Какие существуют типы датчиков уровня воды?
Для справки приводим 7 типов датчиков уровня жидкости:
1. Оптический датчик уровня воды
Оптический датчик является твердотельным. Он использует инфракрасные светодиоды и фототранзисторы, которые оптически связаны, когда датчик находится на воздухе. При погружении головки датчика в жидкость инфракрасное излучение выходит наружу, вызывая изменение выходного сигнала. Эти датчики способны определять наличие или отсутствие практически любой жидкости. Они нечувствительны к окружающему свету, не подвержены воздействию пены на воздухе и не подвержены воздействию мелких пузырьков в жидкости. Это делает их полезными в ситуациях, когда требуется быстрая и надежная регистрация изменений состояния, а также в ситуациях, когда они могут надежно работать в течение длительного времени без обслуживания.
Преимущества: бесконтактное измерение, высокая точность и быстрое реагирование.
Недостатки: Не использовать под прямыми солнечными лучами, водяной пар повлияет на точность измерений.
2. Емкостный датчик уровня жидкости
Емкостные датчики уровня используют в цепи два проводящих электрода (обычно металлических), расстояние между которыми очень мало. При погружении электрода в жидкость цепь замыкается.
Преимущества: можно использовать для определения подъёма или опускания уровня жидкости в ёмкости. Расположив электрод и ёмкость на одной высоте, можно измерить ёмкость между электродами. Отсутствие ёмкости означает отсутствие жидкости. Полная ёмкость соответствует заполнению ёмкости. Измеренные значения «пустой» и «полный» необходимо записать, а затем использовать калиброванные измерители уровня жидкости 0% и 100%.
Недостатки: Коррозия электрода изменит его емкость, и его необходимо очистить или перекалибровать.
3. Датчик уровня камертона
Камертонный уровнемер — это прибор для измерения уровня жидкости, работающий по принципу камертона. Принцип работы датчика заключается в вибрации, создаваемой камертоном за счёт резонанса пьезоэлектрического кристалла.
У каждого объекта есть своя резонансная частота. Резонансная частота объекта зависит от его размера, массы, формы, силы… Типичный пример резонансной частоты объекта: один и тот же стеклянный стакан, расположенный в ряд. Наполняя стакан водой на разную высоту, можно исполнять инструментальную музыку, постукивая по нему.
Преимущества: на него совершенно не влияют поток, пузырьки, типы жидкости и т. д., и калибровка не требуется.
Недостатки: Нельзя использовать в вязких средах.
4. Мембранный датчик уровня жидкости
Диафрагменный или пневматический датчик уровня работает под действием давления воздуха, которое толкает мембрану, которая взаимодействует с микропереключателем внутри основного корпуса устройства. По мере повышения уровня жидкости внутреннее давление в измерительной трубке увеличивается до тех пор, пока не сработает микропереключатель. При снижении уровня жидкости давление воздуха также падает, и микропереключатель размыкается.
Преимущества: не требуется электропитание резервуара, его можно использовать со многими типами жидкостей, а переключатель не будет контактировать с жидкостями.
Недостатки: Поскольку это механическое устройство, со временем ему потребуется техническое обслуживание.
5. Поплавковый датчик уровня воды
Поплавковый датчик уровня – это оригинальный датчик уровня. Это механическое устройство. Полый поплавок соединён с рычагом. При подъёме и опускании поплавка в жидкости рычаг перемещается вверх и вниз. Рычаг может быть соединён с магнитным или механическим выключателем для включения/выключения, или с указателем уровня, который переключается с полного на пустой при падении уровня жидкости.
Использование поплавковых выключателей для насосов является экономичным и эффективным методом измерения уровня воды в насосном колодце подвала.
Преимущества: Поплавковый выключатель может измерять любой тип жидкости и может работать без источника питания.
Недостатки: Они больше по размеру, чем другие типы переключателей, и поскольку они механические, их приходится использовать чаще, чем другие переключатели уровня.
6. Ультразвуковой датчик уровня жидкости
Ультразвуковой уровнемер – это цифровой уровнемер, управляемый микропроцессором. При измерении ультразвуковой импульс испускается датчиком (преобразователем). Звуковая волна отражается от поверхности жидкости и принимается тем же датчиком. Пьезоэлектрический кристалл преобразует её в электрический сигнал. Время между передачей и приёмом звуковой волны используется для расчёта расстояния до поверхности жидкости.
Принцип работы ультразвукового датчика уровня воды заключается в том, что ультразвуковой преобразователь (зонд) излучает высокочастотную импульсную звуковую волну. При столкновении с поверхностью измеряемого объекта (материала) ультразвуковой преобразователь отражается, а отраженный сигнал принимается преобразователем и преобразуется в электрический сигнал. Время распространения звуковой волны пропорционально расстоянию от звуковой волны до поверхности объекта. Связь между расстоянием распространения звуковой волны S, скоростью звука C и временем распространения звука T можно выразить формулой: S=C×T/2.
Преимущества: бесконтактное измерение, измеряемая среда практически не ограничена, широко применяется для измерения высоты различных жидкостей и твердых материалов.
Недостатки: Точность измерений существенно зависит от температуры и запыленности окружающей среды.
7. Радарный уровнемер
Радарный уровнемер жидкости – это прибор для измерения уровня жидкости, работающий по принципу перемещения во времени. Радарная волна распространяется со скоростью света, и время её распространения может быть преобразовано в сигнал уровня с помощью электронных компонентов. Датчик посылает высокочастотные импульсы, распространяющиеся в пространстве со скоростью света. Когда импульсы достигают поверхности материала, они отражаются и принимаются приёмником уровнемера, а сигнал расстояния преобразуется в сигнал уровня.
Преимущества: широкий спектр применения, не подвержен влиянию температуры, пыли, пара и т. д.
Недостатки: легко возникает помеховое эхо, которое влияет на точность измерений.
Время публикации: 21 июня 2024 г.