Поплавкові датчики рівня води: види і застосування в різних умовах

Для встановлення кількості води в ємності застосовують спеціальні прилади - датчики рівня. Малогабаритні датчики широко використовуються в автоматизації систем водопостачання, а, крім того, в промисловому і домашньому устаткуванні. З їх допомогою можна простежувати рівень різних рідин, є види, розроблені для сипучих матеріалів.

Поплавкові датчики води з нержавіючої сталі і пластика, кабельні та врізні, вертикальні і горизонтальні, для чистої і брудної води. Детектори рівня поплавкового виду відрізняються компактністю. Численні модифікації можуть експлуатуватися в агресивної рідини. Розраховані вони на значну насиченість середовища. Застосовуються датчики поплавкового виду в водоймах, пожежних ємностях, а також приямках. Варто модель приблизно від 2 тис. Руб. Для того щоб більш детально ознайомитися з приладом, слід проаналізувати його пристрій і різновиди.

Загальна характеристика

Поплавковий водяній рівнемір - найбільш популярний датчик, популярність якого визначена гранично простою системою і відповідно міцністю. Поплавкові датчики можна умовно розділити на 2 види:

механічні;
герконові.

Другий вид передбачає застосування вимикачів з магнітними контактами, тому його пристосування буде оглянуто в окремому розділі.

Найпростіший механічний поплавковий датчик функціонує на визначення максимального рівня води. Датчик вводиться в потрібній частині ємності, і якщо вода доходить поплавка, він спливає і через особливий шток закриває (розмикає контакти). Аналогічні пристрої більш знайомі під найменуванням поплавкові вимикачі.

Цей вид механічних вимірювачів відрізняється необхідною міцністю і часто застосовується в простих автоматизованих системах. Однак його працездатність обмежена конструкцією - прилад спрацьовує тільки при граничному значенні водного рівня.

Також випускають кабельні поплавкові датчики. У такій конструкції застосовується поплавок особливої форми, який змінює ракурс нахилу в залежності від водного рівня. Усередині такого поплавця встановлюють комутатор, який діє при зміні кута. Найчастіше застосовуються вимикачі зі сталевою кулькою, замикаючим контакти.

Окрема група - кабельні вимірювачі зі вбудованим ртутним вимикачем, відмінно забезпечує безпеку. Для точного контролю в деяких випадках встановлюють кілька поплавцевих вимірювачів з різною довжиною кабелю.

Поплавкові датчики користуються попитом в промисловості. Детектори застосовують для контролю рівня паливно-мастильних матеріалів, різних охолоджуючих рідин. У побуті ці пристрої, як правило, використовують для виміру рівня в колодязях і свердловинах (захист насосів від «сухого» ходу), а також для системи каналізації.

Одне з основних переваг такого виду рівнеміра можна виділити просту установку і наладку. Певні модифікації розробляються спеціально для насосів і дають можливість виключити застосування додаткових пускових реле.

Різниця датчиків різних типів

Конструктивно детектори рівня води відрізняються в залежності від галузі використання і умов до точності виміру.

Найбільшого поширення набули такі види датчиків:

поплавковий;
електронний;
герконовий.

Кожен з цих варіантів має встановленими перевагами, і може бути рекомендований до монтажу. Вибір певної модифікації залежить тільки від пропонованих умов до пристрою, включаючи достовірність виміру, безпеку, період експлуатації і стабільність до зовнішніх умов.

Так, поплавкові детектори вважаються більш економним видом, що забезпечує прийнятну достовірність виміру, і часто застосовуються в побуті. А інноваційні електронні рівнеміри застосовуються в складних механічних системах для спостереження точних значень.

Варто відзначити, що електронні системи можна застосовувати для звичайних завдань, проте, такий крок, невиправданий, з фінансової точки зору.

Основним компонентом вимірювача рівня поплавкового виду вважається головка датчика. Кабельний ввід найчастіше проводиться з герметичною підкладкою. Всі ущільнювачі в пристроях застосовуються як пластмасового, так і силіконового виду. Спусковий фланець у моделей містить особливі отвори. Провід телефонної лінії розташовується в нижній частині приладу. Під голівкою датчика є малогабаритна ізолює платина. Завантажувальна здатність приладу залежить від виду виходить контакту.

Електронний

Електронні датчики виробляються на базі різних видів вимірників. Єдиний з варіантів - ємнісні детектори, що дозволяють відзначати зміна рівня, в режимі реального часу. Одне з позитивних сторін аналогічних приладів - відсутність рухомих компонентів, що сприятливо позначається на надійності роботи і терміні його експлуатації.

Принцип роботи такого рівнеміра базується на зміні ємності конденсатора в залежності від його складу і розподілу діелектричного матеріалу між обкладинками. В такому випадку є присутність зміні рівня в конденсатор, вписаний в електричний ланцюг, змінює власну місткість, що закріплюється особливим оснащенням.

Для правильності знімаються показників датчик калібрують безпосередньо перед конструкцією, беручи до уваги властивості вимірюваної води. Ємнісні датчики застосовують не тільки для контролю ступеня води, але і інших рідких і сипучих матеріалів.

При всіх перевагах вимірювача, потрібно брати до уваги взаємозалежність характеристик від температури, тому для точного виміру рівня із змінною температурою слід на додаток встановлювати датчик температури для виправлення одержуваних значень.

оптичний

Другий потрібний вид електронного датчика рівня води - оптичний. Це пристосування застосовується в якості альтернативи поплавця датчикам при значній ймовірності вібрації води (що в автоматичних системах призводить до спотворення одержуваних показників). Оптичні детектори застосовують для відстеження граничного рівня води. Правило роботи базується на зміні відбивної здатності оптичної системи при досягненні водою конкретного рівня.

Як позитивних сторін аналогічних вимірників можна виділити відсутність рухомих елементів, і незалежність від зовнішніх умов. Оптичні рівнеміри застосовують на транспорті для контролю рівня охолоджуючих рідин, в побутовій техніці (кавомашини). Найчастіше встановлюються для виміру граничного рівня в цистернах, які транспортуються на автомобільному або залізничному транспорті (стійкість до вібрації).

В цілому всі електронні датчики позбавлені ключових недоліків автоматичних аналогів, і дають можливість здійснювати вимірювання зі значною вірністю. Єдино обмеження - більш висока вартість і потреба професійної установки і настройки.

Герконовий вимірювач рівня води

Один з найбільш відомих видів вимірювача, що відображає собою поліпшений вид поплавцевих приладів з автоматичним перемикачем. Герконові рівнеміри розрізняються невисокою ціною, простий і вірної системою, а, крім того, можливість простежувати зміна рівня в широкому спектрі.

Існує ряд видів герконовий вимірників:

Сухі.
Ртутні.

У найпростішому вигляді механічний перемикач поплавкового вимірювача змінюють на контакт, що трохи збільшує безпеку апарату (таким чином, організовані герконові рівнеміри бічній конструкції). Але частіше застосовується модель з декількома встановленими герконами і поплавком з особливими магнітами.

Як зразок можна проаналізувати одну з найбільш відомих систем. Прилад виготовляється у вигляді трубки, по якій легко пересувається поплавок. Зсередини трубки формуються геркони, число яких може коливатися в залежності від умов до дискретності виміру. Тобто чим більше рівня води потрібно простежувати, тим більше число герконів необхідно визначити.

При зміні показників води покажчик піднімається або знижується, ініціюючи вбудованим магнітом включення геркона, який включений в керуючу ланцюг. У простому вигляді застосовують один геркон, для сигналізації максимального рівня.

Корпус герконовий вимірників може проводитися з різних матеріалів, в економному вигляді застосовується пластмаса, більш дорогі і міцні модифікації виробляють з нержавіючих сплавів. Підбір використаного матеріалу в основному залежить від того, в якому місці буде встановлюватися прилад (вимоги до механічної міцності і міцності).

Герконові детектори - одні з найбільш відомих пристроїв, і найчастіше застосовуються в домашніх системах незалежного водопостачання. Елементарна система дає можливість зробити прилад самостійно, при цьому його безпеку і достовірність виміру буде на високому рівні. Герконові датчики рівня можна застосовувати для різних рідин.

Зокрема, ці прилади широко використовуються для контролю ступеня пального в автотранспортних засобах, застосовуються в хімічній і нафтогазовій промисловості.

Поплавковий датчик своїми руками

Зробити поплавкові детектори рівня води самостійно досить просто. В першу чергу необхідно приготувати трубку невеликого діаметра. Потім для неї вибирається головка. Ущільнення в цьому випадку слід застосовувати невеликої товщини. Найчастіше вибирають пластмасові кільця. Потім, щоб зробити прилад рівня (поплавковий) власними руками, необхідно в трубці закріпити ізолюючу пластинку. Кабельний ввід підключають в останню чергу. Контакти протидії доцільніше визначати в верхній частині приладу. Для удосконалення герметизації моделі відмінно підійде заглушка з гуми.