Тэг: поплавковые датчики уровня

Магниточувствительные датчики - это устройства, способные обнаруживать и измерять магнитные поля.

Датчики такого типа играют ключевую роль в различных областях, включая промышленность, транспорт, медицину и научные исследования.

Магниточувствительные датчики разделяют на следующие группы, исходя из принципа действия:

- контактного срабатывания (например, герконовые датчики)

- бесконтактного срабатывания (например, датчики на эффекте Холла).

В конструкции герконовых датчиков находится геркон (полное название герметичный контакт), который выполняет функции как чувствительного, так и коммутирующего элемента одновременно.

Срабатывание герконового датчика осуществляется при приближении магнитного поля: при уменьшении расстояния между датчиком и магнитом изменяется электрический сигнал, посылаемый устройством, срабатывает геркон.

Этот принцип действия чаще всего применяется в промышленности и других отраслях в решении таких задач, как контроль положения и перемещения.

Характеристики современных герконовых датчиков позволяют использовать их для мониторинга процессов сборки на производствах:

- деталь зафиксирована/не зафиксирована;

- вентиль или клапан в положении открыт/закрыт;

- деталь вставлена/извлечена; 

- механизм выдвинут/задвинут.

Также герконовые поплавковые датчики уровня жидкости применяются для контроля и поддержания заданного уровня в емкостях с различными типами жидкостей, количество герконов и соответственно число контролируемых уровней может достигать семи.

К плюсам современных герконовых датчиков относят:

- простота конструкции,

- характеристики устройств не зависят от температур,

- в современных герконах сопротивление контактов минимальное (у современных моделей не выше 0,15 Ом),

- датчики могут работать при переменном и постоянном напряжении от 0,05 до 250 В.

К некритичным минусам можно отнести относительно небольшое число рабочих циклов (до 107), а также не очень высокую частоту коммутации (до 400 Гц).

Современные магниточувствительные датчики на эффекте Холла имеют электронный выходной ключ, который срабатывает на приближение внешнего магнитного поля.

Принцип работы таких устройств основан собственно на эффекте Холла:

Возникновении в электропроводнике разности между потенциалами на краях образца (напряжения Холла), который был помещен в поперечное магнитное поле, при протекании тока, перпендикулярного полю.

У датчиков на эффекте Холла не имеется механических контактов, которые могли бы подвергаться износу, и за счет этого их ресурс работы практически безграничен.

Датчики способны выдавать довольно большую частоту коммутации (20 кГц и выше).

Датчики на эффекте Холла находят применение как:

- датчики тока

- тахометры

- датчики вибрации

- датчики угла поворота

- бесконтактные потенциометры

- датчики расхода

- датчики положения

- датчики частоты вращения

- счетчики импульсов

- датчики положения клапанов, штоков и т. д.

Также современные магниточувствительные датчики изготавливаются во взрывозащищенном исполнении, что позволяет использовать эти устройства в условиях производства, опасных по взрыву и воспламенению.

Вот примеры некоторых основных применений современных магниточувствительных датчиков:

1. Управление двигателями: Магниточувствительные датчики используются в системах управления двигателями, чтобы обеспечить точное позиционирование и контроль за движущимися объектами. Например, они могут использоваться в робототехнике для управления моторами и сервоприводами.

2. Автомобильная промышленность: Автомобильная промышленность является одним из основных потребителей магниточувствительных датчиков. Они используются для измерения скорости, положения и направления движения автомобиля. Магниточувствительные датчики также используются для обнаружения магнитных полей внутри автомобиля.

3. Медицинская техника: В медицинской технике магниточувствительные датчики используются для различных задач, таких как магнитно-резонансная томография (МРТ) и контроль сердечного ритма. Они также используются для обнаружения и измерения магнитных полей, создаваемых мозгом и сердцем.

4. Электроника: Магниточувствительные датчики имеют широкий спектр применений в электронике. Они могут использоваться для измерения магнитных полей в электромагнитах, индуктивных датчиках, электроинструментах и т.д. Они также могут быть использованы в компасах и гироскопах для ориентации и навигации.

5. Энергетика: Магниточувствительные датчики могут использоваться для измерения магнитного поля в электростанциях и распределительных сетях. Это позволяет операторам контролировать и мониторить электрические системы для обеспечения безопасности и эффективности.

Работа любой электроаппаратуры основана на действии контактов — тех поверхностей, которые замыкают/ размыкают электрическую цепь.

Важной задачей в совершенствовании электроаппаратуры является развитие способов предохрания области контактов от загрязнений, влаги, и нежелательных механических воздействий. В результате в середине прошлого столетия были разработаны магнитоуправляемые «герметичные контакты» - герконы. Также их называют «герметизированные контакты» (герметизация достигается за счет помещения контактной группы в полностью герметичную стеклянную колбу).

Контакты в данном случае представляют собой магнитные сердечники, их внутренние срезы впаяны в торцы стеклянной колбы, а наружные подключаются к внешней электроцепи. Внутри колбы создается практически вакуум посредством откачки воздуха, или же колба заполняется каким-либо инертным газом.

Герконы в зависимости от устройства контактной группы бывает следующих типов:

• Нормально-разомкнутые, когда действует магнитное поле — контакты замыкаются, когда воздействие поля прекращается, контакты размыкаются,
• Нормально-замкнутые, наоборот, когда действует магнитное поле — контакты разомкнуты, когда воздействие поля прекращается, контакты замыкаются,
• Переключающие, в этом типе герконов, помимо двух контактов есть еще и третий контакт, на который геркон переключается, когда магнитное поле на него действует,
• Также по технологическому исполнению герконы делятся на сухие и ртутные.

В сухих в колбах либо вакуум, либо газ, а в ртутных имеется малое количество ртути, что позволяет значительно уменьшить переходное сопротивление и вибрацию контактов в моменты коммутации, что улучшает качество контакта в целом и продлевает срок службы геркона.

Срабатывание происходит при воздействии магнитного поля, обладающего достаточной напряженностью для возникновении коммутации. Такое поле может быть создано простым магнитом или электромагнитом. По прекращении воздействия контактная группа возвращается к исходному положению.

Герконы применяются в конструкции герконовых датчиков.

По режиму работы такие датчики делятся на моностабильные и бистабильные:

• Моностабильный. Особенность моностабильного герконового датчика заключается в срабатывании геркона, когда расстояние между датчиком и магнитом уменьшается, а напряженность поля в зоне чувствительности датчика наоборот, увеличивается,
• Бистабильный. Работа бистабильного герконового датчика основана на «запоминании» предшествующего состояния.

Геркон, который при определенном воздействии встроенного магнита имеет нормально разомкнутые контакты, может существовать в двух состояниях – в нормально-замкнутом, или же в нормально-разомкнутом. В данных состояниях геркон может находиться до тех пор, пока не подвергнется следующему воздействию. Когда внешнее, строго определенное по отношению к внутреннему, магнитное поле воздействует на внутреннее поле, контакты геркона переключаются самостоятельно. Это переключение даже не требует подключения питания к датчику.

Герконовые датчики, или бесконтактные выключатели, широко используется в самых разнообразных областях:

• Например, в промышленности герконовые датчики применяются для контроля положения и позиции различных механизмов, а также для обнаружения сбоев или неисправностей в системах. Они могут использоваться в автоматических дверях, лифтах, конвейерах, робототехнике и т.д.,
• В электронике герконовые датчики широко применяются в телефонах, компьютерах и других устройствах для контроля состояния и переключения режимов работы. Также они используются для обнаружения открытия или закрытия крышек, дверей и окон,
• В сфере безопасности герконовые датчики могут быть использованы для обнаружения взлома или несанкционированного доступа к помещениям. Они могут быть установлены на дверях, окнах, сейфах и других объектах, которые должны быть защищены от несанкционированного доступа,
• Герконовые датчики также могут использоваться в автомобилях для контроля статуса открыто/ закрыто дверей транспортного средства, капота и багажника. Они позволяют автоматически определить, если какой-либо из этих элементов остался открытым.

Отечественный производитель СКБ Индукция с 2004 года предлагает российским компаниям широкий выбор датчиков собственного производства, в том числе различные виды герконовых датчиков.

Линейка герконовых датчиков представлена моностабильными, бистабильными, датчиками стандарта NAMUR, датчиками уровня жидкости, датчиками оборотов, датчиками для пневмоцилиндров, датчиками на переменное/ постоянное напряжение и датчики с внутренней магнитной системой. Эти датчики также подходят для импортозамещения, особенно это актуально в настоящее время, когда бывает невозможно найти датчик на импортное оборудование.

Широкий ряд характеристик позволяет подобрать нужный вам датчик для аналоговой замены импортных выключателей, как герконовых, так и индуктивных, емкостных, оптических:

• Герконовые поплавковые датчики уровня применяются для контроля и поддержания заданного уровня в емкостях с различными типами жидкостей,
• Взрывобезопасные бесконтактные герконовые выключатели стадарта NAMUR служат для обеспечения бесконтактной коммутации в промышленном оборудовании во взрывоопасных условиях. Необходимость в этих датчиках есть на производствах, где в воздухе присутствует пыль, например в мукомольных цехах, или образуются горючие испарения, как при изготовления различных спиртов, лакокрасочной продукции т.п.,
• Бесконтактный герконовый выключатель для пневмоцилиндра применяется с целью контроля положения поршня пневмоцилиндра и его перемещений,
• Герконовые датчики оборотов (или датчики частоты вращения) для автотранспорта позволяют подсчитать количество оборотов двигателя.

Необходимость точного измерения уровня сыпучих материалов и жидкостей

в резервуарах, бункерах, цистернах и т. п. возникает в различных отраслях промышленности,

сельского и коммунального хозяйства.

Информация о состоянии уровня позволяет предотвратить аварийные ситуации, связанные с переливом, а также с опасным понижением уровня.

На основании сведений об изменении уровня вещества можно сделать вывод о его расходе в определенный промежуток времени.

Так как современные системы управления оборудованием основаны на микропроцессорном взаимодействии, для измерения уровня требуются всё более точные средства — электронные датчики.

По задачам различают два вида датчиков уровня:

- сигнализаторы уровня, которые предназначены для сигнализации о достижении предельного уровня или заданного уровня;

- уровнемеры (преобразователи уровня) для непрерывного отслеживания изменений уровня.

Сигнализаторы обычно имеют цифровой логический выход, преобразователи — как аналоговый, так и цифровой.

Аналоговый выход чувствителен к шумам, поэтому цифровой выход предпочтительнее.

Среди различных видов датчиков для измерения уровня следует делать выбор,

исходя из целей измерения и характеристик измеряемого материала.

Тип материала - сыпучий (гранулированный или порошкообразный) или жидкий,

необходимо знать его диэлектрическую проницаемость, проводимость, а также плотность, вязкость.

Важно определить рабочую температуру происходящих в резервуаре процессов, давление.

Также учесть, возможно ли возникновение турбулентности в жидкости и

присутствуют ли в измеряемом материале посторонние частицы.

Немаловажно учитывать, из какого материала изготовлен резервуар, где находится измеряемое вещество

и знать, с какой средой это вещество контактирует (с воздухом или же с какой-то другой средой).

Эти обстоятельства влияют на выбор исполнения датчика уровня: взрывозащищенное, устойчивое к поражению коррозией, водонепроницаемое.

Также нужно определить, в каких пределах будет осуществляться измерение уровня.

Таким образом, когда все условия и обстоятельства известны, стоит рассмотреть некоторые

из предлагаемых современных решений.

Наиболее популярными в сфере измерения уровня являются емкостные и поплавковые датчики.

Емкостные датчики уровня способны обнаруживать вещества, показатели диэлектрической проницаемости которых отличаются от аналогичных показателей воздуха. Электрод, установленный в корпусе датчика, совместно с корпусом образует конденсатор. Емкость такого конденсатора зависит от уровня материала, при изменении уровня от нуля до максимального значения диэлектрическая проницаемость будет изменяться, это позволяет отслеживать уровень вещества.

Емкостные датчики уровня могут выпускаться как в общепромышленном, так и во взрывобезопасном исполнении, в соответсвии со стандартом Namur.

Поплавковые датчики применяются для определения уровня жидкостей. Поплавковые сигнализаторы просты, надежны, недороги, нашли широкое применение в определении уровня жидкостей с разными характеристиками — от простой воды до агрессивных составов и даже взвесей.Принцип их работы основан на действии выталкивающей силы в отношении поплавка малой массы, объемная плотность которого меньше плотности измеряемой жидкой среды.

Современным решением будут магниточувствительные сигнализаторы и уровнемеры. Устройство магнитных сигнализаторов предельного уровня состоит из поплавка со встроенным магнитом, направляющей, присоединительного кабеля и схемы индикации (если она требуется).

Магниточувствительные поплавковые датчики уровня обеспечивают измерение уровня в пределах 25мм-1500мм.