Занятие на субботний вечер: датчик уровня воды в колодце. Датчик уровня воды в скважине
Применение датчиков уровня воды в колодцах / Статьи и обзоры / Элек.ру
19 февраля 2018 г. в 11:23, 110
В связи с расширяющимся в последнее время частным домостроительством, вопрос о водоснабжении стоит очень остро. Многие домовладельцы используют собственные скважины и колодцы. Устанавливают насосы и насосные станции, безопасность работы которых обеспечивают, в лучшем случае, датчики сухого хода и тепловые реле. И у владельцев возникают вопросы: как не спалить дорогое оборудование и не оставить любимую жену в мыле в самый неподходящий момент? Также возникают ситуации, когда стирка, мойка посуды (автомобиля) производятся ночью, в целях экономии на стоимости электроэнергии. Как быть уверенным, что воды в резервуаре точно хватит? Рассмотрим несколько систем, разделив их по стоимости и оценив недостатки и преимущества.
Если вы владеете колодцем, то, скорее всего, проблем с водой у вас нет. Нужно только знать, когда она закончилась. Для такого применения подойдет обычный поплавковый датчик уровня.
В данном случае, самом дешевом, используется 1 поплавковый датчик (в зависимости от глубины, можно выбрать конкретный датчик, например, из серии NivoFloat NLP 100) и контактор на нагрузку. Многие датчики оборудованы грузом, закрепленным на кабеле, длиной которого мы регулируем рабочий диапазон. Рекомендуется использовать закрепленную опору, к которой будет крепиться датчик, во избежание зацепления провода или груза за водозабор и элементы колодца.
Как быть в дни пиковой нагрузки? Когда днем наполняем поливочные емкости, бассейны и прочее, а вечером у всей семьи «водные процедуры» и «большая стирка». Как определить, есть ли вода и хватит ли ее? На помощь нам приходит второй поплавковый датчик. Это может быть модель из той же серии NivoFloat NLP 100.
При срабатывании датчика на рабочий уровень у нас загорается сигнальная лампа, показывающая, что воды хватает.
И таких уровней можно сделать несколько.
«Плюсом» таких систем является низкая цена и минимум автоматики. Основной «минус» таких систем в неудобстве регулировки датчика в связи с необходимостью вытаскивать его из емкости. Второй «минус» — невозможность использовать в узких колодцах и скважинах.
Рассмотрим бюджетную систему контроля уровня в узком колодце.
Используем реле уровня Nivocont KRK-522 и несколько электродов. Возьмем практическую задачу: Имеем неглубокую скважину с диаметром не позволяющим использовать поплавковые датчики и небольшим объемом воды. Для обеспечения суточных потребностей семьи установлен накопительный резервуар. Давление в системе создается насосной станцией, без всякой защиты.
Для автоматизации процесса установим два клапана, один на слив лишней воды, когда ее много, второй на долив в скважину, когда воды там нет. Для отключения насосной станции понадобится пускатель и одно реле. Также установим индикацию и ручное управление сливом и доливом.
В качестве электродов используем погружные кондуктометрические датчики.
Временные задержки настраиваются, исходя из руководства по эксплуатации. Система автоматически будет доливать воду в резервуар, при ее избытке в скважине (отслеживая перелив емкости) и сливать назад, выключая при этом насос, при ее отсутствии.
Схематично все будет выглядеть так:
Система получается дороже предыдущей, но при этом она уже частично автоматизирована, и вероятность остаться в душе, наполовину в мыле, очень мала. «Минус» системы в том, что рабочий уровень придется подбирать также опытным путем, двигая датчик. Если скважина у нас выполнена из метала, то в качестве общего электрода можно использовать ее стенки.
Далее рассмотрим датчики, применение которых имеет свои особенности и более дорого из-за использования блоков преобразования сигналов.
К таким относятся емкостные датчики и погружные гидростатические уровнемеры.
Емкостные датчики работают, исходя из названия, по принципу изменения емкости конденсатора, которая меняется от соприкосновения с водой.
Погружные гидростатические уровнемеры измеряют давление жидкости, при изменении уровня, меняется и давление.
Выход емкостных и гидростатических датчиков обычно аналоговый (4-20 мА либо 0-10 В), что требует какого-либо программируемого блока для дальнейшей работы системы, а это удорожает систему и усложнит настройку. Однако использование таких датчиков позволяет гибче настраивать и использовать водораспределение.
www.elec.ru
датчик уровня воды в колодце » Журнал практической электроники Датагор (Datagor Practical Electronics Magazine)
Дача. Колодец c насосом + накопительный бак. Если лень включать насос, то нужна автоматическая включалка. Задача состоит в следующем: необходимо включать насос в колодце, когда в накопительной ёмкости (например, бочке) вода опускается ниже определённого уровня, и выключать насос, когда вода наберётся.Накопительные ёмкости бывают разные по объёму. Колодцы тоже разные бывают. Можно ненароком осушить колодец, если вовремя не выключить насос. Да и самому насосу работать без воды тоже не привычно.Поэтому нужно ещё уметь выключить временно насос в колодце, если уровень понизился и разрешать ему включаться, если уровень в норме.В Сети есть много электронных схем, следящих за верхним и нижним уровнями воды. От простых (пару транзисторов) до микропроцессорных. Мы их рассматривать не будем. В качестве датчика уровня воды очень часто используют принцип электропроводности воды. Т.е. это, как правило, электроды, имеющие непосредственный контакт с водой. Минус их в том, что они имеют тенденцию окисляться, терять контакт с проводами и другие прелести нахождения «железки под потенциалом» в воде.
В данной статье рассмотрена реализация бесконтактного датчика из подручных материалов.После того как мой насос в очередной раз не включился, я решил сделать в качестве датчика что-то более оригинальное, нежели три железяки в воде.
Для изготовления одного такого датчика понадобятся:- Труба полипропиленовая для воды с внутренним диаметром 25мм. Труба из металлопласта не желательна, т.к. её можно ненароком довольно легко деформировать, но если аккуратно, то можно и её.- Пара датчиков на открытие двери (из них извлекаем два геркона и магнит)
- Пробковая пробка от бутылки (винная или другая подходящая). Содержимое бутылки не так важно, главное чтобы оно не помешало дальнейшей работе.- Провод нужной длинны, термоусадочная трубка, пара нейлоновых стяжек, верёвочка и изолента.В общем, ничего дефицитного, всё нашлось в сарае.
Первое, что нужно сделать, это в торце пробки просверлить (проковырять) отверстие, чтобы вставить внутрь магнит. После того как магнит вставлен, нужно проверить, что пробка свободно пролетает внутри трубы. Скорее всего, этого не так. Поэтому методом трения пробки об напильник или наждачку уменьшаем диаметр пробки. Должно получиться что-то типа такого:
Для лучшего скольжения внутри трубы пробку можно покрыть лаком (например, яхтным) методом окунания.Т.к. лак добавит некоторую толщину к пробке, нужно подгонять диаметр пробки с запасом. У меня диаметр пробки вместе с лаковым покрытием меньше внутреннего диаметра трубы примерно на 3 мм.Далее добытые герконы припаиваем к проводам, помещаем в термоусадку и обсаживаем её. Расстояние между герконами соответствует разнице между нижним уровнем воды в колодце (когда нужно аварийно отключить насос) и верхним уровнем, когда его разрешается снова включить.
Чтобы вода не проникла внутрь, верхний край термоусадки должен зайти на провод и прочно обхватить его. Поэтому провод лучше использовать круглого сечения.
Термоусадка должна идти от подходящего к датчику провода поверх обоих герконов и заканчиваться примерно через 5 см после нижнего геркона.Нижний край термоусадки делаем больше примерно на 5см, чем нужно и после усадки загибаем хвостик вверх, фиксируя в таком положении, например, ещё одним кусочком термоусадки.
Собираем. Герконы в термоусадке прикрепляются вдоль трубки любым удобным методом (нейлоновые стяжки или изолента). В случае применения стяжек нужно учесть, что в холодной воде они могут сжаться и либо сами лопнут, либо что-то повредят. Поэтому не стоит их сильно затягивать.
Далее в трубу помещаем нашу пробку с магнитом. Чтобы она не вывалилась снизу, делаем элементарный ограничитель: два отверстия в трубе, на против друг друга со вставленной нейлоновой стяжкой.
Сверху точно такой же ограничитель, чтобы пробка не всплыла из трубы. Ограничители нужно ставить с таким расчётом, чтобы упёршись в них, пробка оказалась напротив геркона.Примерно так:
Собранную конструкцию нужно привязать к верёвочке и можно пользоваться.Получается вот так:
Перед опусканием в колодец подключаем всё к устройству управления насосом и проверяем работоспособность методом перевёртывания трубы. Пробка должна перемещаться свободно и при достижении герконов отключать/включать насос.Опускаем трубу в колодец до конца (нижний геркон чуть ниже уровня насоса). Включаем насос и пытаемся высосать колодец. Как только насос начинает хватать воздух, поднимаем трубку до момента, когда пробка опустится до нижнего геркона и отключит насос.
Приподнимаем немного выше, чтобы насос отключался чуть ранее, чем закончится вода и так фиксируем. Соответственно, когда воды в колодце наберётся достаточно, пробка включит верхний геркон, который разрешает насосу вновь работать.
Аналогичное устройство установлено и на накопительной ёмкости. Оно включает насос, когда вода в ёмкости заканчивается и отключает, когда вода наберётся.
Правда это устройство имеет некоторые технологические особенности:- Устройство находится не внутри ёмкости, а снаружи и работает по методу сообщающихся сосудов.- Верхний ограничитель при этом можно не ставить, достаточно чтобы труба была чуть выше верхнего края ёмкости - В качестве нижнего ограничителя не удастся использовать две дырочки и стяжку (водичка вытечет). Поэтому нижним ограничителем является изгиб трубы.
К сожалению, реальную конструкцию, установленную на накопителе, сфотографировать не удалось. Поэтому схематично покажу:
Данная конструкция радует своей работой второй год без нареканий.
Спасибо за внимание!
Дмитрий (bdna)
РФ. г.Москва
О себе автор ничего не сообщил.
datagor.ru
Измеритель уровня воды в скважине серии BFM
 |
Измеритель уровня воды в скважине серии BFM с плоским кабелем разработан специально для измерения глубины нахождения воды в скважинах и колодцах. Миллиметровая шкала скважинного измерителя уровня BFM позволяет проводить более точные замеры.
Преимущества использования измерителей серии BFM
- В отличие от уровнемеров с обычным кабелем плоская измерительная лента позволяет нанести более подробную шкалу. Благодаря этому осуществлять контроль уровня в скважине с помощью измерителя серии BFM можно с точностью до миллиметра. Нейлоновое покрытие желтого цвета надежно защищает кабель от истирания и повреждений.
- Зонд диаметром 15мм позволяет производить измерения в различных условиях, в том числе в достаточно узких трубах и скважинах. Использование высококачественной стали при изготовлении зонда гарантирует сохранность устройства.
- В рамках серии BFM выпущено несколько моделей измерителей уровня воды с разной длиной кабеля для скважин различной глубины. Это позволяет подобрать подходящий вариант для решения поставленных задач.
- Удобная катушка для кабеля имеет ударопрочное покрытие и защищена специальной краской. Звуковой сигнал и светодиодная лампа оповестят оператора по достижении уровня воды, а с помощью предусмотренного тормоза произойдет остановка кабеля.
Сфера применения измерителей уровня воды в скважине серии BFM
Измерители уровня воды в скважинах серии BFM разработаны специально для исследования глубины залегания грунтовых и поверхностных вод. Измерители уровня BFM могут применяться для работы с артезианскими скважинами, колодцами, водозаборами.
Помимо контроля воды в уже существующих водозаборных сооружениях измерители востребованы при бурении новых скважин и колодцев для определения необходимых глубин. Модели серии BFM в зависимости от длины кабеля подойдут как для неглубоких бытовых скважин, так и для промышленных, предназначенных для обеспечения водой небольших поселков, промышленных объектов, фермерских хозяйств.
Принцип работы уровнемеров BFM
Измеритель уровня воды в скважине серии BFM несложен в использовании и обслуживании. Для работы с измерителем уровня воды серии BFM оператор, работающий на поверхности скважины, не должен обладать специальными знаниями и умениями.
Измеритель устанавливается на краю скважины, колодца или водозабора, куда опускается плоский кабель с закрепленным на нем зондом. При достижении воды происходит замыкание электрода, погружение останавливается, подается сигнал звукового оповещателя и светодиодной лампы для оператора. Глубина залегания вод проверяется по шкале, нанесенной на кабельную ленту.
Технические параметры измерителей уровня воды BFM
Измеритель уровня воды в скважине серии BFM выпускается в пяти вариантах, различающихся длиной кабеля. Длины индикаторного кабеля влияет на размеры и вес измерителей водного уровня в скважинах BFM:
Все модели в качестве кабеля используют плоскую нейлоновую ленту с двужильным медным сердечником. На ленту нанесена измерительная шкала с миллиметровым интервалом. Для контакта с водой используется стальной датчик-зонд.
- Ширина кабеля: 10 мм
- Зонд: 15 мм
- Трафаретная разметка: 1 мм
- Принцип индикации: акустический и световой сигнал
- Элемент питания: 9В (Крона)
По отдельному запросу:
- Крюк для пробоотборника
- Съёмный индикатор глубины скважины. Диаметр зонда – 15/25 мм
Документация на измеритель уровня BFM
Измеритель уровня воды в скважине серии BFM легок в использовании. Для работы с ним достаточно знать основные рабочие параметры, описанные в документации на уровнемеры BFM, а также подобрать модель с нужной длиной кабеля:
rusautomation.ru
Контроль и измерение уровня воды в скважинах
Лучшим средством измерения уровня воды в скважине является погружной гидростатический преобразователь уровня. Значение уровня соответствует высоте водяного столба над датчиком. Преобразователи серии NIVOPRESS N NIVELCO имеют дыхательный капилляр, который выводится на поверхность. Атмосферное давление, поступающее через капилляр, вычитается из измерений, что позволяет получить точные данные давления водяного столба, преобразованные в уровень.
Серия NIVOPRESS N включает модели: NIVOPRESS NP, NIVOPRESS NZ, NIVOPRESS NC.
- Диапазон измерения до 200м
- Степень герметизации IP68
- Погружной или фиксируемый варианты
- Трубка Ø22мм
- Встроенный датчик температуры Pt100
- Выходы 4…20мА или 4…20мА/HART
- Защита от переполюсовки и перенапряжения
- Корпус из нержавеющей стали
- Широкий выбор принадлежностей для монтажа и электрических соединений
- Длина кабеля до 300м (определяется заказом)
Для моделей с интерфейсом 4…20мА/HART доступны режимы подключения «точка в точку» и многоточечное подключение. При использовании режима «точка в точку» с дальнейшим преобразованием измерений по стандарту «токовая петля 4-20мА» необходимо произвести настройку датчика с помощью модема HART-USB и персонального компьютера. Подробнее о подключении протокола HART ...
Описание настраиваемых параметров и их значения подробно приведены в руководстве пользователя NIVOPRESS N. Многоточечное подключение может быть организовано с помощью контроллера MultiCONT.
Благодаря встроенному датчику температуры Pt100, преобразователи NIVOPRESS N передают измерения как уровня, так и температуры.
Кондуктивные сигнализаторы уровня
Контроль дискретных уровней, в том числе контроль минимального уровня воды в скважине для защиты насоса от «сухого хода», производится с помощью кондуктивных сигнализаторов уровня NIVELCO.
Для минимальной системы необходимы следующие приборы:1. Два погружных кондуктивных зонда NIVOCONT KSK-201;2. Реле контроля уровня NICOCONT KRK-512 (Uпит = 24…240В AC/DC).
Подробнее о кондуктивных сигнализаторах читайте в статье "Удаленное управление скважинным насосом"
rusautomation.ru
Уровнемеры для скважин | Скважинные уровнемеры
Скважинные уровнемеры применяются для контроля уровня содержимого скважин, емкостей, трубопроводов и колодцев. Наиболее частое применение находят уровнемеры для скважин с водой, в том числе артезианских, и для емкостей с жидкими веществами.
Область применения скважинных уровнемеров
Уровнемеры для скважин подходят для работы во многих отраслях промышленности при решении задач, связанных с контролем уровня жидких веществ:
- в металлургической и горнодобывающей промышленности для контроля уровня и состояния грунтовых вод в скважинах,
- в сельском хозяйстве:
- для определения уровня в естественных водоемах,
- контроля воды в водозаборах предприятий и населенных пунктов,
- обеспечения подачи воды к местам полива и орошения,
- в химической промышленности для контроля уровня жидких продуктов в цистернах, в том числе для агрессивных жидкостей,
- в нефтегазовой промышленности:
- для контроля процесса бурения,
- оценки состояния скважин,
- определения уровня газа и топлива в резервуарах,
- в жилищно-коммунальном хозяйстве:
- для измерения скважин и колодцев,
- отслеживания их состояния,
- мониторинга сточных и канализационных вод,
- в пищевой промышленности для мониторинга уровня жидкостей в емкостях и трубопроводах.
Также уровнемеры могут применяться для бытовых скважин в рамках индивидуальных хозяйств.
Предназначение уровнемеров для скважин
Основным назначением уровнемеров является определение уровня воды в различных скважинах, колодцах и емкостях. Помимо этого с помощью данных устройств могут решаться другие задачи:
- контроль процесса бурения колодцев и скважин,
- определение глубины залегания подземных вод,
- контроль наполнения резервуаров с жидкими продуктами,
- измерение температуры контролируемой среды и многие другие.
Некоторые варианты скважинных уровнемеров способны работать с газовыми средами.
Варианты исполнения скважинных уровнемеров
Для отслеживания уровня в скважине в основном используются устройства двух типов: переносные тросовые и гидростатические. Выбор зависит от конкретных задач и существующих условий.
Тросовые скважинные уровнемеры
Тросовые (кабельные) уровнемеры для скважин являются самым доступным вариантом измерения глубины залегания вод. Уровнемер выполнен в виде катушки с измерительным кабелем (тросом). Кабель постепенно опускается в скважину, пока не достигнет поверхности воды. По индикаторной шкале, нанесенной на трос, определяется глубина. Наиболее распространены электроконтактные и лотовые кабельные скважинные уровнемеры.
В работе электроконтактых устройств используется электрод, который замыкает цепь при контакте с водой. После этого происходит автоматическая остановка кабеля, и оператор оповещается световым или звуковым сигналом.
При использовании лотового варианта устройства для определения глубины кабель с лотом-хлопушкой спускается в скважину под действием ускорения свободного падения. При ударе о водную поверхность раздается хлопок, сигнализирующий о достижении воды.
В работе скважинных уровнемеров с тросом можно выделить такие преимущества:
- низкая стоимость устройства,
- простота использования и обслуживания,
- возможность работы с очень глубокими скважинами – до 500 метров и более,
- высокая точность измерений благодаря индикаторной шкале на кабеле,
- возможность совмещения с измерителями температуры для анализа состояния скважин.
При этом работа тросовых измерителей ограничена в связи с некоторыми недостатками:
- лотовый вариант невозможно использовать в условиях повышенного шума или для глубоких скважин, т.к. сложно контролировать момент хлопка,
- необходимость непосредственного нахождения возле устройства для отслеживания глубины.
Гидростатические скважинные уровнемеры
Гидростатические измерители определяют уровень на базе определения создаваемого гидростатического давления, пропорционального высоте столба жидкости. Перед началом работы в устройстве должны быть заданы типовые параметры, исходя из которых высчитывается результат для контролируемой среды.
Измерение может проходить с помощью скважинного уровнемера врезного или погружного типа. Врезной уровнемер устанавливается непосредственно в стенки резервуара или трубы в определенной точке.
Погружной конструкционно схож с тросовыми устройствами и представляет собой размещенный на кабеле зонд, погружаемый в скважину или резервуар на необходимую глубину. Соответственно по уровню давления над зондом определяется высота столба жидкости.
Скважинные уровнемеры гидростатического типа обладают рядом достоинств:
- возможность удаленного отслеживания результатов измерения,
- возможность непрерывного отслеживания уровня,
- устройства применимы для газообразных сред.
Но при этом гидростатические измерители более сложны в работе и требуют тщательного подхода к установке для гарантии точности работы. Также гидростатические уровнемеры отличает более высокая стоимость.
Виды уровнемеров для скважин
Большое разнообразие моделей приборов позволяет подобрать оптимальный вариант скважинного уровнемера для работы в конкретных условиях. Для примера можно привести такие варианты оборудования:
Помимо этого уровнемеры для скважин выпускаются в различных вариантах по взрывозащещенности, устойчивости к агрессивным средам и с разнообразными дополнительными функциями.
rusautomation.ru
