Cuando se hace necesario controlar el nivel de líquido, muchos hacen este trabajo manualmente, pero esto es extremadamente ineficaz, requiere mucho tiempo y esfuerzo, y las consecuencias de un descuido pueden ser muy costosas: por ejemplo, un apartamento inundado o quemado. fuera de la bomba. Esto se puede evitar fácilmente mediante el uso de sensores de nivel de agua flotantes. Se trata de dispositivos de diseño y principio de funcionamiento sencillos y asequibles.
En casa, sensores de este tipo pueden automatizar procesos como:
Se coloca un objeto en un líquido que no se hunde en él. Puede ser un trozo de madera o espuma, esfera hueca sellada de plástico o metal y mucho más. Cuando el nivel del líquido cambia, este objeto subirá o bajará con él. Si el flotador está conectado al actuador, actuará como sensor de nivel de agua en el tanque.
Los sensores de flotación pueden controlar de forma independiente el nivel de líquido o enviar una señal al circuito de control. Según este principio, se pueden dividir en dos grandes grupos: mecánicos y eléctricos.
Los mecánicos incluyen una amplia variedad de válvulas de flotador para el nivel del agua en el tanque. El principio de su funcionamiento es que el flotador está conectado a la palanca, cuando el nivel del líquido cambia, el flotador se mueve hacia arriba o baja esta palanca, y él, a su vez, actúa sobre la válvula, que cierra (abre) el suministro de agua. Estas válvulas se pueden encontrar en cisternas de inodoros. Son muy convenientes de usar cuando necesita agregar agua constantemente desde el sistema de suministro de agua central.
Los sensores mecánicos tienen varias ventajas:
Pero estos sensores tienen un inconveniente importante: pueden controlar solo un nivel (superior), que depende del lugar de instalación, y regularlo, si es posible, dentro de límites muy pequeños. A la venta, tal válvula puede denominada "válvula de flotador para tanques".
Un sensor de nivel de líquido eléctrico (flotador) se diferencia de uno mecánico en que no bloquea el agua en sí. El flotador, que se mueve cuando cambia la cantidad de líquido, actúa sobre los contactos eléctricos que se incluyen en el circuito de control. Basado en estas señales sistema automatico el control decide sobre la necesidad de determinadas acciones. En el caso más simple, dicho sensor tiene un flotador. Este flotador actúa sobre el contacto a través del cual se enciende la bomba.
Los interruptores de lengüeta se utilizan con mayor frecuencia como contactos. Un interruptor de lengüeta es una bombilla sellada de vidrio con contactos en el interior. La conmutación de estos contactos se produce bajo la influencia de un campo magnético. Los interruptores de lengüeta son en miniatura y se pueden colocar fácilmente dentro de un tubo delgado hecho de material no magnético (plástico, aluminio). Un flotador con un imán se mueve libremente a través del tubo bajo la acción del líquido, cuando se acerca, se activan los contactos. Todo este sistema está instalado verticalmente en el tanque.... Al cambiar la posición del interruptor de lengüeta dentro del tubo, puede ajustar el momento en que se activa la automatización.
Si necesita monitorear el nivel superior en el tanque, entonces el sensor se instala en la parte superior. Tan pronto como el nivel desciende por debajo del establecido, el contacto se cierra y la bomba se enciende. El agua comenzará a agregarse, y cuando el nivel del agua alcance el límite superior, el flotador volverá a su estado original y la bomba se apagará. Sin embargo, en la práctica, tal esquema no se puede aplicar. El hecho es que el sensor se activa al más mínimo cambio en el nivel, después de lo cual la bomba se enciende, el nivel aumenta y la bomba se apaga. Si el consumo de agua del tanque es menor que el suministro, surge una situación en la que la bomba se enciende y apaga constantemente, mientras se sobrecalienta y falla rápidamente.
Por lo tanto, los sensores de nivel de agua para controlar el funcionamiento de la bomba de manera diferente. El contenedor tiene al menos dos contactos. Uno es responsable del nivel superior, apaga la bomba. El segundo determina la posición del nivel inferior, al llegar al cual se enciende la bomba. Por lo tanto, el número de arranques se reduce significativamente, lo que garantiza un funcionamiento confiable de todo el sistema. Si la diferencia de nivel es pequeña, entonces es conveniente utilizar un tubo con dos interruptores de lengüeta en el interior y un flotador que los conmute. Si la diferencia es más de un metro, se utilizan dos sensores separados, instalados a las alturas requeridas.
A pesar del diseño más complejo y la necesidad de un circuito de control, los sensores de flotador eléctricos permiten automatizar completamente el proceso de control del nivel de líquido.
Si conecta bombillas a través de dichos sensores, luego se pueden usar para verificar visualmente la cantidad de líquido en el tanque.
Si tiene el tiempo y el deseo, entonces el sensor de nivel de agua flotante más simple se puede hacer a mano, y los costos serán mínimos.
Para que sea lo más fácil posible diseño, usaremos una válvula de bola (grifo) como dispositivo de bloqueo. Las válvulas más pequeñas (de media pulgada o menos) funcionarán bien. Tal grifo tiene un mango con el que se cierra. Para convertirlo en sensor es necesario alargar este mango con una tira de metal. La tira se fija al mango a través de los orificios perforados en ella con los tornillos correspondientes. La sección transversal de esta palanca debe ser mínima, pero al mismo tiempo no debe doblarse bajo la acción del flotador. Su longitud es de unos 50 cm y el flotador va unido al extremo de este brazo.
Como flotador puedes use un dos litros botella de plástico de soda. La botella está medio llena de agua.
Puede verificar el funcionamiento del sistema sin instalarlo en el tanque. Para hacer esto, coloque la válvula verticalmente y coloque la palanca con el flotador en una posición horizontal. Si todo se hace correctamente, bajo la acción de la masa de agua en las botellas, la palanca comenzará a moverse hacia abajo y tomará una posición vertical, junto con ella, la manija de la válvula girará. Ahora sumerja el dispositivo en agua. La botella debería aparecer y girar la perilla de la válvula.
Dado que las válvulas varían en tamaño y la fuerza requerida para cambiarlas, puede ser necesario ajustar el sistema. Si el flotador no puede girar la válvula, puede aumentar la longitud del brazo o tomar una botella más grande.
Montamos el sensor en el contenedor al nivel requerido en posición horizontal, mientras que en la posición vertical del flotador la válvula debe estar abierta, y en la posición horizontal debe estar cerrada.
Para la fabricación propia del sensor de este tipo, además de la herramienta habitual, necesitarás:
La secuencia de fabricación es la siguiente:
Cuando cambia el nivel del líquido, el flotador se mueve junto con él, que actúa sobre un contacto eléctrico para controlar el nivel de agua en el tanque. El circuito de control con tal sensor puede ser como se muestra en la figura. Los puntos 1, 2, 3 son los puntos de conexión del cable que proviene de nuestro sensor. El punto 2 es un punto común.
Considere el principio de funcionamiento. dispositivo casero... Digamos en el momento de encender el tanque vacío, el flotador está en la posición de nivel bajo (LO), este contacto se cierra y alimenta el relé (P).
El relé toma y cierra los contactos P1 y P2. P1 es un contacto de autobloqueo. Es necesario para que el relé no se apague (la bomba sigue funcionando) cuando comienza a llegar agua y se abre el contacto OU. El contacto P2 conecta la bomba (H) a la fuente de alimentación.
Cuando el nivel sube al valor superior, el interruptor de láminas funcionará y abrirá su contacto VU. El relé se desenergizará, abrirá sus contactos P1 y P2, y la bomba se apagará.
Con una disminución en la cantidad de agua en el tanque, el flotador comenzará a bajar, pero hasta que alcance la posición más baja y cierre el contacto OU, la bomba no se encenderá. Cuando esto sucede, el ciclo se repetirá.
Así es como funciona el interruptor de flotador de control de nivel de agua.
Durante la operación, es necesario limpiar periódicamente la tubería y flotar de la contaminación. Los interruptores de lengüeta pueden soportar una gran cantidad de conmutación, por lo que dicho sensor servirá durante muchos años.
Un recipiente grande para agua en el campo o trama personal Se puede utilizar para regar o suministrar agua en casa. Al llenarlo, no es necesario subir constantemente las escaleras y controlar el nivel durante todo el día; esto se puede hacer fácilmente mediante sensores electrónicos.
Todos los sensores de nivel de agua para el control de bombas se pueden dividir en dos grandes grupos: de contacto y sin contacto. Los métodos sin contacto se utilizan principalmente en la producción industrial y se dividen en ópticos, magnéticos, capacitivos, ultrasónicos, etc. tipos. Los sensores se instalan en las paredes de los tanques de agua o se sumergen directamente en líquidos monitoreados, los componentes electrónicos se colocan en un gabinete de control.
Arroz. 2 tipos de sensores de nivel En casa mayor uso encontró dispositivos de contacto de tipo flotador de bajo costo, cuyo elemento de seguimiento está hecho en interruptores de lengüeta. Dependiendo de su ubicación en un recipiente con agua, dichos dispositivos se dividen en dos grupos.
Vertical. V dispositivo similar la varilla vertical contiene interruptores de lengüeta, y el flotador con un imán de anillo se mueve a lo largo del tubo y enciende o apaga los interruptores de lengüeta.
Horizontal. Se unen al borde superior del lateral de la pared del tanque, cuando el tanque está lleno, el flotador con un imán se eleva sobre la palanca articulada y se acerca al interruptor de lengüeta. El dispositivo se activa y conmuta el circuito eléctrico colocado en el armario de control, apaga el suministro de energía a la bomba eléctrica.
Arroz. 3 interruptores de láminas verticales y horizontales El actuador principal de un interruptor de láminas es un interruptor de láminas. El dispositivo es un pequeño cilindro de vidrio lleno de un gas inerte o con aire evacuado. El gas o el vacío previenen la formación de chispas y la oxidación del grupo de contacto. Dentro de la bombilla hay contactos cerrados hechos de una aleación ferromagnética. sección rectangular(alambre de permalloy) con baño de oro o plata. Cuando entra en el flujo magnético, los contactos del interruptor de láminas se magnetizan y se repelen entre sí: se abre el circuito a través del cual fluye la corriente eléctrica.
Arroz. 4 Apariencia interruptores de lengüeta Los tipos más comunes de interruptores de láminas actúan sobre un cierre, es decir, cuando están magnetizados, sus contactos están conectados entre sí y el circuito eléctrico está cerrado. Los interruptores de lengüeta pueden tener dos terminales para cerrar el circuito abierto o tres si funcionan con circuitos de conmutación corriente eléctrica... El circuito de bajo voltaje que cambia la fuente de alimentación a la bomba generalmente se encuentra en un gabinete de control.
Los interruptores de lengüeta son dispositivos de baja potencia y no son capaces de conmutar grandes corrientes, por lo que no se pueden usar directamente para apagar y encender la bomba. Por lo general, se utilizan en un circuito de conmutación de baja tensión para el funcionamiento de un potente relé de bomba, colocado en un armario de control.
Arroz. 5 Diagrama eléctrico control de la bomba eléctrica mediante un sensor de flotador de interruptor de láminas
La figura muestra el esquema más simple con sensor, realizando el control de la bomba de desagüe en función del nivel del agua durante el bombeo, compuesto por dos interruptores de lengüeta SV1 y SV2.
Cuando el líquido alcanza el nivel superior, el imán con el flotador conmuta en el interruptor de lengüeta superior SV1 y se aplica voltaje a la bobina del relé P1. Sus contactos están cerrados, se produce una conexión en paralelo al interruptor de láminas y el relé se autobloquea.
La función de autobloqueo no permite desconectar la alimentación de la bobina del relé cuando se abren los contactos del botón de habilitación (en nuestro caso, es un interruptor de láminas SV1). Esto sucede cuando la carga del relé y su bobina están conectadas en el mismo circuito.
El voltaje va a la bobina de un relé potente en el circuito de alimentación de la bomba, sus contactos se cierran y la bomba eléctrica comienza a funcionar. Cuando el nivel del agua cae y se alcanza el flotador con el imán del interruptor de lengüeta inferior SV2, se enciende y también se suministra un potencial positivo a la bobina del relé P1 en el otro lado, la corriente deja de fluir y el relé P1 se apaga. Esto provoca una falta de corriente en la bobina del relé de potencia P2 y, como consecuencia, el cese de la tensión de alimentación a la electrobomba.
Arroz. 6 sensores flotantes de nivel de agua vertical Se puede usar un circuito de control de bomba similar, colocado en un gabinete de control, cuando se monitorea el nivel en un recipiente con un líquido, si los interruptores de lengüeta están invertidos, es decir, SV2 estará en la parte superior y apagará la bomba, y SV1 lo encenderá en la profundidad del tanque de agua.
Los sensores de nivel se pueden usar en la vida cotidiana para automatizar el proceso al llenar contenedores grandes con agua mediante bombas de agua eléctricas. Los más fáciles de instalar y operar son los interruptores de lengüeta producidos por la industria en forma de flotadores verticales sobre varillas y estructuras horizontales.
Con la llegada de la temporada de cabañas y jardines de primavera-verano, las plántulas necesitan agua y riego. Sin duda, es mejor regar con más frecuencia, pero, por supuesto, no todo el mundo llega a la casa de campo con regularidad para regar las verduras. Antes de regar hay que defender el agua. agua fría del grifo es categóricamente imposible, porque puedes arruinarlo todo de raíz. Por lo general, los residentes de verano recolectan agua en contenedores grandes, barriles. Durante el tiempo que estás en el sitio, abriste el agua, se recolecta y tú mismo juegas con las camas. Pero a menudo sucede que se cansaron y se olvidaron de cerrar el agua, se fueron a casa por dos días, regresaron, y allí la inundación y todos los vecinos se inundaron. Un momento desagradable, por supuesto, pero si hay medidores en el agua, generalmente es un horror. Así que nuestro autor se metió en una situación así y decidió: hay que hacer algo al respecto. Y se me ocurrió la idea de hacer un dispositivo de señalización para llenar un barril de agua con mis propias manos. No quería comprar el dispositivo por dinero y comenzó a desarrollar el dispositivo de señalización. Se tomó como base el dispositivo de señalización anti-sueño del conductor.
Materiales: dispositivo de señalización, alambre, pelota de tenis, tubo de plástico.
Instrumentos: Pistola de pegamento, alicates, martillo, destornillador.
Para automatizar muchos procesos de producción, es necesario controlar el nivel de agua en el tanque; la medición se realiza mediante un sensor especial que da una señal cuando el medio de proceso alcanza un cierto nivel. Es imposible prescindir de los medidores de nivel en la vida cotidiana, un ejemplo vívido de esto son las válvulas de cierre de la taza del inodoro o el equipo automático para apagar la bomba del pozo. consideremos diferentes tipos sensores de nivel, su diseño y principio de funcionamiento. Esta información será útil a la hora de elegir un dispositivo para una tarea específica o hacer un sensor con sus propias manos.
El diseño de este tipo de dispositivos de medición está determinado por los siguientes parámetros:
Además, las características de diseño determinan la naturaleza del entorno del proceso. Una cosa es medir la altura del agua potable en un tanque y otra cosa es verificar el llenado de los tanques de aguas residuales industriales. En este último caso, se requiere una protección adecuada.
Dependiendo del principio de funcionamiento, los dispositivos de señalización generalmente se dividen en los siguientes tipos:
Dado que estos tipos son los más comunes, echemos un vistazo a cada uno de ellos por separado.
Esta es la forma más simple, pero, no obstante, efectiva y confiable de medir líquido en un tanque u otro recipiente. Se puede encontrar un ejemplo de implementación en la Figura 2.
Arroz. 2. Interruptor de flotador para control de bombas La estructura consta de un flotador con un imán y dos interruptores de lengüeta instalados en los puntos de control. Describamos brevemente el principio de funcionamiento:
Es bastante simple hacer un interruptor de lengüeta por su cuenta, y su configuración se reduce a configurar los niveles de encendido y apagado.
Tenga en cuenta que si elige el material adecuado para el flotador, el sensor de nivel de agua funcionará incluso si hay una capa de espuma en el tanque.
Este tipo de medidor se puede utilizar tanto para medios líquidos como secos, mientras que puede tener una salida analógica o discreta. Es decir, el sensor puede limitar el llenado al llegar a cierto punto o rastrearlo de forma continua. El dispositivo incluye un emisor ultrasónico, un receptor y un controlador de procesamiento de señales. El principio de funcionamiento del dispositivo de señalización se muestra en la Figura 3.
Arroz. 3. El principio de funcionamiento del sensor de nivel ultrasónico El sistema funciona de la siguiente manera:
El dispositivo de señalización ultrasónica es sin contacto e inalámbrico, por lo que se puede utilizar incluso en entornos agresivos y explosivos. Después de la configuración inicial, dicho sensor no requiere ningún mantenimiento especializado, y la ausencia de partes móviles prolonga significativamente la vida útil.
Las alarmas de electrodo (conductimétricas) le permiten monitorear uno o más niveles de un medio eléctricamente conductor (es decir, no son adecuadas para medir el llenado de un tanque con agua destilada). En la Figura 4 se muestra un ejemplo de uso del dispositivo.
Figura 4. Medición del nivel de líquido mediante sensores conductimétricos En el ejemplo dado, se utiliza un dispositivo de señalización de tres niveles, en el que dos electrodos controlan el llenado del recipiente, y el tercero es de emergencia, para activar el modo de bombeo intensivo.
Con la ayuda de estos dispositivos de señalización, es posible determinar el llenado máximo del contenedor, además, tanto el líquido como los sólidos a granel de composición mixta pueden actuar como medio tecnológico (ver Fig.5).
Arroz. 5. Sensor de nivel capacitivo El principio de funcionamiento del dispositivo de señalización es el mismo que el de un condensador: la capacitancia se mide entre las placas del elemento sensible. Cuando alcanza el umbral, se envía una señal al controlador. En algunos casos, se utiliza la versión de "contacto seco", es decir, el indicador de nivel trabaja a través de la pared del tanque aislado del medio de proceso.
Estos dispositivos pueden funcionar en un amplio rango de temperatura, no se ven afectados por campos electromagnéticos y el funcionamiento es posible en gran distancia... Estas características amplían significativamente el ámbito de aplicación hasta condiciones de funcionamiento severas.
Este tipo de dispositivos de señalización realmente se pueden llamar universales, ya que pueden funcionar con cualquier entorno de proceso, incluidos los agresivos y explosivos, y la presión y la temperatura no afectarán las lecturas. En la figura siguiente se muestra un ejemplo de funcionamiento del dispositivo.
El dispositivo emite ondas de radio en un rango estrecho (varios gigahercios), el receptor capta la señal reflejada y, de acuerdo con su tiempo de retardo, determina la capacidad del tanque. El sensor de medición no se ve afectado por la presión, la temperatura o la naturaleza del medio de proceso. El polvo tampoco afecta las lecturas, lo que no se puede decir de las alarmas láser. También es necesario tener en cuenta la alta precisión de los dispositivos de este tipo, su error no es más de un milímetro.
Estas alarmas pueden medir el llenado límite y actual de los tanques. Su principio de funcionamiento se muestra en la Figura 7.
Figura 7. Medida de llenado con un sensor girostático El dispositivo se basa en el principio de medir el nivel de presión producido por una columna de líquido. Precisión aceptable y bajo costo hecho vista dada muy popular.
En el marco del artículo, no podemos inspeccionar todo tipo de alarmas, por ejemplo, las de bandera rotatoria, para determinar sustancias granulares (hay una señal cuando la pala del ventilador se atasca en un medio granular, habiendo sacado previamente un pozo) . Tampoco tiene sentido considerar el principio de funcionamiento de los medidores de radioisótopos, tanto más para recomendarlos para verificar el nivel de agua potable.
La elección de un sensor de nivel de agua en un tanque depende de muchos factores, los principales son:
Esto esta lejos de Lista llena elegir instrumentos de medición de este tipo. Naturalmente, para uso doméstico, los criterios de selección se pueden reducir significativamente limitándolos al volumen del tanque, el tipo de operación y el esquema de control. Una reducción significativa de los requisitos hace posible autoproducción dispositivo similar.
Digamos que hay una tarea para automatizar el funcionamiento de una bomba sumergible para el suministro de agua a una cabaña de verano. Normalmente, el agua entra capacidad de almacenamiento por lo tanto, debemos hacer que la bomba se apague automáticamente cuando esté llena. No es en absoluto necesario para este propósito comprar un dispositivo de señalización de nivel láser o radar, de hecho, no es necesario comprar ninguno. Una tarea sencilla requiere Solución simple, se muestra en la Figura 8.
Para resolver el problema, necesitará un arrancador magnético con una bobina de 220 voltios y dos interruptores de lengüeta: un nivel mínimo para cerrar, un máximo para abrir. El diagrama de conexión de la bomba es simple y, lo que es más importante, seguro. El principio de funcionamiento se describió anteriormente, pero repitámoslo:
