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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Detectores de nivel de líquido. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Hogar, hogar, hobby Los interruptores de nivel son los dispositivos de automatización más comunes. El principio de funcionamiento de estos dispositivos es muy diverso y está determinado tanto por las propiedades físicas del medio como por las tareas asignadas. En la señalización del nivel de sólidos a granel, los radares ultrasónicos, los medidores de masa de un contenedor con un producto, los sistemas basados en la medición de la atenuación de una onda ultrasónica que se propaga por la pared de un contenedor desde un transmisor ubicado al nivel del ajuste de alarma a un Se utilizan receptores situados horizontalmente a cierta distancia. Incluso hay dispositivos de radioisótopos que brillan a través de la pared del contenedor, en cuyo lado opuesto hay un contador Geiger. Hay muchos más dispositivos para señalar el nivel de líquidos. Si el líquido no es eléctricamente conductor, además de lo anterior, se utilizan sensores capacitivos, cuando un par de electrodos adyacentes, aislados con una película de fluoroplástico, choca contra el tanque en el nivel de alarma. Cuando el líquido cubre los electrodos, debido a su constante dieléctrica, aumenta la capacitancia eléctrica, cuyo cambio es medido por el circuito eléctrico del sensor. Las alarmas de flotador y vibración más utilizadas. Para los sensores de flotador, cuyos diseños son los más variados, cuando el flotador sube, se activa un interruptor de láminas o un elemento sin contacto. La alarma de vibración se basa en un generador de baja frecuencia LC v. En el campo de inductancia se encuentra un resonador mecánico en forma de diapasón. Cuando el líquido toca los pétalos del resonador, la atenuación de las oscilaciones mecánicas aumenta considerablemente y se interrumpe la generación. El circuito de alarma da una señal externa cuando se alcanza el nivel requerido. La señalización del nivel de líquidos eléctricamente conductores, además de los métodos anteriores, se lleva a cabo con mayor frecuencia mediante electrodos de control. El principio de funcionamiento es medir la resistencia eléctrica entre el electrodo de referencia y el cable común. Para eliminar el efecto de polarización de los electrodos, en el que el electrodo está cubierto con una película de productos de electrólisis que conducen mal la corriente eléctrica, el control se realiza exclusivamente con corriente alterna. Muy a menudo, este método se usa para medir el nivel del agua. Normalmente, el voltaje en los electrodos de referencia es de unos 6 V y el circuito electrónico funciona cuando la resistencia en el circuito del electrodo de referencia es inferior a 3 kΩ. El circuito de alarma tiene una entrada simétrica para ambas semiondas del voltaje de control. El voltaje asignado a la resistencia de medición se rectifica y se alimenta a la entrada del elemento de umbral, en cuya salida se conecta un relé o un elemento sin contacto. Dado que en la vida cotidiana a menudo es necesario señalar el nivel del agua, y los circuitos que usan electrodos de control son los más simples y accesibles para la autorrepetición, solo dichos sistemas se considerarán en esta sección. El autor ha desarrollado varias docenas de tales esquemas, principalmente para uso en empresas industriales, pero muchos diseños son perfectos para señalar el nivel en tanques de almacenamiento, pozos, piscinas, pozos de drenaje, etc. En esta sección, por simplicidad, solo se consideran dispositivos de señalización de dos canales de complejidad variable y en una base de elementos diferente, pero la cantidad de canales puede ser cualquiera. Por ejemplo, la industria produce dispositivos de señalización de tres canales, y en el hogar pueden ser necesarios dispositivos de cinco canales o más. El circuito de cualquier dispositivo de señalización necesariamente emite una corriente alterna al electrodo de control, que luego se alimenta al elemento de umbral, que tiene una característica de histéresis. A la salida del dispositivo de umbral, se conectan un relé electromagnético o elementos sin contacto. Debido a la diversidad de la base del elemento, puede haber una gran variedad de tales circuitos, pero por simplicidad, a continuación solo se considerarán los circuitos de salida de relé.
El dispositivo de señalización más simple se puede construir sobre relés electromagnéticos (Fig. 1). Solo se utilizan relés de CC en el circuito, ya que el relé de CA prácticamente no tiene histéresis y el dispositivo de señalización se activa en el momento en que el electrodo toca la superficie del agua acompañado de un gran rebote. La desventaja del circuito es el uso obligatorio de relés de baja potencia y baja sensibilidad.
El circuito del transistor tiene características mucho mejores (Fig. 2). Para eliminar la vibración del relé en el momento en que el electrodo toca la superficie del agua, debido a las propiedades de umbral insuficientes del circuito, se instalan condensadores electrolíticos en el circuito base del transistor. Se puede usar un disparador Schmitt como elemento de umbral, como se hace en los dispositivos industriales, pero esto complica mucho el circuito.
Los tiristores y triacs tienen buenas propiedades de umbral. El circuito del tiristor es simple y confiable (Fig. 3), pero hay problemas con el voltaje en los relés de salida. Se obtiene un circuito más simple y confiable (Fig. 4) utilizando triacs importados de la serie BT134 ... BT138. Puede usar cualquier relé u otras cargas en el circuito, por ejemplo, lámparas de señalización o una campana.
Si se utilizan relés u otros elementos para un voltaje de ~ 220 V, entonces el circuito más adecuado es el de la Figura 5. Los elementos de umbral se construyen mejor sobre microcircuitos. Puede usar el chip K561TL2, un disparador Schmitt, pero debido a su escasez, los circuitos que lo usan no se consideran aquí.
Casi todos los elementos lógicos tienen buenas propiedades de umbral, pero por simplicidad consideraremos solo K561PU4 (Fig. 6). A veces se requieren dispositivos de señalización, en los que los relés de salida se activan en ausencia de agua y se liberan cuando el electrodo toca la superficie del agua. Tal esquema es conveniente para el monitoreo remoto de la salud del dispositivo de señalización: es suficiente apagar la alimentación y n.c. los contactos del relé se cerrarán (Fig. 7).
Si no se dispone de un transformador adecuado con dos devanados de salida, se puede utilizar un circuito con un devanado secundario (Fig. 8). Dependiendo del voltaje de este devanado, se seleccionan los relés de salida. El circuito tiene buenas características y la característica inversa del estado de los relés de salida. Si desea controlar el nivel del agua en un tanque donde las salpicaduras y las olas siempre están presentes sobre la superficie, es mejor usar un circuito con amortiguación de señal de nivel. El circuito debe operar solo después de una aparición constante de una señal de los electrodos y no apagar la señal de salida durante una pérdida de nivel a corto plazo. El circuito en un comparador cuádruple tiene muy buenas características. El circuito utiliza un transformador con un devanado secundario. Si es necesario usar relés de salida potentes en el circuito, se requerirán amplificadores de transistores adicionales.
La industria produce muchos interruptores de nivel, pero no todos sus esquemas pueden considerarse exitosos. El autor muchas veces tuvo que "recordar" los productos en serie (Fig. 10). Porque los circuitos de los dispositivos industriales a menudo son excesivamente complicados e inaccesibles; en el futuro, no se considerarán. Aquí solo se consideran los circuitos de señalización más simples con buenas características. En base a ellos, puede crear muchos otros esquemas que el autor no publica aquí y sugiere que los lectores lo hagan ellos mismos. Autor: Kravtsov V., kravitnik.narod.ru
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