Jak ve výrobě, tak v každodenním životě se používají různé zásobníky kapalin. Pro kontrolu jejich hladiny se používají snímače různých typů, z nichž nejjednodušší a nejběžnější jsou plovákové snímače hladiny kapaliny. Jak se upravují, jaké jsou jejich odrůdy a kde je možné je použít? Jaká je jejich výhoda oproti jiným typům senzorů?
Obsah
- Konstrukce a princip činnosti
- Mechanická odrůda
- Elektrický typ
- Vlastnosti magnetického designu
- Přehled pro a proti
Konstrukce a princip činnosti
Konstrukčně se plovákový snímač hladiny skládá ze tří prvků:
- plovák;
- systémy přenosu informací;
- pracovní orgán nebo indikátor.
Plovák je utěsněný plastový zásobník naplněný vzduchem. Jeho hustota je mnohem nižší než hustota vody nebo jiné kapaliny. Proto vždy zůstává na povrchu kapalného média a je primárním prvkem, který určuje jeho hladinu.
Jako systémy přenosu informací mohou fungovat jak mechanické, tak elektrické nebo magnetické systémy. Přenáší údaje o stupni naplnění zásobníku do řídicí jednotky nebo ovládá systém mechanického plnění.
Většina plovákových snímačů hladiny kapaliny přenáší informace tak či onak do indikátoru nebo do řídicí jednotky. První a nejjednodušší senzory prostřednictvím mechanického systému tyčí a pák přímo otevíraly nebo uzavíraly tok kapaliny do zásobníku.
Mechanická odrůda
Historicky se tato odrůda objevila úplně první. Jeho design je co nejjednodušší:
- plovák je na povrchu kapaliny;
- mechanické spojení plováku s ventilem nebo indikátorem;
- indikátor nebo kapan.
Při změně hladiny kapaliny, plováku stoupá nebo klesá, mechanické spojení se pohybuje ukazatel mimo nádrž nebo působí na ventil pro otevření nebo uzavření sání kapaliny. V každodenním životě lze takový senzor nalézt v běžné toaletní nádržce. Po stisknutí vypouštěcího tlačítka hladina v nádrži klesne, plovák klesne a páka otevře jehlový ventil. Voda vstupuje do nádrže, dokud se plovák nezvedne a neuzavře jehlový ventil pomocí páky. Podobná zařízení lze použít i v jiných nádržích, kde je tlak při dodávání kapaliny relativně malý.
Elektrický typ
Tento typ je nejpřesnější a používá se v případech, kdy je potřeba měřit hladinu kapaliny s maximální přesností. Princip činnosti je následující: plovák se pohybuje nahoru nebo dolů ve speciální hřídeli, když se hladina kapaliny zvyšuje nebo snižuje, pohyb plovák způsobí změnu polohy speciálního vodivého jezdce podél vinutí reostatu, indikátor zobrazí "upravený" odpor v reostat.
Tento typ má své výhody a nevýhody, které určují rozsah jeho použití. Nejčastěji se elektrický typ nachází v plovákových systémech pro měření hladiny paliva v nádržích automobilů. Změna odporu v reostatu se přenáší na číselník na palubní desce.
Vlastnosti magnetického designu
Charakteristickým rysem magnetických plovákových senzorů je přítomnost jazýčkových kontaktů a permanentního magnetu zabudovaného do plováku. Magnetické pole při pohybu uzavírá nebo otevírá kontakty v utěsněném krytu, které přenášejí signál do indikátoru nebo do řídicí jednotky.
Existují různé modifikace tohoto typu senzorů, navržené pro různá prostředí a přesnost odečtů (krok umístění jazýčkového spínače). Nejčastěji se plovákové jazýčkové spínače používají v průmyslových nádržích, kde je vyžadována spolehlivost a životnost měřicího systému.
Přehled pro a proti
Výhody mechanického poddruhu plovákového snímače jsou jednoduchost jeho konstrukce a stálost během provozu. Přenos informací do indikátoru nebo působení na otevírací a uzavírací ventil se provádí díky Archimédově síle, která působí na plovák, když se hladina vody v nádrži zvyšuje nebo snižuje. Nevýhody jsou: nízká přesnost odečtů a relativně krátká životnost v důsledku vlivu média na mechanickou část.
Elektrický typ se vyznačuje větší přesností odečtů, ale jeho životnost má také omezení: když se jezdec pohybuje podél vinutí reostatu, kontakt je opotřebovaný. Po určité době se hustota tlaku páru kontaktů stane nedostatečnou a údaje měřicího prvku se stanou nesprávnými.
Hlavní výhodou magnetických plovákových snímačů je jejich spolehlivost a životnost. Používají se k měření hladiny žíravých kapalin. Existuje pouze jedna nevýhoda - diskrétní čtení: senzor se spustí po určité době zvýšení nebo snížení hladiny vody.
