W artykule omówione zostaną płynowskazy, które znajdują zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu - od motoryzacyjnego po domowy i przemysłowy. Aby zautomatyzować różne procesy, konieczne jest kontrolowanie poziomu cieczy. Można to zrobić za pomocą specjalnych czujników. Wysyłają sygnał do jednostki sterującej o poziomie cieczy w zbiorniku. Poniżej opisane zostaną główne typy czujników i cechy ich działania.
Zasada działania i projekt
Konstrukcja tego typu czujnika zależy od jego funkcjonalności. Ten parametr ma wpływ na rodzaj urządzenia - może to być sygnalizacja lub pomiar. Te pierwsze są potrzebne do śledzenia konkretnego punktu napełnienia kontenera (na przykład maksimum lub minimum). Te ostatnie pozwalają na stałą kontrolę ilości płynu.
Na podstawieZasada działania może leżeć również w przewodności elektrycznej, hydrostatyce, elektromagnetyzmie, akustyce, optyce itp. Jest to główny parametr określający zakres użytkowania urządzeń.
Metoda pomiaru może być bezkontaktowa lub kontaktowa.
Warto również zauważyć, że projekt zależy od obszaru, w którym urządzenie jest używane. Musisz zrozumieć, że mierzenie poziomu zwykłej wody pitnej lub materiałów palnych to dwie różne rzeczy.
Odmiany czujników
Wskaźniki poziomu cieczy w kotłach parowych mogą być używane w inny sposób. Najważniejsze, że wytrzymują obciążenie. Istnieje kilka rodzajów urządzeń:
- Pływ.
- Używanie ultradźwięków.
- Czujniki pojemnościowe.
- Urządzenia z elektrodami.
- Praca na zasadzie radaru.
- Urządzenia hydrostatyczne.
Przyrządy pływakowe
To najprostsze urządzenia, które można znaleźć dosłownie wszędzie. Z takich urządzeń możesz zrobić wskaźnik poziomu płynu chłodzącego do samochodu. Podobne montuje się w zbiornikach paliwa. Nawiasem mówiąc, nawet w prostych muszlach klozetowych stosuje się czujnik pływakowy, tylko on reguluje działanie napędu mechanicznego, który zamyka dopływ wody po osiągnięciu znaku maksymalnego.
Najprostsze elektroniczne czujniki poziomu składają się z magnesu zamontowanego na dźwigni pływakowej i pary kontaktronów. Zasada działania urządzeniaw ten sposób:
- Gdy pojemnik jest opróżniony do minimum, magnes staje naprzeciwko odpowiedniego kontaktronu. Styki są zwarte, a przekaźnik elektromagnetyczny włączony. To za jego pomocą można przełączyć część zasilającą pompy.
- Po osiągnięciu punktu maksymalnego aktywowany jest drugi kontaktron, który daje sygnał do otwarcia obwodu zasilania. W konsekwencji dopływ wody lub innej cieczy zostaje zatrzymany.
Ale jeśli używasz nie kontaktronów, ale rezystora zmiennego drutowego, możesz podłączyć go do woltomierza. A wtedy będziesz mógł kontrolować poziom w zbiorniku.
Urządzenia ultradźwiękowe
Warto zauważyć, że wymagania dotyczące płynowskazów są całkiem akceptowalne – mogą być stosowane w medium płynnym. Ale dobrze działają z suchymi substancjami. W przypadku tego typu czujników poziomu wyjścia mogą być dyskretne lub analogowe. Innymi słowy, urządzenie może ograniczyć napełnianie, gdy osiągnie określony punkt. Możliwe jest również stałe monitorowanie poziomu. Konstrukcja zawiera ultradźwiękowy nadajnik sygnału, odbiornik oraz kontroler umożliwiający przetwarzanie sygnału.
System działa w następujący sposób:
- Impuls pochodzi z nadajnika.
- Sygnał jest odbierany przez urządzenie.
- Tłumienie sygnału ultradźwiękowego jest analizowane. W przypadku, gdy zbiornik jest pełny, sygnał będzie maksymalny. Jeśli jest pusty, to jest minimalny.
Ultradźwiękowe bezdotykowe urządzenia kontrolujące poziom cieczyi nie mają przewodów, dzięki czemu mogą być używane nawet w wybuchowych i agresywnych środowiskach.
Po wykonaniu wstępnej konfiguracji nie ma potrzeby serwisowania urządzenia - jego zasoby są bardzo duże, w szczególności ze względu na brak ruchomych elementów.
Czujniki elektrod
Czujniki tego typu pozwalają kontrolować jeden lub więcej poziomów w zbiorniku. Jest tylko jedna cecha - substancja, której poziom jest mierzony, musi przewodzić prąd. Dlatego nie jest możliwe zmierzenie poziomu wody destylowanej za pomocą tych urządzeń. Takie urządzenia są używane np. w wieżach ciśnień.
Gdy poziom wody spadnie poniżej minimalnej dopuszczalnej wartości, dolna i środkowa elektroda są rozwarte - podawany jest sygnał do włączenia pompowni. Gdy wieża jest napełniona, środkowa i górna elektroda są zamknięte, pompy są wyłączone. Projekt jest prosty i niezawodny, ale do pracy potrzebne są przewody. A jeśli się zerwą i stanie się to w srogą zimę? Przywrócenie wydajności będzie problematyczne.
Czujniki pojemnościowe
Najłatwiejszym sposobem kontrolowania ilości płynu jest przecięcie szkła w pojemniku. W takim przypadku wskaźnik poziomu cieczy nie jest potrzebny, ponieważ widać wypełnienie. Często jednak nie jest to możliwe, dlatego do wyświetlania poziomu wykorzystywane są różne konstrukcje urządzeń.
Za pomocą urządzeń pojemnościowych można określić maksymalne napełnienie zbiornika. Idozwolone jest mierzenie ilości zarówno substancji płynnych jak i luzem.
Działanie czujnika jest bardzo podobne do działania kondensatora - pojemność mierzona jest między dwiema płytkami elementu. Po osiągnięciu wartości progowej pojemności, sygnał jest wysyłany do urządzenia przetwarzającego informacje - mikrokontrolera. Czasami w grę wchodzi tak zwany kontakt suchy. W tym przypadku miernik jest odizolowany od substancji, umieszczony za ścianą zbiornika.
Takie urządzenia mogą pracować w dość szerokim zakresie temperatur. Ponadto promieniowanie elektromagnetyczne nie może wpływać na funkcjonowanie.
Czujniki typu radarowego
Takie urządzenia sygnalizacyjne są prawie uniwersalne, ponieważ działają ze wszystkimi substancjami. Mogą być stosowane nawet w środowiskach agresywnych i wybuchowych. Należy zauważyć, że wysoka temperatura i ciśnienie nie mogą wpływać na dokładność pomiaru.
Zasada działania jest dość prosta - fale radiowe są emitowane w bardzo wąskim zakresie. Podobnie jak w przypadku urządzeń ultradźwiękowych, mierzony jest poziom spadku mocy sygnału.
Czujniki hydrostatyczne
Jeśli nie jest możliwe użycie wizualnego wskaźnika poziomu cieczy, należy użyć wskaźnika elektronicznego. Hydrostatyka umożliwia pomiar zarówno poziomów granicznych, jak i aktualnego stanu. W takim przypadku mierzone jest ciśnienie, które tworzy słup cieczy. Czujniki tego typu są dość popularne, ale mimo to można je stosowaćwieże ciśnień, aby pozbyć się elektrod, które nie są zbyt wygodne.
