El artículo hablará sobre los indicadores de nivel de líquido que se utilizan en diversas industrias, desde la automotriz hasta la doméstica y la industrial. Para automatizar varios procesos, es necesario controlar el nivel del líquido. Esto se puede hacer usando sensores especiales. Envían una señal a la unidad de control sobre el nivel en el que se encuentra el líquido en el tanque. A continuación se describen los principales tipos de sensores y las características de su funcionamiento.
Principio de funcionamiento y diseño
El diseño de este tipo de sensor depende de su funcionalidad. Este parámetro afecta el tipo de dispositivo: puede ser de señalización o de medición. Los primeros son necesarios para rastrear un punto específico de llenado del contenedor (por ejemplo, máximo o mínimo). Estos últimos te permiten controlar constantemente la cantidad de líquido.
Basado enEl principio de funcionamiento también puede residir en la conductividad eléctrica, la hidrostática, el electromagnetismo, la acústica, la óptica, etc. Este es el parámetro principal que determina el alcance del uso de los dispositivos.
Y el método de medición puede ser sin contacto o con contacto.
También vale la pena señalar que el diseño depende del área en la que se utiliza el dispositivo. Debe comprender que medir el nivel de agua potable o material combustible son dos cosas diferentes.
Variedades de sensores
Los indicadores de nivel de líquido en calderas de vapor se pueden utilizar de forma diferente. Lo principal es que soportan la carga. Hay varios tipos de electrodomésticos:
- Flotar.
- Usando ultrasonido.
- Sensores capacitivos.
- Dispositivos con electrodos.
- Trabajando según el principio del radar.
- Dispositivos hidrostáticos.
Instrumentos flotantes
Estos son los dispositivos más simples que se pueden encontrar literalmente en todas partes. A partir de dichos dispositivos, puede hacer un indicador de nivel de refrigerante para un automóvil. Se instalan otros similares en los tanques de combustible. Por cierto, incluso en tazas de inodoro simples se usa un sensor de flotador, solo que regula el funcionamiento de un accionamiento mecánico que cierra el suministro de agua cuando se alcanza la marca máxima.
En cuanto a los sensores de nivel de tipo electrónico más simples, consisten en un imán montado en una palanca flotante y un par de interruptores de láminas. El principio de funcionamiento del dispositivo.así:
- Cuando el contenedor está vacío al mínimo, el imán se vuelve opuesto al interruptor de láminas correspondiente. Los contactos están cerrados y el relé electromagnético está encendido. Es con su ayuda que puede cambiar la parte de potencia de la bomba.
- Cuando se alcanza el punto máximo, se activa el segundo interruptor de láminas, que da una señal para abrir el circuito de alimentación. En consecuencia, se detiene el suministro de agua u otro líquido.
Pero si no usa interruptores de láminas, sino una resistencia variable de cable, puede conectarla a un voltímetro. Y luego podrá controlar el nivel en el tanque.
Dispositivos ultrasónicos
Vale la pena señalar que los requisitos para los indicadores de nivel de líquido son bastante aceptables: se pueden usar en un medio líquido. Pero funcionan bien con sustancias secas. Para sensores de nivel de este tipo, las salidas pueden ser discretas o analógicas. En otras palabras, el dispositivo puede limitar el llenado cuando llega a un punto determinado. También es posible monitorear constantemente el nivel. El diseño incluye un emisor de señales ultrasónicas, un receptor y un controlador que permite procesar la señal.
El sistema funciona de la siguiente manera:
- Un impulso proviene del emisor.
- El dispositivo recibe la señal.
- Se está analizando la atenuación de la señal ultrasónica. En el caso de que el depósito esté lleno, entonces la señal será máxima. Si está vacío, entonces es mínimo.
Dispositivos ultrasónicos de control de nivel de líquido sin contactoy no tienen cables, por lo que pueden usarse incluso en ambientes explosivos y agresivos.
Después de llevar a cabo la configuración inicial, no es necesario reparar el dispositivo; su recurso es muy alto, en particular, debido a la ausencia de elementos móviles.
Sensores de electrodos
Los sensores de este tipo le permiten controlar uno o más niveles en el tanque. Solo hay una característica: la sustancia, cuyo nivel se mide, debe conducir la corriente. Por lo tanto, no es posible medir el nivel de agua destilada con estos dispositivos. Dichos dispositivos se utilizan, por ejemplo, en torres de agua.
Cuando el nivel del agua cae por debajo del valor mínimo permitido, los electrodos inferior y medio están abiertos; se da una señal para encender la estación de bombeo. Cuando la torre se llena, los electrodos medio y superior se cierran, las bombas se apagan. El diseño es simple y confiable, pero necesita usar cables para trabajar. ¿Y si se rompen y esto sucede en un invierno feroz? Restaurar el rendimiento será problemático.
Sensores capacitivos
La forma más fácil de controlar la cantidad de líquido es cortar vidrio en el recipiente. En este caso, no se necesita un indicador de nivel de líquido, ya que se puede ver el relleno. Pero a menudo esto no es posible, por lo que se utilizan varios diseños de dispositivos para mostrar el nivel.
Con la ayuda de dispositivos capacitivos, puede determinar el llenado máximo del tanque. Yse permite medir la cantidad tanto de sustancias líquidas como a granel.
El funcionamiento del sensor es muy similar al de un capacitor: la capacitancia se mide entre las dos placas del elemento. Cuando se alcanza el valor umbral de la capacitancia, se envía una señal al dispositivo de procesamiento de información: el microcontrolador. A veces se trata del llamado contacto seco. En este caso, el medidor está aislado de la sustancia, colocado detrás de la pared del tanque.
Dichos dispositivos pueden operar en un rango de temperatura bastante amplio. Además, la radiación electromagnética no puede afectar el funcionamiento.
Sensores tipo radar
Estos dispositivos de señalización son casi universales, ya que funcionan con todas las sustancias. Se pueden utilizar incluso en entornos agresivos y explosivos. Y debe tenerse en cuenta que la temperatura y la presión altas no pueden afectar la precisión de la medición.
El principio de funcionamiento es bastante simple: las ondas de radio se emiten en un rango muy estrecho. Al igual que con los dispositivos ultrasónicos, se mide el nivel de caída de potencia de la señal.
Sensores hidrostáticos
Si no es posible utilizar un indicador visual de nivel de líquido, debe utilizar uno electrónico. La hidrostática le permite medir tanto los niveles límite como el estado actual. En este caso, se mide la presión, lo que crea una columna de líquido. Este tipo de sensores es bastante popular, se puede usar en todos los mismostorres de agua para deshacerse de los electrodos, que no son muy convenientes.
