Wstęp
Przydatna funkcja
Pomiar obecności cieczy jest pożyteczną funkcją, dla której każdy hobbysta znajdzie wiele zastosowań. Jeśli masz pralkę w piwnicy, powinieneś zbudować czujnik, który włączy alarm w przypadku wycieku. Wypompowanie piwnicy przez straż pożarną wiąże się z dużymi kosztami, nie mówiąc już o szkodach, jakie może wyrządzić zalana piwnica.
W rejonach o wysokim poziomie wód gruntowych, dzięki czujnikowi poziomu cieczy, można bardzo łatwo zaprojektować w pełni automatyczny system, który uruchomi pompę jeśli z jakiegoś powodu woda gruntowa przedostanie się do piwnicy.
Wiadomo, że czujnik poziomu cieczy jest przydatny, jeśli nie niezbędny, także dla każdego posiadacza czegoś, co unosi się na wodzie.
Ale są też przydatne zastosowania w domu. Przenośny czujnik poziomu cieczy z alarmem dźwiękowym zasilany baterią może służyć do sprawdzania, czy pranie na suszarce jest wystarczająco suche, a nie mokre. Taki czujnik jest również przydatnym narzędziem, które zapobiega zalaniu pomieszczeń deszczem przez otwarte w nocy okna. Krótko mówiąc, istnieją aplikacje, które w większości przypadków są bardzo łatwe do złożenia i do których prawdziwy hobbysta elektronik może dodać wszelkiego rodzaju dodatki.
Niewiele dostępnych układów scalonych
Można zatem oczekiwać, że przemysł półprzewodników wprowadzi na rynek szeroką gamę czujników poziomu cieczy. Jednak to rozczarowujące! Tak naprawdę tylko firma National Semiconductor (NatSemi) opracowała szereg chipów, które są niedrogie i praktyczne dla hobbystów. Niestety, te układy scalone są przestarzałe i dlatego wycofywano je z produkcji. Ale dzięki Internetowi można przy pewnym wysiłku znaleźć chipy omawiane w tym artykule za pośrednictwem Alibaba, DHgate lub AliExpress.
Pomiar poziomu cieczy
W zależności od zasady działania rozróżniamy następujące czujniki poziomu cieczy:
- elektromechaniczne,
- rezystancyjne,
- zanurzeniowe,
- termiczne,
- elektrooptyczne,
- ultradźwiękowe,
- hydrostatyczne,
- działające na zasadzie enkodera wału z pływakiem.
W rzeczywistości tylko trzy pierwsze zasady nadają się do użytku hobbystycznego, pozostałe pięć jest przeznaczonych do użytku przemysłowego. W kolejnych rozdziałach szczegółowo omówiono te trzy zasady wraz z niedrogimi układami scalonymi i czujnikami, które działają zgodnie z tymi zasadami.
Czujniki elektromechaniczne
Wprowadzenie
W tych czujnikach to ruch mechaniczny, powiązany z poziomem cieczy, służy do zamykania (lub otwierania) przełącznika. Aby uzyskać całkowicie wodoszczelne oddzielenie cieczy od przełącznika, przekazanie sygnału zapewnia magnes trwały i kontaktron. Na rynku dostępne są różne wersje, które bazują na tej dość prostej zasadzie.
Poziomy łącznik pływakowy
Najprostszymi elektromechanicznymi czujnikami poziomu cieczy są poziome włączniki pływakowe. Na rysunku 1 pokazano typowy przykład takiego komponentu. Jest to włącznik pływakowy, który można kupić pod nazwą „Czujnik poziomu wody”. Można go znaleźć w Internecie i zamówić za około 2,00 €. Czujnik współpracuje z pływakiem, który unosi się na powierzchni cieczy i zawiera mały magnes trwały. Jeżeli poziom się podniesie, pływak obróci się wokół swojego punktu zawieszenia i w pewnym momencie zamknie kontaktron w nieruchomej części wyłącznika.
Dane techniczne tego wyłącznika pływakowego są następujące:
- maksymalna moc przełączana: 10 W,
- maksymalne napięcie przełączania: 100 V DC,
- maksymalny prąd przełączania: 0,5 A DC,
- rezystancja styku: maksymalnie 100 mΩ,
- temperatura robocza: –30…+125°C,
- długość kabla: 34 cm,
- długość pływaka: 8,7 cm.
Wyłącznik zamyka się, gdy pływak jest w pozycji poziomej.
W sprzedaży dostępnych jest wiele wersji poziomego włącznika pływakowego. Oprócz tych bardzo tanich, jak omawiana wersja, istnieją bardzo drogie modele profesjonalne, które są wykonane na przykład ze stali nierdzewnej i za które płaci się nawet pięćdziesiąt euro.