Для максимальной автоматизации систем водоснабжения существуют готовые насосные станции. Но по ряду причин их установка не всегда бывает оправданной. В подобной ситуации оказался и мой сосед по даче. Но он нашел простое решение – подключил к резервуару и насосу в колодце реле уровня воды. Тогда я решил детальнее узнать о таком устройстве и вот, что я выяснил.
Источник ds05.infourok.ru
Как работает устройство
Датчик уровня воды в резервуаре устанавливается для включения и отключения насоса в автоматическом режиме. Это может быть емкость закрытого или открытого типа. Также устройство используется для осуществления контроля за обстановкой в затапливаемых, например, подвалах. То есть не обязательно постоянно проводить визуальный осмотр для своевременного откачивания ненужной жидкости.
Принцип действия реле основан на изменении сопротивления между однополюсными электродами и прочими элементами, что содержатся в рабочей среде. Это могут быть помимо питьевой воды:
- родниковая, морская, речная, дождевая или сточная вода;
- молоко или пиво;
- вино-водочная продукция с низким содержанием алкоголя.
Не подлежат контролю:
- дистиллированная вода;
- бензин, керосином и сжиженный газ;
- масло и этиленгликоль.
Обычно датчики уровня воды для управления насосом устанавливаются в нижней и верхней точке относительно наполненности резервуара либо в допустимой верхней в случае с подвалом. Третий сенсор отвечает за прием сигналов от первых двух и за передачу информации к насосному оборудованию. Так как создаваемые импульсы слишком малы для запуска и отключения сравнительно более мощной цепи, воспринимаются коммутируемые токи магнитным пускателем.
Источник kipia.ru
Стоит отметить, что реле уровня воды в баке изначально не укомплектовано датчиками. Это обосновано тем, что эксплуатация устройства может осуществляться разным количеством сенсоров. В том числе 4-мя, где последний срабатывает в случае аварийных ситуаций. Он может пригодиться в случае использования крупногабаритного резервуара для жидкости (чтобы не переполнялся) или в условиях частого затопления погреба.
Виды устройств
Реле уровня жидкости для отключения насоса сегодня представлены в нескольких вариантах. Одноуровневые модели используются в целях стабильного поддержания в заданной степени заполненности того или иного резервуара. Таким образом исключается холостая работа насосного оборудования, чем обеспечивается его длительная эксплуатация.
Источник euro-avtomatika.ru
Двухуровневые образцы устанавливаются для контроля за максимальной и минимальной заполненностью бака. То есть именно здесь имеются три датчика. А в четырехуровневых моделях имеется два дополнительных сигнализатора. Они отвечают за предупреждение об аварийных ситуациях. В промышленных масштабах, как правило, к ним подключаются резервные насосные станции. А также устройства оснащаются светодиодной индикацией.
Разновидности датчиков
Существует три типа воспринимающих и передающих информацию об изменениях сопротивления в рабочей среде элементов. Электродный датчик уровня воды для насоса представлен тремя сенсорами: короткий и пара длинных. Первый отвечает за передачу импульсов при максимальной заполненности резервуара, вторые – при его опустошении.
Источник techparts.com.ua
Поплавковые датчики уровня воды для управления насосом представлен поплавком со встроенным магнитном и трубкой, внутри которой расположен геркон. Последний – это герметичная коробочка, в ней имеются ферромагнитные контакты. Они между собой замыкаются под воздействием магнитного поля, что воспринимается на нужном для срабатывания уровне во время смещения поплавка. А его положение меняется по мере опустошения и заполнения резервуара рабочей жидкостью.
Поплавковое реле уровня воды для насоса также может быть использовано в качестве измерительного устройства для контроля степени заполненности резервуара. В зависимости от силы магнитного поля контактные пары геркона передают на резистор сигналы с сопротивлением от 4 до 20 мА. То есть располагая датчики на нескольких уровнях можно отслеживать наполненность бака в любой момент времени.
Источник amazon.com
Третий тип – емкостный датчик. Иное название приспособления – параметрический измеритель уровня воды. Здесь принцип действия основан на изменении диэлектрической проницаемости рабочей среды. За выявление этих изменений отвечает высокочувствительный конденсатор. За отчетную единицу принимается проницаемость воздуха. При заполнении резервуара жидкостью происходит изменение емкости. Это явление преобразуется в информацию, которая отображается на вынесенной наружу шкале. Стоит отметить, что диэлектрическая проницаемость может восприниматься не только со стороны воды внутри бака, но и со стороны его стенок. То есть такой датчик управления насосом по заданному уровню воды может быть установлен как внутри, так и снаружи резервуара.
Источник yandex.net
В этом видео на простом примере разобрана одна из схем автоматического управления насосом с помощью реле:
Основные неисправности
Исходя из вышеcказанного, можно легко представить себе процесс возникновения неполадок: из-за того, что устройство работает в условиях химически агрессивной среды, отдельные его элементы истираются или покрываются слоем ржавчины. Так обычно и происходит. Вот с чем может столкнуться владелец авто:
- Показания датчика постоянно «скачут». Очевидно, контактные дорожки, находящиеся на плате, стерлись вследствие постоянного движения бегунка;
- Стрелка прибора периодически показывает ноль, хотя бак полный. Наиболее частая причина кроется в том, что ограничитель хода поплавка был размещен неправильно. А если стрелка часто указывает ну нулевое значение и в довесок дергается, нужно проверить токосъемник – часто он касается резистора слишком слабо. Имеет смысл также проверить обмотку резистора;
- Перестала работать лампочка, предупреждающее о низком уровне горючего материала. В этом случае стоит заменить резистор;
- После зажигания и начала работы двигателя стрелка уровня топлива не двигается. Стоит проверить соединительные провода (возможно, окислились наконечники), предохранители.
Большая часть проблем, связанных с потенциометрическими датчиками, кроется в быстром износе дорожек, реже изнашивается проводка. Показания приборов в этом случае или далеки от реальных (разумеется в меньшую сторону – при полном баке прибор «скажет» вам об отсутствии топлива), или не выводятся на мониторинговую систему вовсе – пришли в негодность провода.
Способы измерения уровня
Контроль уровня воды в баке для управления насосом можно выполнять двумя путями: контактным способом и бесконтактным. То есть датчики располагаются внутри резервуара с рабочей средой либо снаружи. К первой группе относятся поплавковые устройства, гидростатические манометры либо пластинчатые конденсаторы, которые крепятся на стенках резервуара. Второй тип измерителей представлен радарными и ультразвуковыми приборами. Они актуальны, когда осуществлять контроль в непосредственной близости с объектом невозможно. Причинами могут быть высокая вязкость рабочей среды, химическая агрессивность.
Особенности применения
Вышеуказанные типы ДУТ относятся к контактным. Контактные датчики слишком ненадежные для измерения уровня таких видов топлива, как этанол, биодизель и метанол. Дело в том, что подвижные элементы покрываются окисью. Как результат, показания датчиков перестают быть точными. То же происходит в баках, залитых бензином, но окисление происходит медленнее. Если автомобиль использует нетрадиционное топливо, то в его бак помещают бесконтактный ДУТ, представляющий собой магнитный датчик положения (MAPPS), помещенный в герметичный сосуд.
К какому бы типу датчик ни относился, у него есть одна особенность: поплавок начинает опускаться уже после того, как опустится ниже некоторого уровня само топливо. Отсюда и следует некоторая погрешность измерений, которая наиболее высока по мере заполнения топливного бака.
Преимущества и недостатки
Преимущества ультразвуковых уровнемеров:
- производство измерений без непосредственного контакта с жидкой средой, что позволяет работать с агрессивными жидкостями. К приборам не предъявляются повышенные требования к защищенности от негативных факторов внешней среды;
- возможность измерения уровня без проникновения внутрь емкости, размещая датчик снаружи;
- цена ниже другого типа бесконтактных сенсоров — радарных датчиков, вследствие более простой конструкции и менее дорогих комплектующих;
- отражение ультразвука происходит от границы жидкости и газа, поэтому точность измерения не зависит от плотности жидкой среды, ее химических и физических свойств;
- компактность;
- мультисенсорность. Датчик служит для получения дополнительной информации о состоянии жидкости и емкости. Зависит от конкретной модели прибора.
Недостатки сенсоров уровня жидкости:
- ошибочные данные из-за отражения ультразвуковых сигналов от конструктивных элементов емкости. Необходимо на стадии монтажа прибора не допускать нахождения элементов конструкции во фронтальной плоскости датчика. В узких баках ультразвуковые датчики не применяются;
- показания прибора будут ошибочными при давлении газовой среды, большем или меньшем атмосферного. В вакууме прибор работать не будет. В подобных случаях необходимы сенсоры, использующие другие физические принципы;
- зависимость точности измерений от температуры и состава газовой среды, ее влажности, загрязненности, запыленности;
- искажения результатов измерений при образовании на поверхности жидкости пены либо турбулентных завихрений.
Вывод
ДУТ – не совсем обязательный, если так подумать, элемент автомобиля. Однако водители так привыкли к датчикам уровня топлива, что пользование транспортом без них становится некомфортным. При этом само устройство не отличается высокой надежностью. Для него характерно множество «болячек», часть которых переносится и на мониторинговые системы. При желании замену и регулировку датчика можно провести самому. Мы все же советуем поручить работу мастерам на СТО – и быстрее, и шанса что-то повредить нет. При покупке нового устройства настоятельно рекомендуем обратить внимание или на оригинал, или на аналог из Германии. Как показывает практика, в подавляющем большинстве случаев оригинальные автомобильные датчики на голову выше аналогов даже из среднего ценового сегмента, а сравниться с ними может разве что продукция ]Bosch[/anchor] и еще нескольких японских фирм.
Проводим диагностику и ремонт датчика самостоятельно
Если датчик работает, но индикатор уровня дает заниженные/завышенные показания, для начала его нужно отрегулировать. Существуют довольно надежные способы:
- Штифт поплавка перемещается поочередно в крайние положения. При этом стрелка на индикаторе тоже должна попадать в соответствующие положения: 0 для пустого бака и 1 для полного. Если же соответствия между положением штифта и стрелки нет, сам штифт нужно загнуть и продолжать регулировку;
- Разобрав приборную панель, снимите стрелку с прибора и присоедините провода обратно. Автомобиль нужно завести автомобиль, дать ему проработать около 10 минут, после чего отрегулировать ось указателя до положения «1» и поставить указательную стрелку обратно.
Когда датчик часто «зависает» на показателе нуля, вам снова придется разобрать приборную панель, но уже с целью зачистить все возможные места окисления. Нужно будет также проверить все массы на кузове, в частности ту, которая находится под ручником.
Обзаведитесь мультиметром. Индикатор уровня топлива имеет сопротивление порядка 7 Ом (иногда бывает чуть меньше) при полном баке, а при заполненном наполовину – в промежутке 108-128 Ом. Когда в баке топлива попросту, сопротивление колеблется между 315 и 345 Ом.
При помощи мультиметра легко проверить и сам датчик. Вам достаточно измерять его сопротивления по мере доливания бензина. Если вы решили демонтировать устройство, поплавок придется перемещать рукой. Заметьте: если изменение положения поплавка не сказывается на сопротивлении, датчик однозначно неисправен и его придется заменить.
