Реализация идеи беспроводного уровнемера. Уровнемеры воды
Реализация идеи беспроводного уровнемера / Geektimes
Условия:
- Объем баков: 2 по 8000 литров
- Геопозиция баков: -2й этаж (8 метров под землей)
- Перекрытия этажей: дерево
- Необходимая точность определения уровня: ± 10 литров
- Предупреждение о критических уровнях
- Индикация на рабочем месте
Вывод уровня — точка или столбик на линейку светодиодов. На плате видно одно плечо делителя напряжения, которым устанавливался начальный уровень.
В качестве измерительного элемента была сделана цепочка резисторов длиной в полтора метра, она же являлась вторым плечом делителя на входе микрухи. Номиналы резисторов подбирались так, чтобы выходное напряжение варьировалось от 2 до 5 В, необходимых по даташиту для LM-ки. Цепочка погружена в трубку для визуального контроля вдоль бака. Связь со «щупом» — 15 метров двужильного провода.
Принцип идеи заключался в том, чтобы при затоплении резисторов часть из них замыкалась водой, соответственно, напряжение на входе компаратора росло, светодиодный столбик заполнялся. Плюсы этой идеи заключаются в скорости реализации и простоте, минус этого легкого колхоза вылез через две-три недели. Уровень по индикатору начал постепенно падать, а уровень в баке был в норме. Подстроечным резюком я подводил его в норму, пока конструкция не перестала работать совсем. Причина оказалась прозрачной, но догадаться до этого ранее не получилось. Пайка цепочки резисторов подверглась капитальному электролизу и соли воды просто перегрызли ее в нескольких местах. Решением этого безобразия является только поплавок с магнитом и по геркону на каждое звено или куча датчиков Холла, которые бы замыкали звенья «щупа», но это еще больший колхоз и трудоемкость конструкции явно возросла бы при той же самой слабой дискретности и точности. Схема была разобрана.
Составляющие:
Все это было врезано в слой теплоизоляции, которой обшиты баки, вот выпотрошенная обратная сторона блока который был врезан в обшивку бака:
Программу контроллера писал на С (CodeVision AVR), клиентскую часть на Delphi 7. Суть работы заключается в следующем, контроллер по таймеру считает длительность эхо-импульсов от УЗ-датчика, пересчитывает в расстояние, потом в объем. Данные по блутусу передаются на компьютер, где идет графический вывод заполнения бака, расстояние до глади и глубина. Все это вычисляется в контроллере. С клиента в контроллер задаются максимальная и минимальная границы, при достижении которых загорается красный или зеленый светодиод на прилабуде, а в программе на компьютере выводится звук и мигает отображение бака в котором достигли границы. Также задается коэффициент объема [л/см] для того, чтобы можно было позиционировать датчик или вообще поставить его на бак с другой геометрией. Все параметры хранятся в EPPROM. Система имеет два канала, передаются данные с двух баков одновременно. На момент съемки один бак был спущен и я этот канал отключил, чтобы глаза не мусолил.
Изначально идея была передавать данные по проводам, но 15 метров провода было проблематично проложить мимо перекрытий. По воздуху расстояние получилось порядка 8 метров. Приемник стоит в компе, в спецшкафу около шахты, система управления установкой, которая питается от подопытных баков разнесенная, одно место оператора рядом с шахтой и трубопроводом, второе вынесено подальше. Сами датчики установлены в пластиковую трубу диаметром 100 мм внутри бака для того, чтобы при сливе воды в баки их не забрызгивало и уровень плавно изменялся, не было волн и ряби на поверхности, так, на всякий случай. Плюс этого еще и в том, что заузилась диаграмма направленности УЗ датчика. К сожалению, фото места установки нет, крышки баков уже закручены на 40 мелких болтов и весят немерено, сам не сдвину + там сейчас ремонт затеяли.
Вид дисплея в теплоизоляции (один канал):
Глобально, то я, кроме того, что решил проблему контроля уровня в подземных баках, еще и немножко развился, потрогал блутусный модуль, дописал библиотеки для графики, потрогал УЗ-датчик, а прогресс — это всегда хорошо.
Можно залить это все силиконом или компаундом, но у меня ничего не окислилось пока при влажности 60-70%, на сами УЗ-датчики китайцы пишут IP68, кто их знает может и правда, я все равно залил термоклеем по кругу.
Вот такая получилась система, работает исправно, возможно, кому-то пригодится, вполне применима на даче в колодце да и в других труднодоступных местах. Главное — идея.
В архив не жалея слил все что было, прошивка МК, файлы PROTEUS, сырцы на Delphi 7, скомпиленый экзешник, все библиотеки, короче, вся папка проекта. [пароль архива: idkfa]AVR LevelMeter Graphic LCD 2ch BLUETOOTH.rar [2.6 Mb]
geektimes.ru
примеры использования, и делаем их своими руками
В промышленности и быту всегда возникает необходимость для определения различных уровней в емкостях. Для этих задач используются датчики уровня различных конструкций. В зависимости от среды наполнения резервуара применяют тот или иной датчик, иногда, в целях простоты и экономии средств и времени, применяют датчики комбинированные, то есть изготовленные своими руками. Это незамысловатые конструкции, использующие в своем составе датчики совсем других типов. В основном такие датчики применяют там, где нет простого доступа к среде измерения или место измерения очень агрессивно для здоровья человека.
Виды датчиков уровня
- поплавковые датчики самые простые по конструкции, имеющие самое широкое распространение, комбинируют с электрическим реле , представляют собой различного вида поплавок, прикрепленный через проволоку, нить, или жестко к лепестку контакта, который замыкается при изменении положения поплавка.
- емкостные датчики уровня представляют собой пластины расположенные с двух сторон резервуара с материалом. Принцип работы лежит в изменении емкости в зависимости от распределения количества или состава материала в резервуаре. В основном такие датчики используют для определения уровня сыпучих материалов.
- радарные датчики уровня работают по принципу «излучатель — приемник частотных волн», поверхность материала отражает излучение датчика, приемник улавливает данное излучение и сравнивает излучаемый сигнал с отраженным и по частотному сдвигу определяет уровень в резервуаре. Определение уровня происходит по сравнению частотного временного сдвига.
- ультразвуковые датчики уровня работают по принципу радарных, только излучение происходит ультразвука. Аналогично с радарными, сравнивается разность сигнала, излучаемого с отраженным и вычисляется расстояние до поверхности материала (жидкости).
- гидростатические датчики уровня работают посредством измерения косвенной величины — давления столба жидкости. Давление пропорционально уровню жидкости в резервуаре.
Большинство современных датчиков уровня имеют в своей конструкции электронное реле с преобразователем. Электронная схема предназначена для преобразования измеряемой величины в стандартный сигнал. Сигнал может быть аналоговым и дискретным. Аналоговый может быть токовым 0..20мА и сигнал, называемый токовая петля 4..20мА или напряжением 0…5В, 0..10В.
Датчики уровня используются для защиты двигателя насоса от сухого хода, регулируют двигатели насосов скважин, наполняющих любые ёмкости с водой и не только, в системе холодного и горячего водоснабжения.
Датчик уровня воды своими руками
Посмотрим, на примере откачки воды из приямка, как можно сделать управление в автоматическом цикле поддержания уровня воды не выше положенного.
Имеем приямок с очень не чистого вида жидкостью, состоящей из воды и примесей охлаждающей жидкости для резцов металлорежущего станка.
Были рассмотрены все виды датчиков, однако, по цене и простоте исполнения подошла комбинированная конструкция, состоящая из проволоки длиной три метра (глубина приямка), прикреплена к поплавку (большая пластмассовая емкость с воздухом), на поверхности проволока крепится к пружинке с лепестком.
В качестве сигнала берется обычный дискретный сигнал 24В с обычного индуктивного датчика. Он отрабатывает на лепесток. Когда уровень воды в приямке растёт, поплавок поднимается ослабляя пружину. На конце пружины прикреплен лепесток, он поднимается за счёт разгибающей силы пружины. На лепесток, в свою очередь, отрабатывает индуктивный сенсор, подавая на катушку реле двигателя насоса, заставляя его откачивать воду с приямка. Для того, чтобы избежать частых включений отключений двигателя, в цепи датчик-катушка, стоит реле задержки выключения с уставкой на 10 минут.
Таким образом, при следующем срабатывании датчика, реле снова сработает и цикл повторится.
Конечно, для предохранения двигателя от сухого хода целесообразно поставить датчик протекания в патрубок, через который происходит откачка эмульсии. Но в нашем случае важна была простота конструкции. Вместо индуктивного сенсора можно использовать две пластины, соприкасающиеся друг с другом, что будет еще экономичнее.
Если вода или другая жидкость имеет однородный состав, тогда можно применить концу кто метрический одноэлектродный датчик уровня.
Например ДУ-1Н производителя «Рэлсиб», предназначенного для измерения уровня в различных типах жидкости. Датчик может работать в широких температурных пределах. Корпус не подвергается коррозии, состоит из высококачественной нержавеющей стали. В качестве изоляции используется керамика и фторопласт, это обеспечивает отличную изоляционную защиту. Устойчив ко многим механическим нагрузкам. Измерения не зависят от плотности жидкости. И не требует дополнительного ухода во время работы.
Выбор датчиков уровня
При выборе уровнемеров руководствуются следующими целями:
- Вид измеряемой жидкости. Ее характеристики, находим паспортную плотность измеряемого материала. К каким веществам относится вещество, опасно для человека или нет.
- Материал емкости, в которой будет производится измерение. От него зависит принцип действия уровнемера.
- Нужен ли вам с датчика аналоговый стандартный сигнал или предпочтительнее работа в качестве реле. Некоторые модели имеют встроенные схемы для обработки аналогового сигнала и преобразуют его в сигнал битовой логики.
- Необходимо знать пределы измеряемой величины, в очень длинных сосудах, с быстро меняющимся объемом, поплавковый конструктив работать будет не стабильно. В таком случае предпочтительнее радарный уровнемер.
- Современные уровнеметры оборудуют жидкокристаллическим экраном с отображением параметров в реальном времени и возможностью сохранения максимальных и минимальных значений. В параметрах датчика задается несколько уровней срабатывания, на каждый уровень свой дискретный выход. Задается плотность среды в настройках.
- Учитывают санитарные нормы для области применения. Например, в пищевой промышленности для измерения воды, напитков предъявляются высокие требования. Обязательно из нержавеющей стали.
- Необходимость сертификатов. Например, некоторые измерители ростехнадзор должен проверить и утвердить для использования на опасных объектах. Некоторым требуется разрешение санитарно-эпидемиологической службы в основном для воды и пищевых продуктов.
- Пригодность датчиков к применению во взрывоопасной среде. Применяются такие на нефтехимических производствах. Производитель гарантирует, что из-за таких систем во время всего срока службы не произойдет возгорание горючей среды, в которой она находится.
- Нужно учитывать возможность механических воздействий на систему, вибрации, электромагнитных волн, агрессивных сред.
- Наличие температурных перепадов системы, максимально возможные состояния.
- Насколько важна точность измерений уровня, один из важнейших параметров.
Примеры датчиков, их параметры и область применения
- Датчик емкостной ДЕ-1. Область применения: во взрывоопасных средах металлургической, химической промышленности, и др. Отслеживание величины уровня, а также значений температуры жидких сред и сыпучих материалов. Питание осуществляется 8 .. 30В постоянного тока. применяются в системах аварийной защиты.
- ЭСУ-1К сигнализатор уровня. Корпус сделан из фторопласта и стали. Размещают во взрывоопасных средах. Источник питания располагается вне опасной среды. питание 127…220В. Измерение жидких материалов таких как вода, спирт, нефть. Чувствительный элемент помещается в измеряемый материал, принцип действия емкостной. Материал блока питания из алюминиевого сплава.
- РУ-305 реле уровня. Отслеживание состояния уровня жидких веществ. Взрывобезопасное исполнение. Температура использования -50..+50С. Не используются в химически агрессивных средах. Строго работают в одном положении, наклон недопустим. Работает измерение путем перемещающегося поплавка с магнитом. Отрабатывает путем срабатывания герконов. Точность измерений до 5мм. питание 220В, ток 1А.
- Сигнализатор уровня СУ-100. Измерение уровня жидких и твердых веществ. Напряжение питания 24В. В составе имеется электромагнитное реле, чувствительный элемент помещается непосредственно в исследуемую жидкость. Измеряют предельное положение твердых веществ: песок, гравий, зерна.
- Rosemount 5600 радарный уровнемер. Бесконтактное измерение любого вида веществ. Важна правильность установки, от этого зависит точность измерений. Питание 24-240В. Прибор не терпит электромагнитных излучений. Взрывозащитный корпус. Имеет блок дисплея. Для уровнемера разработано собственное приложение, упрощающее настройку . Применяется для измерения температуры в емкости. Для правильного полноценного использования возможностей уровнемера требуется квалифицированная настройка прибора. Необходимо использовать параметры при настройке:
- расстояние между опорной точкой и уровнем;
- внутренний диаметр трубы;
- длина подсоединения уровнемера.
Существует огромное количество разновидностей датчиков в продаже . Выбор необходимо остановить на наиболее экономически выгодном варианте для конкретного проекта.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!elektro.guru
Уровнемеры для контроля уровня воды и других жидкостей
Высокоточные уровнемеры от компании «Ризур»
У компании «Ризур» вы можете приобрести уровнемеры для воды и других жидкостей, которые подойдут для любых областей применения собственного производства, немецкой компании KOBOLD, Endress+Hauser, английской Seetru и японской Fuji Electric. Все оборудование тщательно протестировано нашим собственным отделом контроля качества и адаптировано к длительной эксплуатации в России. Мы предлагаем приборы, эффективность которых известна во всем мире. Купить уровнемеры можно оптом или в розницу. Перед заказом крупных партий уточняйте количество на складе у менеджера компании по телефону 8-800-200-85-20. Рады сотрудничеству как с физическими, так и с юридическими лицами. Для дилеров есть особые условия отгрузки.
Сортировать по:Поиск
-- РазделАнализ--- pH / ОВП--- Анализаторы--- Кислород--- Мутность--- Проводимость--- Прочее--- Станции мониторинга--- Уровень осадка--- ХлорДатчики-реле и сигнализаторы уровня--- Вибрационные датчики предельного уровня--- Емкостные датчики реле уровня--- Кондуктометрические датчики-реле уровня--- Поплавковые датчики-реле уровня--- --- Поплавковый датчик уровня Rizur-M 01-M20 (РИЗУР-М)--- Прочее--- Ротационные--- Ультразвуковые сигнализаторыОборудование обогрева КИП--- Блок-боксы для оборудования--- Греющий кабель--- Кабельные вводы--- Клеммные коробки--- Обогреваемые импульсные линии--- Обогреватели взрывозащищенные и терморегуляторы--- Терморегуляторы--- Термошкафы, термочехлы, кожухи--- --- Кожухи защитные--- --- Термочехлы--- --- Термошкафы--- --- --- Уличные всепогодные шкафыПреобразователи давления--- Аксессуары для преобразователей давления--- Датчики давления--- Датчики-реле давления--- Малогабаритные датчики давления--- Манометры--- Пневматические преобразователи давленияПрочие приборы--- Блоки питания. Блоки преобразования сигналов--- Газоанализаторы--- Другое--- Пневматические приборы--- Предохранительные клапаныРасходомеры и смотровые фонари--- Вихревые расходомеры--- Индикаторы, реле потока, смотровые фонари--- Кориолисовые массовые расходомеры--- Механические расходомеры--- Ротаметры--- Термально-массовые расходомеры--- Ультразвуковые расходомеры--- Электромагнитные расходомерыТермометры, термопреобразователи--- Защитные Гильзы--- Механические--- Реле температуры--- ЭлектронныеУровнемеры--- Байпасные уровнемеры (визуальные)--- Бесконтактные радарные (микроволновые) уровнемеры--- Буйковые уровнемеры--- Волноводные уровнемеры--- Гидростатические уровнемеры--- Емкостные уровнемеры--- Поплавковые уровнемеры--- Прочее--- Ультразвуковые уровнемеры--- Уровнемеры, сигнализаторы, индикаторы уровня производства РизурФункциональная аппаратура--- Cамописцы, регистраторы--- Контроллеры--- Панели оператора--- Преобразователи частотыЭлектротехника--- Взрывозащищенные клеммные коробки и кабельные вводы--- Греющий кабель--- Защитные кожухи--- Кабельные вводы--- Светильники--- Терморегуляторы--- Электродвигатели
-- ПроизводительBD SensorsDialightEndress-HauserFuji ElectricHakko ElectronicsKoboldNivelcoOTTRIZURSchneiderSeetruSiemensWIKAТеплоприборТизприборЦИТ-Плюс
www.rizur.ru
Уровнемер скважинный: конструкции и как сделать
В процессе бурения скважины на воду возникает необходимость в измерении расстояния от поверхности до уровня воды. Измерять это расстояние можно, используя уровнемер скважинный. Также такие приборы позволяют контролировать уровень содержимого скважин, колодцев и трубопроводов в ходе их эксплуатации. Чаще всего уровнемеры используются для скважин на воду, например, артезианских, и различных ёмкостей с жидким содержимым. Существуют разные виды приборов для измерения расстояния до воды: одни из них более простые и могут быть изготовлены своими руками, другие настолько сложные, что требуют использования компьютера. Выбор того или иного прибора зависит от особенностей и сложности конструкции гидротехнического сооружения.
Простые способы определения уровня воды
Покупка сложного дорогого прибора для определения уровня воды не всегда оправдана экономическиЕсть довольно простые способы определения уровня воды в скважине или колодце. При этом вы можете обойтись без специального оборудования, а уровнемер можно сделать из подручных материалов.
Чаще всего простейшие самодельные уровнемеры используются для определения уровня воды в абиссинских колодцах. Это самый простой вид скважин, который довольно часто сооружается на дачных участках. Поскольку вода из таких водозаборных сооружений не всегда выходит самотёком, возникает необходимость в измерении её уровня. Покупка сложного дорогого прибора для определения уровня воды не всегда оправдана экономически, ведь такие простые скважины на дачах делаются из желания сэкономить, поэтому вряд ли хозяин захочет покупать дорогой агрегат.
Для изготовления простейшего уровнемера и его использования делают следующее:
Рекомендуем к прочтению:
- К обычной верёвке достаточной длины привязывают груз.
- Затем конец верёвки с грузом опускают в абиссинскую скважину или колодец до самого дна.
- После этого верёвку вынимают и по мокрому следу на ней измеряют расстояние до воды.
Конечно, такой нехитрый способ измерения нельзя назвать точным. У него есть свои недостатки и погрешности, но в некоторых случаях для получения приблизительных данных о глубине залегания воды такого метода может быть достаточно.
Такой способ измерения больше подходит для частного использования, вряд ли им будут пользоваться профессиональные бригады бурильщиков. Однако наличие высокотехнологичного прибора не всегда указывает на мастерство.
Интересный факт: есть установки для бурения, которые имеют встроенные уровнемеры. Однако цена таких агрегатов немаленькая. Обычно они используются при сооружении промышленных скважин.
Лебёдочный прибор
Для уровнемера может использоваться обычная лебёдка с проводами на конце и светошумовым датчикомЛебёдочный или тросовый уровнемер скважинный имеет следующие отличительные черты:
- Прибор отличается простотой конструкции и надёжностью. Для его использования не нужны специальные навыки и опыт.
- Прибор состоит из троса, намотанного на лебёдку, и груза, закреплённого на конце. В отличие от примитивного верёвочного варианта, рассмотренного выше, трос имеет разметку с указанием метража, по которой можно сразу сделать выводы о расстоянии до воды.
- Агрегат имеет провода, соединённые с датчиками на конце.
- На катушке фиксируется источник питания. Обычно для этих целей хватает обычной батарейки.
- Датчик и источник свето-шумовых сигналов объединены в одну цепь. Причём в качестве последнего могут использоваться обычные лампочки и зуммер. Прибор настолько прост, что его можно сделать самостоятельно. Достаточно иметь базовые знания по физике в рамках школьной программы.
- Принцип работы агрегата основан на том, что при опускании датчика на конце троса в воду замыкаются контакты и срабатывает сигнал. В этом момент необходимо зафиксировать данные метража на тросе. Это и будет искомое расстояние до воды.
- Важная особенность работы устройства состоит в том, что он не будет реагировать на повышенную влажность в скважине и сработает только при соприкосновении с водой.
- Агрегат подходит для использования в быту, а также для контроля уровня воды при бурении и эксплуатации скважин.
- Несмотря на то, что прибор довольно простой, он даёт точные показания и вероятность ошибки или погрешности исключена.
Важно знать: тросовый уровнемер позволяет проводить статические и динамические измерения уровня воды в скважине.
Разновидности тросовых агрегатов
Лотовый агрегат можно использовать в скважинах глубиной до 100 мТросовые уровнемеры для скважин можно разделить на несколько видов:
Рекомендуем к прочтению:
- Лотовый прибор. Этот уровнемер имеет такое же строение, как и традиционный лебёдочный прибор, только на конце опускаемого в скважину троса находится лот-хлопушка. В момент соприкосновения лота с водой раздаётся характерный хлопок. В это время необходимо снять показания с метража на тросе. Такие приборы отличаются простой эксплуатации и не требуют использования элементов питания. Однако у данного агрегата есть существенный недостаток – посторонние шумы мешают услышать хлопок в скважине, особенно если её протяжённость очень большая. В связи с этим агрегат в последнее время почти не используется.
Совет: лотовый агрегат можно использовать в скважинах глубиной до 100 м.
- Электроконтактный агрегат. Основные преимущества данного устройства описаны выше. Принцип его работы следующий:
- Ролик прибора имеет специальные зацепы, с помощью которых он фиксируется в верхней части обсадной колонны. Ролик защищает от повреждения изоляции троса.
- Для обеспечения электрического контакта прибор с трубой соединяется шнуром с зажимом. В этом случае стальная труба выступает проводником. Трос не должен соприкасаться с гранью обсадной колонны.
- Прибор держат за ручку левой рукой и нажимают на рычаг тормоза. Электрод с утяжелителем опустится в воду.
- При касании электродом воды раздастся сигнал и загорится лампочка на крышке катушки.
- По разметке на тросе снимают показания прибора (точность составляет до 1,5 см).
- Электроконтактное устройство с термометром. Этот агрегат помимо измерения расстояния до уровня воды позволяет определять её температуру. В барабан этого уровнемера встроен жидкокристаллический дисплей, на котором отображается температура воды, измеренная скважинным термометром.
Внимание! В продаже есть универсальные тросовые приборы, которые подходят для гидротехнических сооружений с полипропиленовыми обсадными трубами. Они также относятся к электроконтактным агрегатам, но отличаются тросом с двойной жилой.
Ультразвуковой агрегат
Пример работы ультразвукового уровнемераУльтразвуковой уровнемер скважинный относится к самым дорогим приборам. Для использования измерительного устройства его понадобится подключить к компьютеру или специальному аналогу, идущему в комплекте. Такой агрегат можно использовать только после прохождения специального обучения. Кроме измерения расстояния до воды прибор обладает рядом дополнительных функций, например, он может находить дефекты в обсадной колонне и оценивать степень повреждения.
Важно знать: повышенная функциональность ультразвуковых агрегатов делает их незаменимыми при расконсервации гидротехнических сооружений. Кроме этого они используются при бурении артезианских промышленных скважин, поскольку позволяют выполнять мониторинг на значительной глубине.
Ультразвуковой уровнемер скважинный имеет существенное достоинство – прибор не нужно погружать в водозаборное сооружение. На устье скважины устанавливается датчик, который посылает ультразвуковой сигнал вниз и, получив назад отражённый от воды сигнал, передаёт информацию в расчётный модуль. Там проводится анализ полученных данных и формируется вывод с конкретными цифрами.
В продаже есть упрощённые версии таких приборов, которые способны только определять расстояние до воды. Однако они работают на стандартных настройках, что требует создания определённых условий, поэтому применение данных агрегатов несколько затруднено.
vodakanazer.ru