Контроль уровня жидкости в септике

Поплавковые датчики уровня воды

Поплавковый датчик уровня воды имеют несложную конструкцию, часто применяется совместно с электрическим реле. После того как достигается определенный уровень вода начинает действовать на поплавок. Он одним концом закреплен к реле. Поплавок меняют положение и таким образом, замыкает контакт реле.

Поплавковые датчики в свою очередь делятся на два вида: магнитострикционные и дискретные. Первый вариант дорогостоящий и имеет сложную конструкцию, а также показывает точные измерения воды. Дискретные модели более дешевые, но не менее надежные. Но все поплавковые датчики имеют небольшой недостаток: их необходимо погружать в воду.

Кондуктометрические датчики

Кондуктометрические датчики уровня (рис. 2, 3) применяют для контроля одного или нескольких предельных уровней жидкости, проводящей электрический ток. К таким жидкостям относятся растворы кислот и щелочей, вода и водные растворы солей, пищевые продукты и т.п. Принцип действия этих датчиков основан на разнице электрической проводимости жидкости и воздуха, фиксируемой электродом. Кондуктометрические датчики бывают как одностержневыми (одноэлектродные), так и многостержневыми (многоэлектродные) — для контроля нескольких уровней жидкости.

Рис. 2. Датчик уровня кондуктометрический 3-стержневой ОВЕН ДСП.3

Рис. 3. Датчик уровня кондуктометрический ОВЕН ДС.ПВТ

Кондуктометрические датчики (типа ДУ, ДС и ДС.ПВТ) в простейшем случае представляют собой изолированные металлические электроды, выполненные из нержавеющей стали. Один электрод является общим для всей схемы контроля, он устанавливается в резервуаре так, чтобы его рабочая часть находилась в постоянном контакте с жидкостью (от нижнего до верхнего уровня контроля). При установке в металлическом резервуаре его корпус может быть использован в качестве общего электрода. Остальные электроды являются сигнальными и располагаются на соответствующих своему назначению уровнях. По мере заполнения резервуара электроды, соприкасаясь с жидкостью, замыкают электрическую цепь между общим и соответствующими сигнальными входами прибора.

Компания ОВЕН выпускает различные модели кондуктометрических датчиков (таблица 1).

Таблица 1. Технические характеристики кондуктометрических датчиков ОВЕН

Параметр	Тип датчика
ДС.1	ДС.2	ДС.П	ДС.ПВТ	ДС.К	ДУ.3	ДУ.4	ДУ.5	ДСП.3
Конструктивное исполнение
Материал изолятора	Фторопласт	Пластмасса	Фторопласт	Керамика	Полиэтилен	Пластмасса
Материал электрода	12Х18Н10Т
Длина электрода, м	0,5; 1,0; 1,95
Рабочее положение	Вертикальное и горизонтальное	Вертикальное
Параметры контролируемой среды
Рабочее избыточное давление, атм, не более	2,5	1	25	10	–	1
Температура, 0С, не более	100	100	240	190	85	100
Резьбовое соединение	+	–	+
Защищенность от воздействия пыли и воды, IP56	–	+
Срок службы	Не менее 12 лет

Одноэлектродные датчики (ДС.1, ДС.2, ДС.П, ДС.ПВТ, ДС.К) предназначены для контроля уровня жидкости в металлических резервуарах открытого и закрытого типа. Гильза датчиков изготавливается из керамики, фторопласта и пластмассы. К отличительным особенностям нового датчика ДС.ПВТ относятся: гидравлическая прочность 30,0 МПа; особенность структуры, предотвращающая скопление жидкости и ложное срабатывание; а также повышенная прочность по сравнению с керамическими датчиками.

Трех-, четырех- и пятиэлектродные датчики (ДУ.3, ДУ.4, ДУ.5) используются для контроля двух, трех, четырех уровней жидкости в резервуарах открытого типа со стенками, выполненными из изоляционного материала.

Новый 3-стержневой кондуктометрический датчик уровня — ДСП.3 (рис. 2) предназначен для контроля двух/трех уровней электропроводных сред (неагрессивных к материалу датчика 12Х18Н10Т). Он может использоваться в резервуарах открытого и закрытого типа. В отличие от ранее выпускающихся датчиков ДСП.3 может работать в резервуарах с металлическими стенками и устанавливается в корпусе посредством резьбового соединения.

Преимущества датчика ОВЕН ДСП.3:

• Компактность (расположение электродов в вершинах равностороннего треугольника);
• Удобство крепления посредством резьбового соединения (G1/2);
• Наличие фиксирующих шайб, исключающих схлестывание электродов;
• Герметичность клеммного соединения, обеспечивающаяся защитным колпачком из термоэластопласта;
• Удобство подключения соединительных проводов посредством винтового соединения;
• Выгодное соотношение цена/качество

Новый датчик ОВЕН ДСП.3 может применяться в резервуарах для хранения воды, на водонапорных станциях, очистных и поливочных сооружениях, бассейнах.

Схема управления насосом автоматического наполнения емкости

Недавно наткнулся в интернете на один видеоролик, где воплотили мою детскую мечту в реальность На видео продемонстрировали, как можно собрать устройство автоматического наполнения емкости водой. Всю работу очень наглядно продемонстрировали, однако схему не показали.

Дело в том, что в детстве в летнее время мне часто приходилось поливать огород и у меня всегда появлялись идеи по автоматизации данного процесса, но воплотить в реальность свои мысли так и не получилось. Сегодня я исполню часть своей мечты, правда, пока только теоретически.

Представим такую ситуацию: у вас на даче или дома есть емкость с водой, для полива огорода или еще для каких-то целей. В эту емкость вы закачиваете воду с помощью насоса. Чтобы закачать воду, каждый раз приходится включать насос и следить пока емкость не заполнится водой. Заполнение емкости водой можно очень легко и достаточно дешево автоматизировать.

Ниже представлена структурная картинка нашего устройства.

Структурная схема поплавкового уровнемера

Для автоматизации наполнения емкости водой нам придется немного доработать емкость. На верхней части бочки устанавливается стержень высотой не менее глубины емкости, на котором закрепляются два геркона. К стержню также крепится подвижный шток с поплавком, который перемещается в зависимости от уровня воды в емкости. На штоке закреплен постоянный магнит, для управления герконами.

На следующей картинке можно увидеть пример выполнения стержня и подвижного штока.

Пример реализации поплавкового уровнемера

А сейчас самое интересное: схема автоматического наполнения емкости водой.

Для реализации данного устройства нам понадобится автоматический выключатель для защиты насоса, электромагнитный контактор для включения и отключения насоса и два геркона (контакт магнитоуправляемый герметизированный) для управления контактором.

Электрическая схема автоматического наполнения емкости водой

Нижний геркон должен быть замыкающий, верхний – размыкающий. К примеру, нам вполне подойдет геркон МКС-27103, т.к. он имеет переключающий контакт. Для сигнализации нижнего уровня в схеме используется нормально разомкнутый контакт, для сигнализации верхнего уровня – нормально замкнутый контакт геркона. В момент когда уровень воды в емкости достигнет критического значения, магнит расположится в одном уровне с нижним герконом, который под действием магнитного поля переключит контакт и тем самым отправит сигнал на включение насоса. После этого поплавок начнет подниматься до верхнего уровня, где верхний геркон отключит насос.

В данной схеме не реализован ручной режим, хотя следовало бы предусмотреть на случай выхода из строя наших уровнемеров. Проще всего взять кнопку с фиксацией для ручного управления насосом. Я думаю, как включить кнопку в полученную схему, у вас не составит труда.

Разумеется можно купить готовые уровнемеры и не изобретать велосипед, тем боле что промышленностью они выпускаются. Однако, один такой уровнемер вам обойдется не менее 30$, а один геркон МКС-27103 стоит 2-3$.

Контакт магнитоуправлеяемый гермитизированный (МКС-27103)

Вот так можно сделать автоматическое наполнение емкости водой. Еще у меня идея была, чтобы с этой емкости вода уходила на полив (например помидоров, огурцов) через дренажные трубки. Возможно в теплицах так и делают.

Надеюсь и у меня когда-нибудь появится дача, где я смогу воплотить полностью свою мечту, не потому что я люблю в огороде копаться, просто я люблю, чтобы за меня другие работали, я имею ввиду устройства

Советую почитать:

Схема управления освещением в квартире

Электрический щит для квартиры или дома

Схема управления аварийным светильником

Оптимальная схема квартирного электрощита

Датчик уровня воды

В этом случае будет удобнее вариант схемы, показанный на рис. 2. Она является классическим генератором, который начинает работать только в случае, когда нет воды между электродами (вода закорачивает цепь конденсатора и срывает генерацию). В показанной на рисунке схеме нагрузка (электронасос, нагреватель или др.) будет включена при отсутствии воды в зоне контроля.

Рис. 2. Датчик воды на основе автогенератора.

Иногда бывает необходимо обеспечить гистерезис не только по срабатыванию исполнительного устройства, но и по уровню воды, например, при автоматическом управлении включением погружного насоса, применяемого для полива растений.

Система контроля уровня воды

Контроль уровня воды или иной жидкости является важной и распространенной задачей в промышленности. Организация систем контроля уровня воды требует квалифицированного персонала и знания современного рынка приборов

Такие системы отличаются друг от друга в зависимости от задач производства. В одних случаях требуется непрерывно контролировать уровень, а в других только определенные контрольные значения (например, заполнение и опустошение резервуара). Особняком стоят системы поддержания конкретных параметров в системе помимо уровня. Это могут быть давление, температура или концентрация веществ.

В системах также может присутствовать исполнительный механизм для регулирования уровня. В системах контроля уровня воды эту роль часто выполняет насосное оборудование. Типичная система с готовым решением в виде насосного модуля представлена на рисунке:

EMX3

– устройство плавного пуска, в котором реализованы необходимые функции управления такой системой. Вместо него также используются УПП CSX, CSX-i или преобразователи частоты, в том числе специальные. Температуру измеряет PT100, а уровень воды датчик поплавкового типа. Это могут быть, например, AT 120, NivoMAG или иные поплавковые датчики уровня. Первый датчик лучше всего подходит для работы в интенсивных режимах. Также хорошо подходят на эту роль датчики других типов, например IFM.

Более простые системы с использованием простых поплавковых датчиков представлены на рисунках:

Управление уровнем жидкости посредством включения/отключения насоса.

Регулирование уровня жидкости/воды в отведенном диапазоне предельных значений.

Простая аварийная сигнализация.

Контроль уровня при помощи двух датчиков.

В системах, регулирующих большой объем и уровень жидкости, в качестве элементов определения уровня и передачи сигнала в ПЛК, УПП, ПЧ или к исполнительному элементу, используются гидростатические уровнемеры и сигнализаторы.

В итоге, типовой состав системы контроля уровня воды включает в себя:

1. Резервуар, объект, в котором контролируется уровень;
2. Датчик измерения уровня. В простом случае – сигнализатор, в сложном – уровнемер, иногда с функциями приборов из пункта 4. Рекомендации по выбору датчиков уровня;
3. Исполнительный элемент. Насос, клапан или похожее устройство. Может отсутствовать;
4. Управляющий, вычислительный элемент. Это может быть контроллер (ПЛК), устройство плавного пуска, преобразователь частоты. Иногда может отсутствовать;
5. Дополнительные датчики для мониторинга иных параметров.

Помимо контроля уровня воды/жидкости может понадобиться мониторинг сыпучих продуктов. Принцип организации системы здесь схожий, основное отличие будет заключаться пункте 2.

Типовая система контроля уровня сыпучих продуктов с использованием емкостных датчиков RF3000 отображена на рисунке:

Электронные датчики уровня Читать статью …

Герконовые датчики уровня Читать статью …

Поплавковый выключатель уровня воды Читать статью …

Типы уровнемеров по принципу действия

Принцип работы	Описание
Емкостной	Основан на изменении электрической емкости «конденсатора», образующегося между зондом прибора и стенкой емкости (либо вторым зондом). По мере изменения уровня вещества и сокращению воздушного пространства емкость изменяется пропорционально. По ней и судят о количестве продукта
Гидростатический	Основывается на преобразовании значений давления столба жидкого вещества в высоту этого столба по известной плотности среды. Так, например, давление воды в 10 бар соответствует высоте 101,2-метрового столба
Поплавковый	Байпасный	Реализует принцип сообщающихся сосудов, в роли которых выступают емкость и специально присоединенная байпасная камера. Снаружи камеры находится визуальная шкала, а внутри на поверхности продукта циркулирует поплавок с магнитом. По мере движения магнит переворачивает магнитные индикаторы шкалы.
Магнито- стрикционный	Использует в конструкции волновод (шток) из магнитострикционного материала, по которому циркулирует поплавок с постоянным магнитом. Электронный модуль отсылает по волноводу импульсы, которые отражаются от места пересечения двух магнитных полей. Уровень определяется по времени прохождения сигнала
Магнитный	Конструктивно схож с магнитострикционным, но внутри стержня находятся релейные элементы с резисторами. Поплавок с магнитом при перемещении замыкает контакты и изменяет сопротивление цепи. На основании этого определяется уровень и формируется выходной сигнал
Буйковый	Использует выталкивающую силу, действующую на погруженный в жидкость буек. Количество вытесненной жидкости и глубина погружения буйка связаны напрямую. Оценивая действие силы судят об уровне продукта, а иногда и об его плотности
Микроволновый радарный	Использует диапазон микроволновых частот (десятки ГГЦ) для сигнала, который распространяется от антенны до поверхности продукта и отражается от него. Время прохождения сигнала измеряется и по нему судят о расстоянии до вещества и уровне
Микроволновый рефлексный	Реализует тот же метод измерения прохождения сигнала, что и радарный уровнемер. Отличие состоит в том, что используется специальный волновод, по которому распространяется сигнал. Это позволяет сфокусировать мощность сигнала и защитить его от помех рабочей среды, вызванных например сильной запыленностью
Ультразвуковой	Использует метод оценки времени прохождения сигнала и схож с микроволновым радарным. Однако работает в другом диапазоне частот и не функционирует в вакууме. Прибор посылает УЗК-импульсы, которые отражаются от поверхности продукта и приходят обратно. По известной скорости импульсов рассчитывается расстояние, уровень и прочие производные величины
Лотовый	В конструкции присутствует специальный чувствительный груз, который опускается на тросе или ленте в резервуар с продуктом. При соприкосновении груза с продуктом электроника отмеряет пройденный грузом путь и вычисляет количество продукта
Радиоизотопный	Конструктивно состоит из источника и приемника гамма-излучения. Действие основано на затухании излучения при прохождении через измеряемый продукт. Источник и приемник устанавливаются по разные стороны емкости друг напротив друга и приводятся в движение специальными механизмами, которые перемещают их вдоль измеряемой среды.Таким образом, уровень продукта отслеживается по положению измерительной системы

Так или иначе, уровнемеры являются устройствами сложными и недешевыми, но полностью оправдывают себя функционально. При этом все разнообразие этих устройств обусловлено ограничениями на применение в каждом конкретном случае. Выбрать наиболее подходящий для ваших задач и требований прибор помогут инженерно-технические сотрудники компании РусАвтоматизация. Вы получите все необходимые рекомендации и помощь.

Конструкция и принцип действия

Независимо от того, какой принцип действия положен в основу устройства, работает ли оно только в режиме сигнализатора или параллельно выполняет функции сторожа, автомата или управляющего механизма, конструкция прибора всегда состоит из трех основных узлов:

• Чувствительного элемента, способного реагировать на характеристики водяного потока. Например, фактическое наличие воды, высота столба или уровень в баке, факт движения водяного потока в трубе или магистрали;
• Балластного элемента, уравновешивающего сенсорную часть датчика. Без балласта чувствительный сенсор срабатывал бы при малейшем толчке или случайной капле воды;
• Передающая или исполнительная часть, преобразующая сигнал сенсора, вмонтированного в датчик воды, в конкретный сигнал или действие.

Примерно 90% всей водной техники, так или иначе, связано с электрическими исполнительными механизмами – насосами, клапанами, нагревателями и управляющими электронными автоматами. Понятно, что такое устройство, работающее с водяными потоками, должно быть в первую очередь безопасным.

Из всех сигнальных систем датчик, контролирующий состояние воды, считается наиболее простым и доступным в настройке и ремонте. В отличие от сенсоров и устройств, работающих с измерениями температуры, давления или расхода, датчик воды очень просто контролировать с помощью простейших устройств, или, на крайний случай, увидеть уровень или прокачанный поток своими глазами.

Конструкция и принцип работы выключателя

Конструкция поплавка: электро-переключатель и шар из стали, размещенные во внутренней полости пластмассового корпуса. Длина кабеля варьируется от 3 до 10 м. В момент достижения поплавком-переключателем верхней отметки контакты переключателя замкнутся, обеспечивая включение насоса. Стоит поплавку спуститься до нижней отметки, стальной шарик воздействует на рычажок переключателя, меняя его расположение. Цепь размыкается, и система выключается.

Схема подключения поплавкового выключателя: к переключателю подключен кабель с тремя проводами. Различаются они цветом, зачастую бывают черными, голубыми и коричневыми. Черным цветом отмечен общий провод. В верхнем расположении поплавка-переключателя замыкаются контакты общего провода и нормально закрытого, обозначенного коричневым цветом. На минимальной отметке цепь замыкается с участием общего провода и нормально открытого, обозначенного голубым цветом. Изоляция провода, не использующегося в схеме в данный момент, должна быть очень надежной. Подразумевается, что в условиях водной среды кабель должен обладать достаточной влагостойкостью, а пластиковый корпус – герметичностью. Вывод кабеля имеет оснащение для снятия механического напряжения и надежно загерметизирован. Полимерная смола, заполняющая полость кабельных вводов, исключает попадание влаги внутрь. И последнее слово в пользу поплавкового переключателя – цена, которая обычно варьируется от 300 до 500 рублей. Сочетание приятной цены с надежностью делает покупку поплавкового выключателя оптимальным вариантом обеспечения защиты от нежелательных поломок дорогостоящего оборудования, каким являются бытовые и промышленные насосы.

Вместе с весной в этом году пришла в подвал моего дома и талая вода. Раньше он тоже понемногу появлялась, но в этом году продемонстрировала всю свою дурь. Пол подвала выложен метлахской плиткой, приямка нет, поэтому для осушения я использую 12 вольтовый дренажный насос для яхт и катеров, производительностью 750 л/час. Вчера был «день воды»: насос приходилось включать ежечасно, чтобы вода через порог не пошла в другие помещения. Но сегодня-то на работу идти надо. Поэтому на скорую руку соорудил вчера поплавковый выключатель-автомат для насоса. В пластиковом кольце закрепил кронштейн, на котором установил микрик с рычагом МИЗА-2. В кольцо под рычаг выточил поплавок из куска сэндвича, применяемого для отделки откосов пластиковых окон. Торец сэндвича заклеил изолентой. Включил в разрыв цепи насоса. Как только уровень воды достигает в самом низком углу пола 5-6 мм, поплавок всплывет и нажимает на рычажок микрика, насос включается и за 3-4 минуты осушает пол. Фото сделаю вечером.

Читать также: Стоит ли покупать гриль электрический для дома

А микрик потянет насос? Может через релюшку надо?

Поплавок для насоса – это важный элемент агрегата для перекачки воды. Он призван регулировать уровень жидкости в емкости и защищать насос от сухого хода. Поплавковые выключатели помогают снизить количество мусора, который попадает в систему и, тем самым, увеличить срок эксплуатации насосного оборудования.