Как настроить датчик уровня воды в стиральной машине. Поплавок для унитаза: устройство, правила регулировки и пример замены Конструкция датчика уровня воды

Для регулирования и контроля уровня жидкости либо твердого вещества (песка или гравия) на производстве, в быту используют специальный прибор. Он получил название датчик уровня воды (или другого интересующего вещества). Существует несколько разновидностей подобных устройств, значительно отличающихся друг от друга принципом действия. Как работает датчик, преимущества, недостатки его разновидностей, на какие тонкости при выборе устройства стоит обратить внимание и как сделать упрощенную модель с реле своими руками, читайте в этой статье.

Датчик уровня воды используется для следующих целей:

Возможные методы определения загруженности резервуара

Существует несколько методов измерения уровня жидкости:

  1. Бесконтактный - зачастую приборы такого типа используются для контроля уровня вязких, токсичных, жидких либо твердых, сыпучих веществ. Это емкостные (дискретные) приборы, ультразвуковые модели;
  2. Контактный - устройство располагается непосредственно в резервуаре, на его стенке, на определенном уровне. По достижению водой этого показателя датчик срабатывает. Это поплавковые, гидростатические модели.

По принципу действия различают следующие виды датчиков:

  • Поплавкового типа;
  • Гидростатические;
  • Емкостные;
  • Радарные;
  • Ультразвуковые.

Кратко о каждом виде приборов


Поплавковые модели бывают дискретные и магнитострикционные. Первый вариант - дешевый, надежный, а второй - дорогой, сложной конструкции, но гарантирует точное показание уровня. Однако общий недостаток поплавковых приборов - это необходимость погружения в жидкость.

Поплавковый датчик определения уровня жидкости в баке

  1. Гидростатические устройства - в них все внимание обращено на гидростатическое давление столба жидкости в резервуаре. Чувствительный элемент прибора воспринимает давление над собой, отображает его по схеме для определения высоты столба воды.

Главные преимущества таких агрегатов - компактность, непрерывность действия и доступность по ценовой категории. Но использовать их в агрессивных условиях нельзя, потому как без контакта с жидкостью не обойтись.

Гидростатический датчик уровня жидкости

  1. Емкостные приборы - для контроля уровня воды в баке предусмотрены пластины. По изменению показателей емкости можно судить о количестве жидкости. Отсутствие подвижных конструкций и элементов, простая схема устройства гарантируют долговечность, надежность работы прибора. Но нельзя не отметить недостатки - это обязательность погружения в жидкость, требовательность к температурному режиму.
  2. Радарные устройства - определяют степень повышения воды путем сравнения частотного сдвига, задержки между излучением и достижением отраженного сигнала. Таким образом, датчик действует как излучатель и улавливатель отражения.

Подобные модели считаются лучшими, точными, надежными устройствами. Они обладают рядом достоинств:


К недостаткам модели можно отнести только их высокую стоимость.

Радарный датчик уровня жидкости в резервуаре

  1. Ультразвуковые датчики - принцип функционирования, схема устройства аналогичны радарным приборам, только используется ультразвук. Генератор создает ультразвуковое излучение, которое по достижению поверхности жидкости отражается и попадает через некоторое время на приемник датчика. После небольших математических вычислений, зная временную задержку и скорость движения ультразвука, определяют расстояние до поверхности воды.

Плюсы радарного датчика присущи и ультразвуковому варианту. Единственное, менее точные показатели, более простая схема работы.

Тонкости выбора подобных устройств

При покупке агрегата обратите внимание на функциональность прибора, некоторые его показатели. Крайне важные вопросы при покупке прибора - это:


Варианты датчиков определения уровня воды или твердых сыпучих веществ

Датчик уровня жидкости своими руками

Можно сделать элементарный датчик для определения и контроля уровня воды в скважине или баке своими руками. Для выполнения упрощенного варианта необходимо:


Выполненное своими руками устройство можно использовать для регулирования воды в бачке, скважине или насосе.

Устройство, сделанное своими руками на одном транзисторе, может изготовить практически любой, кто этого захочет и приложит небольшие усилия для закупки очень недорогих и не многочисленных комплектующих и спаяет их в схему. Применяется она для автоматического пополнения воды в расходных ёмкостях дома, на даче и везде, где присутствует вода, без ограничений. А таких мест очень много. Для начала рассмотрим схему этого устройства. Проще просто не бывает.

Контроль уровня воды в автоматическом режиме с помощью простейшего электронного Схема контроля уровня воды.
Вся схема управления уровнем воды состоит из нескольких простых деталей и если без ошибок собрана из хороших деталей, то не нуждается в настройке и сразу заработает, как запланировано. У меня подобная схема без сбоев работает уже почти три года, и я ей очень доволен.

Схема автоматического управления уровнем воды

Список деталей

  • Транзистор можно применить любой из этих: КТ815А или Б. TIP29A. TIP61A. BD139. BD167. BD815.
  • ГК1 – геркон нижнего уровня.
  • ГК2 – геркон верхнего уровня.
  • ГК3 – геркон аварийного уровня.
  • D1 – любой красный светодиод.
  • R1 – резистор 3Ком 0.25 ватт.
  • R2 – резистор 300 Ом 0.125 ватт.
  • К1 – любое реле на 12 вольт с двумя парами нормально разомкнутыми контактами.
  • К2 – любое реле на 12 вольт с одной парой нормально разомкнутых контактов.
  • В качестве источников сигнала для пополнения воды в ёмкость, я применил поплавковые герконовые контакты. На схеме обозначаются ГК1, ГК2 и ГК3. Китайского производства, но очень приличного качества. Ни одного плохого слова сказать не могу. В ёмкости, где они стоят, у меня происходит обработка воды озоном и за годы работы на них ни малейшего повреждения. Озон является крайне агрессивным химическим элементом и многие пластики он растворяет совершенно без остатка.



Теперь рассмотрим работу схемы в автоматическом режиме.
При подаче питания на схему, срабатывает поплавок нижнего уровня ГК1 и через его контакт и резисторы R1и R2 подаётся питание на базу транзистора. Транзистор открывается и тем самым подаёт питание на катушку реле К1. Реле включается и своим контактом К1.1 блокирует ГК1 (нижний уровень), а контактом К1.2 подаёт питание на катушку реле К2, которое является исполнительным и включает своим контактом К2.1 исполнительный механизм. Исполнительным механизмом может быть насос для воды или электрический клапан, которые подают воду в ёмкость.
Вода пополняется и когда превысит нижний уровень, выключится ГК1, тем самым подготавливая следующий цикл работы. Достигнув верхнего уровня, вода поднимет поплавок и включит ГК2 (верхний уровень) тем самым замыкая цепочку через R1, К1.1, ГК2. Питание на базу транзистора прервётся, и он закроется, выключив реле К1, которое своими контактами разомкнёт К1.1 и выключит реле К2. Реле, в свою очередь выключит исполнительный механизм. Схема подготовлена к новому циклу работы. ГК3 является поплавком аварийного уровня и служит страховкой, если вдруг не сработает поплавок верхнего уровня. Диод D1 является индикатором работы устройства в режиме наполнения воды.
А теперь приступим к изготовлению этого очень полезного устройства.

Размещаем детали на плату.


Все детали размещаем на макетной плате, чтобы не делать печатную. При размещении деталей, нужно учитывать, чтобы паять как можно меньше перемычек. Нужно максимально использовать проводники самих элементов для монтажа.








Окончательный вид.

Внутреннее устройство бачков многих современных унитазов, на первый взгляд, совершенно не похоже на использовавшееся 30-40 лет назад. Поэтому при возникновении многих вопросов, связанных с обслуживанием санитарно-технической арматуры, например, как отрегулировать поплавок в унитазе или настроить выпускной клапан, у хозяев квартиры порой возникает неопределенность – заниматься решением проблемы самому или же приглашать стороннего специалиста? Тем не менее, в основе функциональности нынешних приборов используются все те же принципы, что и ранее. Их понимание, в также знание алгоритмов обслуживания сантехники вполне позволяют осуществлять её поддержание в работоспособном состоянии своими силами.

Рисунок 1

Типы запорно-переливных конструкций бачков унитазов

Речь не идет об автоматических или . Рассматриваемые устройства относятся к широко используемому санитарно-техническому оборудованию. Принцип его работы будет проще понять на примере конструкций устаревшего образца (рис. 2), тем более что они еще не полностью вышли из обихода, и их также порой приходится настраивать. В них, как и в современных изделиях, можно выделить два основных механизма наливной и сливной, а также узел перелива.

Устаревшие конструкции

Впуск

Конструкция наливной арматуры включает впускной клапана 5 штокового типа. Его работой управляет поплавок бачка унитаза 3, воздействуя на отсечной шток через латунное коромысло. Подобная система получила название поплавкового крана и используется до сих пор в несколько видоизмененном виде.


Рисунок 2

Наглядней понять функционирование наливного узла поможет рисунок 3. На нем показан уровень воды 1 после опорожнения накопительной емкости, после чего поплавковый механизм 2 (включая коромысло или рычаг-спицу 3) оказался в нижнем положении. Верхняя часть коромысла 3 размещенная в корпусе крана (клапана) 4 сдвинула шток-толкатель 5 с упругой прокладкой 6 влево, чем активировала подачу воды через подводку 8 и впускное отверстие 10. По мере наполнения емкости, нижний конец рычага перемещается вверх, а его верхнее плечо соответственно сдвигает толкатель вправо и постепенно перекрывает отверстие излива, поджимая к нему прокладку 6.

Кран закрепляется на стенке бачка при помощи крепежной гайки 9 снаружи. Резьбовое соединение крана герметизируется резиновой прокладкой 7 изнутри. Для гашения шума падающей струи 11, на изливной штуцер впускного клапана дополнительно одевают подходящую по диаметру трубку, опуская её нижний конец ниже минимального уровня воды.


Рисунок 3

Выпуск (слив)

Регулировка бачка унитаза не может быть полной без настройки узлов выпуска и перелива. Их схемы показаны на рисунке (схеме) 2 – сантехнические устройства со сливными механизмами рычажного типа. Но, несмотря на похожие типы приводов (коромысла 4), они имеют кардинальные различия в принципах действия.

Бачок с сифоном

На рисунке 2 а изображена сливная система с использованием сифонной камеры 1. Изогнутая полость решает сразу две задачи:

  1. Служит переливом фиксированной высоты. Уровень жидкости в правой приемной части полости сифона всегда соответствует отрегулированному уровню воды в бачке, он не может быть выше разделительной перегородки. Если поплавок унитаза 3 настроен неправильно – не успевает перекрывать впускной клапан 5, то жидкость перетекает в левую часть сифона (воздушную) и вытекает через смывную трубу.
  2. Поддерживает (автоматизирует) сброс жидкости, позволяя отпустить рукоять 6 сразу после активации. В начале смывного цикла вода устремляется вниз под приподнятый клапан 2. Когда он оказывается в нижнем положении, переток продолжается через изогнутую сифонную трубку за счет разряжения, создаваемого потоком, падающим с большой скоростью в вертикальной смывной трубе. Эффективный перепад давления, вызываемый движущейся жидкостью, возможен только при достаточно высоком размещении сантехнического бачка.

Санитарно-технические приборы, изготовленные по схеме 2 а, уже не отвечают современным требованиям эстетики. При этом они характеризуются слишком большим и нерегулируемым расходом воды.

Бачки с грушей или мембраной


Рисунок 4

В конструкции смыва на рисунке 4 и схемы 2 б регулировка уровня перелива воды в бачке унитаза также не осуществляется. В этом случае переливные функции возложены на жесткую трубку 7. Сброс жидкости через поднятый клапана 2 активируется рукоятью 6, а сам привод может быть рычажного или прямого типа. Продолжение процесса излива происходит за счет того, что легкий пустотелый клапан (груша) всплывает в потоке воды, оставаясь в верхнем положении. После опустошения бачка унитаза груша опускается, перекрывает седло клапана, начинается наполнение емкости. Смывной процесс наглядно представлен на рисунке 5.


Рисунок 5

Схема конструкции с рисунка 2 б отличается своей простотой, а её использование позволило создать сборку по типу «компакт» (рис. 6), совместив накопительную емкость и сантехническую чашу в одно целое. Ведь в данном случае не требуется падающего с большой высоты потока жидкости для создания разряжения, обеспечивающего функционирование переливного сифона. Кроме того, нижний монтаж смывной емкости способствует тому, что поплавок в бачке унитаза, впускной и выпускной клапаны стало удобней настраивать или ремонтировать.


Рисунок 6 «Осовремененный» вариант рычажного механизма унитазного бачка

Обратите внимание! На рисунках 4 и 6 изображены похожие механизмы запорно-переливной арматуры. Однако первая модель поддерживает автоматический, но нерегулируемый слив (клапан-груша), а во второй, напротив, следует вручную контролировать весь процесс выпуска жидкости (клапан-мембрана).

Актуальные конструкции

Создавались с учетом недостатков своих предшественников. Поэтому на смену рычажным устройствам пришли кнопочные. С их компоновкой регулировка уровня воды в бачке унитаза и объемов сливаемой жидкости допускается как системой впуска, так и выпуска. На некоторых моделях появилась возможность выставлять два смывных режима: полный и частичный. Кроме того, высота перелива также стала изменяемой.

Впуск

Различают две основные разновидности современных сантехнических приборов: с нижней и боковой подводкой воды (рис. 7).


Рисунок 7

Если говорить о боковой подводке, то еще достаточно часто можно встретить смывные емкости с рычажными впускными кранами (рис. 7 а). Однако и их уже постепенно вытесняют конструкции, включающие мембранный поплавковый кран вертикального типа (рис. 8). Через него сантехническая накопительная емкость унитаза наполняется быстрее, чем через рычажно-штоковый впуск. Он поддерживает максимальный расход воды и отсекает её подачу сразу, в отличие от системы штокового клапана, управляемого коромыслом-спицей. К тому же, достоинствами кранов вертикальной компоновки являются: их более стабильная и тихая работа, компактные размеры механизмов.


Рисунок 8

Модели с нижним подключением также могут комплектоваться наливной арматурой с горизонтальным коромыслом, как на рисунке 6. Между тем, все большая часть производителей сантехнического оборудования поставляет свою продукции уже с поплавковыми кранами вертикального типа (рис. 7 б и 15).

Выпуск (слив)

Хотя современные выпускные клапаны (колонки) имеют отличный от предшественников форм-фактор (рис. 10), их функционирование основано на тех же законах, что и у моделей, изображенных на рисунке 2. При этом они обладают множеством достоинств, которые еще дополняются некоторыми полезными функциями в зависимости от конкретной модели (рис. 9).


Рисунок 9

В связи с ростом тарифов на водопотребление правильная регулировка бачка унитаза становится частью рационального подхода к планированию семейного бюджета. Поэтому все больше востребованы колонки с настраиваемым сбросом, в том числе, наделенные возможностью двойного слива (полного и частичного). Подсчитано, что по усредненному расходу воды двухрежимная сливная арматура унитаза в сутки пропускает около 25 л, однорежимная 35 л, а устаревшие модели порядка 70 л на человека.

Вместе с тем, из-за непростого на первый взгляд устройства сантехнических механизмов с экономичным расходом, может показаться, что их будет сложно обслуживать или настраивать. Например, не сразу понятно, как отрегулировать сливной бачок с двумя кнопками, задать им желаемые режимы работы. На самом деле вся настройка сводится к одной-двум простым операциям, которые уважающие себя производители выпускной арматуры всегда подробно описывают в паспорте изделия.


Рисунок 10

Типовые поломки и способы их устранения

Даже несмотря на изобилие разнообразных моделей современной запорно-переливной оснастки, регулировка бачка унитаза часто сводится к типовым алгоритмам. Многие методы обнаружения, устранения неисправностей напоминают те, которые сопровождали эксплуатацию бывших ранее популярными изделий. При этом сантехнические проблемы разбирать гораздо проще, если их выделить в отдельные группы. В итоге получим следующий ряд вопросов, расположенный в порядке убывания частоты своего возникновения:

  1. Непрекращающийся сброс воды в унитаз.
  2. Не активируется заполнение накопительной емкости.
  3. Обнаружена вода за пределами сантехники.

Непрекращающийся сброс воды в унитаз

Вопрос не зря стоит первым, так как он возникает в преобладающем большинстве случаев поломок сантехники. Если не останавливается вода в бачке унитаза, то причина может быть:

  • в пропусках выпускного клапана;
  • настройке перелива;
  • постоянной работе впускного крана.

Чтобы начать диагностику системы, первоначально необходимо снять крышку со смывного резервуара. У преобладающей части, используемых сегодня моделей сантехники, для этого достаточно открутить декоративную гайку штока либо гайку-кнопку, размещенную по центру крышки. Операция может потребовать определенных усилий и изобретательности, так как фланцы гаек, зачастую, абсолютно гладкие. Края крепежной детали легче захватывать, надев хозяйственные резиновые перчатки. У кнопочных моделей, для удобства, кнопку проще вращать в утопленном положении (рис. 11).


Рисунок 11

Сняв крышку, можно приступать к регулировке слива воды в унитазе; но сначала лучше отставить керамическую деталь подальше либо вообще вынести в соседнее помещение, чтобы не разбить случайно. В случае её повреждения приобрести замену отдельно вряд ли получится.

Выпускной клапан

Его плотное прилегание к седлу обеспечивает герметичность смывного узла. Клапан изготавливается из эластичной резины, которая со временем теряет свои первоначальные свойства: твердеет и деформируется. Кроме того могут скопиться отложения, налипнуть минеральные частицы на привалочные поверхности груши или мембраны и выпускного отверстия. Во всех подобных случаях клапан в бачке унитаза не перекрывает воду. Убедиться, что проблема именно в этом узле, достаточно просто – нужно пригрузить, прижать рукой клапанный элемент, уплотнив место его контакта с выпускным отверстием. Если течь в чаше прекратилась, то следует выяснять причину, взывающую нарушение герметичности запорного узла.

  1. Осмотрите привалочные поверхности, очистите их при необходимости.
  2. Деформированные или задубевшие резиновые детали придется заменить (рис. 12). Для замедления процессов старения материала можно использовать специальные профилактические смазочные составы.
  3. Убедитесь, что клапан бачка ложится ровно на свое место. Этому может помешать перекос на направляющих механизма выпуска, заедание кнопки или поплавка, если он присутствует в конструкции (рис. 10, крайняя справа). В этом случае регулировка слива воды в унитазе легко обеспечивается возвратом соответствующих деталей в рабочее положение. Однако, если перекос вызван поломкой их частей или износом, то придется заменять узел выпускной арматуры в сборе.

Рисунок 12

Перелив

Когда уровень жидкости достигает края переливной трубки, вода начинает перетекать в сантехническую чашу, чем обеспечивается её аварийный сброс, от переполнения накопительной емкости. В старых моделях граница перетока (рис. 2, поз. 1 и 7) была жестко зафиксирована, что сужало вариативность настроек сантехнической арматуры. Теперь же регулировка уровня воды в бачке унитаза (при исправном впускном клапане) начинается с установки высоты трубчатого перелива. Для этого на совмещенных сливных механизмах ослабляют обжимную гайку (см. рис. 13)


Рисунок 13

Освободившуюся трубку выдвигают или задвигают, тем самым, регулируя её длину. Руководствуются следующими параметрами:

  • водяное зеркало должно быть ниже края перетока на 1,5-2 см;
  • нажатая кнопка слива не должна упираться в край трубки.

После завершения настроек обжимную гайку затягивают, при этом уровень жидкости в бачке унитаза будет располагаться примерно на 40-45 мм ниже его верхней кромки (величина зависит от конкретной модели сантехники).

Впускной клапан (кран)

Отсечка подачи воды происходит под действием усилия, создаваемого всплывающим поплавком. Поэтому именно с визуальной диагностики его положения начинается регулировка впускного клапана сливного бачка.

Поплавки унитазов старых конструкций

На устаревших моделях применяются поплавковые элементы, изготовленные из герметичных пустотелых емкостей кубической, шарообразной, цилиндрической или иных объёмных форм. Иногда их оболочки теряет герметичность, они набирают воду и притапливаются. Нормальный ремонт поплавка унитаза подобной конструкции практически невозможен, поэтому, потерявшая плавучесть деталь подлежит замене.

Внимание! Перед тем, как регулировать поплавок в сливном бачке, следует перекрыть кран подвода воды к сантехническому прибору. Это убережет вас от потопа, в случае непреднамеренной поломки корпуса впускного клапана.

Если же герметичность оболочки не нарушена, то, возможно, требуется корректировка формы коромысла (рис. 3, поз.3). Пруты латунных рычагов подгибают, а вот геометрию сопряжения изготовленных из соединенных на скрутке пластиковых сегментов изменяют перетяжкой излома угла колена (рис.14). Если клапан в бачке унитаза не успел перекрыть воду до того, как её уровень достиг края переливной трубки, то «дугу» коромысла сильнее выпячивают вверх. Соответственно для более позднего закрытия наливного клапана коромысло прогибают вниз.


Рисунок 14

Поплавки современных унитазов

Прежде чем разбираться, как отрегулировать поплавок в унитазе современной конструкции, неплохо внимательно изучить его строение. Запорный механизм наливной системы содержит некоторые хрупкие пластиковые детали, которые достаточно легко повредить. Если сохранилась заводская инструкция, содержащая схему изделия, то задача настройки еще более упростится.

Работой моделей мембранных клапанов, как правило, управляют поплавки изготовленные из плотного пластика по типу перевернутых стаканов (рис. 15, поз.1). Это справедливо для наливной арматуры как с боковым (рис.8), так и с нижним (рис.15) подключением подводки воды. Поэтому притопленное положение плавучего элемента может наблюдаться в двух случаях:

  • когда внутрь стакана набилась и налипла грязь, что случается редко;
  • поплавок в бачке унитаза заедает на направляющей 2.

Обе проблемы легко устраняются, нужно лишь протереть внутреннюю полость детали 1 и поправить её посадку.


Рисунок 15

Если после наполнения бачка до перелива отсечки подачи воды все равно не происходит, проверьте, остался ли свободный ход рычага 4 мембранного клапана 3. Возможно ему просто не хватает высоты подъема. Тогда поплавок унитаза опускают ниже для более раннего перекрытия потока (по аналогии с регулировкой изгиба коромысла). Для этого тягу 5 вращают или перезащелкивают (зависит от конкретной модели арматуры) для обеспечения требуемого положение частей запорного механизма.

Не активируется подача жидкости

Основные причины того, что сливная емкость не наполняется, при отсутствии проблем с поплавком, как на старых, так и на новых моделях сантехники, зачастую связаны с нарушением функциональности впускного клапана. В равной степени это относится и к тому, если отрегулированный поплавок в унитазе не перекрывает воду.

Следует обследовать впускное отверстие штокового (рис. 3, поз. 10) или мембранного крана (рис. 16, пластиковый конус) на предмет загрязнений. Посторонние твердые частички могут полностью блокировать поступление жидкости или, наоборот, мешать плотному прилеганию упругого элемента клапана, что вызывает подтекание жидкости. Проходное отверстие аккуратно очищают подходящей по диаметру проволочкой. Кроме того, протечки могут быть и из-за дефекта прокладки (рис. 3, поз. 6) или мембраны (рис. 16), которые подлежат замене по мере износа.


Рисунок 16

Приобретая новую сантехнику или запорную арматуру отдельно, необходимо учитывать, что поплавковый кран мембранного типа (современная модель) имеет эксплуатационные ограничения по минимальному порогу давления. Обычно он соответствует 0,5-1 атм. В случае нестабильного или заниженного давления в водопроводной сети клапан может перестать открываться. Начинка современных санитарно-технических приборов также чувствительна и повышенному давлению, поэтому стоит рассмотреть установку понижающего редуктора для домашнего водопровода.

Обнаружена вода за пределами сантехники

Нередко бывает и так, что в туалете на полу постоянно собираются лужицы воды. Причин подобных неприятностей может быть множество, и далеко не все они связаны с работой поплавка в унитазе или прочей . Следует протереть насухо поверхности пола, сантехники и всех соединений. Хорошим индикатором для определения района протечек служит расстеленная на полу газета – на ней отчетливо проявляются падающие капли. Частыми причинами таких неисправностей становятся:

  • упругая вставка между чашей и бачком унитаза потерявшая эластичность или недостаточно обжатая при сборке комплекта;
  • прокладка резьбового штуцера наливной арматуры, посредством которого он закрепляется к стенке бачка;
  • протекающие сливной или поплавковый клапан унитаза, а также низко поставленная переливная трубка. Постоянный сброс холодной воды приводит к образованию обильного конденсата на внешних поверхностях керамической сантехники. Скапливаясь, он стекает на пол, образуя лужи;
  • нарушенная герметичность соединения выпуска унитаза и канализационного отвода.

Заключение

Будет обеспечивать вашей семье комфортное пользование и безаварийную работу долгие годы, если периодически уделять ей немного внимания. Неплохо хотя бы раз в год осматривать состояние соединений, шланга подводки воды, заглядывать под крышку бачка. Установите вспомогательное оборудование. О редукторе давления уже было сказано ранее, обязателен грязевой фильтр, да и колба с картриджем тонкой очистки будет не лишней, чтобы уберечь санитарно-техническую арматуру унитаза и ваши нервы.

Гипермаркет сантехники ТипТоп-Шоп готов предложить Вам огромный ассортимент сантехнических изделий, мебели для ванной, комплектующих, аксессуаров, а также, отопительного оборудования для бытового и промышленного использования. На сайте компании есть рубрика Обзоры и советы , которая поможет Вам лучше ориентироваться в многообразии товаров. Желаем полезных приобретений!

Для автоматизации многих производственных процессов необходимо контролировать уровень воды в резервуаре, измерение проводится при помощи специального датчика, подающего сигнал, когда технологическая среда достигнет определенного уровня. Без уровнемеров невозможно обойтись и в быту, яркий пример этому – запорная арматура бачка унитаза или автоматика для отключения насоса скважины. Давайте рассмотрим различные виды датчиков уровня, их конструкцию и принцип работы. Эта информация будет полезной при выборе устройства под определенную задачу или изготовлении датчика своими руками.

Конструкция и принцип действия

Конструктивное исполнение измерительных устройств данного типа определяется следующими параметрами:

  • Функциональностью, в зависимости от этого устройства принято делить на сигнализаторы и уровнемеры. Первые отслеживают конкретную точку заполнения резервуара (минимальную или максимальную), вторые осуществляют беспрерывный мониторинг уровня.
  • Принципом действия, в его основу может быть положены: гидростатика, электропроводность, магнетизм, оптика, акустика и т.д. Собственно, это основной параметр, определяющий сферу применения.
  • Методом измерения (контактный или бесконтактный).

Помимо этого, особенности конструкции определяет характер технологической среды. Одно дело — измерять высоту питьевой воды в баке, другое — проверять наполнение резервуаров для промышленных стоков. В последнем случае необходима соответствующая защита.

Виды датчиков уровня

В зависимости от принципа действия, сигнализаторы принято делить на следующие виды:

  • поплавочного типа;
  • использующие ультразвуковые волны;
  • устройства с емкостным принципом определения уровня;
  • электродные;
  • радарного типа;
  • работающие по гидростатическому принципу.

Поскольку эти типы наиболее распространены, рассмотрим каждый из них в отдельности.

Поплавковый

Это наиболее простой, но, тем не менее, действенный и надежный способ измерения жидкости в баке или другой емкости. С примером реализации можно ознакомиться на рисунке 2.


 Рис. 2. Поплавковый датчик для управления насосом

Конструкция состоит из поплавка с магнитом и двух герконов, установленных в контрольных точках. Кратко опишем принцип действия:

  • Емкость опустошается до критического минимума (А на рис. 2), при этом поплавок опускается до уровня, где расположен геркон 2, он включает реле, подающее питание на насос, закачивающий воду из скважины.
  • Вода доходит до максимальной отметки, поплавок поднимается до места расположения геркона 1, он срабатывает и реле отключается, соответственно, двигатель насоса прекращает работать.

Такой герконовый сигнализатор сделать самостоятельно довольно просто, а его настройка сводится к установке уровней включения-выключения.

Заметим, что если правильно выбрать материал для поплавка, датчик уровня воды будет работать, даже при наличии слоя пены в резервуаре.

Ультразвуковой

Этот тип измерителей может использоваться как для жидкой, так и сухой среды, при этом у него может быть аналоговый или дискретный выход. То есть, датчик может ограничивать заполнение по достижению определенной точки или отслеживать его постоянно. Устройство включает в себя ультразвуковой излучатель, приемник и контроллер обработки сигнала. Принцип работы сигнализатора продемонстрирован на рисунке 3.


 Рис. 3. Принцип работы ультразвукового датчика уровня

Работает система следующим образом:

  • излучается ультразвуковой импульс;
  • принимается отраженный сигнал;
  • анализируется длительность затухания сигнала. Если бак полный, она будет короткой (А рис. 3), а по мере опустошения начнет увеличиваться (В рис. 3).

Ультразвуковой сигнализатор бесконтактный и беспроводной, поэтому он может использоваться даже в агрессивных и взрывоопасных средах. После первичной настройки, такой датчик не требует никакого специализированного обслуживания, а отсутствие подвижных частей существенно продлевает срок эксплуатации.

Электродный

Электродные (кондуктометрические) сигнализаторы позволяют контролировать один или несколько уровней электропроводящей среды (то есть, для измерения наполнения бака дистиллированной водой они не подходят). Пример использования устройства приведен на рисунке 4.


 Рисунок 4. Измерение уровня жидкости кондуктометрическими датчиками

В приведенном примере задействован трехуровневый сигнализатор, в котором два электрода контролируют заполнение емкости, а третий является аварийным, для включения режима интенсивной откачки.

Емкостной

При помощи этих сигнализаторов можно определять максимальное заполнение емкости, причем, в качестве технологической среды могут выступать как жидкость, так и сыпучие вещества смешанного состава (см. рис. 5).


 Рис. 5. Емкостной датчик уровня

Принцип работы сигнализатора такой же, как у конденсатора: проводится измерение емкости между пластинами чувствительного элемента. Когда она достигнет порогового значения, подается сигнал на контроллер. В некоторых случаях задействовано исполнение «сухой контакт», то есть уровнемер работает через стенку бака в изоляции от технологической среды.

Данные устройства могут функционировать в широком температурном диапазоне, на них не влияют электромагнитные поля, а срабатывание возможно на большом расстоянии. Такие характеристики существенно расширяют сферу применения вплоть до тяжелых условий эксплуатации.

Радарный

Этот вид сигнализаторов можно действительно назвать универсальным, поскольку он может работать с любой технологической средой, включая агрессивную и взрывоопасную, причем, давление и температура не будут влиять на показания. Пример работы устройства приведен на рисунке ниже.


Устройство излучает радиоволны в узком диапазоне (несколько гигагерц), приемник ловит отраженный сигнал и по времени его задержки определяет наполняемость емкости. На измеряющий датчик не влияет давление, температура или характер технологической среды. Запыленность также не отражается на показаниях, чего не скажешь о лазерных сигнализаторах. Также необходимо отметить высокую точность приборов данного типа, их погрешность составляет не более одного миллиметра.

Гидростатический

Эти сигнализаторы могут измерять как предельное, так и текущее заполнение резервуаров. Их принцип действия продемонстрирован на рисунке 7.


 Рисунок 7. Измерение заполнения гиростатическим датчиком

Устройство построено по принципу измерения уровня давления, произведенного столбом жидкости. Приемлемая точность и небольшая стоимость сделали данный вид довольно популярным.

В рамках статьи мы не можем осмотреть все типы сигнализаторов, например, ротационно-флажковых, для определения сыпучих веществ (идет сигнал, когда лепесток вентилятора застрянет в сыпучей среде, предварительно вырыв приямок). Так же нет смысла рассматривать принцип действия радиоизотопных измерителей, тем более рекомендовать их для проверки уровня питьевой воды.

Как выбрать?

Выбор датчика уровня воды в резервуаре зависит от многих факторов, основные из них:

  • Состав жидкости. В зависимости от содержания в воде посторонних примесей может меняться плотность и электропроводность раствора, что с большой вероятностью отразится на показаниях.
  • Объем резервуара и материал, из которого он изготовлен.
  • Функциональное назначение емкости для накопления жидкости.
  • Необходимость контролировать минимальный и максимальный уровень, или требуется мониторинг текущего состояния.
  • Допустимость интеграции в систему автоматизированного управления.
  • Коммутационные возможности устройства.

Это далеко не полный список для выбора измерительных приборов данного типа. Естественно, что для бытового назначения можно существенно сократить критерии отбора, ограничив их объемом резервуара, типом срабатывания и схемой управления. Существенное сокращение требований делает возможным самостоятельное изготовление подобного устройства.

Делаем датчик уровня воды в резервуаре своими руками

Допустим, есть задача автоматизировать работу погружного насоса для водоснабжения дачи. Как правило, вода поступает в накопительную емкость, следовательно, нам необходимо сделать так, чтобы насос автоматически выключался при ее заполнении. Совсем не обязательно для этой цели покупать лазерный или радиолокационный сигнализатор уровня, собственно, никакой приобретать не нужно. Несложная задача требует простого решения, оно показано на рисунке 8.


Для решения задачи понадобится магнитный пускатель с катушкой на 220 вольт и два геркона: минимального уровня — на замыкание, максимального — на размыкание. Схема подключения насоса проста и, что немаловажно, безопасна. Принцип работы был описан выше, но повторим его:

  • По мере набора воды поплавок с магнитом постепенно поднимается, пока не дойдет до геркона максимального уровня.
  • Магнитное поле размыкает геркон, отключая катушку пускателя, что приводит к обесточиванию двигателя.
  • По мере расхода воды, поплавок опускается, пока не достигнет минимальной отметки напротив нижнего геркона, его контакты замыкаются, и поступает напряжение на катушку пускателя, подающего напряжение на насос. Такой датчик уровня воды в резервуаре может работать десятилетиями, в отличие от электронной системы управления.

Данная схема предложена для автоматического управления регулирования уровня воды в баке. В нем под известным давлением расположены два электрода, длинный из которых является нижним уровнем, а другой, короткий -верхним. Роль общего электрода играет металлический бак. В баке имеется только один отвод для подачи и отвода воды, насос заполняет бак и одновременно подает воду в систему.
Как видите, схема довольно проста, важным элементом которой является тиристор. Работает схема следующим образом.
Когда в баке вода ниже нижнего уровня, то электрической связи электродов с корпусом отсутствуют. Поэтому напряжение на управляющий контакт тиристора не приходит, тиристор заперт, реле обесточено, нормально замкнутые контакты К1.1 и К1.2 находятся в исходном положении, двигатель работает, насос закачивает в систему и бак воду. Контакт К1.3 находится в разомкнутом положении.
По мере заполнения бака, вода поднимается до нижнего электрода. Появляется электрическая связь через воду нижнего электрода с корпусом бака, который соединен с одним из концов вторичной обмотки трансформатора и анодом тиристора. Но дальше ничего не происходит, потому что связь прерывается с управляющим выводом тиристора из-за разомкнутого контакта К1.3.
Когда вода поднимается до верхнего уровня, управляющий вывод тиристора через токоограничительный резистор соединяется с корпусом бака через воду, соединяется с общим проводом. Тиристор открывается, замыкая цепь катушки К1. Последняя срабатывает, нормально замкнутые контакты К1.1 и К1.2 размыкаются, двигатель останавливается, насос перестает качать воду. Одновременно замыкается пара контактов К1.3, замыкая верхний с нижним уровнем электродов.
По мере расхода воды, уровень в баке станет ниже верхнего, но насос будет молчать, так как теперь связь корпус-вода-электрод-R1 проходит через замкнутый контакт К1.3 и в данном случае задействован нижний электрод.
Как только уровень воды станет ниже нижнего электрода, электрическая цепочка «корпус-вода-электрод» разрывается, тиристор запирается, реле обесточивается, возвращая свои контакты в исходное положение и насос заработает. Весь цикл повторяется.
При неработающем насосе, уровень воды в баке колеблется между верхним и нижним уровнями электродов, а реле К1 в это время находится в рабочем состоянии, держа контакты К1.1 и К1.2 отключенными.
В схеме предусмотрен предохранитель FU1 от токовой перегрузки и коротких замыканий, включенный в первичную обмотку трансформатора Т1. Диод VD1 выпрямляет ток, проходящий через обмотку реле, а также, что немаловажно, через воду между корпусом и электродами. Тиристор включает и отключает реле К1. Реле подбирается экспериментальным путем, по напряжению, либо напряжение подбирается на вторичной обмотке. Также надо подобрать сопротивление резистора R1 для четкого срабатывания тиристора. Это зависит от проводимости воды.

По материалам журнала "Моделист-конструктор"

Понравилась статья? Поделитесь ей
Распечатать статью
Наверх