Zarówno w produkcji, jak iw życiu codziennym stosuje się różnorodne zbiorniki na ciecz. Do kontroli poziomu napełnienia wykorzystuje się różnego rodzaju czujniki, z których najprostsze i najczęściej spotykane to pływakowe czujniki poziomu cieczy. Jak są ułożone, jakie są ich odmiany i gdzie można je wykorzystać? Jaka jest ich przewaga nad innymi typami czujników?
Zadowolony
- Budowa i zasada działania
- Odmiana mechaniczna
- Typ elektryczny
- Cechy konstrukcji magnetycznej
- Przegląd zalet i wad
Budowa i zasada działania
Strukturalnie pływakowy czujnik poziomu składa się z trzech elementów:
- pływak;
- systemy transmisji informacji;
- korpus roboczy lub wskaźnik.
Pływak to szczelny plastikowy zbiornik wypełniony powietrzem. Jego gęstość jest znacznie mniejsza niż wody lub innej cieczy. Dlatego zawsze pozostaje na powierzchni ciekłego medium i jest podstawowym pierwiastkiem determinującym jego poziom.
Jako systemy transmisji informacji mogą pełnić zarówno systemy mechaniczne, jak i elektryczne lub magnetyczne. Przekazuje dane o stopniu napełnienia zbiornika do jednostki sterującej lub steruje mechanicznym układem napełniania.
Większość pływakowych czujników poziomu cieczy przekazuje informacje w taki czy inny sposób do wskaźnika lub do jednostki sterującej. Pierwsze i najprostsze czujniki, poprzez mechaniczny system prętów i dźwigni, bezpośrednio otwierały lub zamykały przepływ cieczy do zbiornika.
Odmiana mechaniczna
Historycznie ta odmiana pojawiła się jako pierwsza. Jego konstrukcja jest tak prosta, jak to tylko możliwe:
- pływak znajduje się na powierzchni cieczy;
- mechaniczne połączenie pływaka z zaworem lub wskaźnikiem;
- wskaźnik lub capan.
Gdy poziom cieczy się zmienia, pływak podnosi się lub opada, połączenie mechaniczne porusza się wskaźnik na zewnątrz zbiornika lub działa na zawór, aby otworzyć lub zamknąć wlot płyny. W życiu codziennym taki czujnik można znaleźć w zwykłej spłuczce toaletowej. Po naciśnięciu przycisku spustowego poziom w zbiorniku spada, pływak spada, a dźwignia otwiera zawór iglicowy. Woda wpływa do zbiornika, aż pływak się podniesie i nie zamknie zaworu iglicowego za pomocą dźwigni. Podobne urządzenia mogą być stosowane w innych zbiornikach, w których ciśnienie podczas podawania cieczy jest stosunkowo niewielkie.
Typ elektryczny
Ten typ jest najdokładniejszy i jest stosowany w przypadkach, gdy konieczne jest zmierzenie poziomu cieczy z maksymalną dokładnością. Zasada działania jest następująca: pływak porusza się w górę lub w dół w specjalnym wałku wraz ze wzrostem lub spadkiem poziomu cieczy, ruch pływak powoduje zmianę położenia specjalnego suwaka przewodzącego wzdłuż uzwojeń reostatu, wskaźnik wyświetla „edytowaną” rezystancję w opornica.
Ten typ ma swoje zalety i wady, które decydują o zakresie jego zastosowania. Najczęściej typ elektryczny znajduje się w układach pływakowych do pomiaru poziomu paliwa w zbiornikach samochodowych. Zmiana rezystancji reostatu jest przekazywana do czujnika zegarowego na desce rozdzielczej.
Cechy konstrukcji magnetycznej
Cechą charakterystyczną magnetycznych czujników pływakowych jest obecność styków kontaktronowych oraz wbudowanego w pływak magnesu trwałego. Podczas ruchu pole magnetyczne zamyka lub otwiera styki w szczelnej obudowie, które przekazują sygnał do wskaźnika lub do jednostki sterującej.
Istnieją różne modyfikacje tego typu czujników, zaprojektowane dla różnych środowisk i dokładności odczytów (krok umieszczania kontaktronu). Najczęściej kontaktrony pływakowe stosowane są w zbiornikach przemysłowych, gdzie wymagana jest niezawodność i trwałość układu pomiarowego.
Przegląd zalet i wad
Zaletami mechanicznych podgatunków czujnika pływakowego jest prostota jego konstrukcji i nielotność podczas pracy. Przekazywanie informacji do wskaźnika lub działanie na zawór otwierający i zamykający odbywa się dzięki sile Archimedesa działającej na pływak, gdy poziom wody w zbiorniku wzrasta lub spada. Wady to: niska dokładność odczytów i stosunkowo krótka żywotność ze względu na wpływ medium na część mechaniczną.
Typ elektryczny wyróżnia się większą dokładnością odczytów, ale jego żywotność ma również ograniczenie: gdy suwak porusza się wzdłuż uzwojeń reostatu, styk jest zużyty. Po pewnym czasie gęstość nacisku pary styków staje się niewystarczająca, a odczyty elementu pomiarowego stają się nieprawidłowe.
Główną zaletą magnetycznych czujników pływakowych jest ich niezawodność i trwałość. Służą do pomiaru poziomu cieczy korozyjnych. Jest tylko jedna wada - odczyty dyskretne: czujnik jest wyzwalany po pewnym okresie podnoszenia lub obniżania poziomu wody.
