Датчик протока: цель установки, разновидности по принципу действия, монтаж и настройка

В системах с насосным оборудованием часто используются различного рода приспособления с микропереключателями и сенсорами. Они помогают автоматически запускать и отключать технику без осуществления постоянного контроля за состоянием внутри водопровода или в резервуаре в целом. Рассмотрим одно из таких устройств – датчик протока. Ознакомимся с разновидностями реле, их принципом работы. Читайте до конца, и Вы узнаете об особенностях подключения и настройки классического образца.

Пример реле протока воды Источник prom.st

Актуальность установки устройства

Фактически все используемые в частном секторе насосы оборудованы системой охлаждения взаимодействующей с рабочей средой. Как правило, это вода из колодца или скважины, канализационные стоки либо содержимое затопленных участков, природных/искусственных водоемов. Во время отсутствия подобного рода «хладагентов» оборудование быстро перегревается, что приводит к снижению эффективности агрегата, его поломке.

В случае с насосами циркуляционного типа, которые работают в системах отопления, причиной выхода из строя может стать низкое давление в трубопроводе. Поверхностные агрегаты «страдают» от повреждений шланга подключенного ко входному патрубку. Также причинами бывают засоры, недопустимое содержание примесей, нарушения правил эксплуатации и монтажа оборудования.

Циркуляционный насос в системе автономного отопления Источник eco-kotly.ru

В целях предотвращения перегрева двигателя из-за отсутствия жидкой среды или низкого давления в обслуживаемой системе предпринимаются различные меры. Самое простое – установка маломощного насоса. Второе решение – осуществление постоянного личного контроля за ситуацией в целом. Третий вариант – подключение к сети специальных датчиков автоматического управления работой оборудования.

Визуальные индикаторы потока жидкости

Индикаторы потока жидкости простые и надежные приборы для определения наличия, отсутствия и направления потока. Так же, их применяют для определения прозрачности (чистоты) жидкости и газов.
Визуальные индикаторы MIDWEST SFI SFI-100, 300, 400, 700 применяются в тех процессах, где требуется индикация без измерения расхода. В зависимости от контактирующей среды изготавливают из бронзы или из нержавеющей стали. В зависимости от места установки можно выбрать с одним или с несколькими смотровыми окнами. Турбинный тип идеально подойдет для обзора в 360 градусов.

Индикаторы серии , SF-2, SFI-100T, SFI-800 дают возможность индикации не только на месте установки. Данные приборы имеют релейный выходной сигнал и импульсный выходной сигнал, пропорциональный скорости пoтoкa. Они успешно применяются в автоматизированных системах управления и применяются для воды, смазочных масел, горючего, агрессивных жидкостей, красок, газов.

Разновидности датчиков

Реле протока воды для насоса – компактное устройство. Оно настроено на измерение параметров потока. Прибор позволяет владельцу контролировать и поддерживать его на одном уровне без личного присутствия. Из недостатков пользователи выделяют только необходимость периодической замены или ремонта устройств из-за постепенного ослабления пружин в механизме. На торговых площадках датчики представлены в трех вариантах, которые между собой различаются по принципу действия. Рассмотрим детальнее каждый из них.

Лепестковый

Здесь рабочими элементами являются клапан (лепесток) и герконовый переключатель изолированный от прямого контакта с водой. Движущими деталями являются магниты, которые развернуты по отношению друг к другу одинаковыми полюсами. Это необходимо для создания отталкивающего эффекта, чтобы запускать или отключать оборудование.

Пример датчика протока воды со сменными лепестками Источник yandex.net

Принцип работы классического датчика потока воды выглядит следующим образом:

во время заполнения насосной камеры водой лепесток начинает вращаться вокруг своей оси;
движения клапана приводят к смещению магнита в сторону герконового переключателя;
внутри герметичной колбы геркона происходит сближение встроенных контактных пластин;
от замыкания импульс передается насосному оборудованию с целью его включения;
во время снижения уровня воды внутри камеры насоса замедляется вращение лепестка;
магнит удаляется от геркона;
отталкивающая сила между магнитными деталями ослабевает;
внутри колбы переключателя контакты размыкаются;
при отсутствии импульса от датчика насос автоматически выключается.

Существуют образцы, в которых возвратный магнит заменен пружинами. Но здесь мастера отмечают меньшую стабильность в работе. Это обосновано ложным срабатыванием датчика потока воды для насоса от скачков давления. Однако общим достоинством для реле лепесткового типа является своевременное отключение оборудования.

Прессконтроль

Подобного рода устройства применяются, как правило, для обслуживания насосных станций.

Пример прессконтроля для насоса Источник ebayimg.com

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на инженерных системах (отоплении, водоснабжении, канализации и прочих) и сопутствующих работах

Приборы устанавливаются на выходном патрубке поверхностного насоса с целью контроля давления воды. Предельные значения для срабатывания находятся в пределах от 1 до 2 Бар. Когда напор ниже ограничения, происходит размыкание контактов датчика, и насос отключается. Временной промежуток срабатывания составляет 5-10 секунд.

Основной недостаток использования такого датчика сводится к задержке отключения оборудования. В частности, гидроаккумулятор опустошается и следующий запуск насоса приведет к его «холостому ходу». Решением здесь является два подхода. Либо придется вручную выполнять заполнение емкости водой, либо устанавливать на систему дополнительные обратные клапаны. Правда, мастера последнее не считают лучшим вариантом.

Термореле

Технически это самое сложное устройство, что отражается в конечной стоимости. Здесь насос с датчиком протока воды зависит от правильной настройки сенсора на температуру содержимого в скважине (точнее, в камере погруженного агрегата).

Пример накладного терморегулятора для насоса Источник pkfst.ru

Нагревание контрольного элемента осуществляется за счет электричества. Степень подогрева на несколько градусов по Цельсию превышает показатели рабочей среды. Пока вода выступает в роли хладагента, то есть присутствует, насос работает. Как только поток прекращается, происходит размыкание контактов, а оборудование отключается.

Термореле считается оптимальным решением для защиты циркуляционного насоса, который подключается к системе отопления дома. Дополнительно пользователь от такого решения получает возможность сэкономить на счетах за электроэнергию. В соответствии с настройками датчики автоматически отключают оборудование при достижении в системе нужной степени нагревания теплоносителя. В разомкнутом состоянии контакты также находятся при холодном состоянии воды. Часть циркуляционных насосов предусмотрительно укомплектована подобными датчиками на заводе. Но это не относится к бюджетной категории.

Поплавковый переключатель

Здесь реле протока для насоса заменяет поплавок с подключенными к нему сенсорами.

Пример поплавкового переключателя Источник prom.st

Подобное устройство относится к датчикам контроля уровня воды в том или ином резервуаре. При этом управление оборудованием погружного типа на предмет запуска и отключения также выполняется автоматически.

Герметичный поплавок погружается вместе с насосом в емкость. Он находится за пределами оборудования с отступом от входного патрубка (выше) на 200-250 мм. Если этот промежуток становится меньше, происходит срабатывания подключенного датчика с последующим отключением качающего агрегата. Такое решение не позволяет работать с узкими каналами скважин, но оптимально для колодца или иного широкого резервуара. Еще один недостаток реле уровня воды заключается в необходимости правильной регулировки троса для подвешивания насоса.

Принцип действия

Датчик работает на явлении отражения ультразвуковой волны от границы жидкой и газовой сред. Прибор излучает звуковые колебания частотой более 20000 герц, принимает эхо и измеряет время прохождения сигнала. Расстояние до границы сред рассчитывается по формуле: R= tV/2, где t – время от начала излучения до приема эха, V — скорость звука. Необходимо делить на 2, потому что звуковые волны проходят двойную дистанцию между поверхностью жидкости и излучателем.

Скорость звука в воздухе — 331 м/сек. При изменении температуры этот показатель также меняется. Поэтому ультразвуковые сенсоры уровня имеют в конструкции термометр, показатели которого учитывается электронной схемой прибора при расчете значения уровня жидкости.

Критерии выбора реле

Для начала необходимо рассмотреть варианты, чтобы насос с датчиком протока были совместимы на предмет типа резьбы и диаметра узловых соединений. Если это прямое подключение, то мастера рекомендуют отказываться от различного рода переходников. В таких узлах повышается вероятность возникновения протечек из-за нескольких препятствий для потока воды под напором.

Размерный ряд датчиков протока воды Источник solar-dom.com

Также необходимо учитывать при выборе устройства для автоматического управления насосом такие технические характеристики, как:

допустимые пределы температуры и давления (в случае с циркуляционным оборудованием оно должно соответствовать его мощности) для эффективного использования реле;
показатели приемлемой глубины водного резервуара для погружаемых систем;
класс защиты и прочие рекомендации по условиям эксплуатации конкретных образцов.

Не менее важно то, из какого материала изготовлен тот или иной датчик движения воды в трубе, температуры или давления. По мнению специалистов оптимальными вариантами считаются нержавеющая сталь, латунь и сплавы с высоким содержанием алюминия. Такие устройства проявляют низкую чувствительность к так называемым гидравлическим ударам.

Типовая комплектация защитной системы

В состав стандартного контура входят:

Краны шарового типа с электроприводом, предназначенные для блокировки линий трубопровода при угрозе аварии. В комплектации таких востребованных систем, как Нептун или Аквасторож, используются шаровые элементы с клапаном, размер которого может составлять ½, ¾ и 1″. Аппараты, установленные после вводных вентилей, не только их перекрывают, но и сообщают об аварийной ситуации. Недостатком является необходимость их монтажа как на холодную, так и на горячую воду.
Контроллер — управляющий модуль, который перекрывает шаровые краны после получения и преобразования импульса датчика, а также сообщает владельцам о наличии протечек. На панели устройства отражаются сведения о состоянии измерителей и уровне заряда их аккумуляторов. Монтируется блок в любом доступном месте.
Автономные и энергозависимые датчики. Устанавливают их там, где существует риск утечки воды.

Элементы, входящие в структуру системы защиты от протечки воды.

Несколько слов про монтаж и настройку реле

В насосном оборудовании нередко отсутствуют различного рода датчики, в частности, реле протока воды. Поэтому установкой присобления приходится заниматься отдельно. Монтаж выполняется на горизонтальных участках водопроводной системы с целью расположения клапана в вертикальном положении.

Пример параллельного подключения двух датчиков давления и «сухого хода»

Как подобрать нужный

При выборе ультразвукового измерителя уровня необходимо учитывать:

свойства жидкости;
материал, из которого изготовлен резервуар, его влияние на точность измерений;
используемую схему обработки измерительной информации;
оснащение сенсора дисплеем для отображения данных и изменения настроек;
наличие сертификатов;
влияние перепадов температуры и иных внешних факторов на точность измерения;
материал, из которого устройство выполнено.

Вещества

Большое преимущество ультразвуковых датчиков уровня – точность измерения не зависит от физико-химических свойств жидкости: плотности, химической активности, электропроводимости и др. Прибор будет работать с водой, с молоком, с серной кислотой, нефтью. Однако в некоторых случаях они не применяются:

для контроля уровня кипящих жидкостей. Образующиеся при кипении воздушные пузыри имеют отличные от жидкости параметры отражения акустических волн – результаты измерений искажается;
при образовании на поверхности жидкости пены, которая рассеивает и поглощает ультразвуковой сигнал;
при контроле жидкостей, требующих постоянного перемешивания. Образующиеся при этом кавитация и вихреобразные воронки искажают отраженный сигнал, и точность измерений снижается.

Материал резервуара

Материал резервуара, внутри которого установлен акустический датчик, не влияет на точность измерений прибора. Наиболее сильный отраженный сигнал приходит от границы сред, а вторичное эхо от стен емкости слабое и откалиброванным прибором не улавливается.

Когда в силу технологических факторов, соблюдения мер безопасности и т. д., датчик внутрь емкости установить нельзя, для измерения уровня жидкости используется метод многократного отражения звуковых колебаний от внутренних стенок. Метод подразумевает установку сенсора снаружи. Измерения возможны, если резервуар изготовлен из металла, стекловолокна, стекла, пластика. Эти материалы хорошо отражают ультразвук, поэтому измерение уровня будет точным.

Особенности применения

Использование ультразвуковых измерителей имеет ряд особенностей. Например, для устранения ошибок измерений необходимо следовать алгоритму:

проводить и калибровку прибора при изменении состава газовой среды для установления фактической скорости звука;
проводить калибровку при каждом существенном изменении температуры, записывая значения скорости;
в дальнейшей работе прибора при перепадах температуры калибровку не проводить, а пользоваться ранее записанными показателями скорости.

Процесс настройки сенсора достаточно трудоемок. Возможна ситуация, когда изменения газовой среды в резервуаре не связаны с изменением температуры. В данном случае придется повторно проводить калибровку прибора.

Источник

Как изготовить своими руками

Для создания простейшего измерителя уровня понадобится ультразвуковой модуль HC-SR04 и микроконтроллер 8051. Устройство позволяет контролировать уровень жидкости в резервуаре глубиной до 2 метров. Для работы устройства нужно изолировать НС-SR04 от попадания влаги.

HC-SR04 устанавливается в верхней части резервуара, излучателем в сторону жидкости. Ультразвуковые колебания, излучаемые модулем, отражаются от поверхности воды. Приемник принимает эхо-сигнал, высчитывает задержку времени и передает сформированный сигнал о результатах измерений микроконтроллеру.

Микроконтроллер считывает сигнал и вычисляет расстояние.

При введении необходимой программы микроконтроллер будет включать насос, когда уровень воды опустится до минимального заданного значения, и выключать его при достижении максимального уровня.

Уход

Во избежание заиливания трубы слива, нужно периодически производить профилактику. Если к аквариуму подведены две трубы — для долива и для слива, для прочистки трубы слива достаточно соеденить их между собой и включить воду. Также можно сделать несколько сильных «качков» в сливную трубу автомобильным насосом. Если слив канализации имеет достаточный диаметр, достаточно делать это раз в год.

Сетку или губку, закрывающую отверстие слива, нужно еженедельно осматривать, и при необходимости очищать и промывать.

Реализуемая продукция

Для удобства монтажа датчика и дальнейшего его регулирования НПП «Прома» предлагает выбрать следующие типы установок:

механический датчик представляет собой мембрану с контактами, которые реагируют на изменение давления и приводят в действие насос;
электронный датчик давления воды не только запускает систему подачи водоснабжения, но и регулирует напор автоматически.

Достоинством механических преобразователей выступает их цена и простота монтажа, подкручиванием пружин выставляется максимальный и минимальный порог рабочего давления. Электронные приборы сокращают количество стартовых запусков оборудования, продлевая его срок эксплуатации, сдерживают возникновение гидроударов.

Представленные товары подходят под бытовые насосы: