- Dizajn i načelo rada
- Vrste senzora razine
- Kako odabrati?
- Izrada senzora razine vode u spremniku vlastitim rukama
Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Za automatizaciju mnogih proizvodnih procesa, potrebno je pratiti razinu vode u spremniku, mjerenje se provodi pomoću posebnog senzora koji šalje signal kada procesni medij dosegne određenu razinu. Nemoguće je u svakodnevnom životu bez mjerača razine, primjer je zaporni ventil vodokotlića ili automatska oprema za isključivanje crpke bušotine. Pogledajmo različite tipove senzora razine, njihov dizajn i princip rada. Ove informacije će biti korisne pri odabiru uređaja za određeni zadatak ili izrade senzora vlastitim rukama.
Dizajn i načelo rada
Projektiranje mjernih uređaja ove vrste određeno je sljedećim parametrima:
- Funkcionalnost, ovisno o ovom uređaju, obično se dijeli na signalne uređaje i razine mjerača. Prva staza određuje točku punjenja spremnika (minimalnu ili maksimalnu), a drugu provodi kontinuirano praćenje razine.
- Princip rada može se temeljiti na: hidrostatici, električnoj vodljivosti, magnetizmu, optici, akustici itd. Zapravo, to je glavni parametar koji određuje opseg primjene.
- Metoda mjerenja (kontaktna ili beskontaktna).
Osim toga, značajke dizajna određene su prirodom tehnološkog okruženja. Jedna stvar je izmjeriti visinu pitke vode u spremniku, druga je provjeriti punjenje spremnika za industrijske otpadne vode. U potonjem slučaju potrebna je odgovarajuća zaštita.
Vrste senzora razine
Ovisno o principu djelovanja, signalni uređaji mogu se podijeliti u sljedeće vrste:
- vrsta plovka;
- pomoću ultrazvučnih valova;
- uređaji s principom kapacitivne razine;
- elektroda;
- radarski tip;
- radi na hidrostatičkom principu.
Budući da su ti tipovi najčešći, svaki od njih smatrajte zasebno.
plovak
To je najjednostavniji, ali ipak učinkovit i pouzdan način za mjerenje tekućine u spremniku ili drugom spremniku. Primjer provedbe može se naći na slici 2.
Dizajn se sastoji od plovka s magnetom i dva reed prekidača instaliranih na kontrolnim točkama. Ukratko opišite načelo djelovanja:
- Spremnik je ispražnjen do kritičnog minimuma (A na slici 2), dok je plovak spušten do razine na kojoj se nalazi prekidač s jezičkom 2, on uključuje relej koji napaja crpku koja crpi vodu iz bunara.
- Voda dostiže maksimalnu oznaku, plutajući se podiže na mjesto jezičca 1, aktivira se i relej se isključuje, motor pumpe prestaje raditi.
Sasvim je jednostavno napraviti takvu reed prekidaču, ali je njena konfiguracija svedena na podešavanje razine uključenosti.
Imajte na umu da ako odaberete pravi materijal za plovak, osjetnik razine vode će raditi, čak i ako postoji sloj pjene u spremniku.
ultrazvučni
Ovaj se mjerač može koristiti za tekuće i suhe medije, a može imati analogni ili diskretni izlaz. To jest, senzor može ograničiti punjenje da dosegne određenu točku ili ga stalno prati. Uređaj uključuje ultrazvučni odašiljač, prijemnik i obradu signala regulatora. Princip rada detektora prikazan je na slici 3.
Sustav radi na sljedeći način:
- emitira se ultrazvučni impuls;
- je primljen reflektirani signal;
- Analizira se trajanje prigušenja signala. Ako je spremnik pun, bit će kratak (A sl. 3), i kako počinje prazniti, počet će se povećavati (B slika 3).
Ultrazvučni alarm je beskontaktni i bežični, pa se može koristiti iu agresivnim i eksplozivnim okruženjima. Nakon početnog postavljanja, takav senzor ne zahtijeva nikakvo specijalizirano održavanje, a odsutnost pokretnih dijelova značajno produžuje vijek trajanja.
elektroda
Elektrodni (konduktometrijski) alarmi omogućuju vam kontrolu jedne ili više razina električki vodljivog medija (to jest, nisu prikladni za mjerenje punjenja spremnika destiliranom vodom). Primjer uporabe uređaja prikazan je na slici 4.
U gornjem primjeru, koristi se alarmni uređaj na tri razine, u kojem dvije elektrode kontroliraju punjenje spremnika, a treće je hitno za aktiviranje intenzivnog načina pumpanja.
kapacitivni
Pomoću ovih signalnih uređaja moguće je odrediti maksimalno punjenje spremnika, a kao tehnološki medij mogu djelovati i tekuće i granulirane tvari mješovitog sastava (vidi sliku 5).
Princip rada detektora jednak je principu rada kondenzatora: provodi se mjerenje kapacitivnosti između ploča osjetnog elementa. Kada dostigne prag, signal se šalje kontroleru. U nekim slučajevima radi se o izvedbi "suhog kontakta", tj. Mjerač djeluje kroz zid spremnika izolirano od procesnog medija.
Ovi uređaji mogu raditi u širokom temperaturnom rasponu, na njih ne utječu elektromagnetska polja, a rad je moguć na velikoj udaljenosti. Takve karakteristike značajno proširuju područje primjene do teških radnih uvjeta.
radar
Takav se alarmni uređaj može nazvati univerzalnim, jer može raditi s bilo kojim tehnološkim okruženjem, uključujući agresivne i eksplozivne, a tlak i temperatura neće utjecati na očitanja. Primjer rada uređaja prikazan je na donjoj slici.
Uređaj emitira radio valove u uskom rasponu (nekoliko gigaherca), prijamnik hvata reflektirani signal i određuje kapacitet kapacitivnosti svojim vremenom kašnjenja. Na mjerni senzor ne utječe tlak, temperatura ili priroda procesne tekućine. Prašina također ne utječe na očitanja, što ne vrijedi za laserske alarme. Također je potrebno naglasiti visoku točnost uređaja ove vrste, njihova pogreška nije veća od jednog milimetra.
hidrostatski
Ovi alarmi mogu mjeriti i rubne i trenutne ispune spremnika. Njihov princip rada prikazan je na slici 7. \ t
Uređaj je izgrađen na principu mjerenja razine tlaka proizvedenog u tekućem stupcu. Prihvatljiva točnost i niska cijena učinili su ovaj izgled vrlo popularnim.
U okviru ovog članka, ne možemo pregledati sve vrste alarma, na primjer, rotacijsku zastavu, za određivanje rasutih tvari (dolazi signal kada se oštrica ventilatora zaglavi u masovnom mediju, prethodno je izvadila jamu). Također nema smisla uzimati u obzir princip rada radioizotopnih mjerača, posebno preporučiti ih za provjeru razine pitke vode.
Kako odabrati?
Izbor osjetnika razine vode u spremniku ovisi o mnogim čimbenicima, a glavni su:
- Sastav tekućine. Ovisno o sadržaju nečistoća u vodi, gustoća i vodljivost otopine mogu se promijeniti, što će vjerojatno utjecati na očitanja.
- Volumen spremnika i materijal iz kojeg je izrađen.
- Funkcionalna svrha spremnika za nakupljanje tekućine.
- Potrebna je kontrola minimalne i maksimalne razine ili praćenje trenutnog stanja.
- Dopuštenost integracije u automatizirani sustav upravljanja.
- Mogućnosti prebacivanja uređaja.
Ovo nije potpuni popis za odabir instrumenata ove vrste. Naravno, za kućne potrebe kriteriji odabira mogu se značajno smanjiti ograničavanjem na volumen spremnika, vrstu pogona i upravljački krug. Značajno smanjenje zahtjeva omogućuje neovisno proizvodnju takvog uređaja.
Izrada senzora razine vode u spremniku vlastitim rukama
Pretpostavimo da postoji zadatak automatiziranja rada potopne pumpe za vodoopskrbu kućice. U pravilu, voda ulazi u spremnik, stoga se moramo pobrinuti da se crpka automatski isključi kada se napuni. U tu svrhu nije potrebno kupiti indikator razine lasera ili radara, zapravo nije potrebna nikakva kupnja. Jednostavan zadatak zahtijeva jednostavno rješenje, što je prikazano na slici 8. \ t
Kako bi se riješio problem, potrebni su magnetni starter s 220 voltnom zavojnicom i dva reed prekidača: minimalna razina je za kratki spoj, maksimalna razina je za otvaranje. Shema spajanja crpke je jednostavna i, što je još važnije, sigurna. Načelo djelovanja je opisano gore, ali ga ponavljamo:
- Kako se voda postavlja, plovak s magnetom postupno raste dok ne dostigne maksimalnu razinu reed prekidača.
- Magnetsko polje otvara jezičnu sklopku, onemogućavajući zavojnicu startera, što dovodi do deaktiviranja motora.
- Kako se voda troši, plovak se spušta dok ne dostigne minimalnu oznaku nasuprot donjem jezičnom prekidaču, kontakti se zatvaraju, a napon se stavlja na svitak startera koji napaja crpku. Takav senzor razine vode u spremniku može raditi desetljećima, za razliku od elektroničkog sustava upravljanja.