ПОПЛАВКОВЫЙ ДАТЧИК УРОВНЯ ВОДЫ
Поплавковый уровнемер – самый распространенный измеритель, популярность которого обусловлена предельно простой конструкцией и соответственно надежностью. Поплавковые измерители можно условно разделить на два варианта:
- механические;
- герконовые.
Второй вариант подразумевает использование выключателей с магнитоуправляемыми контактами, поэтому его устройство будет рассмотрено в отдельном разделе.
Самый простой механический поплавковый измеритель работает на определение предельного уровня воды. Измеритель устанавливается в определенной части емкости, и когда вода достигает поплавка, он всплывает и через специальный шток замыкает (размыкает контакты). Подобные устройства более известны под названием поплавковые выключатели.
Этот тип механических датчиков отличается достаточной надежностью и часто используется в простейших автоматизированных системах. Но его функциональность ограниченна конструкцией – датчик срабатывает только при предельном значении уровня воды.
Также выпускаются кабельные поплавковые датчики. В этой конструкции используется поплавок особой формы, который изменяет угол наклона в зависимости от уровня воды. Внутри поплавка устанавливается выключатель, который срабатывает при изменении угла. В большинстве случаев используются выключатели со стальным шариком, замыкающим контакты.
Отдельная категория – кабельные поплавковые измерители с ртутным выключателем, обеспечивающим высокую надежность. Для точного контроля иногда устанавливают несколько поплавковых датчиков с разной длиной кабеля.
Поплавковые измерители пользуются спросом во многих отраслях промышленности. Датчики используют для контроля уровня горюче смазочных материалов, охлаждающих жидкостей. В быту устройства обычно применяют для измерения уровня в скважинах и колодцах (защита насоса от «сухого» хода), а также для автономной канализации.
Одно из преимуществ этого типа уровнемера – простая установка и настройка. Некоторые модели разрабатываются специально для насосов и позволяют исключить использование дополнительных пусковых реле.
В начало
Конструкция и принцип работы выключателя
Конструкция поплавка: электро-переключатель и шар из стали, размещенные во внутренней полости пластмассового корпуса. Длина кабеля варьируется от 3 до 10 м. В момент достижения поплавком-переключателем верхней отметки контакты переключателя замкнутся, обеспечивая включение насоса. Стоит поплавку спуститься до нижней отметки, стальной шарик воздействует на рычажок переключателя, меняя его расположение. Цепь размыкается, и система выключается.Схема подключения поплавкового выключателя: к переключателю подключен кабель с тремя проводами. Различаются они цветом, зачастую бывают черными, голубыми и коричневыми. Черным цветом отмечен общий провод. В верхнем расположении поплавка-переключателя замыкаются контакты общего провода и нормально закрытого, обозначенного коричневым цветом. На минимальной отметке цепь замыкается с участием общего провода и нормально открытого, обозначенного голубым цветом. Изоляция провода, не использующегося в схеме в данный момент, должна быть очень надежной. Подразумевается, что в условиях водной среды кабель должен обладать достаточной влагостойкостью, а пластиковый корпус – герметичностью. Вывод кабеля имеет оснащение для снятия механического напряжения и надежно загерметизирован. Полимерная смола, заполняющая полость кабельных вводов, исключает попадание влаги внутрь. И последнее слово в пользу поплавкового переключателя – цена, которая обычно варьируется от 300 до 500 рублей. Сочетание приятной цены с надежностью делает покупку поплавкового выключателя оптимальным вариантом обеспечения защиты от нежелательных поломок дорогостоящего оборудования, каким являются бытовые и промышленные насосы. Источник
Установка поплавкового выключателя
Монтаж поплавкового выключателя выполняется несколькими способами. До начала установки оборудования нужно проверить номинал тока, который подается на насосную установку. Этот показатель должен быть меньше нормального значения электрического тока, указанного в сопроводительных документах к поплавку. Среди существующих способов установки поплавкового выключателя для возможности регулирования уровня воды самым оптимальным в вопросе реализации считается его размещение в резервуаре, предусматривающем использование поплавка с проводом и элементом утяжеления, идущему в комплекте с устройством.
Если выполняется такой монтаж, грузило фиксируется на кабеле, после этого определяется расстояние свободного хода поплавка. При помощи специальной защелки грузило фиксируется на проводе. Сам кабель как можно более прочно устанавливается на наружной части резервуара. Только после этого выполняется подключение к насосной установке самого поплавкового выключателя. Готовая система может эксплуатироваться в соответствии со своим реальным назначением.
Способ монтажа поплавка для насосных устройств, подразумевающий применение подводящего шнура, может использоваться исключительно при полном отсутствии возможности зависания или зацепки главного устройства в резервуаре с размещением в нем только одного выключателя. В отдельных ситуациях может приниматься решение о монтаже одновременно нескольких поплавков для регулирования уровня воды в резервуаре. В подобной ситуации установка выполняется с применением специальной штанги. Наиболее часто для этого применяются пластиковые трубы, которые нужно как можно более прочно закрепить в самом резервуаре. На трубу крепятся поплавки, выставляются таким образом, чтобы эксплуатировать их можно было без проблем.
Подведение проводов, которые присоединены к поплавковым выключателям, выполняется с применением хомутов. При определении оптимального количества поплавковых выключателей нужно учитывать количество и модели используемых насосов, а также различных защитных устройств и встроенных пультов и панелей управления. В отдельных случаях вопрос обеспечения качественной работы выключателей может разрешаться посредством установки двух и более штанг
В вопросе определения схемы монтажа поплавковых выключателей необходимо принимать во внимание их количество и возможную локализацию, а также сверяться с имеющейся проектной документацией. Эксплуатация выключателей может осуществляться по разнообразным схемам
Качества установки
Благодаря термостойкости и химическим особенностям корпуса шнура из термопластичной резины, выключатель (поплавковый) универсальный обладает устойчивостью к влиянию:
- жидких масел;
- фруктовой и мочевой кислоты;
- бензина;
- спиртов;
- фекальных вод.
На поверхности пластиковой стенки отсутствуют поры, поэтому исключается вероятность прилипания всевозможных засорений. А бумага, песок и остальные твердые элементы просто соскальзывают с нее, никоим образом не воздействуя на плавучесть самого поплавкового прибора.
Читать также: Выпрямитель для автомобильного аккумулятора
KITLINE 11000
Фото:https://beru.ru
Отличная модель, которая следит за уровнем жидкости и позволяет своевременно отключить насосное оборудование. Масса конструкции составляет 100 грамм, при этом длина кабеля – 3 метра, что подойдет для небольших резервуаров. Изготавливается из прочного пластика, который выдерживает небольшие механические нагрузки. Внешняя часть полностью гладкая, что исключает возможность скапливание твердых элементов. Грузики идут в комплекте и устанавливаются стандартным способом: при помощи специального фиксатора. Габариты устройства позволяют поместить его в любую емкость. Изоляция выполнена качественно, никаких трещин не выявлено.
Выключатель поплавковый 3 м KITLINE 11000
ДЖИЛЕКС 9008 1 м
Фото:https://beru.ru
Выключатель поплавковый – универсальный Джилекс 9008 используется для регулировки работы насоса, соединения и разъединения контактов линии питания. Выключатель позволяет контролировать уровень воды в системе водоснабжения. Используя приспособление, можно предотвратить сухой ход при отсутствии необходимого для стабильной работы насоса воды, а также для включения устройства при ее нужном количестве.
Поплавковый выключатель ДЖИЛЕКС 9008 1 м
Недостатки:
не обнаружены
Поплавковый выключатель – один из главных элементов, поэтому его выбору необходимо уделить особое внимание. Потому что от качества этого продукта зависит корректная работа насосного оборудования
Удачных вам покупок!
Самостоятельное изготовление датчика
Предположим, стоит задача автоматизировать использование насоса типа «Малыш» для обеспечения водой дачи или загородного дома. Как правило, вода нагнетается в аккумулирующий резервуар, и нужно обеспечить своевременное, автоматическое отключение насоса при достаточном заполнении ёмкости. Для этого нет необходимости устанавливать сложные и дорогие датчики. Изготовление устройства на основе геркона, которое отлично выполнит поставленную задачу, можно осуществить своими руками. Назовём это устройство: электрический поплавковый клапан уровня воды в баке на базе герконового выключателя.
Герконовый выключатель
Геркон — это выключатель, который является главной исполняющей деталью в устройстве герконового датчика уровня воды для управления насосом. Он выглядит как маленькая герметичная стеклянная ёмкость с вакуумом внутри или инертным газом. Внутри находится замкнутая или разомкнутая контактная группа, проще говоря, два замкнутых или разомкнутых контакта из ферромагнитного материала с золотым или серебряным верхним покрытием. При попадании в магнитное поле контакты детали намагничиваются и отталкиваются друг от друга, размыкая цепь, в которую они включена, останавливая её работу, или, наоборот, замыкаются и включают цепь. Герконы разделяются на два вида:
- Геркон с нормально замкнутыми контактами.
- Геркон с нормально разомкнутыми контактами.
Среда внутри стеклянной колбы препятствует окислению контактов и образованию искр при замыкании.
Устройство датчика на основе геркона
Для изготовления устройства понадобится магнитный катушечный пускатель на 220 вольт и пара герконов, один из которых замкнут в нормальном состоянии, а второй — разомкнут. И также понадобится поплавок для бака с водой, который изготавливается из пенопласта, шток, трубки и трех проводов небольшого сечения и толщины.
Схема работы устройства проста и, главное, безопасна. Принцип работы следующий:
- В процессе набора жидкости поплавок с магнитом, достигнув геркона максимального уровня, находящегося в замкнутом состоянии, размыкается под действием магнитного поля, коммутируя силовую, пускающую катушку на отключение, которая выключает насос.
- По мере убывания воды из резервуара поплавок опускается и при достижении нижнего геркона, срабатывающего на замыкание под воздействием магнитного поля, пускающая катушка коммутируется на запуск насоса.
- Датчик, изготовленный по такому принципу, способен работать много лет без нареканий в отличие от электронных систем управления контролем заполнения ёмкостей. Изготовить поплавковый датчик уровня воды своими руками несложно, и это не требует особых специальных знаний в области электротехники.
Схема контроля откачки воды дренажным насосом
По принципу вертикальной работы поплавкового механизма можно предложить схему подключения датчика для коммутации реле запуска дренажного насоса с дополнительным питанием 12 вольт.
Стоит отметить, что герконовые переключатели не способны работать с большими токами и не могут включать или отключать насос напрямую. Поэтому они используются в низковольтных схемах для коммутации мощных реле для запуска или отключения насоса. При высоком уровне начинается откачка жидкости до достижения минимального установленного уровня. Принцип работы следующий:
- При подъёме жидкости в ёмкости до верхнего уровня поплавок с магнитом замыкает верхний геркон SV 1, и на катушку реле P1 начинает поступать ток. Происходит замыкание контактов параллельно с подключённым герконом, что приводит реле в состояние самозахвата. Такая функция не позволяет отключиться напряжению питания катушки при размыкании геркона SV 1. Это достигается подключением нагрузки реле и его катушки в одну цепь.
- Происходит включение силовой катушки реле P2 в цепи питания электронасоса и начинается откачка жидкости.
- При уменьшении уровня жидкости поплавок с магнитом достигает нижнего геркона SV 2, замыкая его контакты. Положительный потенциал напряжения начинает подаваться на катушку реле P1 также и с другой стороны. Это приводит к снятию функции самозахвата и отключению реле, что коммутирует отключение силовой катушки P2, обеспечивающей питание электронасоса.
- Поменяв герконы SV 1 и SV 2 местами, датчик будет отключать насос при наполнении ёмкости до установленного уровня и включать при падении уровня жидкости.
Комплектация и сборка
Выключатель поплавковый имеет несложную конструкцию, которая включает в себя следующие комплектующие:
- плавающий корпус из пластика, с электропереключателем и рычажным устройством для переключения контакта.
- стальной шарик, корректирующий места расположения поплавка и рычажного устройства.
- кабель, подключенный к переключателю, в состав которого входят три проводка: общий, подсоединенный к закрытому контакту, подсоединенный к открытому контакту электропереключателя. Как правильно подключить поплавковый выключатель подскажет прилагаемая инструкция.
Как только поплавок опускается вниз два проводка (синего и черного цвета) замыкаются. В случае перехода поплавка вверх уже два других проводка (черного и коричневого цвета) замыкают цепь. Проводок, не обеспечивающий подключение приспособления, необходимо заизолировать.
В качестве изоляции от проникновения влаги служит полимерная смола, а термопластичная резина, используемая в изготовлении корпуса и покрытия кабеля, надежно защищает от влияния химических факторов.
На корпусе поплавка отсутствуют поры, что не способствует образованию загрязнений и проникновению мелких частиц песка или пыли (они просто соскальзывают с поверхности). В итоге он отлично держится на воде.
Управление по гидростатическому сигналу
При таком способе управления уровень жидкости определяется по давлению жидкости на мембрану. Передача этой информации может осуществляться как посредством электрического сигнала (аналоговый), так и через сигнал давления (пневматический). Управление насосом по уровню жидкости в шахте производится лишь после настроек прибора управления.
Пневматический датчик (погружной колокол)
Благодаря большой площади пригоден для использования в сильно загрязненных средах. Для изготовления таких колоколов используется серый чугун, который за счет большого веса позволяет удерживать колокол в погруженном состоянии даже в средах, имеющих высокую плотность. При изменении уровня жидкости в резервуаре изменяется давление воздуха внутри колокола. Данное изменение давления анализируется электронным преобразователем уровня, который находится на приборе управления или в колоколе, и сравнивается со значениями, заданными на приборе управления. Особое преимущество данного метода заключается в возможности непрерывного определения уровня (в см или м и т.д.). Кроме того, он может применяться во взрывоопасных зонах (например, сточные воды, содержащие фекалии, зона 1) благодаря передаче сигнала давления без трансформации его в электрический сигнал. Обработка данных осуществляется в приборе управления посредством встроенных в него датчиков.
Для обеспечения равномерного количества воздуха в колоколе можно использовать воздушный компрессор.
Электронный датчик уровня
Принцип действия электронного датчика уровня. Основное отличие состоит в том, что преобразователь встроен непосредственно в датчик, т. е. сигнал уровня жидкости в шахте преобразуется в аналоговый электрический сигнал (4–20 мА). Соответственно, не требуется дополнительный преобразователь давления в приборе управления. В то время как при измерении с помощью погружного колокола могут иметь место неточности из-за протечек в шланге колокола, изменения количество воздуха в шланге вследствие колебаний температуры или по другим причинам, обработка посредством электронного датчика уровня позволяет получать более точные результаты. Кроме того, используемый для изготовления этого датчика материал более устойчив к коррозии (как правило, AISI 316 или сталь более высокого качества). Датчик подвешивается в шахте и, в случае необходимости, при сильной турбулентности среды может быть снабжен защитной трубкой. Датчики, используемые компанией Wilo, могут устанавливаться во взрывоопасных средах. Правда, как и в случае использования любых датчиков во взрывоопасных зонах, необходимо применять Барьер Зенера, во избежание образования искр, которые могут стать причиной взрыва в случае отказа/неисправности.
Для повышения безопасности может быть установлен дополнительный поплавковый выключатель Wilo MS 1 в качестве датчика перелива.
Рейтинг лучших поплавковых выключателей на 2021 год
Механические модели
3-ье место: «Акватек» 1″ 0-16-3065
Простой и надежный в эксплуатации агрегат, больше предназначен для работы на бытовом уровне. В промышленных условиях предпочтительнее устанавливать сразу группу посредством штангового крепления. Обладает всеми нужными характеристиками и прост в монтаже.
| Наименование | Показатель |
| Страна-изготовитель | Россия |
| Тип подсоединения | Н1 |
| Материал изготовления | Пластик |
| Рабочее давление, бары | 6 |
| Рабочая температура, градусы Цельсия | От 0 до + 50 |
| Цена, рублей | 1300 |
«Акватек» 1″ 0-16-3065
Преимущества:
- Простой монтаж;
- Высокая надежность;
- Качественный материал изготовления.
Недостатки:
Функциональности не достаточно для промышленных мощностей.
2-ое место: «NНT» QuickStop 1
Еще одна стандартная модель, рассчитанная на применение в бытовых условиях. По отзывам покупателей, она отличается более прочной конструкцией и процесс запирания происходит намного четче. Даже со временем не приходиться заменять регулирующее плечо. Монтаж и интеграция в емкость просты и интуитивно понятны.
| Наименование | Показатель |
| Страна-изготовитель | Италия |
| Тип подсоединения | Н1 |
| Материал изготовления | Пластик |
| Рабочее давление, бары | 6 |
| Рабочая температура, градусы Цельсия | От 0 до + 50 |
| Цена, рублей | 1800 |
«NНT» QuickStop 1
Преимущества:
- Прочный корпус;
- Расширенный срок службы;
- Не нуждается в частой профилактике.
Недостатки:
Довольно высокая цена для механической модели.
1-ое место: «NНT» QuickStop G3/4″
Универсальный агрегат, который может применяться в резервуарах различной глубины. Его контролирующее плечо может увеличиваться путем добавления вставных сегментов до 7 метров. Также корпус специально предназначен для пропуска воды при большом напоре (60 Мпа).
| Наименование | Показатель |
| Страна-изготовитель | Италия |
| Тип подсоединения | НР ¾ |
| Материал изготовления | Пластик/поликарбонат |
| Рабочее давление, бары | 15 |
| Рабочая температура, градусы Цельсия | От 0 до + 50 |
| Цена, рублей | 2200 |
«NНT» QuickStop G3/4″
Преимущества:
- Увеличенная пропускная способность;
- Сверхпрочный корпус;
- Модифицированный тип соединения;
- Длина контролирующего плеча – от 60 см до 7 метров.
Недостатки:
Требует ежемесячного надзора за крепостью сцепки сочленений контролирующего плеча.
Электрические модели
3-ье место: UNIPUMP 74528
Одна из самых популярных моделей, полностью оправдывающая свой функционал в разряде «соотношение цена/качество». Набор имеет хорошую комплектность, включая длинный провод и прекрасно подходит для работы в проточной воде и в средах средней агрессивности.
| Наименование | Показатель |
| Страна-изготовитель | Россия |
| Нагрузка, вольт и ампер | 220 и 8 |
| Материал изготовления | Пластик |
| Рабочая температура, градусы Цельсия | До 60 |
| Цена, рублей | 810 |
UNIPUMP 74528
Преимущества:
- Не требует постоянной профилактики;
- Легкость интеграции в любые резервуары;
- Наличие дополнительного груза в комплекте.
Недостатки:
Не сильно прочный корпус.
2-ое место: Tecnoplastic FOX 5 m
Данный поплавок-выключатель предназначен для использования в системах водоотведения/водоснабжения (только для проточной воды). Имеет усиленную систему защиты корпуса по евростандарту IP68. Гарантия расширена с полугода до года и трех месяцев. Официально производится в России по итальянской лицензии.
| Наименование | Показатель |
| Страна-изготовитель | Италия |
| Нагрузка, вольт и ампер | 220 и 8 |
| Материал изготовления | Пластик |
| Материал кабеля | H05 RN-F |
| Максимальное погружение, метры | 10 |
| Рабочая температура, градусы Цельсия | До 60 |
| Цена, рублей | 810 |
Tecnoplastic FOX 5 m
Преимущества:
- Качественный материал корпуса;
- Сравнительно длинный провод в комплекте (5 метров);
- Увеличенный срок гарантии.
Недостатки:
Не обнаружено (для своего класса).
1-ое место: Tecnoplastic TAURUS 10 m
Классическая, универсальная и очень дорогая модель тяжелого поплавка-выключателя. Приспособлена к работе в любой среде. Корпус окрашен в желтый сигнальный цвет, что делает его более заметным на фоне темных жидкостей. Предназначается для функционирования на сверхбольших глубинах (до 20 метров).
| Наименование | Показатель |
| Страна-изготовитель | Италия |
| Нагрузка, вольт и ампер | 220 и 8 |
| Материал изготовления | Пластик |
| Материал кабеля | Неопрен |
| Максимальное погружение, метры | 20 |
| Рабочая температура, градусы Цельсия | До 60 |
| Цена, рублей | 3700 |
Tecnoplastic TAURUS 10 m
Преимущества:
- Универсальность;
- Работа на больших глубинах;
- Хорошая изоляция провода.
Недостатки:
Крайне высокая цена.
1 Описание поплавкового выключателя
Погружные и насосы дренажные работают в условиях, когда жидкость может неожиданно закончиться или загрязниться. В таком случае дальнейшее выкачивание воды уже смешанной с большим количеством грязи может серьёзно навредить системе. Поэтому обязательно наличие поплавкового выключателя для насосов, чтобы предотвращать поломку из-за сухого хода. Некоторые поплавки требуется устанавливать самостоятельно, тогда как другие насосы производятся с внутренним поплавком.
Они размещаются в разнообразных резервуарах – от ёмкостей в системах откачивания сточной воды до колодцев с питьевой водой. И задачи, которые выполняют поплавки, в зависимости от места использования, могут разниться. Также в один резервуар есть возможность поставить больше одного поплавка, каждый из них выполняет разные задания:
- контроль за работой главной помпы;
- контроль за работой дополнительной (вспомогательной) помпы, а также улучшение её эффективности;
- датчик уровня;
- датчик перелива.
Датчик уровня необходим, чтобы погружной насос не работал на сухом ходу и тем самым не засасывал сильно загрязнённую воду, что приводит поломке всей станции. Датчик перелива требуется, чтобы водяной резервуар не переполнялся. В зависимости от типа ёмкости, это может привести к серьёзным проблемам, вплоть до короткого замыкания.
1.1 Разновидности поплавков для насосов
Поплавковые выключатели подсоединяются к различным типам помп, а также могут быть встроенными. Чтобы установить отдельно купленный поплавок на насос не потребуется больших усилий и обширных знаний. Насос со встроенным поплавком куда проще, пусть и дороже, если необходимо максимально быстро обеспечить систему поплавковым контролем.
Существует лёгкий дренажный насос со встроенным поплавковым выключателем и тяжёлый. Первый тип подходит для помпы с поплавком, использующимся в водоснабжении – колодцы, скважины. А также в системах водоотведения. Вторые дренажные насосы со встроенным поплавком, тяжёлые, предполагают, во-первых загрязнённую среду, а во-вторых сложные условия эксплуатации. Дренажный насос с поплавком второго типа применяется в стоках: канализационных, дождевых, дренажных.
Начать свой выбор датчика уровня воды следует с определения целей – для водоснабжения дачи, фермы, дома, полива участка лучше подойдёт лёгкий. Для организации канализационной системы, дренажной либо сточной, рекомендуется покупка тяжёлого агрегата.
1.2 Технические характеристики поплавкового выключателя
Корпус устройства выполняется из пластиковых материалов разнообразных форм. Он требует абсолютной герметичности и водонепроницаемости. Поплавок состоит из следующих элементов:
- плавающий корпус из пластика;
- электрический переключатель;
- рычаг для контактов переключателя;
- стальной шарик;
- три провода в кабеле.
Провода подключаются: один к закрытому контакту, другой к открытому, третий же является общим. Существуют поплавки с двумя проводами. Они разрывают электрическую цепь, если необходимо выключить погружной насос и соединяют цепь, если требуется его снова включить. Трёхпроводные переключатели универсальны, они подходят для слежения не только за сухим ходом, но и за переливом. Имеется один общий и два провода, между которыми и производится переключение режимов.
Провода у них различаются по цвету. Общим, как правило, является чёрный провод. Синий провод отключает систему, когда насос для откачки начинает «садиться на мель» и в резервуаре (например, в колодце) слишком мало воды. Коричневым проводком регулируется помпа, когда резервуар заполнен.
В зависимости от длины провода от груза до поплавка, значения, при которых помпа включается, либо отключается, будут меняться. Таким образом, их вручную легко отрегулировать, чтобы не допустить перелива или сухого хода. Учитывать стоит и то, что поплавок должен отключат работу в то время, когда насос ещё находится под водой с небольшим запасом.
Стальной шарик регулирует положение рычага в зависимости от положения самого поплавка. Рычаг же в свою очередь переключает контакты, чтобы производить включение или отключения насоса с поплавком. Для фиксирования шарика в необходимых положениях используются магниты. Наклон, при котором шарик перемещается из одного положения в другое, чаще всего составляет 70 градусов, однако следует при покупке устройства уточнить.
Характеристики поплавкового выключателя для контроля за уровнем воды:
- степень защиты от проникновения IP – 68;
- напряжение сети 220 вольт плюс-минус 10 процентов;
- диапазон рабочей температуры от 0 до +60°C ;
- 8 ампер – максимально коммутируемый ток для реактивной нагрузки;
