Скважинный уровнемер своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 08.09.2024

Датчик уровня воды своими руками может сделать практически каждый, кто хоть немного умеет держать в руках паяльник. А эта статья поможет вам поэтапно, при помощи фотографий, изготовить индикатор уровня воды в баке своими руками из простых и распространённых деталей. Данное устройство работает очень хорошо и весьма надёжно в эксплуатации. При правильной сборке из исправных деталей, указанных на схеме номиналов, в дальнейшей настройке не нуждается, и будет работать сразу при подключении питания 12 вольт.
Для начала нужно разобраться со схемой уровня воды, которую мы будем изготавливать.

Схема уровень воды своими руками

Первым делом, после ознакомления с фотографией: схема уровня воды в баке своими руками, является заготовка деталей и материалов. Нам потребуется микросхема ULN2004, её можно купить в радиомагазине или в Китае, на Алиэкспресс. Цена за одну микросхему в радиомагазине и за десять на Алиэкспресс примерно равны, так что выбирайте подходящее, единственное неудобство — это то, что посылку из Китая нужно ждать около месяца или больше.

Детали собраны

Светодиоды можно использовать сигнальные любого цвета, какой Вам понравится, диаметром 4 – 5 миллиметров. Цоколёвка светодиодов и микросхемы есть на схеме.
Конденсатор C1 нужен полярный 100 микрофарад 25 вольт, или больших параметров (какой есть).
Резисторы (сопротивления) мощностью от 0.125 до 0.5 ватта или больше (чем больше мощность, тем больше габариты и будет не очень красиво, это относится и к конденсатору).
Резисторы R1 – R7 сопротивлением 47 ком (немного меньше или немного больше – не критично).
Резисторы R 8 – R14 сопротивлением 1 ком (примерно). Чем больше сопротивление, тем слабее будет светиться светодиод и наоборот, но слишком маленькое сопротивление может привести к выходу светодиода из строя.
Печатную плату можно не изготавливать, а применить макетную, как у меня, стоит копейки, особенно в Китае. Соотношение цены в радиомагазине и Китае 5 – 10 к одному.
Кабель к датчикам уровня воды можно применить любой восьми жильный сигнальный (в магазинах, где продают устройства сигнализации, есть всякий). Концы кабеля, помещаемые в воду как датчик уровня, освободить от изоляции на длину 5 – 10 миллиметров и зачищенные концы залудить (покрыть оловом при помощи паяльника) для уменьшения окисляющего действия воды на металл. Плюсовой электрод нужно изготовить из нержавейки (например, чайная ложка), а место соединения её к проводу защитить от воды при помощи клеевого пистолета. Если место контакта не защитить, то через короткое время электрохимическая реакция сожрёт. Шаг между датчиками нужно рассчитать исходя из глубины ёмкости. Если нужно измерять большую глубину воды и хочется разместить датчики чаще, то можно изготовить ещё одну или даже несколько подобных схем контроля уровня воды и разместить их последовательно в ёмкости. Конструкция датчиков может быть самой разнообразной и зависит только от Вашей фантазии, главное соблюдать общие принципы.

Клеммные колодки любые, но важно удобство подключения и использования.
Для микросхемы лучше всего применить разъём для беспаечного размещения. Это гнездо можно паять и не бояться, что перегреешь ножки, или подействует статическое электричество. Если микросхема вышла из строя, по каким – то причинам, то заменить её можно за пару секунд. Стоит такая панелька копейки.
Олово (проволока с канифолью) лучше использовать Российское. Китайское олово хорошее не встречал.
После сбора деталей нужно подумать о размещении деталей на плате. Я сделал, так как на фото, а Вы вольны расположить их по своему вкусу. Главное, чтобы расположение деталей отвечало задачам уменьшения количества перемычек и пайки, а главное удобству эксплуатации. Аккуратность в сборке схемы не последнее дело, не нужно торопиться как я и будет всё красиво. Итак, приступим.

Питание указателя уровня воды в баке можно сделать от любого аккумулятора 12 вольт (даже старого, лишь бы он давал не меньше чем 10 вольт), например, от компьютерного блока бесперебойного питания, да и продают сейчас их много всяких маломощных. Или можно на даче использовать обычные батарейки. Если их соединить последовательно 8 штук по 1.5 вольта = 12 вольт. Вполне достаточно. А если батарейки подключить через кнопку, чтобы схема работала только при нажатии на кнопку, то такого питания хватит на много лет.
Осталось только испытать указатель уровня воды в баке и тут главное не перепутать плюс с минусом. Провода питания лучше подключать разного цвета. Плюс всегда обозначается красным цветом, а минус чёрным, если к этому привыкнуть, то уже не перепутаете.

Часто для полива огорода используют б/у-шный еврокуб, поднятый над уровнем земли.

Штука вместительная, надежная и долговечная, удобная для использования и, что немаловажно, не такая дорогая, как специальные емкости, которые сейчас продаются в большом разнообразии.

Единственный его недостаток - то, что пластик, из которого куб изготовлен, пропускает солнечный свет.

Чем это плохо - всем известно: под воздействием света вода начинает очень быстро “цвести” и емкость превращается, практически, в болото.

Бывают и черные еврокубы, но в продаже они попадаются гораздо реже, а стоят гораздо дороже.

Поэтому, чаще всего, огородники покупают обычный, и либо красят его, либо обматывают чем-то светонепроницаемым, типа черной пленки.

Конкретно у нас на куб надет двухслойный чехол из черного укрывного материала.

Вода в кубе и нагревается, и не цветет. Все прекрасно.

Вот только одна незадача: как понять, есть она там или уже закончилась?

Эту проблему я предусмотрел сразу, как “пошил” черный чехол) Снаружи к выпускному крану через тройник примастырил кусок прозрачного шланга на 3/4 (19 мм)

Все бы ничего, но, очень скоро этот шланг зарос отложениями изнутри, помутнел от солнечного света и разглядеть какой там уровень стало трудно…

Заглянуть в заливное отверстие куба, учитывая, что он не только накрыт чехлом, но и поднят на 2 с лишним метра над землей - тоже не вариант.

Устройство - проще некуда.

Подойдет не только для куба. Длина труб - в соответствии с высотой вашего резервуара.

В общем, суть такова:

Метровую (или другой длины, в соответствии с высотой вашей емкости) канализационную трубу 50 мм.
Такой же кусок трубы 32 мм.

Еще понадобятся:

Заглушка для трубы 50 мм
Заглушка для трубы 32 мм
Любой фитинг 40 мм
Любой фитинг 32 мм (не обязательно)

Из комплектующих для самого указателя это - все.

Для присоединения понадобится тройник и, возможно, еще какие-то сантех фитинги, в зависимости от того, как организован выпуск из емкости конкретно у вас.

Труба 50 мм, через тройник подключенная к изливу с нижней стороны, выполняет роль сообщающегося с основной емкостью сосуда, а труба 32 мм, заглушенная снизу - роль поплавка, который поднимается/опускается, в зависимости от уровня воды в большой трубе, т.е. и в самой емкости.

У меня бывший прозрачный шланг был присоединен вот таким цанговым (обжимным) фитингом от металлопластиковой трубы.

Кстати, если кому не приходило в голову, это очень удобно. Такими фитингами можно соединять и шланги, и даже черную ПНД трубу. Она зажимается в эти фитинги ничуть не хуже родного металлопластика.

Что-то глобально переделывать было некогда, да и лень, если честно))

Поэтому, я взял обрезок черной ПНД трубы и с одной стороны нарезал на нем полдюймовую резьбу. В заглушке 50 мм просверлил отверстие на 20 мм и зажал все это двумя контргайками. Прокладки использовать не стал, а всю конструкцию для пущей надежности посадил на герметик.

Получился вот такой переходник

Чтобы поплавок не сильно болтался в верхней части трубы, в качестве направляющей и ограничителя я использовал раструб, отрезанный от фитинга на 40 мм, который вставил в верхнюю часть 50-й трубы.

Чтобы было понятнее - листаем картинки

И тут на сцене появляется…

Конечно, изолента), без которой, как гласит легенда, не делается ни одна самоделка)))

Правда у меня не голубая, как положено, а черная). Даже немного переживаю будет ли с черной работать так же хорошо, как с голубой)))

Если серьезно - раструб 40 мм фитинга входит в 50-ю трубу слишком свободно, поэтому, нужно чем-то уплотнить.

Только сделать это лучше чуть позже. Сначала надо отградуировать поплавок в реальных условиях, т.е., просто разметить на нем уровни воды: максимальный, минимальный и середину. Это - как минимум.

Делать это надо непосредственно на емкости, где поплавок будет работать. А для этого наша направляющая должна легко выниматься.

Если хочется, чтобы все было подогнано вообще идеально - в 40 мм раструб можно вставить еще и такую же часть от 32 мм фитинга, вынув из нее уплотнительное кольцо.

Правда, в этом случае зазор между поплавковой трубой и направляющей будет совсем небольшой и есть опасность, что поплавок в этом месте будет иногда подклинивать при сильном ветре и т.п. Я пока оставил, а там поглядим. Будет клинить - убрать недолго)

Осталось провести испытания))

Ну, и собрать все уже на месте.

Да, открытый конец тонкой трубы надо чем-то заглушить, чтобы туда не набиралась дождевая вода и не попадали всякие посторонние предметы типа листьев и т.п.

Я париться на эту тему не стал, а взял кусок вспененного уплотнителя, вырезал цилиндрическую пробку чуть большего диаметра, чем труба, и воткнул внутрь.

Ну, а толстую трубу надо, конечно, жестко зафиксировать в строго вертикальном положении.

Наверное, это - все, что можно рассказать о самой конструкции. Если что-то написано непонятно - готов ответить на вопросы.

Теперь пара слов о дальнейшей эксплуатации.

Конечно, лучше было бы взять не серую трубу, а рыжую - для наружных работ. Но, насколько я в курсе, рыжей трубы, диаметром меньше 110 мм просто не существует (?)

Ну, а серую трубу, чтобы она не слишком быстро пришла в негодность под воздействием солнечного света, нужно чем-то защитить.

От покраски я сразу отказался, т.к. на пластик любая обычная краска и ложится с трудом, и держится на нем плохо.

Была идея надеть на трубу кусок утеплителя для нее же. Но, подумал, что утеплитель на солнце тоже быстро превратится в труху…

В общем, для толстой трубы пока не придумал ничего лучше, чем просто обмотать ее серебристым скотчем. Как он будет вести себя - посмотрим через какое-то время.

Уровнемер для скважин иногда бывает просто необходим. Но просто его цена не такая и низкая. Поэтому чтобы провести замеры не всем по карману купить скважинные уровнемеры.
В данной статье мы расскажем как его можно заменить. Всю работу можно сделать полностью своими руками и при наличии подручных средств.
Инструкция будет приведена ниже. Видео в этой статье покажет наглядно, как это сделать.

Несколько способов

Уровнемеры для скважин вполне возможно заменить. Есть на этот счет несколько способов о которых мы и расскажем. Все можно будет посмотреть и по фото.

Простой способ

Довольно часто на приусадебных участках и дачах сооружают скважины самого простого типа, изготовленные в виде абиссинских колодцев. Притом в таких конструкциях не всегда вода направляется самотеком, в связи с этим возникает потребность в осуществлении контроля ее возникновения в трубе.

Внимание: Заметим, что подобные скважины обычно бюджетные, и зачастую сооружаются в экономном варианте. В этой связи у владельца подобного сооружения не всегда есть дополнительные деньги на покупку уровнемера, стоимость которого, как правило, существенно завышена по причине специфики применения.

Из данной ситуации профессионалы находят выход с помощью стандартной веревки с привязанным к ней грузом.
Веревку помещают в трубу, опуская до конца.
Потом производят ее поднятие обратно и осуществляют проверку мокрой части. В том месте, где начинается мокрый след, будет находиться поверхность воды источника.
Затем измеряют длину веревки и в итоге имеют все нужные показатели.
Заметим, что у подобной методики есть множество недостатков, и ее не назовешь точной либо совершенной. Но, с ее помощью можно в приблизительной форме рассчитать глубину скважины до отметки нахождения воды.

Внимание: В том случае, когда специалисты компании, с которой вы заключили договор на произведение бурения скважины, используют такой способ, то необходимо сделать пересмотр условий оплаты, ведь это свидетельствует о плохом профессиональном уровне.

И не стоит полагать, что если у них есть хороший уровнемер, то они уже мастера высокого уровня.

Лебедочный механизм

Подобное устройство, как правило, простое и надежное. Оно не нуждается в особых навыках для своего применения, и может использоваться специалистами сразу же после ознакомления с инструкцией.
Итак:

Внимание: Такая конструкция есть в розничной торговле, но лучше сделать своими руками. Производственные изделия стоят дорого и зачастую не отвечают нуждам отдельных мастеров.

Приборы с ультразвуком

Такие приборы можно считать самыми дорогостоящими. Для их применения может потребоваться компьютер или его заменяющий аппарат, который предоставляется в комплекте.

Применение ультразвукового уровнемера

Внимание: Заметим, что просчитать, на каком уровне залегает водоносный слой, применяя уровнемеры для скважин такого типа, может лишь профессионал, который прошел такое обучение.

Итак:

Многие такие системы обладают рядом дополняющих функций, основная из которых – возможность нахождения зон повреждения в трубе либо колонне, а также определения конкретной глубины таких дефектов.
Обращая внимание на такие особенности этих систем, их применяют во время расконсервирования скважин.
Они применяются во время бурения в зоне артезианского слоя по той причине, что могут производить контроль на глубине.
Достоинство таких скважинных уровнемеров – для их функционирования не обязательно опускать их на большую глубину. Можно просто поставить в начале скважины датчик, а все остальное сделает ультразвуковое излучение.
Когда происходит отражение волны от воды, она попадает на индикатор, который передает показатели в модуль расчета.
Здесь произойдет подробный анализ скорости волны и количество времени на отражение, сделан соответствующий вывод.
В отдельности нужно обратить внимание, что такие приборы производят контроль на дистанционном уровне. С этой целью в них ставят модули связи, которые дают возможность сохранять контакт на расстоянии между модулем расчета и датчиком.
Беря во внимание все характеристики таких приборов, они используются, как правило, для глубинного бурения скважины либо в промышленном производстве.
Кроме того стоит заметить, что бывают и упрощенные виды таких приборов, которые могут лишь определить расстояние до воды. Инструкция по их применению говорит о том, что у них стандартная настройка, и они могут функционировать, если есть соответствующие условия работы, что существенно усложняет применение этих уровнемеров, вынуждая специалистов применять упрощенные конструкции.
Нужно указать на то, что все показатели уровня воды в скважине помещаются в паспорт скважины. Поэтому при дальнейших замерах, если он поменяется, то в документы следует занести исправления.
Акцентируя внимание на этом обстоятельстве, для осуществления таких действий нужно приглашать профессиональных специалистов, которые дадут заключение и внесут поправки.

Внимание: Покупать такой аппарат необходимо только тогда, когда есть нужда в осуществлении постоянного контроля скважины. Иначе это может привести к значительным и необоснованным расходам.

Заключение

Ознакомившись с рекомендациями приведенной статьи, вы можете подробно изучить разные типы уровнемеров и узнать про их применение. Можно применит уровнемер скважинный судос мини 2, но в то же время, полагаясь на данные, указанные выше, можно сделать вывод, что ни самые доступные, ни самые замысловатые контрольные системы не смогут вобрать в себя две главные характеристики: практичность и доступность. Этим качеством обладает лишь конструкция лебедочного типа.

Для автоматизации многих производственных процессов необходимо контролировать уровень воды в резервуаре, измерение проводится при помощи специального датчика, подающего сигнал, когда технологическая среда достигнет определенного уровня. Без уровнемеров невозможно обойтись и в быту, яркий пример этому – запорная арматура бачка унитаза или автоматика для отключения насоса скважины. Давайте рассмотрим различные виды датчиков уровня, их конструкцию и принцип работы. Эта информация будет полезной при выборе устройства под определенную задачу или изготовлении датчика своими руками.

Различные виды датчиков уровня

Конструкция и принцип действия

Конструктивное исполнение измерительных устройств данного типа определяется следующими параметрами:

Функциональностью, в зависимости от этого устройства принято делить на сигнализаторы и уровнемеры. Первые отслеживают конкретную точку заполнения резервуара (минимальную или максимальную), вторые осуществляют беспрерывный мониторинг уровня.
Принципом действия, в его основу может быть положены: гидростатика, электропроводность, магнетизм, оптика, акустика и т.д. Собственно, это основной параметр, определяющий сферу применения.
Методом измерения (контактный или бесконтактный).

Помимо этого, особенности конструкции определяет характер технологической среды. Одно дело — измерять высоту питьевой воды в баке, другое — проверять наполнение резервуаров для промышленных стоков. В последнем случае необходима соответствующая защита.

Виды датчиков уровня

В зависимости от принципа действия, сигнализаторы принято делить на следующие виды:

поплавочного типа;
использующие ультразвуковые волны;
устройства с емкостным принципом определения уровня;
электродные;
радарного типа;
работающие по гидростатическому принципу.

Поскольку эти типы наиболее распространены, рассмотрим каждый из них в отдельности.

Поплавковый

Это наиболее простой, но, тем не менее, действенный и надежный способ измерения жидкости в баке или другой емкости. С примером реализации можно ознакомиться на рисунке 2.

Рис. 2. Поплавковый датчик для управления насосом

Конструкция состоит из поплавка с магнитом и двух герконов, установленных в контрольных точках. Кратко опишем принцип действия:

Емкость опустошается до критического минимума (А на рис. 2), при этом поплавок опускается до уровня, где расположен геркон 2, он включает реле, подающее питание на насос, закачивающий воду из скважины.
Вода доходит до максимальной отметки, поплавок поднимается до места расположения геркона 1, он срабатывает и реле отключается, соответственно, двигатель насоса прекращает работать.

Такой герконовый сигнализатор сделать самостоятельно довольно просто, а его настройка сводится к установке уровней включения-выключения.

Заметим, что если правильно выбрать материал для поплавка, датчик уровня воды будет работать, даже при наличии слоя пены в резервуаре.

Ультразвуковой

Этот тип измерителей может использоваться как для жидкой, так и сухой среды, при этом у него может быть аналоговый или дискретный выход. То есть, датчик может ограничивать заполнение по достижению определенной точки или отслеживать его постоянно. Устройство включает в себя ультразвуковой излучатель, приемник и контроллер обработки сигнала. Принцип работы сигнализатора продемонстрирован на рисунке 3.

Рис. 3. Принцип работы ультразвукового датчика уровня

Работает система следующим образом:

излучается ультразвуковой импульс;
принимается отраженный сигнал;
анализируется длительность затухания сигнала. Если бак полный, она будет короткой (А рис. 3), а по мере опустошения начнет увеличиваться (В рис. 3).

Ультразвуковой сигнализатор бесконтактный и беспроводной, поэтому он может использоваться даже в агрессивных и взрывоопасных средах. После первичной настройки, такой датчик не требует никакого специализированного обслуживания, а отсутствие подвижных частей существенно продлевает срок эксплуатации.

Электродный

Электродные (кондуктометрические) сигнализаторы позволяют контролировать один или несколько уровней электропроводящей среды (то есть, для измерения наполнения бака дистиллированной водой они не подходят). Пример использования устройства приведен на рисунке 4.

Рисунок 4. Измерение уровня жидкости кондуктометрическими датчиками

В приведенном примере задействован трехуровневый сигнализатор, в котором два электрода контролируют заполнение емкости, а третий является аварийным, для включения режима интенсивной откачки.

Емкостной

При помощи этих сигнализаторов можно определять максимальное заполнение емкости, причем, в качестве технологической среды могут выступать как жидкость, так и сыпучие вещества смешанного состава (см. рис. 5).

Рис. 5. Емкостной датчик уровня

Данные устройства могут функционировать в широком температурном диапазоне, на них не влияют электромагнитные поля, а срабатывание возможно на большом расстоянии. Такие характеристики существенно расширяют сферу применения вплоть до тяжелых условий эксплуатации.

Радарный

Этот вид сигнализаторов можно действительно назвать универсальным, поскольку он может работать с любой технологической средой, включая агрессивную и взрывоопасную, причем, давление и температура не будут влиять на показания. Пример работы устройства приведен на рисунке ниже.

Измерение уровня радарным датчиком

Устройство излучает радиоволны в узком диапазоне (несколько гигагерц), приемник ловит отраженный сигнал и по времени его задержки определяет наполняемость емкости. На измеряющий датчик не влияет давление, температура или характер технологической среды. Запыленность также не отражается на показаниях, чего не скажешь о лазерных сигнализаторах. Также необходимо отметить высокую точность приборов данного типа, их погрешность составляет не более одного миллиметра.

Гидростатический

Эти сигнализаторы могут измерять как предельное, так и текущее заполнение резервуаров. Их принцип действия продемонстрирован на рисунке 7.

Рисунок 7. Измерение заполнения гиростатическим датчиком

Устройство построено по принципу измерения уровня давления, произведенного столбом жидкости. Приемлемая точность и небольшая стоимость сделали данный вид довольно популярным.

В рамках статьи мы не можем осмотреть все типы сигнализаторов, например, ротационно-флажковых, для определения сыпучих веществ (идет сигнал, когда лепесток вентилятора застрянет в сыпучей среде, предварительно вырыв приямок). Так же нет смысла рассматривать принцип действия радиоизотопных измерителей, тем более рекомендовать их для проверки уровня питьевой воды.

Как выбрать?

Выбор датчика уровня воды в резервуаре зависит от многих факторов, основные из них:

Состав жидкости. В зависимости от содержания в воде посторонних примесей может меняться плотность и электропроводность раствора, что с большой вероятностью отразится на показаниях.
Объем резервуара и материал, из которого он изготовлен.
Функциональное назначение емкости для накопления жидкости.
Необходимость контролировать минимальный и максимальный уровень, или требуется мониторинг текущего состояния.
Допустимость интеграции в систему автоматизированного управления.
Коммутационные возможности устройства.

Это далеко не полный список для выбора измерительных приборов данного типа. Естественно, что для бытового назначения можно существенно сократить критерии отбора, ограничив их объемом резервуара, типом срабатывания и схемой управления. Существенное сокращение требований делает возможным самостоятельное изготовление подобного устройства.

Делаем датчик уровня воды в резервуаре своими руками

Допустим, есть задача автоматизировать работу погружного насоса для водоснабжения дачи. Как правило, вода поступает в накопительную емкость, следовательно, нам необходимо сделать так, чтобы насос автоматически выключался при ее заполнении. Совсем не обязательно для этой цели покупать лазерный или радиолокационный сигнализатор уровня, собственно, никакой приобретать не нужно. Несложная задача требует простого решения, оно показано на рисунке 8.

Схема управления водозабоным насосом

Для решения задачи понадобится магнитный пускатель с катушкой на 220 вольт и два геркона: минимального уровня — на замыкание, максимального — на размыкание. Схема подключения насоса проста и, что немаловажно, безопасна. Принцип работы был описан выше, но повторим его:

Читайте также: