Norint automatizuoti daugelį gamybos procesų, būtina stebėti vandens lygį rezervuare, naudojant specialų jutiklį, kuris duoda signalą, kai proceso terpė pasiekia tam tikrą lygį. Kasdieniame gyvenime neįmanoma išsiversti be lygio matuoklių, ryškus to pavyzdys yra tualeto bako uždarymo vožtuvas arba automatinė šulinio siurblio išjungimo sistema. Pažvelkime į skirtingus lygio jutiklių tipus, jų konstrukciją ir veikimo principą. Ši informacija pravers renkantis įrenginį konkrečiai užduočiai atlikti arba patiems gaminant jutiklį.

Dizainas ir veikimo principas

Šio tipo matavimo prietaisų konstrukcija nustatoma pagal šiuos parametrus:

• Funkcionalumas, priklausomai nuo šio įrenginio, dažniausiai skirstomas į signalizacijas ir lygio matuoklius. Pirmieji stebi konkretų bako pripildymo tašką (minimalų arba maksimalų), antrieji nuolat stebi lygį.
• Veikimo principas gali būti pagrįstas: hidrostatika, elektriniu laidumu, magnetizmu, optika, akustika ir kt. Tiesą sakant, tai yra pagrindinis parametras, lemiantis taikymo sritį.
• Matavimo būdas (kontaktinis arba nekontaktinis).

Be to, dizaino ypatumus lemia technologinės aplinkos pobūdis. Vienas dalykas yra išmatuoti geriamojo vandens aukštį rezervuare, kitas – patikrinti pramoninių nuotekų rezervuarų pripildymą. Pastaruoju atveju būtina tinkama apsauga.

Lygio jutiklių tipai

Priklausomai nuo veikimo principo, aliarmai paprastai skirstomi į šiuos tipus:

• plūdės tipas;
• naudojant ultragarso bangas;
• prietaisai su talpinio lygio nustatymo principu;
• elektrodas;
• radaro tipas;
• veikia hidrostatiniu principu.

Kadangi šios rūšys yra labiausiai paplitusios, pažvelkime į kiekvieną iš jų atskirai.

Plūduriuoti

Tai paprasčiausias, bet vis dėlto efektyvus ir patikimas skysčio matavimo būdas bakelyje ar kitoje talpykloje. Įgyvendinimo pavyzdį galite rasti 2 paveiksle.

Ryžiai. 2. Plūdinis jutiklis siurblio valdymui

Konstrukcija susideda iš plūdės su magnetu ir dviejų nendrinių jungiklių, sumontuotų valdymo taškuose. Trumpai apibūdinkime veikimo principą:

• Talpykla ištuštinama iki kritinio minimumo (A 2 pav.), plūdė nukrenta iki tokio lygio, kur yra nendrinis jungiklis 2, ji įjungia relę, kuri tiekia maitinimą siurbliui, siurbiančiam vandenį iš šulinio.
• Vanduo pasiekia maksimalų lygį, plūdė pakyla į nendrinio jungiklio 1 vietą, ji suveikia ir relė išjungiama, atitinkamai, siurblio variklis nustoja veikti.

Gana paprasta pasidaryti tokį nendrinį jungiklį patiems, o jo nustatymas priklauso nuo įjungimo-išjungimo lygių nustatymo.

Atkreipkite dėmesį, kad jei pasirinksite tinkamą plūdės medžiagą, vandens lygio jutiklis veiks net jei bake yra putų sluoksnis.

Ultragarsinis

Šio tipo matuokliai gali būti naudojami tiek skystoms, tiek sausoms terpėms ir gali turėti analogišką arba atskirą išvestį. Tai yra, jutiklis gali apriboti užpildymą pasiekęs tam tikrą tašką arba nuolat jį stebėti. Įrenginyje yra ultragarso emiteris, imtuvas ir signalo apdorojimo valdiklis. Signalizacijos veikimo principas parodytas 3 pav.

Ryžiai. 3. Ultragarsinio lygio jutiklio veikimo principas

Sistema veikia taip:

• skleidžiamas ultragarsinis impulsas;
• gaunamas atspindėtas signalas;
• Analizuojama signalo slopinimo trukmė. Jei bakas pilnas, jis bus trumpas (A pav. 3), o ištuštėjęs pradės didėti (B pav. 3).

Ultragarsinis signalas yra bekontaktis ir belaidis, todėl gali būti naudojamas net agresyvioje ir sprogioje aplinkoje. Po pradinio nustatymo tokiam jutikliui nereikia jokios specializuotos priežiūros, o judančių dalių nebuvimas žymiai pailgina jo tarnavimo laiką.

Elektrodas

Elektrodiniai (konduktometriniai) pavojaus signalai leidžia stebėti vieną ar kelis elektrai laidžios terpės lygius (tai yra, jie netinka rezervuaro pripildymui distiliuotu vandeniu matuoti). Įrenginio naudojimo pavyzdys parodytas 4 paveiksle.

4 pav. Skysčio lygio matavimas konduktometriniais jutikliais

Pateiktame pavyzdyje naudojamas trijų lygių pavojaus signalas, kuriame du elektrodai valdo talpyklos užpildymą, o trečiasis yra avarinis, kad įjungtų intensyvaus siurbimo režimą.

Talpa

Naudojant šiuos pavojaus signalus, galima nustatyti maksimalų talpyklos pripildymą, o tiek skystos, tiek birios mišrios sudėties kietosios medžiagos gali veikti kaip proceso terpė (žr. 5 pav.).

Ryžiai. 5. Talpinis lygio jutiklis

Signalizacijos veikimo principas yra toks pat kaip ir kondensatoriaus: talpa matuojama tarp jautraus elemento plokščių. Pasiekus slenkstinę vertę, valdikliui siunčiamas signalas. Kai kuriais atvejais naudojama „sauso kontakto“ konstrukcija, tai yra, lygio matuoklis veikia per rezervuaro sienelę atskirai nuo proceso terpės.

Šie įrenginiai gali veikti plačiame temperatūrų diapazone, nėra veikiami elektromagnetinių laukų ir gali veikti dideliu atstumu. Tokios charakteristikos žymiai išplečia taikymo sritį iki sunkių eksploatavimo sąlygų.

Radaras

Šio tipo signalizacijos įtaisas tikrai gali būti vadinamas universaliu, nes jis gali dirbti su bet kokia proceso aplinka, įskaitant agresyvią ir sprogią, o slėgis ir temperatūra neturės įtakos rodmenims. Įrenginio veikimo pavyzdys parodytas paveikslėlyje žemiau.

Įrenginys skleidžia radijo bangas siaurame diapazone (kelių gigahercų), imtuvas pagauna atsispindėjusį signalą ir pagal jo delsos laiką nustato, kiek pilna talpa. Slėgis, temperatūra ar proceso skysčio pobūdis neturi įtakos matavimo jutikliui. Dulkėjimas taip pat neturi įtakos rodmenims, ko negalima pasakyti apie lazerinius signalus. Taip pat būtina atkreipti dėmesį į didelį tokio tipo prietaisų tikslumą, jų paklaida yra ne didesnė kaip vienas milimetras.

Hidrostatinis

Šie aliarmai gali išmatuoti tiek maksimalų, tiek esamą bakų pripildymą. Jų veikimo principas parodytas 7 pav.

7 pav. Užpildymo matavimas girostatiniu jutikliu

Prietaisas sukurtas remiantis skysčio stulpelio sukuriamo slėgio matavimo principu. Dėl priimtino tikslumo ir mažos kainos šis tipas tapo gana populiarus.

Straipsnio apimtyje negalime išnagrinėti visų tipų signalizacijų, pavyzdžiui, sukamųjų, skirtų granuliuotoms medžiagoms identifikuoti (signalas siunčiamas, kai ventiliatoriaus mentė užstringa granuliuotoje terpėje, prieš tai išplėšus duobę) . Taip pat nėra prasmės svarstyti radioizotopų matuoklių veikimo principą, juo labiau rekomenduoti juos geriamojo vandens lygiui tikrinti.

Kaip išsirinkti?

Vandens lygio jutiklio pasirinkimas bake priklauso nuo daugelio veiksnių, iš kurių pagrindiniai:

• Skysta sudėtis. Priklausomai nuo pašalinių priemaišų kiekio vandenyje, tirpalo tankis ir elektrinis laidumas gali keistis, o tai gali turėti įtakos rodmenims.
• Bako tūris ir medžiaga, iš kurios jis pagamintas.
• Talpyklos funkcinė paskirtis – kaupti skystį.
• Reikia kontroliuoti minimalų ir maksimalų lygį arba stebėti esamą būklę.
• Integravimo į automatizuotą valdymo sistemą leistinumas.
• Įrenginio perjungimo galimybės.

Tai nėra išsamus tokio tipo matavimo priemonių pasirinkimas. Natūralu, kad buitiniam naudojimui galima žymiai sumažinti atrankos kriterijus, apribojant juos bako tūriu, veikimo tipu ir valdymo grandine. Žymus reikalavimų sumažinimas leidžia savarankiškai gaminti tokį įrenginį.

Vandens lygio jutiklio gamyba bakelyje savo rankomis

Tarkime, yra užduotis automatizuoti povandeninio siurblio, skirto vandens tiekimui į vasarnamį, veikimą. Paprastai vanduo patenka į akumuliacinį baką, todėl turime užtikrinti, kad siurblys automatiškai išsijungtų, kai jis užpildomas. Tam visai nebūtina pirkti lazerio ar radaro lygio indikatorių, iš tikrųjų jo pirkti nereikia. Paprasta problema reikalauja paprasto sprendimo, tai parodyta 8 pav.

Norėdami išspręsti problemą, jums reikės magnetinio starterio su 220 voltų rite ir dviem nendriniais jungikliais: minimalus uždarymo lygis, didžiausias atidarymo lygis. Siurblio prijungimo schema yra paprasta ir, svarbiausia, saugi. Veikimo principas buvo aprašytas aukščiau, bet pakartokime:

• Kai vanduo prisipildo, plūdė su magnetu palaipsniui kyla aukštyn, kol pasiekia maksimalaus lygio nendrinį jungiklį.
• Magnetinis laukas atidaro nendrinį jungiklį, išjungia starterio ritę, o tai lemia variklio išjungimą.
• Vandeniui tekant, plūdė nukrenta, kol pasiekia mažiausią ženklą, esantį priešais apatinį nendrinį jungiklį, jos kontaktai užsidaro ir įtampa tiekiama į starterio ritę, kuri tiekia įtampą siurbliui. Toks vandens lygio jutiklis rezervuare gali veikti dešimtmečius, skirtingai nei elektroninė valdymo sistema.

Jungikliai ir kt.) automatizuojant siurbimo įrenginius, naudojami specialūs stebėjimo ir valdymo įrenginiai, pavyzdžiui, lygio valdymo relės, reaktyvinės relės ir kt.

Lygio valdymo relės reguliuoja siurblio paleidiklių ir vožtuvų veikimą, kad būtų galima valdyti skysčio lygį. Tokie įtaisai gali palaikyti nustatytą vandens lygį talpyklose.

Šiuolaikinės skysčių lygio valdymo relės – tai elektroniniai įrenginiai, dažniausiai moduliniai, kurie priima signalus iš jutiklių, apdoroja juos pagal specifinį algoritmą ir perjungia pavaras, prijungtas prie relės išėjimo kontaktų (siurblio elektros variklių).

Kadangi elektroninių lygio valdymo relių išėjimo grandinių maksimali įjungiama srovė paprastai neviršija 10 A, tai perjungiant galingas apkrovas. Šioje sistemoje lygio relė valdo starterio ritę, o starteris savo maitinimo kontaktais valdo siurbimo agregato pavaras.

Elektroninės lygio valdymo relės veikia su elektrodiniais ir plūdiniais davikliais, manometrais, radioaktyviais jutikliais ir kt.

Elektrodo lygio jutiklis

Naudojamas elektrai laidžių skysčių lygiui stebėti. Veikimo principas: vandens pasipriešinimo valdymas tarp vienpolių panardinamų elektrodų, kuriems naudojama kintamoji įtampa.

Susideda iš vieno mažo elektrodo ir dviejų ilgų elektrodų, sumontuotų gnybtų dėžutėje. Vienas mažas elektrodas yra viršutinio vandens lygio kontaktas, o ilgieji - apatinio vandens lygio kontaktas. Jutiklis laidais prijungiamas prie lygio relės ir siurblio variklio valdymo grandinės.

Jei ant mažo elektrodo patenka vandens, siurblio starteris išjungiamas. Kai lygis nukrenta iki ilgųjų elektrodų, siurblys įsijungia.

Naudojamas vandens lygiui kontroliuoti neagresyviuose skysčiuose. Plūdė panardinama į atvirą indą, pakabinama ant lankstaus troso ir subalansuota su kroviniu. Prie laido pritvirtintos dvi perjungimo atramos, kurių pagalba, esant maksimaliam vandens lygiui bake, sukasi kontaktinio įrenginio svirtis. Šis svirtis uždaro kontaktus, kurie įjungia arba išjungia siurblio variklį.

Jei konteineris yra uždaras, plūdė savo svirtimi sujungta su svirties ašimi. Ašis su tam tikru sandarikliu patenkama į erdvę per korpuso sienelę, kurioje yra jutiklio kontaktinė dalis. Laidai nuo kontaktų išvedami per konteinerio sienelę.

Daugeliu atvejų tinkami jutikliai komplektuojami su lygio jungikliu. Įsigijus tokį komplektą, vartotojui tereikia viską teisingai prijungti ir sukonfigūruoti.

Relė RKU-1M- kontroliuoja skysčio lygį ir yra naudojamas automatiniam pripildymo ir ištuštinimo konteinerių valdymui bei apsaugos grandinėms. Pagrindinės charakteristikos: maksimali perjungimo galia 3,5 W, maitinimas 220V, jutiklių skaičius 3, vienas perjungimo kontaktas, maksimalus atstumas nuo jutiklio iki relės 100 m.

Ryžiai. 1. Relė RKU-1M

Ryžiai. 2. Siurblio prijungimo prie RKU-1M schema

Vandens lygio jungiklis ROS-301- valdo tris elektrai laidžių skysčių lygius per tris nepriklausomus kanalus vienoje ar skirtingose ​​talpyklose.

Ryžiai. 3. Relė ROS-301

Vieno lygio vandens lygio relė PZ-828- turi reguliuojamą jautrumą, įtampa - 230V, maksimali išėjimo grandinių srovė - 16A. Prietaisas naudoja perjungimo kontaktą.

Ryžiai. 4. Relė PZ-828

Dviejų lygių relė PZ-829 yra automatinė mašina su reguliuojamu jautrumu. Šis elektroninis prietaisas gali kontroliuoti skysčio buvimą dviem lygiais.

Trijų lygių relė PZ-830- valdo ir palaiko nustatytą laidžiojo skysčio lygį valdydamas siurblio agregato elektros variklį. Trijų lygių automatinė mašina gali stebėti skysčio buvimą trimis lygiais, kai trečiasis lygis yra avarinis.

Ryžiai. 6. Keturių lygių relės PZ-830 pajungimo schema

Keturių lygių relė PZ-832- kontroliuoja ir palaiko laidžių skysčių lygį rezervuaruose, vandens bokštuose, baseinuose ir kt., valdydamas siurblių elektros variklius.

Skysčio lygio jungiklis su trimis jutikliais EBR-1- elektroninė modulinė relė, kurios maksimalus atstumas tarp jutiklių yra 100 metrų. Jis gali būti naudojamas viešiesiems rezervuarams (kontroliuoja konteinerio ar šulinio užpildymą ir išleidimą). Prie mechanizmo prijungiami jutikliai, tiekiami su skysčio lygio valdymo rele.

Pagrindinės charakteristikos: galia 3,5 VA, trys jutikliai, maksimalus jautrumas 50 KOhm, maitinimas 230 V, darbinė temperatūra -100C - +450C, IP20 apsauga.

Lygio relė EBR-1

Relė su šešiais jutikliais EBR-2- specialiai sukurta modulinė valdymo relė, naudojama šuliniuose ir rezervuaruose. Taip pat ši relė turi daug nustatymų, pranešimo, kai pasiekiamas minimalus ir maksimalus vandens lygis, jutikliai yra labai jautrūs skysčio elektriniam laidumui.

Komplekte yra šeši jutikliai. Dėl savo kainos ši stebėjimo relė yra idealus pasirinkimas šiuolaikiniam vandens lygio stebėjimui.

Vandentiekis ir drenažas yra neatsiejama kasdienio gyvenimo ir gamybos dalis. Beveik kiekvienas, užsiėmęs ūkininkavimu ar namų gerinimu, bent kartą yra susidūręs su vandens lygio palaikymo viename ar kitame inde problema. Kai kurie žmonės tai daro rankiniu būdu atidarydami ir uždarydami vožtuvus, tačiau daug paprasčiau ir efektyviau šiam tikslui panaudoti automatinį vandens lygio jutiklį.

Lygio jutiklių tipai

Atsižvelgiant į paskirtas užduotis, skysčio lygiui stebėti naudojami kontaktiniai ir bekontakčiai jutikliai. Pirmieji, kaip galima spėti iš pavadinimo, turi kontaktą su skysčiu, antrieji informaciją gauna nuotoliniu būdu, naudojant netiesioginius matavimo metodus – terpės skaidrumą, jos talpą, elektrinį laidumą, tankį ir kt. Pagal veikimo principą visi jutikliai gali būti suskirstyti į 5 pagrindinius tipus:

1. Plūduriuoti
2. Elektrodas.
3. Hidrostatinis.
4. Talpinis.
5. Radaras.

Pirmieji trys gali būti klasifikuojami kaip kontaktinio tipo įrenginiai, nes jie tiesiogiai sąveikauja su darbo terpe (skysčiu), ketvirtas ir penktas yra nekontaktiniai.

Plūdės jutikliai

Galbūt pats paprasčiausias dizainas. Jie yra plūdės sistema, esanti ant skysčio paviršiaus. Keičiantis lygiui, plūdė juda, vienaip ar kitaip uždarydama valdymo mechanizmo kontaktus. Kuo daugiau kontaktų yra plūdės judėjimo kelyje, tuo tikslesni indikatoriaus rodmenys:

Plūduriuojančio vandens lygio jutiklio rezervuare veikimo principas

Paveikslėlyje parodyta, kad tokio įrenginio indikatoriaus rodmenys yra atskiri, o lygio reikšmių skaičius priklauso nuo jungiklių skaičiaus. Aukščiau pateiktoje diagramoje yra du iš jų - viršutinis ir apatinis. To, kaip taisyklė, visiškai pakanka, kad lygis būtų automatiškai palaikomas tam tikrame diapazone.

Yra plūduriuojantys įrenginiai, skirti nuolatiniam nuotoliniam stebėjimui. Juose plūdė valdo reostato variklį, o lygis apskaičiuojamas pagal srovės varžą. Dar visai neseniai tokie prietaisai buvo plačiai naudojami, pavyzdžiui, matuojant benzino kiekį automobilių degalų bakuose:

Reostatinis lygio matuoklis, kuriame:

• 1 – vielos reostatas;
• 2 – reostato slankiklis, mechaniškai sujungtas su plūde.

Elektrodų lygio jutikliai

Šio tipo prietaisai naudoja skysčio elektrinį laidumą ir yra diskretiški. Jutiklis susideda iš kelių skirtingo ilgio elektrodų, panardintų į vandenį. Priklausomai nuo skysčio lygio, yra vienoks ar kitoks elektrodų skaičius.

Trijų elektrodų skysčio lygio jutiklių sistema bake

Viršuje esančiame paveikslėlyje du dešinieji jutikliai yra panardinti į vandenį, o tai reiškia, kad tarp jų yra atsparumas vandeniui – siurblys sustabdomas. Kai tik lygis nukris, vidurinis jutiklis bus sausas, o grandinės varža padidės. Automatika paleis padidinimo siurblį. Kai indas bus pilnas, trumpiausias elektrodas įkris į vandenį, sumažės jo varža bendro elektrodo atžvilgiu ir automatika sustabdys siurblį.

Visiškai aišku, kad valdymo taškų skaičių galima nesunkiai padidinti pridedant papildomus elektrodus ir atitinkamus valdymo kanalus prie konstrukcijos, pavyzdžiui, perpildymo ar sausumo signalizacijai.

Hidrostatinė valdymo sistema

Čia jutiklis yra atviras vamzdis, kuriame sumontuotas vieno ar kito tipo slėgio jutiklis. Kylant lygiui, keičiasi vandens stulpelio aukštis vamzdyje, taigi ir slėgis ant jutiklio:

Hidrostatinio skysčio lygio valdymo sistemos veikimo principas

Tokios sistemos turi nuolatinę charakteristiką ir gali būti naudojamos ne tik automatiniam valdymui, bet ir nuotoliniam lygio valdymui.

Talpinio matavimo metodas

Talpinio jutiklio su metaline (kairėje) ir dielektrine vonele veikimo principas

Indukcinės rodyklės veikia panašiu principu, tačiau juose jutiklio vaidmenį atlieka ritė, kurios induktyvumas kinta priklausomai nuo skysčio buvimo. Pagrindinis tokių prietaisų trūkumas yra tas, kad jie tinka tik stebėti medžiagas (skysčius, biriąsias medžiagas ir kt.), kurios turi gana didelę magnetinę laidumą. Indukciniai jutikliai kasdieniame gyvenime praktiškai nenaudojami.

Radaro valdymas

Pagrindinis šio metodo privalumas yra kontakto su darbo aplinka trūkumas. Be to, jutikliai gali būti gana toli nuo skysčio, kurio lygį reikia kontroliuoti – skaitikliai. Tai leidžia naudoti radaro tipo jutiklius itin agresyviems, toksiškiems ar karštiems skysčiams stebėti. Tokių jutiklių veikimo principą rodo pats jų pavadinimas – radaras. Prietaisą sudaro viename korpuse sumontuotas siųstuvas ir imtuvas. Pirmasis skleidžia vienokį ar kitokį signalą, kitas priima atspindėtą ir skaičiuoja delsos laiką tarp siunčiamų ir priimtų impulsų.

Ultragarsinio radaro tipo lygio jungiklio veikimo principas

Signalas, priklausomai nuo paskirtų užduočių, gali būti šviesos, garso arba radijo spinduliuotės. Tokių jutiklių tikslumas yra gana didelis – milimetrai. Galbūt vienintelis trūkumas yra radaro stebėjimo įrangos sudėtingumas ir gana didelė kaina.

Naminiai skysčių lygio reguliatoriai

Dėl to, kad kai kurie jutikliai yra labai paprastos konstrukcijos, sukurti vandens lygio jungiklį savo rankomis nėra sunku. Dirbdami kartu su vandens siurbliais, tokie įrenginiai leis visiškai automatizuoti vandens siurbimo procesą, pavyzdžiui, į kaimo vandens bokštą ar autonominę lašelinę laistymo sistemą.

Plūdinis automatinis siurblio valdymas

Šiai idėjai įgyvendinti naudojamas savadarbis nendrinio jungiklio vandens lygio jutiklis su plūde. Tam nereikia brangių ir negausių komponentų, jį lengva pakartoti ir jis yra gana patikimas. Visų pirma, verta apsvarstyti paties jutiklio konstrukciją:

Dviejų lygių plūdės jutiklio, skirto vandeniui rezervuare, konstrukcija

Jį sudaro pati plūdė 2, pritvirtinta prie kilnojamojo strypo 3. Plūdė yra vandens paviršiuje ir, priklausomai nuo jos lygio, juda kartu su lazdele ir ant jo pritvirtintu nuolatiniu magnetu 5 aukštyn/žemyn. kreiptuvai 4 ir 5. Apatinėje padėtyje, kai skysčio lygis minimalus, magnetas uždaro nendrinį jungiklį 8, o viršuje (bakas pilnas) – nendrinį jungiklį 7. Strypo ilgis ir atstumas tarp kreiptuvų parenkami pagal vandens bako aukštį.

Belieka surinkti įrenginį, kuris automatiškai įjungs ir išjungs padidinimo siurblį, priklausomai nuo kontaktų būklės. Jo diagrama atrodo taip:

Vandens siurblio valdymo grandinė

Tarkime, kad bakas yra visiškai pilnas, o plūdė yra pakelta. Nendrinis jungiklis SF2 uždarytas, tranzistorius VT1 uždarytas, relės K1 ir K2 išjungtos. Vandens siurblys, prijungtas prie jungties XS1, yra išjungtas. Tekant vandeniui, plūdė, o kartu ir magnetas, nusileis, atsidarys nendrinis jungiklis SF1, tačiau grandinė išliks tos pačios būklės.

Kai tik vandens lygis nukrenta žemiau kritinio lygio, nendrinis jungiklis SF1 užsidaro. Atsidarys tranzistorius VT1, veiks relė K1 ir taps savaime užsifiksuojanti su kontaktais K1.1. Tuo pačiu metu tos pačios relės kontaktai K1.2 tieks maitinimą starteriui K2, kuris įjungia siurblį. Prasidėjo vandens siurbimas.

Kai lygis didėja, plūdė pradės kilti, kontaktas SF1 atsidarys, bet tranzistorius, užblokuotas kontaktais K1.1, liks atviras. Kai tik bakas užpildomas, kontaktinis SF2 užsidaro ir priverstinai uždaro tranzistorių. Abi relės išsijungs, siurblys išsijungs ir grandinė pereis į budėjimo režimą.

Kartodami grandinę vietoje K1, galite naudoti bet kokią mažos galios elektromagnetinę relę, kurios darbinė įtampa yra 22–24 V, pavyzdžiui, RES-9 (RS4.524.200). Kaip K2 tinka RMU (RS4.523.330) arba bet kuri kita 24 V darbinė įtampa, kurios kontaktai gali atlaikyti vandens siurblio paleidimo srovę. Nendriniai jungikliai gali būti bet kokio tipo, kuriais galima užsidaryti arba perjungti.

Lygio jungiklis su elektrodų jutikliais

Nepaisant visų privalumų ir paprastumo, ankstesnė rezervuarų lygio matuoklio konstrukcija taip pat turi reikšmingą trūkumą - mechaninius komponentus, kurie veikia vandenyje ir reikalauja nuolatinės priežiūros. Šio trūkumo nėra mašinos elektrodo konstrukcijoje. Jis yra daug patikimesnis nei mechaninis, nereikalauja jokios priežiūros, o grandinė nėra daug sudėtingesnė nei ankstesnė.

Čia kaip jutikliai naudojami trys elektrodai, pagaminti iš bet kokios laidžios nerūdijančios medžiagos. Visi elektrodai yra elektra izoliuoti vienas nuo kito ir nuo talpyklos korpuso. Jutiklio konstrukcija aiškiai matoma toliau pateiktame paveikslėlyje:

Trijų elektrodų jutiklio konstrukcija, kur:

• S1 – bendras elektrodas (visada vandenyje)
• S2 – minimalus jutiklis (bakas tuščias);
• S3 – maksimalaus lygio jutiklis (bakas pilnas);

Siurblio valdymo grandinė atrodys taip:

Automatinio siurblio valdymo naudojant elektrodinius jutiklius schema

Jei bakas pilnas, tai visi trys elektrodai yra vandenyje ir elektros varža tarp jų yra maža. Šiuo atveju tranzistorius VT1 uždarytas, VT2 atidarytas. Relė K1 yra įjungta ir atjungia siurblį su paprastai uždarytais kontaktais, o esant normaliai atidarytam kontaktui, lygiagrečiai su S3 sujungia jutiklį S2. Kai vandens lygis pradeda kristi, elektrodas S3 yra atviras, bet S2 vis dar yra vandenyje ir nieko neįvyksta.

Vanduo ir toliau vartojamas ir galiausiai atidengiamas elektrodas S2. Dėl rezistoriaus R1 tranzistoriai persijungia į priešingą būseną. Relė atleidžia ir paleidžia siurblį, tuo pačiu išjungdama jutiklį S2. Vandens lygis palaipsniui kyla ir pirmiausia uždaromas elektrodas S2 (nieko neįvyksta - jis išjungiamas kontaktais K1.1), o tada S3. Tranzistoriai vėl persijungia, suaktyvinama relė ir išjungiamas siurblys, tuo pat metu įjungiant jutiklį S2 kitam ciklui.

Prietaisas gali naudoti bet kokią mažos galios relę, veikiančią nuo 12 V, kurios kontaktai gali atlaikyti siurblio starterio srovę.

Jei reikia, ta pati schema gali būti naudojama automatiškai pumpuoti vandenį, tarkime, iš rūsio. Norėdami tai padaryti, drenažo siurblys turi būti prijungtas ne prie paprastai uždarytų, o prie normaliai atidarytų relės K1 kontaktų. Schema nereikės jokių kitų pakeitimų.

Kai iškyla poreikis kontroliuoti skysčių lygį, daugelis šį darbą atlieka rankiniu būdu, tačiau tai itin neefektyvu, atima daug laiko ir pastangų, o priežiūros pasekmės gali būti labai brangios: pavyzdžiui, užlietas butas ar perdegimas. siurblys. To galima lengvai išvengti naudojant plūduriuojančius vandens lygio jutiklius. Tai paprasto dizaino ir veikimo principo įrenginiai, kurie yra prieinami.

Namuose šio tipo jutikliai leidžia automatizuoti tokius procesus kaip:

• skysčio lygio tiekimo bake stebėjimas;
• požeminio vandens siurbimas iš rūsio;
• siurblio išjungimas, kai lygis šulinyje nukrenta žemiau leistino lygio, ir kai kurie kiti.

Plūdės jutiklio veikimo principas

Daiktas dedamas į skystį, kuris jame neskęsta. Tai gali būti medžio arba putplasčio gabalas, tuščiaviduris sandarus plastikinis rutulys arba metalo ir daug daugiau. Pasikeitus skysčio lygiui, šis objektas pakils arba kris kartu su juo. Jei plūdė yra prijungta prie pavaros, ji veiks kaip vandens lygio jutiklis bake.

Įrangos klasifikacija

Plūdės jutikliai gali savarankiškai stebėti skysčio lygį arba siųsti signalą į valdymo grandinę. Pagal šį principą juos galima suskirstyti į dvi dideles grupes: mechanines ir elektrines.

Mechaniniai prietaisai

Mechaniniuose vožtuvuose yra daug įvairių plūdinių vožtuvų vandens lygiui rezervuare nustatyti. Jų veikimo principas yra toks, kad plūdė sujungiama su svirtimi, kai keičiasi skysčio lygis, plūdė juda aukštyn arba žemyn šia svirtimi, o jis savo ruožtu veikia vožtuvą, kuris išjungia (atidaro) vandens tiekimą. Tokius vožtuvus galima pamatyti tualeto nuleidimo bakuose. Jas labai patogu naudoti ten, kur reikia nuolat pilti vandenį iš centrinės vandentiekio sistemos.

Mechaniniai jutikliai turi keletą privalumų:

• dizaino paprastumas;
• kompaktiškumas;
• sauga;
• autonomija - nereikia jokių elektros šaltinių;
• patikimumas;
• pigumas;
• montavimo ir konfigūravimo paprastumas.

Tačiau šie jutikliai turi vieną reikšmingą trūkumą: jie gali valdyti tik vieną (viršutinį) lygį, kuris priklauso nuo montavimo vietos, ir reguliuoti, jei įmanoma, tada labai mažomis ribomis. Tokį vožtuvą galima parduoti vadinamas „plūduriuojančiu vožtuvu konteineriams“.

Elektriniai jutikliai

Elektrinis skysčio lygio jutiklis (plūdė) nuo mechaninio skiriasi tuo, kad pats neatjungia vandens. Plūdė, judanti pasikeitus skysčio kiekiui, veikia elektros kontaktus, kurie yra įtraukti į valdymo grandinę. Remdamasi šiais signalais, automatinė valdymo sistema priima sprendimą dėl tam tikrų veiksmų būtinumo. Paprasčiausiu atveju toks jutiklis turi plūdę. Ši plūdė veikia kontaktą, per kurį įjungiamas siurblys.

Nendriniai jungikliai dažniausiai naudojami kaip kontaktai. Nendrinis jungiklis yra sandari stiklinė lemputė su viduje esančiais kontaktais. Šių kontaktų perjungimas vyksta veikiant magnetiniam laukui. Nendriniai jungikliai yra miniatiūrinio dydžio ir lengvai įdedami į ploną vamzdelį, pagamintą iš nemagnetinės medžiagos (plastiko, aliuminio). Plūdė su magnetu laisvai juda išilgai vamzdžio, veikiama skysčio, o jam priartėjus kontaktai aktyvuojami. Visa ši sistema talpoje sumontuota vertikaliai. Pakeitus nendrinio jungiklio padėtį vamzdžio viduje, galite reguliuoti automatikos veikimo momentą.

Jei reikia stebėti viršutinį bako lygį, tada jutiklis yra sumontuotas viršuje. Kai tik lygis nukrenta žemiau nustatyto lygio, kontaktas užsidaro ir siurblys įsijungia. Vanduo pradės didėti, o kai vandens lygis pasieks viršutinę ribą, plūdė grįš į pradinę būseną ir siurblys išsijungs. Tačiau praktiškai tokia schema negali būti naudojama. Faktas yra tas, kad jutiklį įjungia menkiausias lygio pokytis, po kurio siurblys įsijungia, lygis pakyla ir siurblys išsijungia. Jei vandens srautas iš bako yra mažesnis nei tiekimas, susidaro situacija, kai siurblys nuolat įjungiamas ir išjungiamas, o jis greitai perkaista ir sugenda.

Todėl vandens lygio jutikliai norėdami valdyti siurblį, jie veikia skirtingai. Talpykloje yra bent du kontaktai. Vienas yra atsakingas už viršutinį lygį, jis išjungia siurblį. Antrasis nustato apatinio lygio padėtį, kurią pasiekęs siurblys įsijungia. Taigi žymiai sumažėja paleidimų skaičius, o tai užtikrina patikimą visos sistemos veikimą. Jei lygių skirtumas nedidelis, tuomet patogu naudoti vamzdelį, kurio viduje yra du nendriniai jungikliai ir viena juos jungianti plūdė. Jei skirtumas didesnis nei metras, naudojami du atskiri davikliai, sumontuoti reikiamame aukštyje.

Nepaisant sudėtingesnės konstrukcijos ir valdymo grandinės poreikio, elektriniai plūdiniai jutikliai leidžia visiškai automatizuoti skysčio lygio valdymą.

Jei per tokius jutiklius prijungiate lemputes, tada jais galima vizualiai stebėti skysčio kiekį bakelyje.

Naminis plūdinis jungiklis

Jei turite laiko ir noro, galite savo rankomis pasidaryti paprastą plūduriuojantį vandens lygio jutiklį, o jo išlaidos bus minimalios.

Mechaninė sistema

Siekiant kuo labiau supaprastinti dizaino, kaip fiksavimo įrenginį naudosime rutulinį vožtuvą (kraną). Mažiausi vožtuvai (pusės colio ar mažesni) veikia gerai. Šio tipo maišytuvas turi rankenėlę, kuri ją uždaro. Norėdami paversti jį jutikliu, šią rankeną turite pratęsti metaline juostele. Juostelė pritvirtinama prie rankenos per joje išgręžtas skylutes atitinkamais varžtais. Šios svirties skerspjūvis turi būti minimalus, tačiau ji neturėtų sulinkti veikiama plūdės. Jos ilgis apie 50 cm Plūdė pritvirtinta prie šios svirties galo.

Kaip plūdę galite naudokite dviejų litrų plastikinį butelį iš sodos. Butelis iki pusės pripildytas vandens.

Galite patikrinti sistemos veikimą neįdiegę jos į baką. Norėdami tai padaryti, įstatykite maišytuvą vertikaliai ir padėkite svirtį su plūde horizontalioje padėtyje. Jei viskas bus padaryta teisingai, tada, veikiant vandens masei buteliuose, svirtis pradės judėti žemyn ir užims vertikalią padėtį, o vožtuvo rankena pasisuks kartu. Dabar panardinkite prietaisą į vandenį. Butelis turi plaukti aukštyn ir pasukti vožtuvo rankenėlę.

Kadangi vožtuvų dydis ir jų perjungimui reikalingos jėgos dydis skiriasi, sistemą gali tekti reguliuoti. Jei plūdė negali pasukti vožtuvo, galite padidinti svirties ilgio arba paimkite didesnį butelį.

Jutiklį montuojame į konteinerį reikiamame lygyje horizontalioje padėtyje, o vertikalioje plūdės padėtyje vožtuvas turi būti atidarytas, o horizontalioje padėtyje – uždarytas.

Elektrinio tipo jutiklis

Savarankiškam jutiklio gamybaišio tipo, be įprasto įrankio, jums reikės:

Gamybos seka yra tokia:

Kai keičiasi skysčio lygis, kartu su juo juda ir plūdė, kuri veikia elektrinį kontaktą ir reguliuoja vandens lygį rezervuare. Valdymo grandinė su tokiu jutikliu gali atrodyti taip, kaip parodyta paveikslėlyje. 1, 2, 3 taškai yra laido, kuris ateina iš mūsų jutiklio, prijungimo taškai. 2 punktas yra bendras taškas.

Panagrinėkime naminio prietaiso veikimo principą. Tarkim bako įjungimo momentu tuščia, plūdė yra žemo lygio padėtyje (LL), šis kontaktas užsidaro ir tiekia maitinimą relei (P).

Relė veikia ir uždaro kontaktus P1 ir P2. P1 yra savaime užsifiksuojantis kontaktas. Jis reikalingas, kad relė neišsijungtų (siurblys ir toliau dirbtų), kai vanduo pradeda kilti ir atsidaro žemo slėgio įrenginio kontaktas. Kontaktas P2 jungia siurblį (H) prie maitinimo šaltinio.

Kai lygis pakyla iki viršutinės vertės, nendrinis jungiklis veiks ir atidarys savo kontaktą VU. Relė bus atjungta, ji atidarys kontaktus P1 ir P2, o siurblys išsijungs.

Sumažėjus vandens kiekiui bake, plūdė pradės kristi, tačiau kol ji neužims apatinės padėties ir neuždarys NU kontakto, siurblys neįsijungs. Kai taip atsitiks, darbo ciklas kartosis dar kartą.

Taip veikia vandens lygio valdymo plūdinis jungiklis.

Eksploatacijos metu būtina periodiškai valyti vamzdį ir plūduriuoti nuo nešvarumų. Nendriniai jungikliai gali atlaikyti daugybę perjungimų, todėl šis jutiklis tarnaus daugelį metų.

„Pasidaryk pats“ įrenginį, naudojantį vieną tranzistorių, gali pasigaminti beveik kiekvienas norintis ir šiek tiek pasistengęs, kad įsigytų labai nebrangius ir nedaugelio komponentus bei sulituotų juos į grandinę. Jis naudojamas automatiškai be apribojimų papildyti vandenį tiekimo induose namuose, šalyje ir visur, kur yra vandens. O tokių vietų yra labai daug. Pirmiausia pažvelkime į šio įrenginio schemą. Tai tiesiog negali būti paprasčiau.

Automatiškai valdykite vandens lygį naudodami paprastą elektroninę vandens lygio valdymo grandinę.
Visa vandens lygio valdymo grandinė susideda iš kelių paprastų dalių, o sumontavus be klaidų iš gerų dalių, jos koreguoti nereikia ir iš karto veiks kaip planuota. Panaši schema pas mane be gedimų veikia jau beveik trejus metus ir esu ja labai patenkinta.

Automatinė vandens lygio valdymo grandinė

Dalių sąrašas

• Galite naudoti bet kurį iš šių tranzistorių: KT815A arba B. TIP29A. TIP61A. BD139. BD167. BD815.
• GK1 – žemesnio lygio nendrinis jungiklis.
• GK2 – viršutinio lygio nendrinis jungiklis.
• GK3 – avarinio lygio nendrinis jungiklis.
• D1 – bet koks raudonas šviesos diodas.
• R1 – rezistorius 3Kom 0,25 vatai.
• R2 – rezistorius 300 omų 0,125 vatai.
• K1 – bet kokia 12 voltų relė su dviem paprastai atidarytų kontaktų poromis.
• K2 – bet kokia 12 voltų relė su viena įprastai atidarytų kontaktų pora.
• Naudojau plūduriuojančius nendrinius kontaktus kaip signalo šaltinius vandens papildymui inde. Diagrama žymima GK1, GK2 ir GK3. Pagaminta Kinijoje, bet labai geros kokybės. Negaliu pasakyti nei vieno blogo žodžio. Talpykloje, kurioje jie stovi, vandenį apvalau ozonu ir per ilgus darbo metus jiems nebuvo padaryta nei menkiausio pažeidimo. Ozonas yra itin agresyvus cheminis elementas, visiškai be jokių likučių ištirpdantis daugelį plastikų.

Dabar pažvelkime į grandinės veikimą automatiniu režimu.
Kai į grandinę tiekiamas maitinimas, įjungiama žemesnio lygio plūdė GK1 ir maitinimas tiekiamas į tranzistoriaus pagrindą per jo kontaktą ir rezistorius R1 ir R2. Tranzistorius atsidaro ir tiekia maitinimą relės ritei K1. Relė įsijungia ir savo kontaktu K1.1 blokuoja GK1 (žemesnis lygis), o kontaktu K1.2 tiekia maitinimą į relės K2 ritę, kuri yra pavara ir įjungia pavarą savo kontaktu K2.1. Pavara gali būti vandens siurblys arba elektrinis vožtuvas, tiekiantis vandenį į indą.
Vanduo papildomas, o kai jis viršija žemesnį lygį, GK1 išsijungia, taip paruošdamas kitą darbo ciklą. Pasiekęs viršutinį lygį, vanduo pakels plūdę ir įjungs GK2 (viršutinį lygį), taip uždarydamas grandinę per R1, K1.1, GK2. Tranzistoriaus pagrindo maitinimas bus nutrauktas ir jis užsidarys, išjungdamas relę K1, kuri su savo kontaktais atidarys K1.1 ir išjungs relę K2. Relė savo ruožtu išjungia pavarą. Grandinė paruošta naujam darbų ciklui. GK3 yra avarinio lygio plūdė ir tarnauja kaip draudimas, jei viršutinio lygio plūdė staiga neveikia. Diodas D1 rodo, kad prietaisas veikia vandens pildymo režimu.
Dabar pradėkime gaminti šį labai naudingą įrenginį.

Dedame dalis ant lentos.

Visas dalis dedame ant duonos lentos, kad nebūtų spausdintos. Dėdami dalis, turite atsižvelgti į kuo mažiau džemperių litavimo. Montuojant būtina maksimaliai išnaudoti pačių elementų laidininkus.

Galutinė išvaizda.