Особливості поплавкового датчика рівня рідини

І на виробництві, і в побуті використовуються різноманітні резервуари для рідини. Для контролю їх рівня наповнення використовуються різні за типом датчики, з яких найпростіші і поширені – це поплавкові датчики рівня рідини. Як вони влаштовані, які бувають їх різновиди та де їх можливо використовувати? У чому їх перевага перед датчиками інших типів?

Конструкція і принцип дії

Конструктивно датчик рівня поплавкового типу складається з трьох елементів:

• поплавка;
• системи передачі інформації;
• робочого органу або індикатора.

Поплавок є герметичною пластиковий резервуар, заповнений повітрям. Його щільність набагато нижче, ніж щільність води або іншої рідини. Тому він завжди залишається на поверхні рідкого середовища і є первинним елементом, що визначає її рівень.

В ролі системи передачі інформації може виступати як механічна, так і електрична або магнітна система. Вона передає дані про ступінь наповнення резервуара в блок управління або управляє механічною системою його наповнення.

Більшість поплавцевих датчиків рівня рідини передають інформацію тим або іншим чином на індикатор або в блок управління. Перші і найпростіші датчики через механічну систему тяг і важелів безпосередньо відкривали або закривали надходження рідини в резервуар.

механічна різновид

Історично склалося так, що такий різновид з'явилася найпершою. Її конструкція максимально проста:

• поплавок знаходиться на поверхні рідини;
• механічне поєднання поплавка з клапаном або індикатором;
• індикатор або капає.

При зміні рівня рідини поплавок піднімається або опускається, механічне поєднання переміщує покажчик індикатора поза резервуара або впливає на клапан, відкриваючи або закриваючи надходження рідини. У побуті такий датчик можна зустріти в звичайному зливному бачку унітаза. При натисканні кнопки зливу рівень в бачку падає, поплавок опускається, а важіль відкриває голчастий клапан. Вода надходить в бачок до тих пір, поки поплавок не підніметься і не закриє за допомогою важеля голчастий клапан. Подібні пристрої можуть застосовуватися і в інших резервуарах, де натиск при подачі рідини порівняно невеликий.

електричний тип

Такий тип є найбільш точним і застосовується в тих випадках, коли необхідно з максимальною точністю виміряти рівень рідини. Принцип роботи полягає в наступному: поплавець переміщається вгору або вниз в спеціальній шахті в міру збільшення або зменшення рівня рідини, переміщення поплавка викликає зміна положення спеціального струмопровідного повзунка по обмоткам реостата, на індикатор виводиться «відредаговане» опір в реостате.

Такий тип має свої переваги і недоліки, які і визначають сферу його застосування. Найчастіше електричний тип зустрічається в поплавцевих системах виміру рівня палива в автомобільних баках. Зміна опору в реостате передається на стрілочний індикатор на приладовій панелі.

Особливості магнітної конструкції

Відмітна риса магнітних поплавцевих датчиків – це наявність герконовий контактів і постійного магніту, вбудованого в поплавок. При його переміщенні магнітне поле замикає або розмикає контакти в герметичній оболонці, які передають сигнал на індикатор або в блок управління.

Існують різні модифікації цього типу датчиків, розрахованих на різну середу і точність показань (крок розміщення герконів). Найчастіше герконові датчики поплавкового типу застосовуються в промислових резервуарах, де потрібна надійність і довговічність роботи вимірювальної системи.

Огляд переваг і недоліків

Переваги механічного підвиду поплавкового датчика полягають в простоті його конструкції і енергонезалежності при функціонуванні. Передача інформації на індикатор або вплив на відкриває і закриває клапан проводиться за рахунок сили Архімеда, що діє на поплавок при збільшенні або зменшенні рівня води в резервуарі. Недоліки такі: мала точність показань і порівняно малий термін служби через вплив середовища на механічну частину.

Електричний тип відрізняється більшою точністю показань, але і його термін служби має обмеження: при русі повзунка по обмоткам реостата відбувається знос контакту. Через певний час щільність притиснення контактної пари стає недостатньою, і показання вимірювального елемента стають неправильними.

Основна перевага магнітних поплавцевих датчиків – це їх надійність і довговічність. Їх використовують для вимірювання рівня агресивних рідин. Недолік тільки один – дискретність показань: Датчик спрацьовує через певний проміжок збільшення або зменшення рівня води.