или выключает электрическую цепь.

Поплавковый датчик может также выполняться по свободной схеме, как, например, в погружных насосах. В этом случае геркон замыкается не под воздействием магнитного поля вкладыша, а только за счет перепада давлений внутри корпуса насоса и на уровне поплавка. На сегодня магнитно-поплавковый датчик с электрическим исполнительным реле считается одним из самых безопасных и надежных вариантов контроля уровня жидкости.

Ультразвуковой сенсор

Конструкция датчика воды предусматривает наличие двух устройств – источника ультразвука и приемника сигнала. Звуковая волна направляется на поверхность воды, отражается и возвращается на датчик приемник.

На первый взгляд, идея использовать ультразвук для изготовления датчика контроля уровня или скорости движения воды выглядит не очень удачной. Ультразвуковая волна способна отражаться от стен бака, преломляться и создавать помехи в работе приемного датчика, а кроме того, потребуется сложное электронное оборудование.

На самом деле ультразвуковой сенсор для измерения уровня воды или любой другой жидкости помещается в коробку чуть больше пачки сигарет, при этом использование ультразвука в качестве датчика дает определенные преимущества:

• Возможность измерять уровень, и даже скорость воды при любой температуре, в условиях вибраций или движения;
• Ультразвуковой датчик может измерять расстояние от сенсора до поверхности воды даже в условиях сильного загрязнения, с переменным уровнем жидкости.

Кроме того, датчик может измерять уровень воды, расположенной на значительной глубине, при этом точность измерения достигается 1-2 см на каждые 10 м высоты.

Электродный принцип контроля воды

Тот факт, что вода обладает электропроводностью, успешно используется для изготовления контактных датчиков уровня жидкости. Конструктивно система представляет собой несколько электродов, установленных в емкости на разной высоте и соединенных в одну электрическую цепь.

По мере заполнения емкости водой жидкость последовательно замыкает пару контактов, что включает цепь управляющего реле насоса. Как правило, у датчика воды имеется два-три электрода, поэтому измерение потока воды получается слишком дифференцированным. Датчик сигнализирует лишь о достижении минимального уровня и запускает мотор насоса, или о полном заполнении емкости и отключает его, поэтому подобные системы используются для контроля резервных или поливных цистерн с водой.

Емкостной тип датчика воды

Конденсаторный или емкостной тип сенсора используется для измерения уровня воды в узких и глубоких емкостях, это может быть колодец или скважина. С помощью емкостного датчика можно определить высоту водяного столба в скважине с точностью до десятка сантиметров.

Конструкция сенсора состоит из двух коаксиальных электродов, фактически трубы и внутреннего металлического электрода, погруженных в ствол скважины. Вода заполняет часть внутреннего пространства системы, меняя тем самым его емкость. С помощью подключенной электронной схемы и катушки колебаний с кварцем можно точно определить емкость датчика и количество воды в скважине.

Радарный измеритель

Волновой, или радарный датчик используется для работы в наиболее сложных условиях, например, если нужно измерить уровень или объем жидкости в резервуаре, открытом водоеме, колодце несимметричной и неправильной формы.

Принцип действия не отличается от ультразвукового прибора, а использование электрического импульса позволяет выполнить измерение с большой точностью.

Гидростатический вариант сенсора

Один из вариантов гидростатического датчика приведен на схеме.

К сведению! Подобный сенсор используется в стиральных машинах и бойлерах, где очень важно контролировать высоту водяного столба внутри бака.

Гидростатический датчик представляет собой коробку с эластичной подпружиненной мембраной, делящей корпус датчика на два отделения. Одну из секций соединяют прочной полиэтиленовой трубкой со штуцером, впаянным в днище бака.

Давление водяного столба передается по трубке на мембрану и заставляет замыкаться контакты пускового реле, чаще всего для запуска исполнительного механизма используется пара — магнитный вкладыш и геркон.

Датчик давления воды

Гидростатическое давление определяется в условиях, когда поток или определенный объем воды находится в состоянии покоя. Чаще всего гидростатический сенсор используется в нагревательных и отопительных приборах – бойлерах, котлах отопления.

Устройство датчика давления воды

Такие устройства чаще всего работают в режиме триггера:

• При высоком давлении воды сенсор замыкает контакты реле и разрешает работу насоса или нагревателя;
• При низком давлении в сенсоре блокируется даже физическая возможность включения исполнительного механизма, то есть никакие удары или временные скачки напора не заставят устройство заработать.

При исправном датчике давления воды сенсор выдаст сигнал на запуск мотора, только если нагрузка на сильфон сохраняется более трех секунд.

Типовое устройство «умного» сенсора представлено на схеме.

Чувствительным элементом системы является диафрагма, соединенная с сильфоном, центральный шток может подниматься и опускаться в зависимости от величины давления, и тем самым менять емкость встроенного конденсатора.

Подключение датчика давления воды

Упрощенная модель сенсора используется в домашних системах «гидроаккумулятор — скважинный насос». Внутри прибора находится коробка с мембраной, соединенной с качающимся рычагом и двумя балансирующими пружинами.

Конструкция наворачивается на выходной штуцер гидроаккумулятора. С увеличением внутреннего давления мембрана поднимается и размыкает главную пару контактов, чтобы система исправно реагировала на давление воды, момент выключения и включения необходимо отрегулировать осадкой малой и большой пружины в соответствии с показаниями стрелочного манометра.

Датчик протечки воды

Уже из названия становится понятным, что речь идет об устройстве, фиксирующем наличие утечки воды из водопроводных коммуникаций. Принцип работы устройства напоминает электродную систему. Внутри пластиковой коробки в специальном кармане установлена одна или несколько пар электродов. В случае аварии скапливающая на полу вода затекает внутрь кармана и замыкает контакты. Срабатывает электронная схема, и по сигналу сенсора в работу вступают шаровые краны с электроприводом.

Понятно, что датчик, сам по себе, — вещь бесполезная, если используется без системы управления и автоматических отсекателей воды, установленных на вводе в дом или на одной из веток водопровода.

В качестве примера можно привести одну из наиболее популярных систем защиты — датчик протечки воды Нептун. В систему входят три основных блока:

• Сам датчик протечки Нептун в проводной или беспроводной модификации, обычно в комплект входит три отдельных сенсора;
• Шаровой кран с электроприводом, производства итальянской компании «Бугатти», в количестве двух штук;
• Блок управления «Neptun Base».

Наиболее ценная часть комплекта — автоматические краны, их выпускают для установки на полудюймовой и дюймовой трубной резьбе. Конструкция выдерживает давление до 40 Атм., а итальянское качество привода гарантирует не менее 100 тыс. циклов открывания-закрывания.

Сам датчик выглядит, как две латунные пластины в коробке, к которым подведено низковольтное напряжение с очень высоким сопротивлением входа, при замыкании сенсора ток ограничен 50 мА. Сама конструкция выполнена по протоколу IP67, поэтому является абсолютно безопасной для человека.

Установка беспроводных датчиков протечки воды

В системе «Нептун» датчик может быть удален от блока управления на расстояние более 50 м. В более совершенных беспроводных системах NEPTUN PROW+ вместо системы проводов используются датчики протечки воды, оборудованные модулем WF.

Блок управления оборудован защищенным от помех и влаги каналом, системой включения-выключения шаровых кранов. Считается, что никакие помехи или случайные капли влаги, конденсат не влияют на работу датчиков.

Коробки с сенсором протечки устанавливают на удалении от труб не более чем на 2 м, сенсоры нельзя экранировать металлической сантехникой или мебелью.

Беспроводной датчик протечки воды

Устройство беспроводного измерителя сложнее, чем обычного двухэлектродного варианта с проводным подключением. Внутри установлен контроллер, который непрерывно сравнивает ток, протекающий между электродами, с эталонным значением, зашитым в память. При этом эталонное значение «сухой пол» можно настраивать по собственному выбору.

Очень удобное решение, учитывая, что уровень влажности в ванной комнате может быть очень высоким, а регулярно выпадающий конденсат может привести к ложным срабатываниям.

Как только контроллер определяет уровень, соответствующий затоплению, прибор контроля воды отправляет на базовый блок сигнал об аварии. Наиболее продвинутые модели способны дублировать команду СМС-сообщением по GSM каналу.

Датчик протока воды

Во многих случаях для стабильной и безаварийной работы техники мало датчика наличия воды, требуется информация о том, движется ли поток по трубопроводу, какова его скорость и напор. Для этих целей используются датчики протока воды.

Виды датчиков протока воды

В бытовой и наиболее простой промышленной технике используют четыре основных вида датчиков протока:

• Напорный измеритель;
• Лепестковый тип сенсора;
• Лопаточная схема измерения;
• Ультразвуковая система.

Иногда используется устаревшая конструкция на основе трубки Пито, но для ее надежной работы требуется как минимум отсутствие загрязнений и ламинарный характер течения воды. Первые три датчика являются механическими, поэтому часто подвергаются засорению или водяной эрозии чувствительного элемента. Последний тип сенсора, ультразвуковой, способен работать практически в любых условиях.

Принцип работы ультразвукового измерителя можно понять из схемы. Внутри трубки расположен излучатель волн и приемник. В зависимости от скорости потока звуковая волна может отклоняться от первоначального направления, что и служит основанием для измерения характеристик потока.

Устройство и принцип работы

Простейшие лепестковые датчики потока работают по принципу гребного весла. В поток погружается лепесток, подвешенный на шарнире. Чем выше скорость потока, тем сильнее отклоняется лепесток датчика.

В более точных лопаточных датчиках применяется крыльчатка или турбинка из полиамида или алюминиевого сплава. В этом случае удается измерять скорость потока по частоте вращения подвижного элемента. Единственным недостатком является повышенное сопротивление, создаваемое лепестками и лопатками в потоке воды.

Напорный сенсор работает с использованием динамического давления потока. Под напором воды подвижный элемент с магнитным вкладышем выдавливается вверх, освобождая тем самым пространство для движения жидкости. Установленный в головке геркон моментально реагирует на магнитное поле вкладыша и замыкает цепь.

Область применения

Датчики водяного потока используются исключительно в системах нагрева и системах автоматики одноконтурных теплообменников. Чаще всего выход из строя сенсора наличия потока приводит к прогару и тяжелейшим повреждениям раскаленных радиаторов и нагревателей.

Датчик уровня воды своими руками

Простейший вариант устройства, способного сигнализировать о наполнении водой бака или любой другой емкости, приведен на схеме ниже.

Конструктивно определитель уровня состоит из трех металлических электродов, установленных на текстолитовой пластинке. Схема, собранная на обычном маломощном транзисторе, позволяет определять предельно допустимый верхний и нижний уровень воды в емкости.

Конструкция абсолютно безопасна в пользовании и не требует каких-либо дорогостоящих деталей или приборов управления.

Заключение

Датчики уровня воды широко используются в бытовой технике, поэтому чаще всего для вспомогательных нужд гаражной или садовой техники используют уже готовые конструкции от старой техники, переделанные и адаптированные к новым условиям. При правильном подключении такое устройство прослужит гораздо дольше самодельной схемы.

 

bouw.ru

как правильно выбрать датчик уровня воды, классификация датчиков

Датчик уровня воды контролирует и регулирует уровень жидкости. Но есть и другие датчики уровня, которые регулируют количество каких-либо твердых веществ. Есть несколько видов таких прибор, которые отличаются друг от друга по принципу работы. В нашей статье расскажем о том, как выбрать датчик уровня воды, а также о его разновидностях.

Содержание:

1. Классификация датчиков
2. Описание каждого вида
3. Поплавковые датчики уровня воды
4. Гидростатические датчики уровня воды
5. Емкостные датчики уровня воды
6. Радарные датчики уровня воды
7. Ультразвуковые датчики уровня воды
8. Как правильно выбрать датчик уровня воды
9. Изготовление прибора своими руками

Классификация датчиков

Для чего применяется датчик уровня воды:

1. Включает реле сигнализации в корпусе управления. Сигнализация может быть звуковая или световая. 
2. Датчик применяется для создания замкнутой схемы системы автоматического контроля воды в резервуаре.
3. При помощи датчика уровня воды передается показатели уровня жидкости на пульт управление, а на табло отображаются конкретные резервуары.
4. Датчик воспринимает изменения объема воды и передает сигнал при повышении максимальной отметки на реле в резервуаре.

По принципу работы можно выделить следующие виды датчиков:

• Поплавковые датчики;
• Гидростатические датчики;
• Емкостные датчики;
• Радарные датчики;
• Ультразвуковые датчики.

Есть несколько способов измерения уровня воды:

1. Контактный метод. При таком методе прибор устраивают на стенке в резервуаре и, к тому же на определенном уровне. После того как вода достигает показатель датчик срабатывает. К такому методу относятся гидростатические и поплавковые модели. 
2. Бесконтактный метод. Обычно такие приборы применяются для контроля жидких, твердых, сыпучих, токсичных и вязких веществ. К такому методу относятся ультразвуковые и емкостные датчики.

Описание каждого вида

Рассмотрим подробно каждый вид датчиков уровня воды.

Поплавковые датчики уровня воды

Поплавковый датчик уровня воды имеют несложную конструкцию, часто применяется совместно с электрическим реле. После того как достигается определенный уровень вода начинает действовать на поплавок. Он одним концом закреплен к реле. Поплавок меняют положение и таким образом, замыкает контакт реле. 

Поплавковые датчики в свою очередь делятся на два вида: магнитострикционные и дискретные. Первый вариант дорогостоящий и имеет сложную конструкцию, а также показывает точные измерения воды. Дискретные модели более дешевые, но не менее надежные. Но все поплавковые датчики имеют небольшой недостаток: их необходимо погружать в воду.

Гидростатические датчики уровня воды

Такие приборы обладают гидростатическим давлением столба воды в резервуаре. К достоинствам такого датчика можно отнести:

1. Невысокая цена.
2. Компактные размеры.
3. Непрерывность работы.

Несмотря на достоинства, гидростатические датчики нельзя применять в агрессивных условиях. Связано это с тем, что датчики не могут работать без контакта с водой.

Емкостные датчики уровня воды

В таких приборах предусмотрены пластины для контроля уровня воды. Об объеме воды можно судить по изменениям показателей емкости. Емкостные датчики имеют простую конструкцию, в которой отсутствуют подвижные элементы. А также отличаются своей долговечностью и надежностью при работе. Но, как и во всех приборах можно выделить некоторые недостатки:

1. Требования к температурному режиму.
2. Погружение в воду.

Радарные датчики уровня воды

Такие датчики могут определять повышение жидкости путем достижения отраженного сигнала, сравнения частотного сдвига, а также задержки между излучением. Радарный датчик работает как улавливать и излучатель отражения. Такие датчики являются одни из самых точных, надежных и лучших приборов. 

К преимуществам радарных датчиков уровня воды можно отнести:

1. Нет контакта с жидкой средой.
2. Точность.
3. Отсутствуют подвижные детали.
4. Не привередливы к условиям работы.

А недостатком радарных датчиков является лишь их высокая стоимость. 

Ультразвуковые датчики уровня воды

По принципу работы и схеме устройства ультразвуковые датчики схожи с радарными. Только в данных приборах используется ультразвук. При помощи генератора создается ультразвуковое излучение. После достижения поверхности воды оно отражается и попадает через определенное время на приемник датчика. Достоинства можно выделить такие же, как и в радарном приборе. Только схема устройство проще, а показатели не такие точные.

Как правильно выбрать датчик уровня воды

При выборе следует обратить внимание на следующие факторы:

• Технические характеристики;
• Точность измерений;
• Материал, из которого изготовлена емкость, в которой происходит измерение;
• Наличие жидкокристаллического экрана;
• Наличие сертификатов;
• Стоимость датчика уровня воды;
• Наличие температурных перепадов в системе.

Изготовление прибора своими руками

Изготовить датчик уровня воды в баке или скважине можно самостоятельно. Для того чтобы сделать простой вариант понадобится следующее:

• Выпрямительные диоды. У деталей необходимо спилить верхнюю колбу. Должно получиться трубчатое соединение;
• Просверлить отверстие в корпусе вывода элемента. Отверстие должно иметь диаметр 1,5 мм. В трубочку, которая изготовлена из фторопласта, нужно продеть тонкую проволоку. Вдеть проволоку в отверстие в диоде, которое заранее просверлили. Нижний конец проволоки необходимо завернуть в петлю и укрепить клеем, а нижний конец запаять;
• Далее можно соединить деталь со схемой системы и подключить к реле сигнального индикатора.

Сделать модель более удобной и современной можно, установив монитор или циферблат. 

Изготовив такой прибор, вы сможете регулировать и контролировать воду в баке, насосе или скважине. Отрегулировать схему системы контроля воды также можно самостоятельно. 

baltgazservice.ru

Датчики динамического уровня воды в скважине

Дата публикации: 09.02.2017

Статический и динамический уровень воды в скважине

Важнейшими исходными данными для начала проектирования системы подачи воды из индивидуальной скважины или колодца, являются статический и динамический уровни воды в скважине. Статический уровень определяется как расстояние от поверхности земли до поверхности воды в скважине при неработающем насосе.  Но особенно актуальным является вопрос, как узнать глубину динамического уровня. Динамический уровень или динамический горизонт измеряется таким же образом, но при работающем насосе. У артезианских скважин оба этих уровня совпадают, а у высокопроизводительных скважин они отличаются, но не более чем на метр. Динамический уровень зависит от нескольких факторов: диаметров скважины и выводной трубы, мощности насоса, а также от природных процессов, происходящих с грунтовыми водами. Динамический уровень не рекомендуется опускать ниже двух третей от общей глубины скважины.Для измерения статистического и динамического уровня воды в колодце используют скважинные уровнемеры различного типа.

Тросовые и погружные гидростатические уровнемеры

Тросовые уровнемеры наиболее доступны и основаны на принципе измерения длины троса, погружаемого в скважину до уровня воды. Они являются электроконтактными, то есть при контакте с водой электрическая цепь замыкается, загорается светодиод, и раздаётся звуковой сигнал для оповещения оператора. Кроме надёжности и простоты, тросовые уровнемеры обеспечивают высокую точность измерения по шкале, нанесённой на трос. Неудобства эксплуатации уровнемеров указанного типа кроются в необходимости личного присутствия при измерении.

Погружные гидростатические уровнемеры работают по принципу измерения давления, пропорционального высоте находящегося над ними водного столба. Они обеспечивают непрерывное измерение. Гидростатический уровнемер с выходным аналоговым сигналом позволяет снимать показания удалённо, подключать его к ПК или измерительным приборам, обеспечивать автоматическое отключение насоса в случае понижения уровня воды и предотвращать «сухой ход».

В настоящее время это две самых распространённых разновидности уровнемеров, рекомендуемых нашими инженерами для измерения уровня воды в скважине.

Модели уровнемеров для небольших скважин

Специалисты компании «Русавтоматизация» определили модели уровнемеров, хорошо показавшие себя в работе на скважинах индивидуальных приусадебных хозяйств. Это пьезоэлектрический датчик уровня NivoPress NP, который может комплектоваться элементом для измерения температуры, сверхмалый погружной датчик для узких каналов LMK-306, миниатюрные датчики уровня MBLT с защитой от перенапряжений и грозовых разрядов. Благодаря компактности и маленькому диаметру чувствительных элементов указанные модели уровнемеров широко используют на небольших водяных скважинах.

rusautomation.ru

Датчик предельного уровня воды в баке или скважине

Содержание   

Необходимость контроля уровня жидкости, а в нашем случае воды, является достаточно востребованной в сельском хозяйстве или же в промышленности. Бытовое применение таких датчиков тоже встречается достаточно часто.

Схематический принцип работы поплавковых датчиков уровня воды

Именно поэтому к выбору датчика уровня воды необходимо подходить достаточно ответственно, так как любая ошибка в его подборе или установке может привести к серьезным денежным и временным потерям.

Этапы установки

Последовательность установки датчика уровня воды такова:

1. Необходимо при возможности (зависит от области применения устройства) понизить давление до 55 мм ниже уровня сигнализации. Затем необходимо сбросить давление бака до атмосферного.
2. Закрепите датчик на внутренней или внешней поверхности бака (зависит от вида устройства измерения уровня жидкости).
3. Включите устройство и наблюдайте за показателями. Если короткого замыкания не видится и прибор работает исправно, проверьте работоспособность системы при понижении уровня воды в баке. Сделать это необходимо до запуска бака в работу.

к меню ↑

Создание датчика уровня своими руками (видео)

к меню ↑

Назначение датчиков уровня воды

Назначения рассматриваемой системы измерения уровня воды весьма разнообразны. Существуют датчики для измерения уровня воды в скважине, а есть — и для измерения уровня воды в баке (или в любой другой емкости).

Кроме того, датчики уровня воды способны измерять и уровень других жидкостей, даже агрессивных (яды, кислоты и прочее). Наиболее распространенными можно назвать следующие датчики:

• Поплавковые сигнализаторы;
• Бесконтактные датчики уровня воды;
• Контактные датчики.

Все они различаются не только по механизму работы, но и по назначению.к меню ↑

Виды и отличия

Поплавковые сигнализаторы являются «универсалом» прецизионных устройств, которые могут использоваться в подавляющем большинстве случаев. Кроме того, они отличаются сверхточным и адекватным измерением количества (уровня) воды в баке, скважине или каких-либо других резервуарах.

Бесконтактные датчики хороши своей прочностью и надежностью даже при работе в приближенных к экстремальным условиях. Так, например, они применяются в измерении уровня сыпучих веществ, жидкостей с варьирующимся уровнем вязкости или же токсичности.

Погружные датчики уровня воды для различной глубины

И хотя их используют чаще всего на промышленных предприятиях, применение их в измерении уровня жидкости в баке или скважине тоже актуально (хотя встречается крайне редко).

Контактные виды применяются в условиях измеряемой жидкости или же так называемым технологическим веществом. Такие датчики либо просто погружаются в жидкость, либо крепятся на корпусе емкости (например, скважины) на заданной высоте.

Существует еще и датчик предельного уровня, применение которого оправданно лишь в условиях повышенной взрывоопасности и повышенной вероятности аварийного состояния резервуара. Его использование в бытовых условиях не представляется целесообразным и рациональным.к меню ↑

Принцип работы и устройство датчиков

Начнем с уровневых сигнализаторов. Они состоят из подвижного магнита, что приводится в движение благодаря специальному поплавку, и чувствительных к магниту герконовых контактов. При приближении магнита к такому контакту геркон срабатывает.

Как только жидкость достигает уровня датчика, специальный поплавок поднимается вместе с уровнем этой жидкости и тут либо замыкает, либо размыкает контакты геркона. При снижении же уровня жидкости поплавок пойдет вниз и вернет контакты в изначальное положение.

Бесконтактные виды разделяются на ультразвуковые и емкостные датчики соответственно. Первые работают благодаря анализу уровня жидкости ультразвуком.

Поплавковые датчики уровня воды различной конструкции

Из-за надежности и точности анализа их достаточно часто применяют при бурении скважины. Диапазон для реагирования датчиков варьируется от 100 мм до 6 метров.

Емкостный вариант реагирует на приближение и присутствие анализируемых объектов. Его применение наиболее актуально для анализа уровня воды в баке или артезианской скважине. Срабатывание устройства возможно на расстоянии до 25 миллиметров.

Контактные датчики подразделяются на следующие виды:

• Оптические;
• Пьезоэлектрические вилочные;
• Радиолокационные и радарные;
• Гидростатические;
• Волоконно-оптические.

Оптический вид использует инфракрасный диапазон для анализа жидкости. Их преимуществом можно назвать то, что они не имеют подвижных частей вовсе, а значит - длительны в эксплуатации и не требуют частой замены.

Состоит оптический датчик из корпуса и полусферы, в которой имеется инфракрасный светодиод и триггерный фототранзистор. Их применение оправданно на баке, тогда как для скважины и подобных резервуаров они не подходят. На данном устройстве стоит защита стандарта «IP67».

Кондуметрический датчик уровня воды

Пьезоэлектрические вилочные датчики обладают определенной резонансной частотой. Как только вода попадает на полость вилки в данном устройстве, то частота резонанса изменяется, и это фиксируются интегрированные анализаторы входящих сигналов.

Как результат — устройство меняет свое состояние на выходе. Отличный вариант для артезианской скважины. Работа данного устройства возможна при температурах до +250 градусов.

Радиолокационные и радарные виды работают благодаря анализу прохождения электромагнитной волны. Вся система функционирует на строгом контроле времени прохождения сигнала, и затем система сама анализирует во внутренней электронной схеме результат.

Такой вид датчиков применяется при работе в скважине, особенно в тех случаях, когда важна предельная точность. Данное устройство может выдерживать температуру до 100 градусов и давление до десяти бар.

Гидростатический вариант отлично подходит для измерения уровня воды на большой глубине (до 250 метров). Механизм работает благодаря разнице между атмосферным давлением и давлением компенсационным.

Анализ показателей давления достигается благодаря установленной в устройстве капиллярной трубке. Применяется такой вид датчиков при работе в глубокой скважине. Впрочем, не только скважины находятся в области применения данного вида датчиков, но и канализационные системы, и глубокие колодцы.

Поплавковые датчики уровня воды (часто применяются для погружных насосов)

Волоконно-оптический вид является наиболее дорогим и современным. Весь механизм работает на принципе измерения разницы коэффициентов преломления между воздушными массами и водой.

 Главная страница » Скважины

byreniepro.ru

Гидростатические уровнемеры | Уровнемер гидростатический

Гидростатические уровнемеры надежны и неприхотливы к сложным условиям. Важное достоинство гидростатических уровнемеров – невысокая стоимость при хорошей точности и широком диапазоне.

Области применения гидростатических уровнемеров

Приборы данного класса оптимизированы для работы с жидкими продуктами различных плотностей. Однако, некоторые типы применяются и для работы с газами. Возможные сферы работы:

• Химическая промышленность  (измерение уровня жидкостей в цистернах и т.п.)
• Нефтегазовая промышленность (оценка уровня газа в резервуарах, а также различного топлива)
• Коммунальное хозяйство (промер скважин и колодцев; мониторинг сточных вод)
• Сельское хозяйство и экологический мониторинг (определение уровня воды в естественных водоемах, контроль воды в резервуарах населенных пунктов и предприятий)
• Пищевая промышленность (молочные продукты, алкогольные напитки, коммерческий учет)
• Фармацевтическая промышленность (спирты, эфиры)
• Металлургическая, горнодобывающая промышленность (грунтовые, подземные воды, скважины)
• Производство морского оборудования (мониторинг положения судна)
• Гальванопроизводство

Первичным измеряемым параметром приборов является давление, поэтому такие уровнемеры также используются с целью непрерывной регистрации предельных значений давления среды.

 

Назначение гидростатических уровнемеров

Такие устройства применяются для решения широкого спектра задач:

• Непрерывный мониторинг давления и уровня воды или иных жидкостей разной плотности, загрязненности и агрессивности (кислоты, высоковязкие и пастообразные продукты)
• Замер уровня газов в резервуарах
• Коммерческий учет жидких продуктов
• Слежение за уровнем в больших емкостях и открытых резервуарах (таких как бассейн или водоемы/хранилища глубиной до сотен метров)
• Измерение температуры в скважинах (у некоторых моделей)
• Регистрация данных состояния среды измерения для последующего использования в автоматизированной системе
• Сигнализация по определенным событиям (например, достижение определенной температуры и уровня)
• Мониторинг уровня воды в артезианских скважинах
• Исследование грунтовых вод, сточных вод, естественных водоемов
• Обследование узких труб и иных труднодоступных мест
• Защита скважинных насосов от «сухого» (холостого) хода
• Управление технологическими процессами в автоматизированных системах (таких как насосные станции или канализационные системы)
• Контроль и наблюдение за опустошением хранилищ
• Слежение за осадкой и положением судна/корабля

 

Виды приборов

Основных типов гидростатических измерителей уровня существует два. Они разделяются по способу присоединения к процессу на врезные и погружные. Иногда выделяют фланцевый способ, кардинально не отличающийся от названных. Условно же уровнемеры можно разделять по свойствам рабочей среды: для сред, которые неагрессивны к материалам прибора, для агрессивных сред, пульпообразных сред. Также определенные конструкционные особенности и требования накладывают химические и гигиенические требования к устройствам.

Врезные приборы представляют собой компактные устройства, устанавливаемые в определенной точке резервуара. Приборы такого типа лучше всего подойдут для измерения уровня жидкостей, газов или коммерческого учета в стационарных резервуарах-хранилищах самых разных размеров.  Подробнее о них здесь...

Измерители погружного типа содержат специальный зонд, который опускается в резервуар или скважину на требуемую глубину. Такие устройства следует выбирать в приложениях, связанных с обследованием скважин, колодцев, любых открытых резервуаров или природных водоемов. Подробнее о таких устройствах здесь...

 

Модели приборов

В качестве примера отметим некоторые модели гидростатических измерителей уровня:

LMP 331 – Врезной датчик уровня с диапазоном измерения 0…0,4 до 0…400 м водяного столба, имеет аналоговый выход 4..20 мА. Адаптирован к эксплуатации в РФ. Применяется в работе с водой, топливом, неагрессивными к нержавеющей стали жидкостями.

EC 1300 – Погружной датчик уровня с диапазоном до 100 м. Может снабжаться цифровой индикаторной панелью, регистратором, PLC или сигнальным контроллером.

NivoPress N – Погружной скважинный уровнемер с опциональным датчиком температуры или адаптером сточных вод (можно одновременно измерять уровень и температуру на глубинах до 200 м). Может поставляться с дополнительными принадлежностями, облегчающими автоматизацию.

rusautomation.ru

Датчики уровня — Wiki

Датчики уровня жидкости предназначены для контроля уровня жидкостей в различных резервуарах. В зависимости от типа приложения, где используется датчик, применяются контактный или бесконтактный метод измерений. При контактном измерении (датчики поплавкового типа) датчик располагается непосредственно на стенке резервуара и переключает контакты при достижении водой уровня его размещения. Измерения уровня жидкостей и твердых веществ могут осуществляться различными методами: магнитными измерениями, емкостными, оптическими, ультразвуковыми и др. Оптические датчики не имеют подвижных частей, монтируются на стенку резервуара и срабатывают при его наполнении выше уровня монтажа датчика. Прерывание оптического луча меняет логическое состояние на выходе датчика. ПОПЛАВКОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ, ДАТЧИКИ РЕЛЕ УРОВНЯ И УРОВНЕМЕРЫ

Универсальные прецизионные устройства, предназначенные для широкого круга приложений, где требуется сверхточное измерение потока жидкости.

Датчики реле уровня, сигнализаторы одноуровневые (дискретные)

Датчики реле уровня, сигнализаторы многоуровневые (дискретные)

Аналоговые уровнемеры (линейные)

БЕСКОНТАКТНЫЕ ДАТЧИКИ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ Бесконтактный принцип измерений позволяет работать с различными материалами, сыпучими веществами, жидкостью с различным уровнем вязкости или токсичности.

Ультразвуковые датчики уровня жидкости

Емкостные дискретные датчики уровня жидкости

КОНТАКТНЫЕ ДАТЧИКИ УРОВНЯ Контактные уровнемеры предполагают контакт с измеряемой жидкостью или технологическим веществом. Такие датчики могут погружаться в жидкость (как гидростатические или радарные) либо врезаться в корпус емкости на определенной высоте (вилочные вибрационные датчики, оптические датчики уровня). Оптические датчики уровня жидкости

Пьезоэлектрические вилочные датчики уровня

Радиолокационные и радарные датчики уровня/a>

Гидростатические датчики уровня

Волоконно-оптические датчики уровня

Врезные датчики уровня Врезные гидростатические датчики уровня (давления) являются одним из самых эффективных решений для измерения уровня жидких сред с постоянной плотностью. Благодаря широкому спектру материалов корпуса (нержавеющая сталь, поливинилхлорид, фторид поливинилидена), мембраны (нержавеющая сталь, керамика), датчики гидростатического давления могут применяться не только как датчики уровня воды, но и агрессивных сред. Конструкция штуцерной части также позволяет измерять уровень вязких и пастообразных сред.

Погружные датчики уровня Для измерения уровня жидкости в случаях, когда невозможно применять врезной датчик, рекомендуется использование погружных гидростатических датчиков уровня (скважинных датчиков уровня). Благодаря широкому спектру материалов корпуса (нержавеющая сталь, поливинилхлорид, фторид поливинилидена), мембраны (нержавеющая сталь, керамика) и оболочки погружного кабеля с трубкой опорного давления (поливинилхлорид, полиуретан, тефлон), датчики уровня могут применяться не только как датчики уровня воды, но и как датчики уровня для агрессивных и/или вязких сред. При этом многие типы датчиков уровня БД Сенсорс РУС, благодаря небольшому диаметру, позволяют осуществлять измерение уровня и в скважинах малого диаметра.

Уровнемер — прибор, предназначенный для определения уровня содержимого в открытых и закрытых сосудах, резервуарах, хранилищах и других ёмкостях. Под содержимым подразумеваются разнообразные виды жидкостей, в том числе и газообразующие, а также сыпучие и другие материалы. Уровнемеры также называют датчиками/сигнализаторами уровня, преобразователями уровня. Главное отличие уровнемера от сигнализатора уровня — это возможность измерять градации уровня, а не только его граничные значения.

В промышленном производстве в настоящее время существует разнообразный ряд технических средств, решающих задачу измерения и контроля уровня. Средства измерения уровня реализуют разнообразные методы, основанные на различных физических принципах. К наиболее распространённым методам измерения уровня, которые позволяют преобразовать значение уровня в электрическую величину и передавать её значение в системы АСУ ТП, относятся:

контактные методы:

волноводный,

поплавковый,

емкостной,

гидростатический,

буйковый;

бесконтактные методы:

зондирование звуком,

зондирование электромагнитным излучением,

зондирование радиационным излучением.

С развитием измерительной техники каждый метод приобретает характерный набор своих технических реализаций, которые в каждом конкретном случае имеют как преимущества, так и недостатки.

v.michm.ru

Типы датчиков уровня жидкости

Датчики уровня жидкости – это приборы, которые измеряют объем жидкостей. Сегодня такие устройства очень востребованы, так как в промышленности или в быту часто возникает такая проблема, когда нужно определить уровень воды, какого-либо химического состава.

Виды датчиков уровня жидкости

Все датчики уровня жидкости делятся на несколько типов, а именно на:

• поплавковые;
• емкостные;
• радарные;
• ультразвуковые;
• гидростатические.

Самый первый тип датчиков является самым простым по конструкции и очень популярным. Чаще всего его используют вместе с электрическим реле, который представляет собой поплавок, закрепленный за лепесток контакта. Контакт замыкается, когда поплавок меняет свое положение.

Емкостные датчики изготавливаются в виде пластин, расположенных с двух сторон резервуара. Они определяют объем жидкости, когда емкость изменяется из-за распределения внутри нее определенного количества материала. В основном такие датчики используют для определения уровня сыпучих материалов.

Радарные датчики работают следующим образом. Поверхность материала получает излучение датчика и отражает его. Когда приемник ловит это излучение, то сравнивает его с первоначальным сигналом и с помощью частотного сдвига выявляет уровень жидкости в емкости.

Ультразвуковые датчики работают так же, как радарные, но с одним исключением: излучение идет от ультразвука. Таким же образом сравнивается разность сигнала, который излучается и отражается, что помогает определить уровень жидкости.

Гидростатические датчики измеряют косвенную величину, а именно давление столба жидкости, которое пропорционально объему жидкости в емкости.

Области применения датчиков уровня жидкости

Данные датчики имеют широкое применение в различных сферах.

Во-первых, они используются в сельском хозяйстве, когда необходимо измерить уровень системы полива, жидких удобрений и т.п. Также они незаменимы в пищевой промышленности, где важно контролировать все виды жидкостей (молоко, напитки, минеральную и питьевую воду и многое другое).

Во-вторых, датчики применяют в нефтехимической промышленности, чтобы держать под контролем уровень нефти, бензина, масла. В фармацевтике их используют для того, чтобы следить за производством отрасли жидких лекарств.

В-третьих, их применение необходимо в системах водоснабжения, водоотведения, а в теплоэнергетике или металлургии они нужны для контроля объема воды, жидких материалов.

manualbase.ru

---

• 
  Установка дифавтомата
• 
  Встраиваемые блоки розеток
• 
  Инверторный сварочный аппарат аврора
• 
  Люминесцентные лампы низкого давления
• 
  Кми 11860 схема подключения
• 
  Схема подключения китайского вольтметра амперметра
• 
  Когда дадут отопление в казани
• 
  Из чего состоит компрессор
• 
  Геркон нормально разомкнутый
• 
  Дома с индивидуальным отоплением
• 
  Штраф за самовольную замену электросчетчика