Сигналізатори рівня рідини. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Будинок, присадибне господарство, хобі

 Коментарі до статті

Сигналізатори рівня є найпоширенішими пристроями автоматики. Принцип дії цих пристроїв дуже різноманітний і визначається як фізичними властивостями середовища, і поставленими завданнями. При сигналізації рівня сипких сухих речовин застосовують ультразвукові радари, вимірювачі маси ємності з продуктом, системи, засновані на вимірі згасання ультразвукової хвилі, що розповсюджується по стінці ємності від випромінювача, розташованого на рівні сигналізації до приймача, розташованого по горизонталі на деякій відстані. Бувають навіть радіоізотопні прилади, що просвічують стінку ємності, на протилежному боці якої знаходиться лічильник Гейгера.

Для сигналізації рівня рідин існує набагато більше приладів. Якщо рідина не електропровідна, то, крім вище зазначених, використовуються ємнісні датчики - коли в резервуар на рівень сигналізації врізається пара розташованих поруч електродів, ізольованих фторопластовой плівкою. Коли рідина покриває електроди, через її діелектричну проникність збільшується електрична ємність, зміна якої вимірює електрична схема датчика. Найчастіше застосовують поплавкові та вібраційні сигналізатори.

У поплавкових датчиків, конструкцій яких дуже багато, при спливанні поплавця спрацьовує геркон або безконтактний елемент. Основу вібраційного сигналізатора становить LC v генератор низької частоти. У полі індуктивності знаходиться механічний резонатор у вигляді камертону. При торканні рідини до пелюсток резонатора сильно збільшується згасання механічних коливань та відбувається зрив генерації. Схема сигналізатора видає зовнішній сигнал досягнення необхідного рівня.

Сигналізацію рівня електропровідних рідин, крім вищезгаданих способів, найчастіше здійснюють за допомогою контрольних електродів. Принцип дії полягає у вимірі електричного опору між контрольним електродом та загальним проводом. Для виключення ефекту поляризації електродів, при якому електрод покривається плівкою продуктів електролізу, що погано проводить електричний струм, ведуть контроль виключно на змінному струмі. Найчастіше в такий спосіб вимірюють рівень води. Зазвичай напруга на контрольних електродах становить близько 6, а електронна схема спрацьовує при опорі в ланцюгу контрольного електрода нижче 3 кОм.

Схема сигналізатора має симетричний вхід для обох напівхвиль контрольної напруги. Напруга, виділена на вимірювальному резистори, випрямляється і надходить на вхід порогового елемента, на виході якого підключається реле або безконтактний елемент.

Так як у побуті найчастіше доводиться сигналізувати рівень води, а схеми з використанням контрольних електродів найбільш прості та доступні для самостійного повторення – у даному розділі будуть розглянуті лише такі системи. Автор розробив кілька десятків подібних схем, в основному для застосування на промислових підприємствах, але багато конструкцій чудово підходять для сигналізації рівня в накопичувальних баках, свердловинах, басейнах, дренажних приямках і т.д.

У цьому розділі для спрощення розглянуті тільки двоканальні сигналізатори різної складності і на різній елементній базі, але кількість каналів можна зробити будь-яким. Наприклад, промисловість випускає триканальні сигналізатори, а домашньому господарстві можуть знадобитися прилади п'ятиканальні і більше. Схема будь-якого сигналізатора обов'язково видає на контрольний електрод змінний струм, який потім подається на граничний елемент, що має гістерезисну характеристику. На виході граничного пристрою підключається електромагнітне реле або безконтактні елементи. Через різноманітність елементної бази, таких схем може бути безліч, але для спрощення, нижче будуть розглянуті тільки схеми з релейним виходом.

Рис. 1

Найпростіший сигналізатор можна побудувати на електромагнітному реле (рис. 1). У схемі використовуються тільки реле постійного струму, тому що у реле змінного струму практично немає гістерези і спрацьовування сигналізатора в момент торкання електрода поверхні води супроводжуватиметься великим брязкотом. Недолік схеми – обов'язкове використання малопотужних реле та низька чутливість.

Рис. 2

p align="justify"> Значно кращі характеристики має схема на транзисторах (рис. 2). Для виключення брязкоту реле в момент торкання електродом поверхні води - через недостатні порогові властивості схеми, в ланцюгу бази транзисторів встановлені електролітичні конденсатори. Як пороговий елемент можна використовувати тригер Шмітта, як це робиться в промислових приладах, але це значно ускладнює схему.

Рис. 3

Рис. 4

Непоганими пороговими властивостями володіють тиристори та сімістори. Схема на тиристорах проста та надійна (рис. 3), але є проблеми з напругою на вихідних реле. Простіша і надійніша схема (рис. 4) виходить з використанням імпортних симісторів серії BT134...BT138. У схемі можна використовувати будь-які реле або інші навантаження, наприклад сигнальні лампи або дзвінок.

Рис. 5

Якщо застосовуються реле чи інші елементи на напругу ~220B, то найкраще підходить схема малюнку 5. Порогові елементи найкраще будувати на мікросхемах. Можна використовувати мікросхему К561ТЛ2 - тригер Шмітта, але через її дефіцитність, схеми з її використанням тут не розглядаються.

Рис. 6

Рис. 7

Непоганими пороговими властивостями мають практично всі логічні елементи, але для спрощення розглядатимемо лише К561ПУ4 (рис. 6). Іноді потрібні сигналізатори, у яких вихідні реле за відсутності води спрацьовані та відпускають при дотику до електрода поверхні води. Така схема зручна для дистанційного контролю справності сигналізатора - достатньо вимкнути живлення та н.з. контакти реле замкнуться (рис. 7).

Рис. 8

Рис. 9

Якщо в наявності немає відповідного трансформатора з двома вихідними обмотками – можна використовувати схему з однією вторинною обмоткою (рис. 8). Залежно від напруги цієї обмотки вибирають вихідні реле. Схема має непогані характеристики та інверсну характеристику стану вихідних реле. Якщо потрібно контролювати рівень води в ємності, де над поверхнею завжди присутні бризки та хвилі – найкраще застосувати схему з демпфуванням сигналу рівня. Схема повинна спрацьовувати лише після стійкої появи сигналу з електродів і не відключати вихідний сигнал при короткочасному зникненні рівня. Дуже хороші параметри має схема на чотиривірному компараторі. У схемі використовується трансформатор із однією вторинною обмоткою. Якщо у схемі необхідно використовувати потужні вихідні реле, то будуть потрібні додаткові підсилювачі на транзисторах.

Рис. 10 (натисніть , щоб збільшити)

Промисловість випускає безліч сигналізаторів рівня, але не всі їх схеми можна назвати вдалими. Автору багато разів доводилося доводити "до розуму" серійні вироби (рис. 10). Т.к. схеми промислових приладів часто необґрунтовано ускладнені та малодоступні, надалі вони не розглядатимуться. Тут розглянуті лише найпростіші схеми сигналізаторів, що мають непогані характеристики. На їх основі можна створити велику кількість інших схем, які автор тут не публікує і пропонує це зробити самим читачам.

Автор: Кравцов В., kravitnik.narod.ru

Дивіться інші статті розділу Будинок, присадибне господарство, хобі.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву До розшифрування людського геному 20.02.2000 Наприкінці минулого року біологи, які працюють у різних країнах світу над прочитанням всього "тексту" спадкової інформації людини, відзначили дві важливі події. Сімнадцятого листопада було прочитано перший мільярд "літер" - нуклеотидів, якими записується спадкова інформація. Мільярдною виявилася літера G, тобто гуанін. На досягнення цієї віхи пішло десять років посиленої роботи у різних країнах світу, зокрема й у Росії. Залишилося ще два мільярди, але, оскільки темпи досліджень все збільшуються, весь геном людини буде прочитаний через два-три роки. На початку грудня завершено повне розшифрування 22-ї хромосоми людини, в ній близько 800 генів та 33,5 мільйона нуклеотидів. Залишилося прочитати ще 23 хромосоми.

Інші цікаві новини:

▪ Знайдено молекулярний шлях для критичних випадків COVID-19

▪ Вуглецево-нейтральна Apple

▪ Продукти, які можна їсти перед сном

▪ Високочутливий датчик зображення 20 Мп від Toshiba

▪ Навушники у вигляді губної помади

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Поради радіоаматорам. Добірка статей

▪ стаття Піти ліворуч. Крилатий вислів

▪ стаття Хто вигадав компас? Детальна відповідь

▪ стаття Робота на верстаті для бігівки обкладинок та наклейці стрічок на обкладинку. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Годинник з термометром та барометром. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Три досліди з монетами. Фізичний експеримент

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024