У промисловості і побуті постійно існує необхідність контролю за рівнями рідини в ємностях. Пристрої вимірювання класифікують як контактні і безконтактні. Для обох варіантів датчик рівня води розташовують на певній висоті резервуара, і він спрацьовує, сигналізуючи або подаючи команду на зміну режиму її подачі.
Контактні пристрої працюють на основі поплавців, перемикальні схеми при досягненні рідиною заданих відміток.
Безконтактні способи поділяються на магнітні, ємнісні, ультразвукові, оптичні та інші. Пристрої не мають рухомих частин. Вони занурюються в контрольовані рідкі або сипучі середовища або закріплюються на стінках баків.
Поплавкові датчики
Надійні та дешеві пристрої для контролю рівня рідин за допомогою поплавків найбільш поширені. Конструктивно вони можуть різнитися. Рассморим їх види.
Вертикальне розташування
Часто застосовується поплавковий датчик рівня води з вертикальним штоком. Всередині нього розміщено круглий магніт. Шток являє собою порожню пластикову трубку з розташованими усередині герконами.
Поплавець із закріпленим магнітом завжди розташовується на поверхні рідини. Підходячи до геркона, поле магніту викликає спрацьовування його контактів, що є сигналом про заповнення ємності до певного об’єму. При послідовному з’єднанні контактних пар між собою через резистори можна постійно стежити за рівнем води за загального опору кола. Стандартний сигнал при цьому змінюється від 4 до 20 мА. Датчик рівня води найчастіше розміщується у верхній частині резервуара на ділянці довжиною до 3 м.
Електричні схеми з герконами можуть відрізнятися при зовнішній схожості механічної частини. Датчики розташовуються на одному, двох і більшої кількості рівнів, подаючи сигнал про те, наскільки наповнений бак. Вони також можуть бути лінійними, безперервно подаючи сигнал.
Горизонтальне розташування
Якщо зверху датчик встановити не вдається, його кріплять горизонтально до стіни резервуара. Магніт з поплавцем встановлюють на важелі з шарніром, а геркон поміщають в корпусі. При підйомі рідини у верхнє положення магніт підходить до коннтактам і датчик спрацьовує, сигналізуючи про досягнення граничного стану.
При підвищеної забрудненості або замерзанні рідини застосовується більше надійний поплавковий датчик рівня води на гнучкому тросі. Він складається з розміщеної на глибині невеликий герметичній ємності з металевою кулькою з герконовим контактом або тумблером всередині. При збігу рівня води з положенням датчика відбувається переворот ємності і спрацьовування контакту.
Одними з найбільш точних і надійних поплавкових датчиків є магнітострикційні. Вони містять поплавок з магнітом, які ковзають по металевому стрижню. Принцип роботи полягає в зміні тривалості проходження через стрижень ультразвукового імпульсу. Відсутність електричних контактів істотно підвищує чіткість спрацьовування при досягненні межі розділу середовищ заданого положення.
Ємнісні датчики
Безконтактне пристрій реагує на різницю між діелектричною проникністю різних матеріалів. Датчик рівня води в резервуарі встановлюється зовні бічної стінки ємності. У цьому місці повинна бути вставка з скла або фторопласту, щоб через неї можна було розрізнити межу розділу середовищ. Відстань, на якому чутливий елемент вловлює зміну контрольованого середовища, складає 25 мм.
Герметичне виконання ємнісного датчика дає можливість поміщати його в контрольоване середовище, наприклад, в трубопровід або в кришку резервуара. При цьому він може перебувати під тиском. Таким чином підтримується наявність рідини в закритому реакторі при здійсненні технологічного процесу.
Електродні датчики
Датчик рівня води з поміщеними в рідину електродами реагує на зміну електропровідності між ними. Для цього їх кріплять затискачами і розміщують на гранично верхньому і нижньому рівнях. З більш довгим у парі встановлюють ще один провідник, але зазвичай замість нього використовують металевий корпус резервуара.
Схема датчика рівня води з’єднується з системою управління електродвигуном насоса. При повному баку всі електроди занурені в рідину і між ними протікає струм управління, який є сигналом на відключення двигуна водяного насоса. Вода також не надходить, еслти вона не стосується оголеного верхнього провідника. Сигналом включення насоса є зниження рівня нижче довгого електрода.
Проблемою всіх датчиків є окислення контактів, що знаходяться у воді. Щоб зменшити його вплив, застосовують нержавіючу сталь або графітові стрижні.
Датчик рівня води своїми руками
Простота пристрою дає можливість виготовити його самостійно. Для цього потрібен поплавок, важіль і клапан. Вся конструкція розміщується в верхній частині бака. Поплавок з важелем з’єднується зі штоком, що переміщує поршень.
При досягненні водою верхнього граничного рівня поплавок переміщує важіль, який впливає на поршень і закриває подачу через нижню трубу.
По мірі витрати води поплавок опускається, після чого поршень знову відкриває отвір, через яке можна знову наповнювати резервуар.
При правильному виборі та виготовленні датчик рівня води, своїми руками зібраний, надійно працює в домашньому господарстві.
Висновок
Датчик рівня води незамінний в приватному секторі. З ним не втрачається час при контролі за наповненням бака на городі, рівнем в колодязі, свердловини або септику. Простий пристрій без допомоги господаря вчасно запустить або відключить водяний насос. Тільки не варто забувати про його профілактики.
