Rakstā tiks runāts par šķidruma līmeņa indikatoriem, kas tiek izmantoti dažādās nozarēs – no autobūves līdz mājsaimniecībā un rūpniecībā. Lai automatizētu dažādus procesus, nepieciešams kontrolēt šķidruma līmeni. To var izdarīt, izmantojot īpašus sensorus. Tie nosūta signālu vadības blokam par šķidruma līmeni tvertnē. Tālāk tiks aprakstīti galvenie sensoru veidi un to darbības pazīmes.
Darba princips un dizains
Šā tipa sensora dizains ir atkarīgs no tā funkcionalitātes. Šis parametrs ietekmē ierīces veidu - tas var būt vai nu signalizācijas, vai mērīšanas. Pirmie ir nepieciešami, lai izsekotu konkrētam tvertnes uzpildīšanas punktam (piemēram, maksimālajam vai minimumam). Pēdējā ļauj pastāvīgi kontrolēt šķidruma daudzumu.
Pamatojoties uzDarbības princips var būt arī elektrovadītspēja, hidrostatika, elektromagnētisms, akustika, optika utt. Šis ir galvenais parametrs, kas nosaka ierīču lietošanas apjomu.
Un mērīšanas metode var būt bezkontakta vai kontakta.
Ir arī vērts atzīmēt, ka dizains ir atkarīgs no zonas, kurā ierīce tiek izmantota. Jums jāsaprot, ka vienkārša dzeramā ūdens vai degoša materiāla līmeņa mērīšana ir divas dažādas lietas.
Sensoru dažādība
Šķidruma līmeņa mērītājus tvaika katlos var izmantot dažādi. Galvenais, lai tie izturētu slodzi. Ir vairāki ierīču veidi:
- Peldošs.
- Izmantojot ultraskaņu.
- Kapacitatīvie sensori.
- Ierīces ar elektrodiem.
- Darbs pēc radara principa.
- Hidrostatiskās ierīces.
Peldošie instrumenti
Šīs ir visvienkāršākās ierīces, kuras var atrast burtiski visur. No šādām ierīcēm jūs varat izgatavot dzesēšanas šķidruma līmeņa indikatoru automašīnai. Līdzīgi ir uzstādīti degvielas tvertnēs. Starp citu, pat vienkāršos tualetes podos tiek izmantots pludiņa sensors, tikai tas regulē mehāniskās piedziņas darbību, kas aizver ūdens padevi, sasniedzot maksimālo atzīmi.
Kas attiecas uz vienkāršākajiem elektroniskā tipa līmeņa sensoriem, tie sastāv no magnēta, kas uzstādīts uz pludiņa sviras, un pāris niedru slēdžu. Ierīces darbības principskā šis:
- Kad tvertne ir tukša līdz minimumam, magnēts kļūst pretī atbilstošajam niedres slēdzim. Kontakti ir aizvērti un elektromagnētiskais relejs ir ieslēgts. Ar tās palīdzību jūs varat pārslēgt sūkņa barošanas daļu.
- Sasniedzot maksimālo punktu, tiek aktivizēts otrais niedres slēdzis, kas dod signālu strāvas ķēdes atvēršanai. Līdz ar to tiek pārtraukta ūdens vai cita šķidruma padeve.
Bet, ja izmantojat nevis niedru slēdžus, bet vadu mainīgo rezistoru, varat to savienot ar voltmetru. Un tad jūs varēsiet kontrolēt līmeni tvertnē.
Ultraskaņas ierīces
Ir vērts atzīmēt, ka prasības šķidruma līmeņa indikatoriem ir diezgan pieņemamas - tos var izmantot šķidrā vidē. Bet tie labi darbojas ar sausām vielām. Šāda veida līmeņa sensoriem izejas var būt diskrētas vai analogas. Citiem vārdiem sakot, ierīce var ierobežot uzpildīšanu, kad tā sasniedz noteiktu punktu. Ir iespējams arī pastāvīgi uzraudzīt līmeni. Dizains ietver ultraskaņas signāla emitētāju, uztvērēju un kontrolieri, kas ļauj apstrādāt signālu.
Sistēma darbojas šādi:
- Impulss nāk no emitētāja.
- Ierīce uztver signālu.
- Ultraskaņas signāla vājināšanās tiek analizēta. Gadījumā, ja tvertne ir pilna, signāls būs maksimāls. Ja tas ir tukšs, tad tas ir minimāls.
Ultraskaņas bezkontakta šķidruma līmeņa kontroles ierīcesun tiem nav vadu, tāpēc tos var izmantot pat sprādzienbīstamā un agresīvā vidē.
Pēc sākotnējās iestatīšanas nav nepieciešama ierīces apkope - tās resurss ir ļoti liels, jo īpaši kustīgu elementu trūkuma dēļ.
Elektrodu sensori
Šāda veida sensori ļauj kontrolēt vienu vai vairākus līmeņus tvertnē. Ir tikai viena iezīme - vielai, kuras līmenis tiek mērīts, ir jāvada strāva. Tāpēc ar šīm ierīcēm nav iespējams izmērīt destilētā ūdens līmeni. Šādas ierīces izmanto, piemēram, ūdenstorņos.
Kad ūdens līmenis nokrītas zem minimālās pieļaujamās vērtības, apakšējais un vidējais elektrods ir atvērts - tiek dots signāls, lai ieslēgtu sūkņu staciju. Kad tornis ir piepildīts, vidējais un augšējais elektrods tiek aizvērts, sūkņi tiek izslēgti. Dizains ir vienkāršs un uzticams, taču darbam ir jāizmanto vadi. Un ja tie nolūst un tas notiek sīvā ziemā? Veiktspējas atjaunošana būs problemātiska.
Kapacitatīvie sensori
Vienkāršākais veids, kā kontrolēt šķidruma daudzumu, ir iegriezt traukā stiklu. Šajā gadījumā šķidruma līmeņa indikators nav nepieciešams, jo ir redzams pildījums. Taču bieži vien tas nav iespējams, tāpēc līmeņa attēlošanai tiek izmantoti dažādi ierīču dizaini.
Ar kapacitatīvo ierīču palīdzību var noteikt maksimālo tvertnes piepildījumu. Unatļauts izmērīt gan šķidro vielu, gan tilpuma daudzumu.
Sensora darbība ir ļoti līdzīga kondensatoram – kapacitāti mēra starp abām elementa plāksnēm. Kad tiek sasniegta kapacitātes sliekšņa vērtība, signāls tiek nosūtīts uz informācijas apstrādes ierīci - mikrokontrolleru. Dažreiz tiek iesaistīts tā sauktais sausais kontakts. Šajā gadījumā skaitītājs ir izolēts no vielas, novietots aiz tvertnes sienas.
Šādas ierīces var darboties diezgan plašā temperatūras diapazonā. Turklāt elektromagnētiskais starojums nevar ietekmēt darbību.
Radara tipa sensori
Šādas signalizācijas ierīces ir gandrīz universālas, jo tās darbojas ar visām vielām. Tos var izmantot pat agresīvā un sprādzienbīstamā vidē. Un jāņem vērā, ka augsta temperatūra un spiediens nevar ietekmēt mērījumu precizitāti.
Darbības princips ir pavisam vienkāršs – radioviļņi tiek izstaroti ļoti šaurā diapazonā. Tāpat kā ar ultraskaņas ierīcēm, tiek mērīts signāla jaudas krituma līmenis.
Hidrostatiskie sensori
Ja nav iespējams izmantot vizuālo šķidruma līmeņa indikatoru, jāizmanto elektronisks. Hidrostatiskais ļauj izmērīt gan robežlīmeņus, gan pašreizējo stāvokli. Šajā gadījumā tiek mērīts spiediens, kas rada šķidruma kolonnu. Šāda veida sensori ir diezgan populāri, tos var izmantot vienādiūdenstorņus, lai atbrīvotos no elektrodiem, kas nav īpaši ērti.
