Tee-se-itse-automaatio säiliöiden täyttämiseen vedellä. Säiliön automaattinen täyttö vedellä puutarhassa. Automaattisen ohjauksen sähköpiirin vivahteet

Yksi kotitalouden ärsyttävimmistä ongelmista on veden puute hanasta. Valon tai kaasun puuttumisesta on helppo selviytyä, mutta vesi on välttämätön osa ihmiselämää, ja kun sitä ei ole tai ei ole tarpeeksi, ongelmat alkavat. Voit pitää talossa koko ajan useita vesisäiliöitä, esimerkiksi muovipulloja, mutta on paljon käytännöllisempää määrittää, millainen vesisäiliö ja omakotitalon järjestelmäkaavio tarvitaan, jotta se ei menettää mukavuuden ja jatkaa kodinkoneiden ja pesualtaan käyttöä kylpyhuoneella riippumatta siitä, mitä ei koskaan tapahtunut.

Miksi sitä tarvitaan ja miten sitä käytetään

Jos jostain syystä autonomisen vesihuoltojärjestelmän pumppu ei toimi tai keskitetyssä kaupungin vesihuollossa ei ole painetta, se voidaan syöttää pesualtaaseen tai wc-kulhoon aiemmin kerätystä varasäiliöstä. Yksinkertaisesti sanottuna on parempi, että talossa on aina juomavettä ja käytä sitä hätätilanteissa.

Varavesivaraston käytön helpottamiseksi varastosäiliö on integroitava vesijärjestelmään siten, että sitä käytetään joko automaattisesti ilman ulkoista painetta tai se voidaan aktivoida yksinkertaisesti kääntämällä venttiiliä.

Varastosäiliön asentamiseen ja liittämiseen on monia muunnelmia, riippuen vesilähteen tyypistä, säiliön mahdollisesta sijainnista ja jopa talon pohjaratkaisusta. Riittää, kun valitset sopivan vaihtoehdon ja päätät itse varastosäiliön tyypistä.

Tyypit

Varastointisäiliö voi olla riittävän sisätilavuudeltaan korroosionkestävästä materiaalista valmistettu säiliö, joka on turvallinen juomaveden varastointiin. Käytetään seuraavia materiaaleja:

• Polyvinyylikloridi;
• korkea- tai matalapaineinen silloitettu polyeteeni;
• polypropeeni;
• ruostumaton teräs;
• teräs päällystetty vedenpitävillä lakoilla ja keraamisilla pinnoitteilla.

Vaikka galvanoitu teräs on korroosion- ja vedenpitävä, sinkin suojakerros voi ajan myötä ohentua erityisesti liitoksissa ja hitsauksissa.

Suunnittele, jaa:

• avoimet astiat, joissa on kaula kannen kanssa tai ilman, mutta suljetut seinät ja pohja;
• suljetut täysin suljetut kalvotyyppiset astiat.

Ensimmäisessä tapauksessa kaikki on yksinkertaista, koko sisätilavuus on täytetty vedellä ja tarvittaessa tyhjenee alimpaan kohtaan kiinnitetyn putken kautta.

Kalvosäiliöiden tapauksessa käyttötilavuus on vähintään kolmanneksen pienempi kuin koko rakenteen tilavuus. Osa tilavuudesta on varattu ilmakammion alle, erotettuna vedestä vahvalla elastisella kalvolla. Kun säiliö täyttyy vedellä, kalvo painaa ilmakammiota luoden ylipainetta. Kun vettä vaaditaan takaisin, venttiili avautuu ja se tulee vesijärjestelmään kertyneen paineen vaikutuksesta.

Alhaalta tai ylhäältä

Varastointisäiliön liittämiseen ja vesisyötön käyttöön on kolme vaihtoehtoa:

• Säiliön yläsijainti. Tässä tapauksessa vedenotto tapahtuu painovoiman vaikutuksesta. Mitä korkeammalla akku sijaitsee suhteessa kuluttajaan, sitä vahvempi on vedenpaine. Jokainen 10 metrin korkeus lisää 0,1 ilmakehän tai noin 1 baarin.
• Yksinkertaisen varastosäiliön alempi sijainti. Painovoima ei enää auta, ja pumppua käytetään veden syöttämiseen, mikä nostaa paineen optimaaliselle tasolle.
• Kalvotyyppiset varastosäiliöt itse luovat vaaditun paineen veden syöttöön. Alempi sijainti kuluttajan tasolla on heille optimaalinen, koska ullakolle tai torniin asentamisesta ei ole hyötyä.

Kuinka määrittää paras vaihtoehto?

Jos talossa on useita kerroksia ja varastosäiliö on mahdollista sijoittaa ullakolle, niin voit tehdä ilman pumpun lisäasennusta, eikä sinun tarvitse kuluttaa rahaa kalliiseen kalvosäiliöön. Itse asiassa tämä on vesitornin analogi. Nosta säiliö kuitenkin niin korkealle, että paine on miellyttävä 2-2,5 atm. se on edelleen vaikeaa. Lisäksi herää kysymys säiliön lämmittämisestä niin, että talvella siinä oleva vesi ei jäädy.

Käytettävissä olevan 0,2-0,3 atm:n vedenpaineen hätäpysäytystilanteessa. hanan käyttö pesualtaassa, wc:ssä tai vaikka suihkussa riittää, mutta joitain kodinkoneita, kuten pesukonetta tai astianpesukonetta, jotka vaativat enemmän painetta solenoidiventtiilien käyttämiseen, ei ole mahdollista käyttää.

Säiliön asentaminen kuluttajan tasolle on sopiva tapauksiin, joissa säiliötä ei ole mahdollista nostaa ullakolle tai vähintään yhden kerroksen korkeammalle. Sama koskee varastosäiliön asentamista asuntoon. Tarvitset pienen pumpun veden syöttämiseksi paineistettuun vesijohtoon. Riittävän toiminnan varmistamiseksi pumppu vaatii paisuntakalvosäiliön.

Kalvollinen varastosäiliö soveltuu erinomaisesti veden varastointiin sekä käytettäessä keskitettyä vesihuoltojärjestelmää että autonomisessa järjestelmässä. Se ei kuitenkaan vaadi lisälaitteita tai huippupaikkaa. Sen hinta on kuitenkin paljon korkeampi kuin mikään perinteinen varastosäiliö, vaikka se yhdistettäisiin yksinkertaiseen pumppuun.

Säiliön tilavuus

Jos kaupungin vesijohtoon tulee ongelmia ja vesikatkoja, korjaukset valmistuvat yleensä päivässä tai kahdessa. Onnettomuuksia sattuu kuitenkin myös lomilla ja paikoissa, joissa nopea korjaus on yksinkertaisesti mahdotonta, joutuu odottamaan paljon pidempään. Optimaalinen veden saanti 2-3 päiväksi perustuu wc:n käyttöön, henkilökohtaisen hygienian ylläpitämiseen ja ruoanlaittoon.

Kolmen hengen perheelle riittää 100 litraa päivässä, kun vettä käytetään säästötilassa. Yhdelle pesulle tarvitaan noin 80 litraa vettä, voit selvittää tarkemmin pesukoneen passista. Sama astianpesukoneelle.

Osoittautuu, että 2-3 päivän ajan kodinkoneita käytettäessä sinun on etsittävä vähintään 500 litran, puoli kuutiometrin, säilytystilaa.

On kuitenkin olemassa useita rajoituksia:

• Mitä suurempi vesimäärä ja avoin tyyppinen varastosäiliö, sitä nopeammin se alkaa kasvaa sedimentillä. Ei ole suositeltavaa käyttää jokapäiväisessä elämässä yli 200-250 litran tilavuuksia veden pitkäaikaiseen varastointiin.
• Katon ja kantavien seinien turvallisuusmarginaali tulee ottaa huomioon. Säiliön asennus on tehtävä talon suunnitteluvaiheessa.
• Käytettäessä autonomista vesihuoltoa varastosäiliön tilavuus, erityisesti kalvotyyppisen, ei saa ylittää kaivon velkaa. Jos tätä sääntöä ei voida noudattaa, pumppu on suojattava joutokäynniltä.

Kalvotyyppiset varastosäiliöt ovat tilavuudeltaan rajallisia, eivätkä ne pysty luopumaan koko varastoidun nesteen määrästä. Yli 300 litran varaston muodostamiseksi sinun on kytkettävä useita pienempiä säiliöitä rinnakkain.

Yleiset yhteyssäännöt

Vesisäiliö asennetaan valmisteltuun paikkaan: betonialusta, joka on sidottu perustukseen, tai vahvistettu metallirunko, joka on valmistettu profiloidusta putkesta. Suunnitelman tulee kestää puolitoista painoa säiliöstä ja siinä olevasta vedestä täysin täytettynä.

Tuloputki voi olla mikä tahansa sopiva halkaisija, vettä syötetään paineen alaisena. Poistoputki ja vesijohtoputki valitaan halkaisijaltaan puolitoista tai kaksi kertaa suurempi kuin pääjohdon poikkileikkaus. Optimaalinen koko on 32 mm.

Eristys, jopa korkealaatuisin, vain hidastaa lämpötilan laskua säiliössä. Veden jäätymisen estämiseksi, kun säiliö asennetaan lämmittämättömälle ullakolle tai katolle, tulee käyttää mitä tahansa sopivaa putkien ja itse säiliön lämmitysjärjestelmää.

Keskitetty vesihuolto

Kaikenlainen varastosäiliöliitäntä vaatii takaiskuventtiilin talon tai asunnon sisäänkäynnissä. Se on venttiili, joka estää varastoidun veden virtauksen takaisin putkistoon, ei kuluttajalle.

Yläliitäntä

Säiliö asennetaan ensimmäisen kerroksen katon alle, kylpyhuoneen ja keittiön yläpuolelle tai ullakolle. Säiliön yläosassa tulee olla liitin veden syöttöä varten, toinen hieman korkeampi viemäriin tyhjennystä varten, kun se tulee yli, ja aivan pohjassa liitin vedenottoa varten.

Sulkuventtiilin, mittarin ja takaiskuventtiilin karkeasuodattimen sisääntulon jälkeen asennetaan tee, josta putki menee säiliön tuloputkeen, sulkuventtiili tai säädettävä venttiili asennetaan eteen. asennus.

Ulostuloliittimeen liitetään sulkuventtiili ja putki lasketaan takaisin vesijohtoon, johon se liitetään T-liittimen avulla.

Ylimääräinen poistoletku lasketaan viemäriin tai johdetaan talosta etupihaan tai viemärijärjestelmään.

Täyttöä ohjataan mekaanisella uimuriventtiilillä, joka on samanlainen kuin wc-kulhossa.

Varastoidun veden käyttämiseksi riittää, että avaat poistoventtiilin.

Pohjaliitäntä

Kytkentä on identtinen ensimmäisen vaihtoehdon kanssa. Poistoaukkoon on kuitenkin asennettava pumppu lisäpaineen luomiseksi vesihuoltoon. Ennen jokaista veden käyttöä sinun on ensin kytkettävä pumppu päälle.

Valmis pumppuasema tai pumpun lisääminen kalvotyyppisellä paisuntasäiliöllä ja painekytkimellä auttavat yksinkertaistamaan käyttöikää.

Varastointisäiliön pohjaliitäntä kalvolla

Säiliön liittämiseen käytetään vain yhtä putkea, joka on liitetty vesihuoltoon venttiilillä varustetun t-putken kautta. Sisäke tehdään myös suodattimen, laskurin ja takaiskuventtiilin jälkeen.

Ennen käyttöä ilmakammion paine on säädettävä. Tämä on tehtävä tiukasti valitun mallin ohjeiden mukaisesti. Vesihuollon normaalipaine on alustavasti selvitetty, lisäksi huomioiden vuorokauden vaihtelut. Tämän seurauksena otetaan keskiarvo, jota käytetään säiliön säätämiseen. Tämä on ainoa tapa käyttää säiliön suurinta hyödyllistä tilavuutta.

Autonomiin vesihuoltoon

Kuten keskitetyn vesihuollon tapauksessa, liitäntävaihtoehtoja on useita.

Vesitorni

Varastosäiliö asennetaan 15-20 metrin korkeuteen maanpinnan yläpuolella vahvistettuun torniin tai ullakolle. Reikäpumpusta tai pumppausasemasta vesi syötetään suoraan säiliöön, josta se jaetaan talon kylpyhuoneeseen ja keittiöön. Järjestelmän paine saadaan aikaan korkeuserolla säiliön vedenpinnan ja talon sekoitushanan välillä.

Haittapuolena on jatkuva veden kulku säiliön läpi, mikä aiheuttaa sedimentin kertymistä ajan myötä, vaikka suodatinjärjestelmä olisi esiasennettu.

Etuna on suunnittelun yksinkertaisuus ja kalliiden elementtien vähimmäismäärä, lukuun ottamatta itse tornirakennetta ja säiliön pakollista eristystä, joka suojaa sitä jäätymiseltä, vaikka se sijoitetaan ullakolle.

Säiliön pohjaliitäntä

Säiliö asennetaan tasolle pumppausaseman kanssa tai talon pohjakerrokseen. Se täyttyy pumpun normaalin käytön aikana kaivosta tulevan veden takia. Rajoitin on kelluva kytkin.

Tämä vaihtoehto säästää liiallisella vedenkulutuksella ja vedenpinnan laskulla kaivossa tai kaivossa. Se on kuitenkin turhaa, kun sähkö on katkaistu, koska loppukäyttäjälle tarvitaan pumppu, joka toimittaa vettä varastosta.

Kalvoinen varastosäiliö

Pumppausaseman ja takaiskuventtiilin jälkeen asennetaan kalvosäiliö veden varastointia varten pohjaliitännällä. Jos pumppuasema jostain syystä ei toimi eikä ylläpidä painetta järjestelmässä, vesi tulee varastosäiliöstä.

Monien tuotantoprosessien automatisoimiseksi on tarpeen ohjata säiliön veden tasoa, mittaus suoritetaan erityisellä anturilla, joka antaa signaalin, kun prosessiväliaine saavuttaa tietyn tason. Ilman tasomittareita jokapäiväisessä elämässä on mahdotonta tehdä, elävä esimerkki tästä on wc-altaan sulkuventtiilit tai automaatio kaivopumpun sammuttamiseksi. Katsotaanpa erityyppisiä tasoantureita, niiden rakennetta ja toimintaperiaatetta. Nämä tiedot ovat hyödyllisiä valittaessa laitetta tiettyyn tehtävään tai valmistettaessa anturin omin käsin.

Suunnittelu ja toimintaperiaate

Tämän tyyppisten mittauslaitteiden suunnittelu määräytyy seuraavien parametrien mukaan:

• Toiminnallisuus jaetaan laitteesta riippuen yleensä merkinantolaitteisiin ja tasomittareihin. Edellinen valvoo tiettyä säiliön täyttöpistettä (minimi tai maksimi), jälkimmäinen valvoo jatkuvasti tasoa.
• Toimintaperiaate, se voi perustua: hydrostatiikkaan, sähkönjohtavuuteen, magnetismiin, optiikkaan, akustiikkaan jne. Itse asiassa tämä on pääparametri, joka määrittää laajuuden.
• Mittausmenetelmä (kosketus tai ei-kosketus).

Lisäksi suunnitteluominaisuudet määräävät prosessiympäristön luonteen. Yksi asia on mitata juomaveden korkeus säiliössä, toinen asia on tarkastaa säiliöiden täyttö teollisuuden jätevesien varalta. Jälkimmäisessä tapauksessa tarvitaan asianmukainen suoja.

Tasoanturien tyypit

Toimintaperiaatteesta riippuen merkinantolaitteet jaetaan yleensä seuraaviin tyyppeihin:

• kelluva tyyppi;
• käyttämällä ultraääniaaltoja;
• laitteet, joissa on kapasitiivisen tason ilmaisuperiaate;
• elektrodi;
• tutkatyyppi;
• toimii hydrostaattisella periaatteella.

Koska nämä tyypit ovat yleisimpiä, tarkastelemme jokaista niistä erikseen.

kellua

Tämä on yksinkertaisin, mutta kuitenkin tehokas ja luotettava tapa mitata nestettä säiliössä tai muussa astiassa. Esimerkki toteutuksesta löytyy kuvasta 2.

Suunnittelu koostuu magneetilla varustetusta kellukkeesta ja kahdesta ohjauspisteisiin asennetusta kaislikytkimestä. Kuvaa lyhyesti toimintaperiaate:

• Säiliö tyhjennetään kriittiseen minimiin (A kuvassa 2), kun taas uimuri putoaa tasolle, jossa kielikytkin 2 sijaitsee, se kytkee päälle releen, joka syöttää virtaa kaivosta vettä pumppaavalle pumpulle.
• Vesi saavuttaa maksimimerkin, uimuri nousee kielikytkimen 1 kohtaan, se toimii ja rele sammuu, vastaavasti, pumpun moottori lakkaa toimimasta.

Sellaisen kaislikytkimen tekeminen on melko yksinkertaista itse, ja sen säätö jää päälle-pois-tasojen asettamiseen.

Huomaa, että jos valitset kellukkeeseen oikean materiaalin, vedenkorkeusanturi toimii, vaikka säiliössä olisi vaahtokerros.

Ultraääni

Tämän tyyppistä mittaria voidaan käyttää sekä nestemäisiin että kuiviin sovelluksiin, ja siinä voi olla analoginen tai erillinen lähtö. Eli anturi voi rajoittaa täytön tiettyyn pisteeseen tai valvoa sitä jatkuvasti. Laite sisältää ultraäänilähettimen, vastaanottimen ja signaalinkäsittelyohjaimen. Signalointilaitteen toimintaperiaate on esitetty kuvassa 3.

Järjestelmä toimii seuraavasti:

• lähetetään ultraäänipulssi;
• heijastunut signaali vastaanotetaan;
• signaalin vaimennuksen kesto analysoidaan. Jos säiliö on täynnä, se on lyhyt (A kuva 3), ja kun se tyhjenee, se alkaa kasvaa (B kuva 3).

Ultraäänisignalointilaite on kosketukseton ja langaton, joten sitä voidaan käyttää myös aggressiivisissa ja räjähdysherkissä ympäristöissä. Alkusäädön jälkeen tällainen anturi ei vaadi erikoishuoltoa, ja liikkuvien osien puuttuminen pidentää merkittävästi käyttöikää.

Elektrodi

Elektrodi (konduktometriset) merkinantolaitteet mahdollistavat yhden tai useamman sähköä johtavan väliaineen tason ohjauksen (eli ne eivät sovellu säiliön täyttömäärän mittaamiseen tislatulla vedellä). Esimerkki laitteen käytöstä on esitetty kuvassa 4.

Yllä olevassa esimerkissä käytetään kolmitasoista merkinantolaitetta, jossa kaksi elektrodia ohjaa säiliön täyttöä ja kolmas on hätäelektrodi mahdollistaakseen intensiivisen pumppaustilan.

kapasitiivinen

Näiden merkinantolaitteiden avulla on mahdollista määrittää säiliön maksimitäyttö, ja sekä nestemäiset että irtonaiset sekakoostumukset voivat toimia teknologisena väliaineena (ks. kuva 5).

Signalointilaitteen toimintaperiaate on sama kuin kondensaattorin: kapasitanssi mitataan herkän elementin levyjen välistä. Kun se saavuttaa kynnysarvon, signaali lähetetään säätimelle. Joissakin tapauksissa kyseessä on "kuivakontakti"-versio, eli pinnankorkeusmittari toimii säiliön seinämän läpi erillään prosessiväliaineesta.

Nämä laitteet voivat toimia laajalla lämpötila-alueella, sähkömagneettiset kentät eivät vaikuta niihin ja käyttö on mahdollista suurelta etäisyydeltä. Tällaiset ominaisuudet laajentavat merkittävästi käyttöaluetta vaikeisiin käyttöolosuhteisiin asti.

Tutka

Tämän tyyppisiä merkinantolaitteita voidaan todella kutsua universaaleiksi, koska ne voivat toimia minkä tahansa prosessiväliaineen kanssa, mukaan lukien aggressiiviset ja räjähtävät, ja paine ja lämpötila eivät vaikuta lukemiin. Esimerkki laitteen toiminnasta on esitetty alla olevassa kuvassa.

Laite lähettää radioaaltoja kapealla alueella (useita gigahertsejä), vastaanotin sieppaa heijastuneen signaalin ja määrittää säiliön kapasiteetin sen viiveajan perusteella. Paine, lämpötila tai prosessinesteen luonne eivät vaikuta mittausanturiin. Pöly ei myöskään vaikuta lukemiin, mitä ei voida sanoa lasersignalointilaitteista. On myös tarpeen huomata tämän tyyppisten laitteiden korkea tarkkuus, niiden virhe on enintään yksi millimetri.

Hydrostaattinen

Nämä hälytykset voivat mitata sekä säiliön rajan että sen hetkisen täyttömäärän. Niiden toimintaperiaate on esitetty kuvassa 7.

Laite on rakennettu nestekolonnin tuottaman painetason mittausperiaatteelle. Hyväksyttävä tarkkuus ja alhaiset kustannukset ovat tehneet tästä tyypistä melko suositun.

Artikkelin puitteissa emme voi tutkia kaiken tyyppisiä merkinantolaitteita, esimerkiksi pyörivälippulaitteita, kiinteän massamäärän määrittämiseen (saa signaali, kun tuulettimen siipi juuttuu irtonaiseen väliaineeseen, kun kuoppa on vedetty ulos). Myöskään radioisotooppimittareiden toimintaperiaatetta ei ole järkevää pohtia, varsinkin suositella niitä juomaveden tason tarkistamiseen.

Kuinka valita?

Vesitason anturin valinta säiliössä riippuu monista tekijöistä, joista tärkeimmät ovat:

• Nestemäinen koostumus. Riippuen vedessä olevien vieraiden epäpuhtauksien pitoisuudesta liuoksen tiheys ja sähkönjohtavuus voivat muuttua, mikä todennäköisesti vaikuttaa lukemiin.
• Säiliön tilavuus ja materiaali, josta se on valmistettu.
• Säiliön toiminnallinen tarkoitus nesteen keräämiseen.
• Tarvitaan vähimmäis- ja enimmäistasojen hallinta tai nykytilan seuranta.
• Automaattiseen ohjausjärjestelmään integroinnin hyväksyttävyys.
• Laitteen kytkentäominaisuudet.

Tämä ei ole täydellinen luettelo tämän tyyppisten mittauslaitteiden valinnasta. Luonnollisesti kotikäyttöön on mahdollista vähentää merkittävästi valintakriteerejä rajoittamalla ne säiliön tilavuuteen, toimintatapaan ja ohjausjärjestelmään. Vaatimuksen merkittävä väheneminen mahdollistaa tällaisen laitteen itsenäisen valmistuksen.

Teemme vesitasoanturin säiliöön omin käsin

Oletetaan, että on tehtävä automatisoida upotettavan pumpun toiminta kesäasunnon vesihuoltoa varten. Pääsääntöisesti vettä tulee varastosäiliöön, joten meidän on varmistettava, että pumppu sammuu automaattisesti, kun se on täynnä. Laser- tai tutkatason ilmaisinta ei tarvitse ostaa tähän tarkoitukseen, itse asiassa sinun ei tarvitse ostaa mitään. Yksinkertainen tehtävä vaatii yksinkertaisen ratkaisun, se näkyy kuvassa 8.

Ongelman ratkaisemiseksi tarvitset magneettikäynnistimen, jossa on 220 voltin käämi ja kaksi kielikytkintä: vähimmäistaso - sulkemista varten, maksimi - avaamista varten. Pumpun kytkentäkaavio on yksinkertainen ja mikä tärkeintä, turvallinen. Toimintaperiaate kuvattiin yllä, mutta toistamme sen:

• Veden täyttyessä uimuri magneetilla nousee vähitellen, kunnes se saavuttaa maksimitason kaislikytkimen.
• Magneettikenttä avaa reed-kytkimen ja sammuttaa käynnistyskäämin, mikä johtaa moottorin jännitteettömään tilaan.
• Veden virratessa uimuri putoaa, kunnes se saavuttaa minimimerkin alemman kielikytkimen kohdalla, sen koskettimet sulkeutuvat ja käynnistyskäämiin syötetään jännite, joka syöttää jännitettä pumppuun. Tällainen vesitason anturi säiliössä voi toimia vuosikymmeniä, toisin kuin elektroninen ohjausjärjestelmä.

Vesihuolto ja viemäröinti ovat olennainen osa jokapäiväistä elämää ja tuotantoa. Melkein jokainen, joka harjoitti viljelyä tai maisemointia vähintään kerran, kohtasi ongelman vedenpinnan ylläpitämisessä tietyssä säiliössä. Jotkut tekevät sen manuaalisesti avaamalla ja sulkemalla venttiileitä, mutta on paljon helpompaa ja tehokkaampaa käyttää automaattista vedenkorkeusanturia tähän tarkoitukseen.

Tasoanturien tyypit

Tehtävistä riippuen kosketus- ja ei-kosketusantureita käytetään nestetason ohjaamiseen. Ensin mainitut, kuten niiden nimestä saatat arvata, ovat kosketuksissa nesteeseen, jälkimmäiset vastaanottavat tietoa etänä epäsuorien mittausmenetelmien avulla - väliaineen läpinäkyvyys, sen kapasitanssi, sähkönjohtavuus, tiheys jne. Toimintaperiaatteen mukaan kaikki anturit voidaan jakaa viiteen päätyyppiin:

1. Kellua.
2. Elektrodi.
3. Hydrostaattinen.
4. Kapasitiivinen.
5. tutka.

Kolme ensimmäistä voidaan katsoa kosketustyyppisiksi laitteiksi, koska ne ovat suoraan vuorovaikutuksessa työväliaineen (nesteen) kanssa, neljäs ja viides ovat kontaktittomia.

Float anturit

Ehkä suunnittelultaan yksinkertaisin. Ne ovat kelluva järjestelmä, joka sijaitsee nesteen pinnalla. Tason muuttuessa uimuri liikkuu tavalla tai toisella sulkeen ohjausmekanismin koskettimet. Mitä enemmän koskettimia on kellukkeen reitillä, sitä tarkemmat ovat merkinantolaitteen näytöt:

Säiliön vedenpinnan kelluvan anturin toimintaperiaate

Kuvasta näkyy, että tällaisen laitteen ilmaisimen osoitukset ovat erillisiä ja tasoarvojen määrä riippuu kytkimien määrästä. Yllä olevassa kaaviossa niitä on kaksi - ylempi ja alempi. Tämä yleensä riittää pitämään tason automaattisesti määritetyllä alueella.

Jatkuvaa kauko-ohjausta varten on kelluvia laitteita. Niissä uimuri ohjaa reostaattimoottoria ja taso lasketaan virran vastuksen perusteella. Viime aikoihin asti tällaisia ​​laitteita käytettiin laajalti esimerkiksi mittaamaan bensiinin määrää autojen polttoainesäiliöissä:

Reostaattinen tasomittari, jossa:

• 1 - lankareostaatti;
• 2 - reostaattiliuku, mekaanisesti liitetty uimuriin.

Elektrodien tasoanturit

Tämän tyyppiset laitteet käyttävät nesteen sähkönjohtavuutta ja ovat erillisiä. Anturi koostuu useista eripituisista elektrodeista, jotka on upotettu veteen. Nestetasosta riippuen elektrodeja on yksi tai toinen määrä.

Kolmielektrodijärjestelmä nestetasoantureista säiliössä

Yllä olevassa kuvassa kaksi oikeaa anturia on upotettu veteen, mikä tarkoittaa, että niiden välillä on vesivastus - pumppu pysähtyy. Kun taso laskee, keskimmäinen anturi on kuiva ja piirin vastus kasvaa. Automaatio käynnistää lisäpumpun. Kun säiliö on täynnä, lyhin elektrodi putoaa veteen, sen vastus suhteessa yhteiseen elektrodiin pienenee ja automaatio pysäyttää pumpun.

On aivan selvää, että ohjauspisteiden määrää voidaan helposti lisätä lisäämällä suunnitteluun lisäelektrodeja ja sopivia ohjauskanavia esimerkiksi ylivuoto- tai kuivumishälyttimelle.

Hydrostaattinen ohjausjärjestelmä

Tässä anturi on avoin putki, johon on asennettu jonkin tyyppinen paineanturi. Kun taso nousee, putken vesipatsaan korkeus muuttuu ja siten anturiin kohdistuva paine:

Hydrostaattisen nestetason ohjausjärjestelmän toimintaperiaate

Tällaisilla järjestelmillä on jatkuva ominaisuus, ja niitä voidaan käyttää paitsi automaattiseen ohjaukseen myös kauko-ohjaukseen.

Kapasitiivinen mittausmenetelmä

Kapasitiivisen anturin toimintaperiaate metallilla (vasemmalla) ja dielektrisellä kylvyllä

Induktiiviset osoittimet toimivat samalla periaatteella, mutta niissä anturin roolia hoitaa kela, jonka induktanssi muuttuu nesteen läsnäolon mukaan. Tällaisten laitteiden suurin haitta on, että ne soveltuvat vain sellaisten aineiden (nesteiden, bulkkimateriaalien jne.) valvontaan, joilla on riittävän korkea magneettinen läpäisevyys. Jokapäiväisessä elämässä induktiivisia antureita ei käytännössä käytetä.

tutkan ohjaus

Tämän menetelmän tärkein etu on kontaktin puuttuminen työympäristön kanssa. Lisäksi anturit voidaan erottaa nesteestä, jonka tasoa on säädettävä riittävän kaukana - metriä. Tämä mahdollistaa tutkatyyppisten antureiden käytön erittäin aggressiivisten, myrkyllisten tai kuumien nesteiden tarkkailuun. Heidän nimensä puhuu tällaisten antureiden - tutka - toimintaperiaatteesta. Laite koostuu lähettimestä ja vastaanottimesta, jotka on koottu samaan koteloon. Ensimmäinen lähettää yhden tai toisen tyyppisen signaalin, toinen vastaanottaa heijastuneen signaalin ja laskee lähetettyjen ja vastaanotettujen pulssien välisen viiveajan.

Tutkatyyppisen ultraäänitason kytkimen toimintaperiaate

Asetetuista tehtävistä riippuen signaali voi olla valoa, ääntä tai radiolähetystä. Tällaisten antureiden tarkkuus on melko korkea - millimetrejä. Ainoa ehkä haittapuoli voidaan pitää tutkaohjauslaitteiden monimutkaisuutta ja sen melko korkeita kustannuksia.

Kotitekoiset nestetason säätimet

Koska jotkut antureista ovat rakenteeltaan erittäin yksinkertaisia, Vesitason kytkimen luominen omin käsin ei ole vaikeaa. Yhdessä vesipumppujen kanssa tällaisten laitteiden avulla voit täysin automatisoida veden pumppausprosessin esimerkiksi maaseutuvesitorniin tai autonomiseen tippakastelujärjestelmään.

Uimuripumpun ohjaus

Tämän idean toteuttamiseksi käytetään kotitekoista kaislikytkimen vedenkorkeusanturia, jossa on uimuri. Se ei vaadi kalliita ja niukkoja komponentteja, on helppo toistaa ja melko luotettava. Ensinnäkin on syytä harkita itse anturin suunnittelua:

Kaksitasoisen veden kelluvan anturin suunnittelu säiliössä

Se koostuu varsinaisesta kellukkeesta 2, joka on kiinnitetty liikkuvaan tankoon 3. Uimuri sijaitsee veden pinnalla ja liikkuu tasosta riippuen ylös/alas yhdessä sauvan ja siihen kiinnitetyn kestomagneetin 5 kanssa. ohjaimissa 4 ja 5. Alemmassa asennossa, kun nestetaso on minimaalinen, magneetti sulkee kielikytkimen 8 ja ylemmässä (säiliö on täynnä) - kielikytkimen 7. Tangon pituus ja Ohjainten välinen etäisyys valitaan vesisäiliön korkeuden perusteella.

On vielä koottava laite, joka käynnistää ja sammuttaa tehopumpun automaattisesti koskettimien tilasta riippuen. Sen kaava näyttää tältä:

Vesipumpun ohjauspiiri

Oletetaan, että säiliö on täysin täytetty, uimuri on yläasennossa. Reed-kytkin SF2 on kiinni, transistori VT1 on kiinni, releet K1 ja K2 ovat poissa käytöstä. Liittimeen XS1 kytketty vesipumppu on jännitteetön. Veden virratessa uimuri ja sen mukana magneetti laskevat, kielikytkin SF1 avautuu, mutta piiri pysyy samassa tilassa.

Heti kun vedenpinta laskee kriittisen tason alapuolelle, kielikytkin SF1 sulkeutuu. Transistori VT1 avautuu, rele K1 toimii ja tulee itselukittuvaksi koskettimilla K1.1. Samanaikaisesti saman releen koskettimet K1.2 syöttävät virtaa käynnistimeen K2, joka käynnistää pumpun. Veden pumppaus on alkanut.

Kun taso nousee, kelluke alkaa nousta., kosketin SF1 avautuu, mutta koskettimien K1.1 estämä transistori jää auki. Heti kun kapasitanssi on täynnä, SF2-kosketin sulkeutuu ja väkisin sulkee transistorin. Molemmat releet vapautuvat, pumppu sammuu ja piiri siirtyy valmiustilaan.

Kun piiri toistetaan K1:n sijasta, voit käyttää mitä tahansa pienitehoista sähkömagneettista relettä 22-24 V:n aktivointijännitteelle, esimerkiksi RES-9 (RS4.524.200). K2:ksi sopii RMU (RS4.523.330) tai mikä tahansa muu 24 V vastejännitteelle, jonka koskettimet kestävät vesipumpun käynnistysvirran. Reed-kytkimet menevät mihin tahansa, piirissä työskenteleviin tai kytkentään.

Tasokytkin elektrodiantureilla

Kaikella arvokkuudellaan ja yksinkertaisuudellaan säiliön aikaisemmalla tasomittarilla on myös merkittävä haittapuoli - mekaaniset komponentit, jotka toimivat vedessä ja vaativat jatkuvaa huoltoa. Tämä haitta puuttuu koneen elektrodisuunnittelusta. Se on paljon luotettavampi kuin mekaaninen, ei vaadi huoltoa, eikä piiri ole paljon monimutkaisempi kuin edellinen.

Tässä antureina käytetään kolmea elektrodia, jotka on valmistettu mistä tahansa johtavasta ruostumattomasta materiaalista. Kaikki elektrodit on eristetty sähköisesti toisistaan ​​ja säiliön rungosta. Anturin rakenne näkyy selvästi alla olevassa kuvassa:

Kolmielektrodisen anturin suunnittelu, jossa:

• S1 - yhteinen elektrodi (aina vedessä)
• S2 – minimianturi (säiliö tyhjä);
• S3 - maksimitason anturi (säiliö täynnä);

Pumpun ohjauskaavio näyttää tältä:

Kaavio pumpun automaattisesta ohjauksesta elektrodiantureilla

Jos säiliö on täynnä, kaikki kolme elektrodia ovat vedessä ja sähkövastus niiden välillä on pieni. Tässä tapauksessa transistori VT1 on kiinni, VT2 on auki. Rele K1 kytkeytyy päälle ja vapauttaa pumpun normaalisti suljetuilla koskettimilla ja kytkee anturin S2 rinnan S3:n kanssa normaalisti auki olevilla koskettimilla. Kun vedenpinta alkaa laskea, elektrodi S3 paljastuu, mutta S2 on edelleen vedessä eikä mitään tapahdu.

Veden kulutus jatkuu ja lopulta S2-elektrodi paljastetaan. Vastuksen R1 ansiosta transistorit menevät vastakkaiseen tilaan. Rele vapauttaa ja käynnistää pumpun samalla sammuttaen S2-anturin. Veden taso nousee vähitellen ja sulkee ensin elektrodin S2 (mitään ei tapahdu - se sammutetaan koskettimilla K1.1) ja sitten S3. Transistorit kytketään uudelleen, rele aktivoituu ja sammuttaa pumpun, samalla kun anturi S2 otetaan käyttöön seuraavaa jaksoa varten.

Laitteessa voidaan käyttää mitä tahansa 12 V:sta toimivaa pienitehoista relettä, jonka koskettimet kestävät pumpun käynnistimen virran.

Tarvittaessa samaa järjestelmää voidaan käyttää veden automaattiseen pumppaamiseen esimerkiksi kellarista. Tätä varten tyhjennyspumppu on kytkettävä ei normaalisti suljettuihin, vaan normaalisti avoimiin releen K1 koskettimiin. Ohjelma ei vaadi muita muutoksia.