Descubra el nivel del agua en el tanque. Indicadores de nivel de agua (líquido) caseros sencillos en el tanque. Cómo saber el nivel del agua en un barril. Brevemente sobre cada tipo de dispositivo.
En la industria y en la vida cotidiana siempre es necesario determinar distintos niveles en los contenedores. Para estas tareas se utilizan sensores de nivel. varios diseños. Dependiendo del entorno de llenado del depósito se utiliza uno u otro sensor en ocasiones, por simplicidad y ahorro de dinero y tiempo, se utilizan sensores combinados, es decir, fabricados a mano; Se trata de diseños sencillos que utilizan tipos de sensores completamente diferentes. Básicamente, estos sensores se utilizan cuando no hay fácil acceso al entorno de medición o el lugar de medición es muy agresivo para la salud humana.
Tipos de sensores de nivel
La mayoría de los sensores de nivel modernos tienen en su diseño relé electrónico con convertidor. El circuito electrónico está diseñado para convertir el valor medido en una señal estándar. La señal puede ser analógica o discreta. Lo analógico puede ser una corriente de 0 a 20 mA y una señal llamada bucle de corriente de 4 a 20 mA o un voltaje de 0 a 5 V, 0 a 10 V.
Se utilizan sensores de nivel para proteger el motor de la bomba Desde el funcionamiento en seco, regule los motores de las bombas de pozo que llenan los contenedores con agua y más en el sistema de suministro de agua fría y caliente.
Sensor de nivel de agua de bricolaje
Veamos, usando el ejemplo de bombear agua desde un pozo, cómo podemos controlar el ciclo automático para mantener el nivel del agua no por encima del requerido.
Tenemos una fosa con un líquido de aspecto muy sucio compuesto por agua e impurezas de refrigerante para las fresas de una máquina cortadora de metales.
Se consideraron todos los tipos de sensores, sin embargo, en términos de precio y facilidad de ejecución, se optó por un diseño combinado que consiste hecho de alambre de tres metros de largo(profundidad del pozo), unido a un flotador (un gran recipiente de plástico con aire), en la superficie el cable está unido a un resorte con un pétalo.
La señal se toma como una señal discreta convencional de 24 V procedente de un sensor inductivo convencional. Trabaja en el pétalo. Cuando sube el nivel del agua en el pozo, el flotador sube, debilitando el resorte. Se fija un pétalo al extremo del resorte; éste se eleva debido a la fuerza de extensión del resorte. El pétalo, a su vez, recibe retroalimentación del sensor inductivo, alimentando el relé del motor de la bomba al serpentín, lo que hace que bombee agua del pozo. Para evitar encendidos y apagados frecuentes del motor, en el circuito de la bobina del sensor hay un relé de retardo de apagado ajustado a 10 minutos.
Así, la próxima vez que se active el sensor, el relé volverá a funcionar y el ciclo se repetirá.
Por supuesto, para proteger el motor del funcionamiento en seco es aconsejable instalar un sensor de fugas en la tubería, a través del cual se bombea la emulsión. Pero en nuestro caso, la simplicidad del diseño era importante. En lugar de un sensor inductivo, puedes utilizar dos placas en contacto entre sí, lo que resultará aún más económico.
Si el agua u otro líquido tiene una composición homogénea, entonces se puede utilizar un sensor de nivel métrico de un solo electrodo.
Por ejemplo, el DU-1N fabricado por Relsib, diseñado para medir niveles en varios tipos líquidos. El sensor puede funcionar en un amplio rango de temperaturas. El cuerpo no está sujeto a corrosión y está fabricado en acero inoxidable de alta calidad. Como aislamiento se utilizan cerámica y fluoroplástico, lo que proporciona una excelente protección aislante. Resistente a muchas cargas mecánicas. Las mediciones son independientes de la densidad del líquido. Y no requiere cuidados adicionales durante la operación.
La necesidad de controlar el nivel de líquido, y en nuestro caso de agua, es bastante demandada en la agricultura o la industria. El uso doméstico de este tipo de sensores también es bastante común.
Es por eso que la elección de un sensor de nivel de agua debe abordarse con bastante responsabilidad, ya que cualquier error en su selección o instalación puede provocar graves pérdidas económicas y de tiempo.
1 pasos de instalación
La secuencia de instalación del sensor de nivel de agua es la siguiente:
- Es necesario, si es posible (dependiendo de la aplicación del dispositivo), reducir la presión a 55 mm por debajo del nivel de alarma. Luego es necesario aliviar la presión del tanque a presión atmosférica.
- Conecte el sensor a la superficie interior o exterior del tanque (según el tipo de dispositivo de medición del nivel de líquido).
- Encienda el dispositivo y observe los indicadores. Si no se ve un cortocircuito y el dispositivo funciona correctamente, verifique el funcionamiento del sistema cuando baje el nivel del agua. Esto debe hacerse antes de poner el tanque en funcionamiento.
1.1 ¿Cómo hacer un sensor de nivel con tus propias manos? (video)
2 ¿Cuál es el propósito de los sensores de nivel de agua?
Los objetivos del sistema de medición del nivel del agua considerado son muy diversos. Hay sensores para medir el nivel del agua en un pozo, y también hay sensores para medir el nivel del agua en un tanque (o en cualquier otro recipiente).
Además, los sensores de nivel de agua son capaces de medir el nivel de otros líquidos, incluso agresivos (venenos, ácidos, etc.). Los sensores más comunes son los siguientes:
- dispositivos de señalización;
- Sensores de nivel de agua sin contacto;
- Sensores de contacto.
Todos ellos se diferencian no sólo en su mecanismo de funcionamiento, sino también en su finalidad.
2.1 Tipos y diferencias
Los interruptores de flotador son dispositivos de precisión “universales” que se pueden utilizar en la gran mayoría de los casos. Además, se distinguen por una medición ultraprecisa y adecuada de la cantidad (nivel) de agua en un tanque, pozo o cualquier otro depósito.
Los sensores sin contacto son buenos por su durabilidad y confiabilidad incluso cuando funcionan cerca de condiciones extremas. Por ejemplo, se utilizan para medir el nivel de sólidos a granel, líquidos con diferentes niveles de viscosidad o toxicidad.
Y aunque se utilizan con mayor frecuencia en empresas industriales, su uso para medir el nivel de líquido en un tanque o pozo también es relevante (aunque es extremadamente raro).
Los tipos de contacto se utilizan en condiciones del líquido medido o de la llamada sustancia tecnológica. Estos sensores simplemente se sumergen en el líquido o se montan en el cuerpo de un recipiente (por ejemplo, un pozo) a una altura determinada.
También hay un sensor de nivel límite, cuyo uso está justificado sólo en condiciones de mayor riesgo de explosión y mayor probabilidad de una condición de emergencia del tanque. Su uso en condiciones de vida No parece apropiado ni racional.
2.2 Principio de funcionamiento y diseño del sensor.
Comencemos con los interruptores de nivel. Consisten en un imán móvil accionado por un flotador especial y contactos de láminas sensibles a los imanes. Cuando un imán se acerca a dicho contacto, se activa el interruptor de láminas.
Tan pronto como el líquido alcanza el nivel del sensor, un flotador especial sube junto con el nivel de este líquido y luego cierra o abre los contactos del interruptor de láminas. Cuando el nivel del líquido disminuye, el flotador bajará y devolverá los contactos a su posición original.
Los tipos sin contacto se dividen en sensores ultrasónicos y capacitivos, respectivamente. Los primeros funcionan analizando el nivel del líquido con ultrasonidos.
Debido a la confiabilidad y precisión del análisis, se utilizan a menudo al perforar un pozo. El rango de respuesta de los sensores varía de 100 mm a 6 metros.
La versión capacitiva reacciona al acercamiento y presencia de los objetos analizados. Su uso es más relevante para analizar el nivel del agua en un tanque o pozo artesiano. El dispositivo se puede activar a una distancia de hasta 25 milímetros.
Los sensores de contacto se dividen en los siguientes tipos:
- Óptico;
- Horquillas piezoeléctricas;
- Radares y radares;
- Hidrostático;
- Fibra óptica.
La vista óptica utiliza el rango infrarrojo para . Su ventaja es que no tienen ninguna pieza móvil, lo que significa que duran mucho tiempo y no requieren reemplazo frecuente.
Consiste en sensor óptico de una carcasa y un hemisferio que contiene un LED infrarrojo y un fototransistor disparador. Su uso está justificado en un tanque, mientras que no son adecuados para pozos y tanques similares. Este dispositivo está protegido según el estándar IP67.
Los sensores piezoeléctricos de horquilla tienen una frecuencia de resonancia específica. Tan pronto como entra agua en la cavidad del enchufe de este dispositivo, la frecuencia de resonancia cambia y esto lo registran los analizadores integrados de señales entrantes.
Como resultado, el dispositivo cambia su estado de salida. Gran opción para. El funcionamiento de este dispositivo es posible a temperaturas de hasta +250 grados.
Los tipos de radar y radar funcionan analizando el paso de una onda electromagnética. Todo el sistema opera con un control estricto del tiempo de tránsito de la señal, y luego el propio sistema lo analiza internamente. circuito electronico resultado.
Este tipo de sensor se utiliza cuando se trabaja en un pozo, especialmente en casos donde es importante una precisión extrema. Este dispositivo puede soportar temperaturas de hasta 100 grados y presiones de hasta diez bares.
La versión hidrostática es excelente para medir niveles de agua a grandes profundidades (hasta 250 metros). El mecanismo funciona gracias a la diferencia entre la presión atmosférica y la presión de compensación.
El análisis de los indicadores de presión se logra gracias al tubo capilar instalado en el dispositivo. Este tipo de sensor se utiliza cuando se trabaja en pozo profundo. Sin embargo, no sólo los pozos se encuentran en el ámbito de aplicación de este tipo de sensores, sino también los sistemas de alcantarillado y los pozos profundos.
Sensores de nivel de agua flotantes (a menudo utilizados para bombas sumergibles)
El tipo de fibra óptica es el más caro y moderno. Todo el mecanismo funciona según el principio de medir la diferencia en el índice de refracción entre masas de aire y agua.
Usando su temporizador 555 favorito, puede hacer un sensor de agua, lavadora, anticongelante, etc. Vale la pena señalar que un sensor de este tipo es útil tanto en el coche como en casa. El esquema es bastante simple y fácil de repetir. El microcircuito se ha generalizado precisamente por su sencillez.
El siguiente circuito se utilizará para el sensor de agua.
El funcionamiento del dispositivo es extremadamente sencillo. Cuando los electrodos se sumergen en líquido, se puentea C1, el condensador. Cuando los electrodos están en el aire, la derivación desaparece y el microcircuito comienza a funcionar.
Del microcircuito emanan impulsos rectangulares. Con la ayuda de tales impulsos es posible controlar el uso de una carga mayor. Por ejemplo, puedes enviar una señal a una bombilla a través de un transistor. Esta tecnología permite incluir una alarma o indicador en el circuito. Con la ayuda de este último, es posible determinar la presencia de agua en el tanque. Un sensor de este tipo se puede instalar tanto en el tanque como en el radiador. La fuente de alimentación del sensor es de 12 voltios. Esto significa que no habrá problemas con la nutrición.
Los sensores suelen estar fabricados de fibra de vidrio. Pero la mayoría de las veces utilizan cobre ordinario (cables). Para el sensor son adecuados dos trozos de cable idénticos con una sección transversal de 1 milímetro. Es importante tener en cuenta que es necesario quitar de los cables cualquier barniz que pueda haber en la superficie metálica. Esto se hace con la ayuda del fuego o papel de lija. Entonces, la longitud del cable debe ser de hasta 3,5 centímetros.
Para mantener los cables en el enchufe, están reforzados con silicona. Luego, los cables se conectan al propio microcircuito. Los cables de la cubierta se pueden conectar al microcircuito mediante conductores más delgados.
El microcircuito se puede montar sin placa de instalación. Cuando todo está listo, el dispositivo resultante se cierra con otra tapa similar. La conexión entre las tapas debe sellarse con pegamento u otro medio.
De este modo, sin incurrir en costes innecesarios, usted mismo puede fabricar un sensor que le ayudará no sólo en el coche, sino también en la vida cotidiana. Así, podrás evitar tener que meterte frecuentemente en la ducha para comprobar el nivel del agua en el depósito. Un sensor de nivel de agua casero solucionará el problema. Solo es importante realizar todo el trabajo con cuidado y cuidado para que el dispositivo funcione correctamente.
En la industria y en la vida cotidiana existe una necesidad constante de controlar los niveles de líquidos en los contenedores. Los dispositivos de medición se clasifican en de contacto y sin contacto. Para ambas opciones, el sensor de nivel de agua se ubica a una determinada altura del tanque, y se activa, señalando o dando una orden para cambiar el modo de suministro.
Los dispositivos de contacto funcionan sobre la base de flotadores que cambian los circuitos cuando el líquido alcanza niveles específicos.
Los métodos sin contacto se dividen en magnéticos, capacitivos, ultrasónicos, ópticos y otros. Los dispositivos no tienen partes móviles. Se sumergen en medios líquidos o granulares controlados o se fijan a las paredes de los tanques.
Sensores de flotación
Los más comunes son los dispositivos fiables y económicos para controlar los niveles de líquidos mediante flotadores. Estructuralmente, pueden diferir. Veamos sus tipos.
disposición vertical
A menudo se utiliza un sensor de nivel de agua flotante con una varilla vertical. Hay un imán redondo colocado en su interior. La varilla es un tubo de plástico hueco con interruptores de láminas ubicados en su interior.
En la superficie del líquido siempre hay un flotador con un imán adjunto. Al acercarse al interruptor de láminas, un campo magnético activa sus contactos, lo que es una señal de que el recipiente está lleno hasta un cierto volumen. Al conectar pares de contactos en serie a través de resistencias, puede controlar constantemente el nivel del agua en función de la resistencia total del circuito. La señal estándar varía de 4 a 20 mA. El sensor de nivel de agua suele colocarse en la parte superior del tanque en un área de hasta 3 m de largo.
Los circuitos eléctricos con interruptores de láminas pueden diferir incluso si la parte mecánica tiene una apariencia similar. Los sensores están ubicados en uno, dos o más niveles y dan una señal sobre qué tan lleno está el tanque. También pueden ser lineales, transmitiendo una señal de forma continua.
disposición horizontal
Si no es posible instalar el sensor desde arriba, se fija horizontalmente a la pared del tanque. Se instala un imán con flotador en una palanca con bisagra y se coloca un interruptor de láminas en la carcasa. Cuando el líquido sube a la posición superior, el imán se acerca a los contactos y se activa el sensor, indicando que se ha alcanzado la posición límite.
En caso de mayor contaminación o congelación del líquido, se utiliza un sensor de nivel de agua flotante más confiable en cables flexibles. Consiste en un pequeño recipiente sellado ubicado en profundidad con una bola de metal con un contacto de láminas o interruptor de palanca en su interior. Cuando el nivel del agua coincide con la posición del sensor, el recipiente gira y se activa el contacto.
Uno de los sensores de flotación más precisos y fiables es el magnetoestrictivo. Contienen un flotador con un imán que se desliza a lo largo de una varilla de metal. El principio de funcionamiento es cambiar la duración del paso de un pulso ultrasónico a través de la varilla. Ausencia contactos electricos Aumenta significativamente la claridad de operación cuando la interfaz entre los medios alcanza una posición determinada.
Sensores capacitivos
El dispositivo sin contacto responde a la diferencia entre la constante dieléctrica de diferentes materiales. El sensor de nivel de agua en el tanque está instalado fuera de la pared lateral del tanque. En este lugar debe haber un inserto de vidrio o fluoroplástico para que a través de él se pueda distinguir la interfaz entre los medios. La distancia a la que el elemento sensible detecta cambios en el entorno controlado es de 25 mm.
El diseño sellado del sensor capacitivo permite colocarlo en un entorno controlado, por ejemplo, en una tubería o en la tapa de un tanque. Sin embargo, puede que esté bajo presión. De esta forma se mantiene la presencia de líquido en el reactor cerrado durante la implementación del proceso tecnológico.
Sensores de electrodos
Un sensor de nivel de agua con electrodos colocados en un líquido responde a los cambios en la conductividad eléctrica entre ellos. Para ello, se fijan con abrazaderas y se colocan en los niveles extremos superior e inferior. Se instala otro conductor en par con el más largo, pero normalmente lo usan en su lugar. caja metálica depósito.
El circuito del sensor de nivel de agua está conectado al sistema de control del motor de la bomba. Cuando el tanque está lleno, todos los electrodos se sumergen en líquido y entre ellos fluye una corriente de control, que es una señal para apagar el motor de la bomba de agua. El agua tampoco fluye a menos que toque el conductor superior expuesto. La señal para encender la bomba es una disminución del nivel por debajo del electrodo largo.
El problema de todos los sensores es la oxidación de los contactos en el agua. Para reducir su influencia, utilice acero inoxidable o varillas de grafito.
Sensor de nivel de agua de bricolaje
La simplicidad del dispositivo permite hacerlo usted mismo. Esto requiere un flotador, una palanca y una válvula. Toda la estructura se ubica en la parte superior del tanque. Un flotador con una palanca está conectado a una varilla que mueve el pistón.
Cuando el agua alcanza el nivel límite superior, el flotador mueve una palanca que actúa sobre el pistón y cierra el flujo por el tubo inferior.
A medida que fluye el agua, el flotador desciende, después de lo cual el pistón vuelve a abrir el orificio a través del cual se puede rellenar el tanque.
En tomando la decisión correcta y fabricar un sensor de nivel de agua ensamblado con sus propias manos funciona de manera confiable en el hogar.
Conclusión
El sensor de nivel de agua es indispensable en el sector privado. Con él no se pierde tiempo en controlar el llenado del tanque del jardín, el nivel en el pozo, pozo o fosa séptica. Un dispositivo simple arrancará o apagará la bomba de agua a tiempo sin la ayuda del propietario. Pero no te olvides de su prevención.
Muchos residentes de verano usan varios sistemas suministros de agua mediante contenedores intermedios. Ayudan a que el agua se limpie, se caliente, la arena y los óxidos de hierro se depositan en ellos y el agua se satura de oxígeno. A menudo, estos contenedores, barriles y tanques se instalan en sótanos y utilizan bombas de refuerzo. O viceversa, los ponen en el ático y en el segundo piso y luego el agua esta fluyendo por gravedad. Pero en ambos casos conviene saber cuánta agua queda en el depósito. Especialmente si no está equipado sistema automático manteniendo el nivel del agua. Para hacer esto, periódicamente debe bajar al sótano o subir al ático, lo cual es un inconveniente. Es conveniente disponer de un indicador de nivel de agua remoto con indicación en el lugar de su consumo principal o en el lugar donde esté instalado el control de la bomba que llena este recipiente. Consideremos algunas opciones de dispositivos que se pueden fabricar en el país y controlar de forma remota el nivel del agua. Inmediatamente hay que decir que es poco probable que una persona esté interesada en el valor exacto de la cantidad de agua en el tanque. No importa si hay 153 o 162 litros. Aquí, al igual que en un automóvil, es importante saberlo con una precisión del 10-15%: "casi un tanque lleno", "la mitad", "menos de un cuarto", etc.
Indicadores mecánicos. El más sencillo de implementar, pero bastante engorroso. Como regla general, son flotadores bastante grandes y pesados al que se une una cuerda. La cuerda se lanza sobre un bloque (polea) y en su otro extremo se fija un peso, cuyo peso es aproximadamente igual al flotador en el agua. Cuando cambia el nivel del agua, el peso sube y baja y, si es visible, puede servir como indicador del llenado del recipiente. Es cierto que con una escala "invertida" - que mas agua, menor será la carga del indicador.
Pero si el tanque no es visible visualmente, entonces es necesario tirar del cable hasta la ubicación del indicador. Para hacer esto, se frota un cordón fuerte con jabón (para un mejor deslizamiento), se pasa a través de un tubo delgado y se coloca una balanza en el otro extremo. Por supuesto, no hace falta en absoluto una escala del tamaño de la altura del posible nivel del agua (y ésta podría ser un metro entero). Por lo tanto, se monta una polea con un diámetro significativamente menor en el mismo eje que la polea principal (y se fija a la polea principal). Se enrolla un pequeño cordón alrededor y moverá la aguja indicadora. La longitud de la escala indicadora ahora será menor que la carrera del flotador tantas veces como el diámetro de la polea pequeña sea menor que el diámetro de la grande. Y también será normal: el nivel máximo está en la parte superior.
Se puede hacer el mismo indicador en el caso de un flotador en la palanca. Este sistema es más adecuado para contenedores de poca profundidad, pero con una gran superficie de agua. Suelen utilizarse para eliminar el hierro disuelto en agua. En esta opción, el coeficiente de multiplicación requerido se puede obtener simplemente seleccionando el punto en el que se une el cable a la palanca.
Una desventaja obvia de estos indicadores es la abundancia de piezas móviles y, por tanto, la necesidad de mantenerlas limpias y lubricadas. La dificultad de tender comunicaciones (tubos) a largas distancias y a través de techos.
Indicadores neumáticos. Dichos indicadores están organizados de la siguiente manera. Se introduce un tubo en el recipiente de agua, que tiene un tapón en la parte superior. En el tubo se forma una campana de aire. En el tapón del tubo se corta un racor del que sale un tubo fino sellado. En su otro extremo hay un tubo en forma de U: un indicador. Un tubo del contenedor está conectado a un extremo, el otro está libre. En el indicador hay un tapón de agua (hecho de agua coloreada). Por tanto, una parte del aire queda atrapada en el tubo.
Cuando el nivel del agua en el tanque cambia, esta porción de aire sube y baja en consecuencia. Y junto con él se mueve el tapón “coloreado”, que sirve como indicador. A diferencia de los sistemas mecánicos, no hay piezas móviles que mantener. Pero el sistema tiene otras deficiencias. En particular, existen altos requisitos en cuanto a la estanqueidad del tubo y la dependencia de las lecturas de la temperatura y la presión atmosférica. El error es insignificante, pero está ahí.
Indicadores eléctricos. Son los más avanzados tecnológicamente y se pueden fabricar en una amplia variedad de opciones. Desde los indicadores de carátula más simples hasta escalas y pantallas LED. Pero cualquier indicador eléctrico debe basarse en algún tipo de sensor de nivel de líquido. La forma más sencilla de hacerlo es a partir de una resistencia variable, cuyo motor ocupa la posición adecuada según el nivel del agua en el tanque.
El diagrama de conexión es bastante sencillo. Cualquier puntero de un microamperímetro sirve como indicador. En el nivel máximo de agua (el control deslizante de resistencia variable se encuentra en la parte superior del diagrama), al seleccionar la resistencia R1, la flecha del microamperímetro se coloca en la posición extrema derecha: "tanque lleno". Esto completa la configuración. En un nivel mínimo de agua (el control deslizante de la resistencia se encuentra debajo en el diagrama), el microamperímetro mostrará "cero" - "tanque vacío".
Una resistencia variable de este tipo se puede montar, por ejemplo, en un eje de polea (ver indicadores mecánicos). O puedes hacerlo tú mismo. Para hacer esto, debe tomar un cable de metal con alta resistividad (nicrom, constante, fechral, etc.) y colocarle un flotador con contactos deslizantes elásticos. Por ejemplo, de chapa estañada. El cable se cuelga en el tanque y debajo se coloca un peso. Los cables están soldados a los extremos del cable y a los contactos deslizantes. A medida que cambia el nivel del agua, el flotador se moverá a lo largo del cable desde el nivel máximo al mínimo.
Lo que consuma el indicador remoto corriente eléctrica en vano, es mejor conectarlo mediante un botón. Entonces un juego de baterías durará varios años. El uso de un cabezal microapermétrico no es el único método de indicación. se puede hacer comparador simple voltaje y utilizarlo con una báscula LED, equiparlo con indicadores sonoros, etc. Los esquemas de tales escalas de LED se pueden encontrar en Internet y en la literatura relevante sobre radioaficionados.
La principal conveniencia de los indicadores eléctricos es su precisión, falta de transmisión, facilidad de cableado, confiabilidad y visualización espectacular. La desventaja es la necesidad de suministro de energía.
