Скважинный уровнемер: назначение прибора и изготовление его своими руками

Цена вопроса и выгода использования датчиков уровня

Использование гидростатических датчиков для фиксации уровней в резервуарах с количеством уровней не более четырех сравнимо по стоимости с установкой кондуктометрических датчиков. При увеличении количества фиксируемых уровней выгода использования гидростатических датчиков возрастает.

При использовании гидростатических датчиков необходимо учитывать межповерочный интервал, который составляет от трех до пяти лет, что совпадает с регламентными работами по очистке резервуара.

При проектировании резервуаров с использованием гидростатических датчиков следует учитывать основную приведенную погрешность измерения, которая может составлять 1%, 0,5% или 0,25% ВПИ (верхний предел измерений). Эта характеристика может влиять на точность фиксации уровня.

В итоге, установка гидростатических датчиков для фиксации уровней в резервуарах возможна и выгодна, если число фиксируемых уровней больше четырех, и высота резервуара — выше 12м. Очень удачно совместное применение кондуктометрических и гидростатических датчиков, где последние выступают в роли индикатора наполнения резервуара.

Изготовление поплавкового датчика уровня в домашних условиях

Как сделать самодельный датчик уровня воды для использования в пластиковом накопителе? Для изготовления простого устройства потребуются рычаг, открывающий клапан, и поплавковый элемент. Все работы выполняются в следующем порядке:

В верхней части готового резервуара поплавковый элемент с рычагом подсоединяется к штоку, который используется для перемещения поршневого цилиндра.
Когда вода достигает максимального значения, поплавок воздействует на рычаг, который двигает поршень и обеспечивает закрытие клапана для прекращения доступа воды через нижнюю водонапорную трубу.
По мере того как объем воды будет использоваться, поплавок медленно опускается на дно, воздействуя на поршень. Далее происходит открытие клапана и заполнение резервуара жидкостью.

Читать также: Большой шпатель для выравнивания стен

Изготовить датчик уровня воды своими руками под силу любому начинающему мастеру. Устройство подойдет для установки в скважинах, колодцах, насосном оборудовании и водных резервуарах.

Для автоматизации многих производственных процессов необходимо контролировать уровень воды в резервуаре, измерение проводится при помощи специального датчика, подающего сигнал, когда технологическая среда достигнет определенного уровня. Без уровнемеров невозможно обойтись и в быту, яркий пример этому – запорная арматура бачка унитаза или автоматика для отключения насоса скважины. Давайте рассмотрим различные виды датчиков уровня, их конструкцию и принцип работы. Эта информация будет полезной при выборе устройства под определенную задачу или изготовлении датчика своими руками.

Конструкция и принцип действия

Конструктивное исполнение измерительных устройств данного типа определяется следующими параметрами:

Функциональностью, в зависимости от этого устройства принято делить на сигнализаторы и уровнемеры. Первые отслеживают конкретную точку заполнения резервуара (минимальную или максимальную), вторые осуществляют беспрерывный мониторинг уровня.
Принципом действия, в его основу может быть положены: гидростатика, электропроводность, магнетизм, оптика, акустика и т.д. Собственно, это основной параметр, определяющий сферу применения.
Методом измерения (контактный или бесконтактный).

Помимо этого, особенности конструкции определяет характер технологической среды. Одно дело – измерять высоту питьевой воды в баке, другое – проверять наполнение резервуаров для промышленных стоков. В последнем случае необходима соответствующая защита.

Как сделать пробивку ударным способом

Это самая недорогая технология, но довольно трудоемкая. Для работы вам потребуются такие приспособления:

тренога из металлопроката с крюком и блоком на вершине;
лебедка с тросом, снабженная ручкой;
забивной инструмент – стакан и желонка;
сварочный аппарат;
ручной бур.

Стакан для пробивки грунта

Перед тем как пробурить грунт на требуемую глубину, заготовьте обсадные трубы. Их диаметр должен быть таким, чтобы рабочий инструмент свободно проходил внутри, но с минимальным зазором, а длина соответствовать высоте треноги. Одно условие: ударная технология неприменима на скальных породах или в грунтах с каменными включениями. Для проходки таких горизонтов понадобится бур с твердосплавными напайками.

Самостоятельное бурение скважины на воду выполняется в таком порядке:

Из первой секции обсады изготовьте фильтр, просверлив в шахматном порядке отверстия Ø8—10 мм с шагом 7—8 см на участке трубы длиной в 1 метр. Сверху отверстия закройте нержавеющей сеткой, фиксируемой заклепками.
Сделайте лидерную лунку ручным буром на глубину 0,5—1 м

Здесь важно правильно выставить инструмент под углом 90° к поверхности, чтобы канал получился строго вертикальным.
Вставьте первую секцию обсадной трубы в лунку, откорректируйте вертикаль и заложите внутрь ударный инструмент.
Оставив помощника поддерживать обсаду, поднимайте и отпускайте стакан с помощью катушки. При наполнении вынимайте его и вычищайте породу

По мере удаления грунта труба станет занимать его место и постепенно погружаться в землю. Чтобы ускорить процесс, прикрепите к ней парочку тяжелых грузов.
Когда край первого участка опустится до поверхности земли, приварите к нему вторую секцию, строго контролируя вертикаль уровнем. Таким же образом продолжайте работы, пока не достигнете водного слоя.

Приварка следующей секции по уровню

Когда конец трубы опустится на 40—50 см ниже уровня грунтовых вод, пробивку канала прекращайте и переходите к «раскачиванию» источника. Для этого опустите до дна ПНД трубу, подключенную к поверхностному насосу, и залейте в шахту 2—3 ведра воды. Затем включите агрегат и дайте ему поработать в течение 2 часов, контролируя чистоту и напор воды. Последний шаг – обустройство скважины и подключение ее к водоснабжению дома, о чем сказано в другой инструкции. Подробнее процесс бурения смотрите на видео:

Что это такое?

Устройство, называемое абиссинской скважиной или абиссинским колодцем – это простой и недорогой источник, который обеспечит водой загородный домик или дачный огород. Конструкция эта хоть и небольшая по размерам, но подходит для зимнего использования.

Размещение скважины на воду этого типа должно соответствовать определенным нормативам. Для обустройства сооружения не потребуется комплект специализированной техники, достаточно простого оборудования.

Абиссинская скважина представляет собой металлическую или пластиковую трубу примерным объемом от 2 до 4 см. Труба устанавливается в водоносный слой, который может находиться на глубине от 10 до 15 метров. Нижняя часть трубы оборудуется фильтром. В верхней части трубы монтируется насос, который нужно подключить к электричеству.

Производительность абиссинской скважины связана с возможностями водоносного слоя. Особенности системы в том, что ее можно монтировать на дачных участках без постоянного проживания. Для монтажа не потребуется тяжелой техники. При обустройстве скважины не пострадает плодородный слой почвы.

Считается, что данный способ добычи ресурсов изобретен англичанами еще в XIX столетии. Популярности у абиссинского колодца с тех пор не убавилось. Способ востребован для обустройства водоснабжения на дачных участках.

Кроме того, вариантов обустройства абиссинских скважин появилось множество. Например, используется забивной способ или метод бурения. Выбор метода специалисты связывают с условиями на участке. В частности, с качествами имеющегося грунта.

Особенности почвы на конкретном участке должны быть знакомы огородникам. Если необходимых сведений нет, можно уточнить у соседей. Также есть научные способы изучения. Обычно абиссинские скважины бурят в местностях, где грунты из песка или щебенки.

Еще допускается наличие песчаных грунтов средней зернистости. Добыча воды через подобные грунтовые слои не будет трудна. Категорически не рекомендуется обустройство абиссинских скважин на каменистых или суглинистых грунтах.

В таких местах потребуется применение специального оборудования. Однако специалисты практически не используют в практике бурение без обсадной трубы. Варианты скважин с обсадной трубой обычно обустраиваются глубже. Для использования источника потребуется получение лицензии. Сравним характерные особенности глубин для скважин, применяемых в личных хозяйствах.

Текущие разработки

Как и для большинства типов средств технологического контроля, поставщики датчиков уровня ищут более эффективные пути использования электроэнергии и стремятся к снижению потребляемой мощности. В этом отношении некоторые технические решения обладают определенными преимуществами. Низкое потребление мощности, как правило, способствует сопряжению датчиков с беспроводными передающими устройствами и расширяет возможности применения в опасных зонах. Большинство датчиков обеспечивают периодическое переключение, но способность к быстрому срабатыванию при малом потреблении мощности остается серьезной проблемой. Например, датчики, использующие магнитострикционную технологию в этом смысле предпочтительнее, чем лопастные или тепловые. Разумеется, потребление электроэнергии — это лишь один из кусочков головоломки. Все остальные соображения в пользу того или иного решения при рассмотрении прикладной задачи остаются в силе.

Особенности конструкции и способы изготовления иглофильтра

Иглофильтр можно изготовить из различных материалов. Чаще всего используют стальную трубу диаметром 50-60 мм, оснащенную коническим заостренным наконечником. В случае применения трубы большего диаметра для обустройства скважины подачу воды на участок можно обеспечить с помощью пластиковой трубы, которую размещают внутри стальной.

Экономически целесообразно применить оцинкованную толстостенную трубу в виде отрезков длиной 1,5 -2 м. Для удобства монтажа устройства на обоих торцах трубы нарезают резьбу, что позволяет наращивать длину погружаемого устройства при глубоком залегании водоносного слоя.

На один из концов трубы навинчивают заострённый наконечник, изготовленный из болванки диаметром на 20-30 мм больше, чем диаметр трубы, что облегчит погружение всей трубы в грунт. Для надежности крепления наконечник приваривают к торцу трубы.

Заостренную коническую часть наконечника можно закалить и провести низкий отпуск для повышения ударной прочности. Верхнюю часть наконечника не следует закаливать, во избежание хрупкого разрушения в процессе забивания иглофильтра ударами штанги. Для получения хорошего эффекта термообработки наконечник следует изготовить из среднеуглеродистой хромистой стали.

Преимущества и недостатки

Преимущества ультразвуковых уровнемеров:

производство измерений без непосредственного контакта с жидкой средой, что позволяет работать с агрессивными жидкостями. К приборам не предъявляются повышенные требования к защищенности от негативных факторов внешней среды;
возможность измерения уровня без проникновения внутрь емкости, размещая датчик снаружи;
цена ниже другого типа бесконтактных сенсоров — радарных датчиков, вследствие более простой конструкции и менее дорогих комплектующих;
отражение ультразвука происходит от границы жидкости и газа, поэтому точность измерения не зависит от плотности жидкой среды, ее химических и физических свойств;
компактность;
мультисенсорность. Датчик служит для получения дополнительной информации о состоянии жидкости и емкости. Зависит от конкретной модели прибора.

Недостатки сенсоров уровня жидкости:

ошибочные данные из-за отражения ультразвуковых сигналов от конструктивных элементов емкости. Необходимо на стадии монтажа прибора не допускать нахождения элементов конструкции во фронтальной плоскости датчика. В узких баках ультразвуковые датчики не применяются;
показания прибора будут ошибочными при давлении газовой среды, большем или меньшем атмосферного. В вакууме прибор работать не будет. В подобных случаях необходимы сенсоры, использующие другие физические принципы;
зависимость точности измерений от температуры и состава газовой среды, ее влажности, загрязненности, запыленности;
искажения результатов измерений при образовании на поверхности жидкости пены либо турбулентных завихрений.

Порядок монтажа оголовка скважины

Край обсадной колонны должен быть ровно обрезан и обработан от заусенцев и неровностей.
Для внешней поверхности трубы нужно сделать тщательную зачистку, грунтовку и обработку антикоррозийной краской.
Нижний фланец надевается на трубу и по возможности приваривается к ней.
На обсадную колонну натягивается круглая резиновая прокладка.
Водяной насос опускается на металлическом тросе в трубу, а затем конец этого троса закрепляется на карабине, который имеется на внутренней стороне оголовка скважины.
Через ввод для кабеля продевается электропровод, подсоединяемый к водяному насосу, а через центральное отверстие – шланг для воды.
Поверх среза помещается сам оголовок и закрепляется с фланцем при помощи длинных болтов и гаек с шайбами.

Крепление фланца оголовка болтам и гайками с шайбами

Следует заметить, что нижний фланец в случае его закрепления на обсадную трубу с помощью сварки должен быть установлен с таким расчетом, чтобы при стягивании крепежных болтов происходило сжатие резинового кольца. Именно за счет него произойдет герметизация.

Как заменить неисправный датчик уровня воды

Поскольку ремонт прессостата стиральной машины возможен в очень редких случаях, данный элемент лучше сразу заменить, приобретя датчик нужного типа. При покупке датчика необходимо точно сообщить продавцу марку и модель своей стиральной машины, чтобы не купить датчик другого типа. Еще лучше будет приобрести реле с маркировкой, которая соответствует номеру, указанному на корпусе вашего датчика.

Одна из моделей датчика уровня воды

Установка нового датчика давления выполняется в следующем порядке:

трубка, которая была снята со старого датчика, надевается на то же самое место на новом датчике;
производится подсоединение электрических проводов к датчику;
прессостат стиральной машины крепится болтами на старое место;
верхняя крышка стиралки устанавливается на свое место и фиксируется болтами;
машинка подключается к электросети;
в машинку загружается белье;
выставляется необходимый режим стирки, после чего машинка включается в работу. В процессе первой стирки после проведенного ремонта рекомендуется контролировать работу прессостата. Если никаких замечаний по его работе нет, то ремонт считается проведенным удачно.

Классификация оборудования

Поплавковые датчики могут самостоятельно осуществлять контроль над уровнем жидкости или подавать сигнал в схему контроля. По этому принципу их можно разделить на две большие группы: механические и электрические.

Механические устройства

К механическим относятся самые разнообразные поплавковые клапаны уровня воды в баке. Принцип их действия состоит в том, что поплавок соединён с рычагом, при изменении уровня жидкости поплавок перемещает вверх или вниз этот рычаг, а он, в свою очередь, воздействует на клапан, который и перекрывает (открывает) подачу воды. Такие клапаны можно увидеть в сливных бачках унитазов. Их очень удобно использовать там, где нужно постоянно добавлять воду из центральной системы водоснабжения.

Механические датчики обладают рядом преимуществ:

простота конструкции;
компактность;
безопасность;
автономность — не требуют никаких источников электроэнергии;
надёжность;
дешевизна;
лёгкость установки и настройки.

Но у этих датчиков есть один существенный недостаток: они могут контролировать только один (верхний) уровень, который зависит от места монтажа, и регулировать его, если и можно, то в очень небольших пределах. В продаже такой клапан может называться «кран поплавковый для ёмкостей».

Электрические датчики

Электрический датчик уровня жидкости (поплавковый), отличается от механического тем, что сам он воду не перекрывает. Поплавок, перемещаясь при изменении количества жидкости, воздействует на электрические контакты, которые включены в схему управления. На основании этих сигналов автоматическая система контроля принимает решение о необходимости тех или иных действий. В простейшем случае такой датчик имеет поплавок. Этот поплавок воздействует на контакт, через который происходит включение насоса.

В качестве контактов чаще всего применяют герконы. Геркон — это стеклянная герметичная колба с контактами внутри. Переключение этих контактов происходит под действием магнитного поля. Герконы имеют миниатюрные размеры и легко размещаются внутри тонкой трубки из немагнитного материала (пластик, алюминий). По трубке под действием жидкости свободно перемещается поплавок с магнитом, при приближении которого контакты срабатывают. Вся эта система устанавливается вертикально в резервуар. Меняя положение геркона внутри трубки, можно регулировать момент срабатывания автоматики.

https://youtube.com/watch?v=HFM-k0jItxM

Если нужно следить за верхним уровнем в резервуаре, то датчик устанавливают вверху. Как только уровень опустится ниже установленного, контакт замкнётся, насос включится. Вода начнёт прибавляться, и когда уровень воды дойдёт до верхнего предела, поплавок вернётся в исходное состояние, и насос отключится. Однако на практике такую схему применять нельзя. Дело в том, что датчик срабатывает при малейшем изменении уровня, вслед за этим включается насос, уровень поднимается, и насос отключается. Если расход воды из ёмкости меньше, чем подача, возникает ситуация, когда насос постоянно включается и отключается, при этом он быстро перегревается и выходит из строя.

Поэтому датчики уровня воды для управления насосом работают иначе. В ёмкости располагают минимум два контакта. Один отвечает за верхний уровень, он отключает насос. Второй определяет положение нижнего уровня, при достижении которого насос включается. Таким образом, значительно сокращается число пусков, что обеспечивает надёжную работу всей системы. Если разница уровней небольшая, то удобно использовать трубку с двумя герконами внутри и один поплавок, который их коммутирует. При разнице больше метра применяют два отдельных датчика, установленных на требуемых высотах.

Несмотря на более сложную конструкцию и необходимость схемы управления, электрические поплавковые датчики позволяют полностью автоматизировать процесс управления уровнем жидкости.

Если через такие датчики подключить лампочки, то их можно использовать для визуального контроля количества жидкости в резервуаре.

Автоматизация с помощью датчиков уровня

У нас есть готовые решения по автоматизации и диспетчеризации водоканалов, а также по мониторингу и контролю КНС, за коллекторами предприятий и по контролю за сбросом не охлажденной воды от ТЭЦ. Системы автономные и имеют архив.

Мы предлагаем системы централизованного наблюдения и управления скважинами и работой насосных механизмов. Использование наших приборов и систем позволяет пользователю получать достоверные данные о дебете скважины, расходе, уровне, давлении и прочих параметров.

Мы поставляем защищенный КИП. В том числе датчики уровня жидкости со взрывозащитой и искробезопасные преобразователи и реле для самых разных отраслей промышленности. Например, наши приборы способны функционировать при температуре воздуха ниже – 35*С или на опасном нефте перерабатывающем участке производства.

Среди наших заказчиков почти все регионы России, например, города: Санкт‐Петербург, Москва, Новый Уренгой, Мурманск, Брянск, Нижний Новгород, Великий Новгород, Екатеринбург, Голицыно, Ханты‐Мансийск, Архангельск, Старый Оскол, Черкесск.

Каждый датчик уровня жидкости, представленный в нашем ассортименте, имеет надлежащую спецификацию и информацию о принципах действия и рекомендациях к применению, с которыми вы можете ознакомиться, прежде чем сделаете заказ. Это поможет вам определиться с выбором и познакомиться с возможностями каждого вида автоматики. Если вы затрудняетесь в выборе и хотите получить более широкую информацию по конкретным видам датчиков, преобразователей и реле уровня жидкости, наши квалифицированные специалисты предоставят вам необходимую консультацию.

«Полтраф СНГ» осуществляет поставки в Санкт-Петербурге, Москве, а также в другие регионы России и по странам СНГ.

Мониторинг уровня вод с использованием гидростатических датчиков уровня жидкости

Современную промышленность сложно представить без систем автоматизации и управления, значительную часть в которой занимают датчики, преобразователи и реле уровня жидкости. Они предназначены для установки в различных резервуарах для определения уровня жидких сред. Основное распространение этот вид датчиков получил в пищевой, химической и фармацевтической промышленности, а также при производстве промышленного и бытового оборудования (стиральных, посудомоечных машин, систем фильтрации и подачи воды и т. д.).

В зависимости от принципа действия датчики, преобразователи и реле уровня жидких сред классифицируют на два типа: контактные (поплавкового типа) и бесконтактные (электромагнитные, волоконно-оптические, емкостные, частотные, гидростатические и ультразвуковые).

Выбор датчиков уровня (уровнемеров)

В ассортименте продукции вы можете купить датчики, преобразователи и реле уровня воды для измерения как одного заданного уровня, так и для непрерывного отслеживания изменения уровня воды в резервуаре. Это дает возможность автоматизировать сложные технологические системы и значительно упрощать производственный процесс, или работу оборудования.

Точность проводимых измерений, а также надежность и стоимость автоматики, напрямую зависят от типа датчика, а также условий его эксплуатации. Так, например, емкостные измерители уровня жидкости применяются в особо сложных условиях, для чего они дополнительно оснащены системами защиты от короткого замыкания и переполюсовки при подключении питания.

Пьезоэлектрические датчики уровня жидкости допускают использование при измерении любых типов жидкостей, включая возможность образования пара или пены. Наиболее недорогими типами датчиков являются ультразвуковые или радарные датчики жидкости, которые также отличаются высокой надежностью и защищенным от внешнего воздействия корпусом. Однако точность измерений такого датчика может составлять около +/− 3 мм.

Для сравнения волоконно-оптические датчики уровня жидких сред, цена которых значительно выше, чем у емкостных, обеспечивают точность +/− 0,5 мм. Кроме того оптические датчики позволяют выполнять измерения как в чистой так и в мутной жидкости. Датчики, преобразователи и реле уровня жидкости могут также быть отечественного и импортного производства, что также определят их стоимость.

Как сделать скважинный уровнемер своими руками