Реле контроля уровня жидкости. Работа и схема подключения.

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта Power Coup Electric. В сегодняшней статье мы расскажем вам про реле контроля уровня жидкости.

Как следует из самого названия прибора, реле контроля уровня предназначены для регулировки и поддержания заданного уровня жидкости в каком-либо резервуаре. Получая сигнал от датчиков контроля уровня, расположенных в самом резервуаре, реле управляет работой исполнительных механизмов — электродвигателей насосов, электромагнитных клапанов и т.д.

С его помощью можно осуществить работу в автоматическом режиме насосов, защиту насоса от сухого хода, контроль протечки жидкости,  найти  различное применение в схемах автоматики и защиты.

Принцип работы реле

Работа реле основана на измерении сопротивления жидкости между общим электродом и электродами верхнего и нижнего уровня. Оно может применяться в электропроводящих жидкостях, таких как: водопроводная вода, родниковая вода, дождевая вода, морская вода, жидкости с низким содержанием алкоголя, молоко, пиво, сточные воды. Не подходят для работы реле: дистиллированная вода, бензин, масло, сжиженный газ, керосин, этиленгликоль.

Суть работы реле контроля при наполнении резервуара следующая — если уровень жидкости падает ниже установленной отметки, то реле, получая сигнал от датчика минимального уровня расположенного на нижней отметки, включает насос и емкость снова заполняется водой. Когда вода доходит до верхнего уровня, датчик максимального уровня сигнализирует об этом реле и то в свою очередь подает команду на остановку насоса. Таким образом накопительная емкость никогда не остается пустой.

Таким же образом можно сделать и наоборот осушение например подвала или погреба, когда при достижении максимального уровня реле будет давать команду на откачку воды, а при падении ниже минимального отключать насос.

Большинство реле имеют функцию временной задержки срабатывания при переключении, что повышает сроки эксплуатации насосов.

Так как коммутируемые токи выходных цепей реле обычно небольшие, то для управления мощными нагрузками в схеме необходимо задействовать магнитный пускатель. Реле контроля уровня будет управлять катушкой магнитного пускателя, а сам магнитный пускатель непосредственно нагрузкой.

Реле контроля может управляться по двум или по трем датчикам уровня. В комплект они обычно не входят, поэтому их придется покупать отдельно. Обычно используются датчики электродного и поплавкового типов.

Какие бывают датчики?

Электродный датчик представляет из себя три электрода — один короткий и два длинных. Короткий электрод выполняет функцию датчика максимального уровня, а длинные — минимального. При соприкосновении жидкости и короткого электрода отключается двигатель насоса, сигнализируя о достижении верхнего уровня. При понижении уровня жидкости до длинных электродов, насос включается и емкость начинает заполняться.

Поплавковый датчик имеет в основе своей конструкции поплавок, с установленным внутри него магнитом и геркон, встроенный в трубку датчика. При изменении уровня жидкости поплавок поднимается или опускается, магнит приближается к геркону, что приводит к замыканию контакта.

Емкостной датчик или, как его еще принято называть, измеритель уровня воды параметрического типа. Такие датчики способны трансформировать измеряемую величину в изменение емкостного сопротивления.

   Емкостные датчики уровня

В зависимости от того, какой датчик будет установлен в применяемом регуляторе уровня воды, будет зависеть и схема самого реле.

   Схема подключения реле контроля уровня жидкости

Работа реле основана на измерении сопротивления токопроводящих жидкостей между общим контактом «С» и контактами максимального «МАХ» и минимального «MIN» уровней. При достижении верхнего уровня реле выключается, контакты переключаются в положение 11 — 12. Реле находиться в выключенном состоянии до снижения уровня жидкости ниже минимального, затем реле включается контакты переключаются в положение 11 — 14.

 

Смотрите также по теме:

   Импульсное реле. Схема подключения и принцип работы.

   Фотореле для уличного освещения: виды, применение, схема подключения.

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

Контроль уровня жидкости в септике — Автоматика для дома — Умный дом

Владимир Макаров

Введение.

Каждый, кто проживает в частном доме, прекрасно представляет важную роль такого сооружения как СЕПТИК. Если жидкость из септика не успевает впитываться почвой, то необходима ее откачка специализированными службами. Для оценки переполненности септика владельцы вынуждены периодически открывать крышку септика и визуально определять уровень жидкости.

Рисунок 1.
Контроль уровня в септике.

В силу специфического характера сооружения не все жильцы дома способны выполнить эту процедуру. В данной статье описывается устройство, позволяющее контролировать уровень жидкости, не открывая крышку септика.

Демонстрационный ролик.

 

Принцип работы.

Классическая конструкция септика с установленным датчиком уровня жидкости показана на рисунке 2. Септик состоит из двух резервуаров.

Первый резервуар (1) имеет забетонированное дно и принимает канализационные стоки от трубы канализации (2). Он предназначен для отстаивания тяжелых фракций стоков. Второй резервуар (3) не имеет забетонированного дна и принимает легкие фракции стоков для их естественной фильтрации через почву. Резервуары сообщаются между собой в верхней точке через трубу перелива (4).

Датчик уровня (5) устанавливаются во втором резервуаре. По трубе датчика уровня под действием выталкивающей силы жидкости перемешается поплавок (6). На поплавке расположен магнит, который последовательно воздействует на находящиеся внутри трубы датчика уровня герметичные контакты (герконы) и замыкает их.

Сведения о замкнутых контактах подаются по сигнальному кабелю (7) в исполнительное устройство (8), которое отображает замкнутые контакты на передней панели c использованием светодиодных индикаторов. Устройство питается от напряжения 110-230 В, которое подается по силовому кабелю (9).

Рисунок 2.
Классическая конструкция септика с установленным датчиком уровня жидкости.
 

Конструкция датчика уровня жидкости.

Источниками сигналов являются герконы (сокращение от «герметичный [магнито-управляемый] контакт») — электромеханические устройства, представляющее собой пару ферромагнитных контактов, запаянных в герметичную стеклянную колбу (рисунок 3). При поднесении к геркону постоянного магнита или включении электромагнита, контакты замыкаются.

Рисунок 3.
Геркон.

Конструкция датчика уровня жидкости представлена на рисунке 4. Датчик уровня жидкости состоит из пластиковой трубы (1), обеспечивающей жесткость всей конструкции. Защита внутренних соединений и герконов от жидкости и взвеси обеспечивается пластиковой заглушкой (2). Внутри трубы расположен жесткий медный провод (3), который нижним концом упирается в пластиковую заглушку, чем обеспечивает фиксацию герконов от продольного перемещения по вертикали.

К жесткому медному проводу припаяны нижние выводы герконов (4).. Верхние выводы герконов припаяны к проводникам сигнального кабеля (5). Жёсткий медный провод является общим контактом для всех герконов и так же припаян к одному из проводников сигнального кабеля.

Вдоль основной пластиковой трубы свободно скользит пластиковая трубка поплавка (6) склеенная в единое целое с пенопластовым поплавком (7). Соскользнуть поплавку вниз с основной пластиковой трубы под действием сил гравитации не дает пластиковая заглушка.
На пластиковой трубке поплавка закреплен постоянный магнит (8), который обеспечивает замыкание контактов герконов при приближении к ним. Перемещение магнита осуществляется за счет выталкивающей силы жидкости, приложенной к поплавку.

Количество герконов ограничено емкостью сигнального кабеля и наличием свободных выводов микроконтроллера. В макете устройства использован кабель STP (Shielded twisted pair) — экранированная витая пара и микроконтроллер ATtiny2313A. Емкость кабеля — 8 проводников- позволила подключить 7 герконов.

Рисунок 4.
Конструкция датчика уровня жидкости.
 

Схема электрическая принципиальная.

Схема электрическая принципиальная устройства показана на рисунке 5.
Обработку сигналов с датчика уровня жидкости осуществляет микроконтроллер U1 ATtiny2313A.

Сигналы поступают через разъем XP2на порт PINB. Микроконтроллер обрабатывает прерывания изменения уровня на ножкахPINB0..1 и PINB3..7 и в случае замыкания на землю любого из указанных выводов определяет и запоминает последний замкнутый контакт. Замкнутый контакт геркона соответствует одному из семи уровней жидкости.

Далее, вычисленный уровень жидкости отображается на LED-индикаторе  (VD1..7) – светится светодиод соответствующего уровня и все светодиоды нижних уровней. Резисторы R4..R10 ограничивают ток светодиодов. В случае, если поступил сигнал последнего (седьмого) уровня, то все семь светодиодов начинают прерывисто мигать с интервалом 0.5 секунды и раздается прерывистый сигнал пьезокерамического излучателя HA1.

Пьезокерамический излучатель на седьмом уровне издает 100 бипов и отключается, при этом семь светодиодов продолжают прерывисто мигать до изменения уровня жидкости или отключения устройства. Транзистор VT1 управляет пьезокерамическим излучателем HA1. Резисторы R2..R3обеспечивают режим работы транзистора VT1.

Устройство питается от источника постоянного стабилизированного напряжения 5 Вольт. Конденсаторы C1 и C2 предназначены для защиты цепей питания от перепадов напряжения и импульсных помех. Резистор R1 и конденсатор С3 обеспечивают сброс микроконтроллера при включении.

Фьюзы микроконтроллера должны иметь следующие значения 0xFF, 0xDF, 0xE4 (Extended, High, Low).

Рисунок 5.
Схема электрическая принципиальная.

Конструкция исполнительного устройства.

Устройство выполнено в корпусах, устанавливаемых на DIN-рейку (рисунок 6).

Рисунок 6.
Конструкция устройства.

В корпусе на заднем плане размещен индустриальный стабилизированный источник питания 110-230VAC/5VDC1A. Разъемы: 110-230VAC, 5VDC.

В корпусе на переднем плане размещено исполнительное устройство. Разъемы: XP2 (PLS8) – подключение сигнального кабеля от датчика уровня жидкости, XP1 (PLS2)–питание 5VDC. Печатные платы устройства и светодиодного монитора показаны на рисунках 7 и 8. Плата светодиодного монитора припаивается к плате устройства.

Рисунок 7.
Схема электрическая принципиальная.

Рисунок 8.
Печатная плата светодиодного монитора.

В архиве.

SepticSignals.c – исходник на Си.
SepticSignals.hex — прошивка.
SepticSignals.dch – схема устройства в DipTrace.
SepticSignals.dip – печатная плата устройства в DipTrace.
SepticSignals_Panel.dip — печатная плата светодиодного монитора в DipTrace.

Архив для статьи

 

 

Простая схема устройства для поддержания уровня воды в заданных пределах

Устройство предназначено для автоматического поддержания уровня воды в заданных пределах. Такой регулятор очень удобен для управления электрическим насосом, откачивающим грунтовую воду из подвалов и других заглубленных помещений.

 

В подвале, в наиболее глубоком месте вкапывают металлический резервуар и монтируют в нем два датчика уровня: один опускают почти до дна, второй устанавливают вблизи верхней кромки резервуара. Резервуар и датчики подключают к электронному блоку (смотрите схему). Сверху резервуар прикрывают решеткой.

Грунтовая вода, скапливаясь в резервуаре, через некоторое время достигнет нижнего конца датчика Е1. В этот момент на управляющем электроде тиристора VS1 появится открывающее напряжение, тиристор откроется и сработает реле К1. Контактами К1-1 оно подключит параллельно датчику Е1 второй датчик Е2. Контактами К 1.2 (на схеме не показаны) реле включит электродвигатель насоса, который начнет откачку воды из резервуара. Через некоторое время уровень воды опустится ниже датчика Е2 и открывающее напряжение с управляющего электрода тиристора будет снято. После этого в ближайший момент перехода через «нуль» сетевого напряжения тиристор закроется, отключив насос. Далее следует медленное накопление воды до уровня Е1 — и цикл повторяется.

Датчики представляют собой пластины из полосовой нержавеющей стали толщиной 2 мм, укрепленные на держателе из изоляционного материала с малой степенью поглощения влаги (эбонит, полиэтилен, фторопласт, резина и др.). Резервуар также желательно изготовить из нержавеющего металла.

Реле К1 — РЭС9, паспорт РС4.524.203 (или другое на подходящее напряжение срабатывания, желательно с более мощными контактами). Трансформатор Т1 — любой, мощностью 5…8 Вт с напряжением вторичной обмотки 15 В. VS1 — тиристор КУ201а. VD1 — КД202Б.

Описанный регулятор может быть использован для различных целей в народном хозяйстве, важно лишь, чтобы рабочая жидкость была электропроводна.

 

Радиотехника на Времонт.su:
Простая схема регулятора мощности для паяльника.

от А до Я, сфера применения

Реле уровня жидкости или реле контроля уровня принято называть прибор, который способен в режиме автомата регулировать объем электропроводящей жидкости. Датчик уровня воды в резервуаре регулирует объем и находит свое широкое применение в схемах автоматики и защиты управления сливными устройствами, а также и при наполнении разного рода резервуаров.

Сигнализатор уровня жидкости, вернее, основные особенности его работы основаны на контролирующих процессах в сфере сопротивления жидкости между погруженными электродами с одинаковыми полюсами. Подобные приборы используют с целью управления работой пускателей насосных установок и клапанов, регулирующих уровень жидкости. Основная же цель датчика уровня воды в скважине – это поддерживать заданный уровень жидкости в емкостях промышленного значения.

Принцип работы реле контроля уровня жидкости

Регулятор уровня воды работает по следующему принципу:

• Жидкость содержит в себе электроды с одинаковыми полюсами, которые по отношению к имеющемуся составу выстраивают определенный уровень сопротивления. Именно он и находится под контролем прибора, например, в скважине. Появляющийся или имеющийся уровень сопротивления и является основным фактором для того, чтобы индикатор уровня жидкости сработал. При этом процессе принято использовать переменное напряжение.

Основные виды реле контроля жидкости

В современных промышленных процессах широкое применение получат следующие виды реле:

1. Одноуровневый сигнализатор уровня воды и других жидкостей.
2. Двухуровневое реле уровня воды.
3. Четырехуровневое реле уровня жидкости.

Первые две разновидности РКУ используют, в большинстве случаев, там, где необходимо поддерживать один и тот же уровень жидкости в резервуаре. В результате работы таких приборов получается эффективно справится с холостым ходом насосов в процессе их работы, что, в свою очередь, увеличивает срок их эксплуатации.

Последний, четырехуровневый датчик используют, как в промышленных, так и в бытовых целях и его основная задача заключается в том, чтобы вовремя подать сигнал в результате создания аварийной ситуации.

Какие бывают датчики?

В зависимости от сферы применения, РКУ могут быть оснащены различными типами датчиков:

• Электродный. Данный тип считается самым надежным и работает в результате касания жидкости, находящейся в емкости, с электродами. В емкости самый короткий электрод играет роль своеобразного уровня, соприкасаясь с которым, жидкость прекращает поступать в резервуар. Электродный датчик уровня воды, который имеет большую длину, отвечает за начало подачи жидкости в резервуар или другую емкость.

• Поплавковый. Данный тип датчика работает по следующему принципу: между двумя опорами на тросе имеется специальное коромысло, которое вращается в условиях возникновения предельных уровней. Такой контроллер уровня жидкости способен включать и выключать насос, однако применяют его в условиях взаимодействия с неагрессивными жидкостями.

• Емкостной датчик или, как его еще принято называть, измеритель уровня воды парометрического типа. Такие датчики способны трансформировать измеряемую величину в изменение емкостного сопротивления.

В зависимости от того, какой датчик будет установлен в применяемом регуляторе уровня воды, будет зависеть и схема самого реле.

Сфера применения

Сфера использования реле контроля уровня жидкости достаточно широка. Проще сказать, что подобные приборы используют везде, где необходимо проконтролировать в режиме автомат уровень имеющейся жидкости. Такие приборы находят свое широкое применение, как в закрытых, так и в открытых емкостях или резервуарах промышленного или бытового назначения.

Так, к примеру, емкостные датчики уровня находят свое широкое применение на производствах, где не обойтись без изменений величин измеряемой жидкости с применением емкостного сопротивления. А датчик измерения уровня жидкости, созданный своими руками, можно применять в бытовых целях, к примеру, в качестве датчика уровня воды в колодце.