Датчик уровня воды в скважине своими руками
Teplotehnika33.ru

Отопление и водоснабжение

Датчик уровня воды в скважине своими руками

Датчик уровня воды в скважине

Датчик уровня воды в скважине незаменим для защиты скважинного насоса, контроля динамического уровня воды, отслеживания уровня и температуры подземных вод. Датчик уровня воды в скважине выполняет роль сигнализатора или уровнемера.

Пользователи подземных грунтовых вод в процессе эксплуатации артезианских скважин сталкиваются с однотипными проблемами:

  • Выход из строя глубинных насосов по причине падения уровня воды («сухой ход»);
  • Перерасход электроэнергии по причине отсутствия информации о динамическом уровне воды в скважине, и как следствие выбора насоса завышенной мощности;
  • Дополнительные финансовые расходы на ведение записей об уровне воды в скважине для экологического надзора.

Информация об уровне и температуре подземных вод необходима для оперативного наблюдения, чтобы избежать негативных последствий:

  • Провалов грунта;
  • Затопления шахт, выработок, инженерных сооружений;
  • Перерасхода природных подземных запасов питьевой и технической воды;
  • Катастроф, связанных с экологией.

В скважине датчики уровня решают задачи:

  • Защита насосов от «сухого хода»;
  • Контроль динамического уровня воды в скважине;
  • Отслеживание уровня воды в скважине;
  • Отслеживание температуры воды в скважине.

Защита глубинных насосов от «сухого хода»

Для этих целей применяются кондуктивные датчики уровня или погружные гидростатические уровнемеры совместно со вторичными приборами.

Применение кондуктивных датчиков уровня для защиты глубинных насосов от «сухого хода» подробно описано в статье Удаленное управление скважинным насосом.

В основе решения кондуктивные системы Nivocont.

Гидростатические уровнемеры выбираются в зависимости от глубины скважины, диаметра обсадной трубы и типа применяемого глубинного насоса. Для подбора конкретной модели воспользуйтесь таблицей подбора погружных гидростатических датчиков уровня для скважин.

Для преобразования токового сигнала уровнемера в релейный (для управления пускателем насоса) применяют токовое реле Unicont PKK или любой индикатор-преобразователь, например KN2000W.

Контроль динамического уровня воды в скважине. Отслеживание уровня воды в скважине

Для контроля уровня применяются гидростатические датчики уровня погружного типа и вторичные приборы. Выбор вторичных приборов зависит от задач, стоящих перед пользователем:

Визуальное наблюдение
за значением уровня

Визуальное наблюдение
и сигнализация
о критических уровнях

Хранение данных
и/или передача
их в АСУ

Удаленная
передача данных

Отслеживание температуры воды в скважине с помощью датчика уровня

Для применений, когда помимо слежения за уровнем воды, требуется наблюдение за ее температурой, применяются скважинные погружные уровнемеры со встроенными датчиками температуры.

В рамках одной статьи невозможно описать варианты датчиков уровня воды в скважинах и вторичные приборы, применяемые совместно с ними.

Если вы не нашли здесь ответ на свой вопрос или у вас есть проблемы, связанные с измерением уровня воды в скважинах, обращайтесь к нашим специалистам:

Техотдел компании РусАвтоматизация
Дата публикации статьи: 2015-02-05

Хотите сохранить
эту статью? Скачайте
её в формате PDF
Остались вопросы?
Обсудите эту статью
на нашей странице В Контакте
Хочешь читать статьи
первым, подписывайся на
наш канал в Яндекс.Дзен

Рекомендуем прочитать также:

Система автоматизации и телеметрии водозаборных скважин.

Датчики динамического уровня воды в скважине.

Применение датчиков уровня воды в колодцах.

Занятие на субботний вечер: датчик уровня воды в колодце

Задача состоит в следующем: необходимо включать насос в колодце, когда в накопительной ёмкости (например, бочке) вода опускается ниже определённого уровня, и выключать насос, когда вода наберётся.
Накопительные ёмкости бывают разные по объёму. Колодцы тоже разные бывают. Можно ненароком осушить колодец, если вовремя не выключить насос. Да и самому насосу работать без воды тоже не привычно.
Поэтому нужно ещё уметь выключить временно насос в колодце, если уровень понизился и разрешать ему включаться, если уровень в норме.

В Сети есть много электронных схем, следящих за верхним и нижним уровнями воды. От простых (пару транзисторов) до микропроцессорных. Мы их рассматривать не будем. В качестве датчика уровня воды очень часто используют принцип электропроводности воды. Т.е. это, как правило, электроды, имеющие непосредственный контакт с водой. Минус их в том, что они имеют тенденцию окисляться, терять контакт с проводами и другие прелести нахождения «железки под потенциалом» в воде.

В данной статье рассмотрена реализация бесконтактного датчика из подручных материалов.
После того как мой насос в очередной раз не включился, я решил сделать в качестве датчика что-то более оригинальное, нежели три железяки в воде.

Для изготовления одного такого датчика понадобятся:
— Труба полипропиленовая для воды с внутренним диаметром 25мм. Труба из металлопласта не желательна, т.к. её можно ненароком довольно легко деформировать, но если аккуратно, то можно и её.
— Пара датчиков на открытие двери (из них извлекаем два геркона и магнит)

— Пробковая пробка от бутылки (винная или другая подходящая). Содержимое бутылки не так важно, главное чтобы оно не помешало дальнейшей работе.
— Провод нужной длинны, термоусадочная трубка, пара нейлоновых стяжек, верёвочка и изолента.

В общем, ничего дефицитного, всё нашлось в сарае.

Первое, что нужно сделать, это в торце пробки просверлить (проковырять) отверстие, чтобы вставить внутрь магнит.
После того как магнит вставлен, нужно проверить, что пробка свободно пролетает внутри трубы. Скорее всего, этого не так. Поэтому методом трения пробки об напильник или наждачку уменьшаем диаметр пробки.
Должно получиться что-то типа такого:

Для лучшего скольжения внутри трубы пробку можно покрыть лаком (например, яхтным) методом окунания.
Т.к. лак добавит некоторую толщину к пробке, нужно подгонять диаметр пробки с запасом. У меня диаметр пробки вместе с лаковым покрытием меньше внутреннего диаметра трубы примерно на 3 мм.

Далее добытые герконы припаиваем к проводам, помещаем в термоусадку и обсаживаем её. Расстояние между герконами соответствует разнице между нижним уровнем воды в колодце (когда нужно аварийно отключить насос) и верхним уровнем, когда его разрешается снова включить.

Читать еще:  Как раскачать скважину на глине

Чтобы вода не проникла внутрь, верхний край термоусадки должен зайти на провод и прочно обхватить его. Поэтому провод лучше использовать круглого сечения.

Термоусадка должна идти от подходящего к датчику провода поверх обоих герконов и заканчиваться примерно через 5 см после нижнего геркона.
Нижний край термоусадки делаем больше примерно на 5см, чем нужно и после усадки загибаем хвостик вверх, фиксируя в таком положении, например, ещё одним кусочком термоусадки.

Собираем. Герконы в термоусадке прикрепляются вдоль трубки любым удобным методом (нейлоновые стяжки или изолента). В случае применения стяжек нужно учесть, что в холодной воде они могут сжаться и либо сами лопнут, либо что-то повредят. Поэтому не стоит их сильно затягивать.

Далее в трубу помещаем нашу пробку с магнитом. Чтобы она не вывалилась снизу, делаем элементарный ограничитель: два отверстия в трубе, на против друг друга со вставленной нейлоновой стяжкой.

Сверху точно такой же ограничитель, чтобы пробка не всплыла из трубы. Ограничители нужно ставить с таким расчётом, чтобы упёршись в них, пробка оказалась напротив геркона.
Примерно так:

Собранную конструкцию нужно привязать к верёвочке и можно пользоваться.
Получается вот так:

Перед опусканием в колодец подключаем всё к устройству управления насосом и проверяем работоспособность методом перевёртывания трубы.
Пробка должна перемещаться свободно и при достижении герконов отключать/включать насос.

Опускаем трубу в колодец до конца (нижний геркон чуть ниже уровня насоса). Включаем насос и пытаемся высосать колодец. Как только насос начинает хватать воздух, поднимаем трубку до момента, когда пробка опустится до нижнего геркона и отключит насос.

Приподнимаем немного выше, чтобы насос отключался чуть ранее, чем закончится вода и так фиксируем. Соответственно, когда воды в колодце наберётся достаточно, пробка включит верхний геркон, который разрешает насосу вновь работать.

Аналогичное устройство установлено и на накопительной ёмкости. Оно включает насос, когда вода в ёмкости заканчивается и отключает, когда вода наберётся.

Правда это устройство имеет некоторые технологические особенности:
— Устройство находится не внутри ёмкости, а снаружи и работает по методу сообщающихся сосудов.
— Верхний ограничитель при этом можно не ставить, достаточно чтобы труба была чуть выше верхнего края ёмкости
— В качестве нижнего ограничителя не удастся использовать две дырочки и стяжку (водичка вытечет). Поэтому нижним ограничителем является изгиб трубы.

К сожалению, реальную конструкцию, установленную на накопителе, сфотографировать не удалось. Поэтому схематично покажу:

Данная конструкция радует своей работой второй год без нареканий.

Набор для сборки датчика уровня

  • Цена: US$ 3.56
  • Перейти в магазин

Всем привет. Сегодня речь пойдет об очень простом наборе для самостоятельной сборки прибора, для контроля уровень воды. Данный набор может с успехом распаять школьник 5-7 класса за один вечер. Можно конечно сделать и полностью самостоятельно, включая плату, но я решил сэкономить время, поэтому был заказан набор.

Набор был приобретен с целью хоть как то автоматизировать набор воды в бочку на даче. При чем это не совсем бочка, а скорее труба, уходящая вниз на 2.5-3 метра, поэтому запасы воды там приличные (для простоты пусть будет бочка). Задумка была простая, пока нет регулярного водоснабжения электроклапан открывается и набирает в бочку воды по заданный уровень. Расход воды ведрами по необходимости и автоматический долив в бочку. Для того что бы клапан часто не срабатывал от колебаний воды, задумано несколько уровней. Нижний при котором включается клапан и верхний при котором выключается. Т.е. есть определенная мертвая зона при которой расход воды есть, а подача воды в бочку пока отсутствует. Кстати, эта мертвая зона и есть фактически такое понятие, как гистерезис.
В прошлом году эту функцию выполняло такое пардон устройство, как поплавковый механизм из бачка унитаза. Работало исправно, изредка засорялось, поскольку вода поступает по трубам прямиком из реки. Но в итоге зиму не пережило, поскольку было выполнено из пластмассы и развалилось от мороза.
Данный набор был призван заменить вышедший из строя механизм.

По мере хранения собранной платы и ожидании дачного сезона, была произведена попытка применить собранную плату на производстве, вот на такой установке.

Это просто большая кастрюля с нагревателем типа ТЭНов мощностью 27 КВт. Продукцию достают из холодильника целыми поддонами и закладывают в кострюлю. Надо все это нагреть до 90 С. Представляете сколько электроэнергии тратится ежесуточно?!


Продукция между прочим представляет из себя свиные желудки и кудрявку (часть кишков).
Насколько я знаю желудки чем то набивают и употребляют в пищу, с кишками примерно то же самое — в том числе и колбасы с сосисками.

Это дело варится и повторно замораживается. Далее отправляется в Китай. Вот так вот, круговорот товара в природе. Мы им натуральные субпродукты, а в ответ электронику.

Назрел вопрос перевести нагрев кастрюли на пар. Так экономнее и мощность выше. Производительность вырастает в разы. Вот тут и потребовался датчик уровня, что бы никого паром не обварило и пар подавался только тогда, когда в емкости присутствует хотя бы минимальное количество воды.

Однако я вовремя спохватился и отказался от окончательной установки, хотя испытания показали работоспособность платы. Применять на производстве самоделки противопоказано. Поэтому нашли менее оперативно нужный прибор, который выполняет те же функции, но имеет еще и сертификат. Принцип работы заводского прибора практически соответствует набору с интернет магазина и в конкретном случае выполняет те же функции.
Этот прибор отечественного производства Овен САУ-М7.

Читать еще:  Почему не отключается насос в скважине?

В небольшом пакетике «кучка» деталей, плата и провода.

По номиналам я не сортировал, просто разложил для наглядности.

Схема не простая, а очень простая. Используется 4 элемента 2И-НЕ, при чем два из них выполняют функцию триггера. Он нужен для формирования петли гистерезиса.
Контакты 1 и 2 разъема J3 дают сигнал о нижнем уровне и включают реле. Контакты J4 1 и 2 — верхний уровень и аварийный, при срабатывании любого из них реле выключается. Срабатывание реле дублируется зажиганием светодиода. Схема уверенно срабатывает на водопроводную воду и так же уверенно на воду после водоподготовки, в которой солей меньше.
Я собирал плату практически не глядя в схему, разве что номинал резисторов посмотрел.
Перепутать выводы маловероятно и даже установить такие детали, как разъемы или транзисторы неправильно помешает нанесенная шелкография.
Единственный минус при монтаже — я перепутал местами светодиоды. Но это так, мелочи, на работоспособность не влияют.

В качестве датчиков были применены самодельные датчики уровня кондуктометрического типа. Примерно вот так они выглядят в сборе:

На плате со стороны установки деталей нанесена шелкография, вполне качественная.

Процесс распайки деталей вам не будет интересен, поскольку я не являюсь сборщиком и не владею особенностями тех процесса по сборке плат. Что в руку попалось с краю, то и запаивал.
Печатная плата со стороны пайки покрыта защитной маской. Металлизации нет. Плата односторонняя.


Использовал припой типа ПОС 61 с канифолью. Насвинячил немного.

Провода питания зафиксировал герметиком, что бы не обломались на выходе из отверстий. Провода, что шли в комплекте, мне показались слишком короткими.

Плату помыл растворителем со спиртом и покрыл слоем Plastik 70. Сразу заметил разницу между моими прежними платами и этой. Поверхность блестит и контакты покрыты слоем пленки.
Выявился некоторое неудобство, которое на самом деле является плюсом. Хотел снять видео о работе платы с использованием мультиметра, а получил проблему в виде того, что цупы, банально не продавливают покрытие защитное. Поэтому в видео отсутствует мультиметр.

Видео демонстрации работы платы:

Upd: пока писал обзор, на страницу с товаром даже не обращал внимание, как обычно. И только после написания обзора обратил внимание на товар. Плата не совпадает с той, что мне прислали и судя по комментариям многим высылают два разных варианта платы. На функционале это не сказывается. Обе платы работоспособны.

Итоги: Простейший набор, доступен для школьников, так же имеет практическое применение. К покупке рекомендую. Осадок небольшой остался из за того, что плата пришла не та, которая в описании.

В моем случае оказались лишними провода. Вероятно они планировались для вывода из платы светодиодов на переднюю панель и подключения источника питания.

Виды и принцип работы датчика уровня воды

Необходимость контроля уровня жидкости, а в нашем случае воды, является достаточно востребованной в сельском хозяйстве или же в промышленности. Бытовое применение таких датчиков тоже встречается достаточно часто.

Схематический принцип работы поплавковых датчиков уровня воды

Именно поэтому к выбору датчика уровня воды необходимо подходить достаточно ответственно, так как любая ошибка в его подборе или установке может привести к серьезным денежным и временным потерям.

1 Этапы установки

Последовательность установки датчика уровня воды такова:

  1. Необходимо при возможности (зависит от области применения устройства) понизить давление до 55 мм ниже уровня сигнализации. Затем необходимо сбросить давление бака до атмосферного.
  2. Закрепите датчик на внутренней или внешней поверхности бака (зависит от вида устройства измерения уровня жидкости).
  3. Включите устройство и наблюдайте за показателями. Если короткого замыкания не видится и прибор работает исправно, проверьте работоспособность системы при понижении уровня воды в баке. Сделать это необходимо до запуска бака в работу.

1.1 Как сделать датчик уровня своими руками? (видео)

2 Какое назначение датчиков уровня воды?

Назначения рассматриваемой системы измерения уровня воды весьма разнообразны. Существуют датчики для измерения уровня воды в скважине, а есть — и для измерения уровня воды в баке (или в любой другой емкости).

Кроме того, датчики уровня воды способны измерять и уровень других жидкостей, даже агрессивных (яды, кислоты и прочее). Наиболее распространенными можно назвать следующие датчики:

  • Поплавковые сигнализаторы;
  • Бесконтактные датчики уровня воды;
  • Контактные датчики.

Все они различаются не только по механизму работы, но и по назначению.
к меню ↑

2.1 Виды и отличия

Поплавковые сигнализаторы являются «универсалом» прецизионных устройств, которые могут использоваться в подавляющем большинстве случаев. Кроме того, они отличаются сверхточным и адекватным измерением количества (уровня) воды в баке, скважине или каких-либо других резервуарах.

Бесконтактные датчики хороши своей прочностью и надежностью даже при работе в приближенных к экстремальным условиях. Так, например, они применяются в измерении уровня сыпучих веществ, жидкостей с варьирующимся уровнем вязкости или же токсичности.

Погружные датчики уровня воды для различной глубины

И хотя их используют чаще всего на промышленных предприятиях, применение их в измерении уровня жидкости в баке или скважине тоже актуально (хотя встречается крайне редко).

Контактные виды применяются в условиях измеряемой жидкости или же так называемым технологическим веществом. Такие датчики либо просто погружаются в жидкость, либо крепятся на корпусе емкости (например, скважины) на заданной высоте.

Существует еще и датчик предельного уровня, применение которого оправданно лишь в условиях повышенной взрывоопасности и повышенной вероятности аварийного состояния резервуара. Его использование в бытовых условиях не представляется целесообразным и рациональным.
к меню ↑

2.2 Принцип работы и устройство датчиков

Начнем с уровневых сигнализаторов. Они состоят из подвижного магнита, что приводится в движение благодаря специальному поплавку, и чувствительных к магниту герконовых контактов. При приближении магнита к такому контакту геркон срабатывает.

Читать еще:  Как промыть скважину от песка после забивки

Как только жидкость достигает уровня датчика, специальный поплавок поднимается вместе с уровнем этой жидкости и тут либо замыкает, либо размыкает контакты геркона. При снижении же уровня жидкости поплавок пойдет вниз и вернет контакты в изначальное положение.

Бесконтактные виды разделяются на ультразвуковые и емкостные датчики соответственно. Первые работают благодаря анализу уровня жидкости ультразвуком.

Поплавковые датчики уровня воды различной конструкции

Из-за надежности и точности анализа их достаточно часто применяют при бурении скважины. Диапазон для реагирования датчиков варьируется от 100 мм до 6 метров.

Емкостный вариант реагирует на приближение и присутствие анализируемых объектов. Его применение наиболее актуально для анализа уровня воды в баке или артезианской скважине. Срабатывание устройства возможно на расстоянии до 25 миллиметров.

Контактные датчики подразделяются на следующие виды:

  • Оптические;
  • Пьезоэлектрические вилочные;
  • Радиолокационные и радарные;
  • Гидростатические;
  • Волоконно-оптические.

Оптический вид использует инфракрасный диапазон для анализа жидкости. Их преимуществом можно назвать то, что они не имеют подвижных частей вовсе, а значит — длительны в эксплуатации и не требуют частой замены.

Состоит оптический датчик из корпуса и полусферы, в которой имеется инфракрасный светодиод и триггерный фототранзистор. Их применение оправданно на баке, тогда как для скважины и подобных резервуаров они не подходят. На данном устройстве стоит защита стандарта «IP67».

Кондуметрический датчик уровня воды

Пьезоэлектрические вилочные датчики обладают определенной резонансной частотой. Как только вода попадает на полость вилки в данном устройстве, то частота резонанса изменяется, и это фиксируются интегрированные анализаторы входящих сигналов.

Как результат — устройство меняет свое состояние на выходе. Отличный вариант для артезианской скважины. Работа данного устройства возможна при температурах до +250 градусов.

Радиолокационные и радарные виды работают благодаря анализу прохождения электромагнитной волны. Вся система функционирует на строгом контроле времени прохождения сигнала, и затем система сама анализирует во внутренней электронной схеме результат.

Такой вид датчиков применяется при работе в скважине, особенно в тех случаях, когда важна предельная точность. Данное устройство может выдерживать температуру до 100 градусов и давление до десяти бар.

Гидростатический вариант отлично подходит для измерения уровня воды на большой глубине (до 250 метров). Механизм работает благодаря разнице между атмосферным давлением и давлением компенсационным.

Анализ показателей давления достигается благодаря установленной в устройстве капиллярной трубке. Применяется такой вид датчиков при работе в глубокой скважине. Впрочем, не только скважины находятся в области применения данного вида датчиков, но и канализационные системы, и глубокие колодцы.

Поплавковые датчики уровня воды (часто применяются для погружных насосов)

Датчик уровня воды в скважине

Датчик уровня воды в скважине незаменим для защиты скважинного насоса, контроля динамического уровня воды, отслеживания уровня и температуры подземных вод. Датчик уровня воды в скважине выполняет роль сигнализатора или уровнемера.

Пользователи подземных грунтовых вод в процессе эксплуатации артезианских скважин сталкиваются с однотипными проблемами:

  • Выход из строя глубинных насосов по причине падения уровня воды («сухой ход»);
  • Перерасход электроэнергии по причине отсутствия информации о динамическом уровне воды в скважине, и как следствие выбора насоса завышенной мощности;
  • Дополнительные финансовые расходы на ведение записей об уровне воды в скважине для экологического надзора.

Информация об уровне и температуре подземных вод необходима для оперативного наблюдения, чтобы избежать негативных последствий:

  • Провалов грунта;
  • Затопления шахт, выработок, инженерных сооружений;
  • Перерасхода природных подземных запасов питьевой и технической воды;
  • Катастроф, связанных с экологией.

В скважине датчики уровня решают задачи:

  • Защита насосов от «сухого хода»;
  • Контроль динамического уровня воды в скважине;
  • Отслеживание уровня воды в скважине;
  • Отслеживание температуры воды в скважине.

Защита глубинных насосов от «сухого хода»

Для этих целей применяются кондуктивные датчики уровня или погружные гидростатические уровнемеры совместно со вторичными приборами.

Применение кондуктивных датчиков уровня для защиты глубинных насосов от «сухого хода» подробно описано в статье Удаленное управление скважинным насосом.

В основе решения кондуктивные системы Nivocont.

Гидростатические уровнемеры выбираются в зависимости от глубины скважины, диаметра обсадной трубы и типа применяемого глубинного насоса. Для подбора конкретной модели воспользуйтесь таблицей подбора погружных гидростатических датчиков уровня для скважин.

Для преобразования токового сигнала уровнемера в релейный (для управления пускателем насоса) применяют токовое реле Unicont PKK или любой индикатор-преобразователь, например KN2000W.

Контроль динамического уровня воды в скважине. Отслеживание уровня воды в скважине

Для контроля уровня применяются гидростатические датчики уровня погружного типа и вторичные приборы. Выбор вторичных приборов зависит от задач, стоящих перед пользователем:

Визуальное наблюдение
за значением уровня

Визуальное наблюдение
и сигнализация
о критических уровнях

Хранение данных
и/или передача
их в АСУ

Удаленная
передача данных

Отслеживание температуры воды в скважине с помощью датчика уровня

Для применений, когда помимо слежения за уровнем воды, требуется наблюдение за ее температурой, применяются скважинные погружные уровнемеры со встроенными датчиками температуры.

В рамках одной статьи невозможно описать варианты датчиков уровня воды в скважинах и вторичные приборы, применяемые совместно с ними.

Если вы не нашли здесь ответ на свой вопрос или у вас есть проблемы, связанные с измерением уровня воды в скважинах, обращайтесь к нашим специалистам:

Техотдел компании РусАвтоматизация
Дата публикации статьи: 2015-02-05

Хотите сохранить
эту статью? Скачайте
её в формате PDF
Остались вопросы?
Обсудите эту статью
на нашей странице В Контакте
Хочешь читать статьи
первым, подписывайся на
наш канал в Яндекс.Дзен

Рекомендуем прочитать также:

Система автоматизации и телеметрии водозаборных скважин.

Датчики динамического уровня воды в скважине.

Применение датчиков уровня воды в колодцах.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector