Как выбрать тип датчика уровня жидкости? Краткое сравнение оптических, емкостных и поплавковых уровнемеров. Где лучше применять и какие ограничения учитывать при выборе одного из каждого предложенного типа
Все три типа датчиков решают одну задачу — выдают электрический сигнал при достижении заданного уровня жидкости. Вместе с этим они все работают по разным физическим принципам, и могут по-разному реагировать на загрязнение, пену, помутнение, возможные отложения, вибрации, вязкость, наклоны самих емкостей а процессе эксплуатации и свойства окружающей среды.
Оптический датчик уровня
В корпусе датчика уровня расположены призма, инфракрасный диод и чувствительный элемент. Когда призма находится в воздухе, свет отражается внутри неё определенным образом. При возникновении контакта с жидкостью условия отражения меняются, и датчик изменяет свой электрический сигнал.
Наиболее часто оптический датчик устанавливают для работы с:
- прозрачными жидкостями в том числе и водой;
- чистыми маслами;
- охлаждающими жидкостями на основе гликолевых растворов;
Преимущества
- компактная конструкция, подходит для установки в небольших резервуарах и баках;
- отсутствие подвижных механических частей;
- возможность выставления четкого уровня срабатывания;
- не требует точной оценки электропроводности и вязкости жидкости;
- хорошо работает с чистыми прозрачными средами;
- возможен вертикальный и горизонтальный монтаж;
- работа в емкостях с повышенным давлением.
Недостатки
- чувствителен к загрязнению призмы;
- возможны ложные сигналы из-за капли или образовании плёнки на призме;
- нежелателен для жидкостей с осадком, шламом, или возможной кристаллизацией растворимых осадков;
- плохо подходит для сильно мутных и загрязнённых сред с твердыми взвесями;
- образование пены в рабочей зоне датчика может нарушать стабильность сигнала.
Оптический датчик — хороший выбор, если жидкость чистая, прозрачная, не пенится и не оставляет стойкой плёнки на чувствительной части элемента. Как пример: компактный бак с чистой охлаждающей жидкостью, водой, теплоносителем систем отопления, гидравлическим маслом или смазочной жидкостью.
Емкостной датчик уровня
Датчик фиксирует изменение электрической ёмкости в зоне чувствительного элемента при контакте с жидкостью. Изменение емкости, в зависимости от изначального выбора, может происходить как при контакте с проводящими жидкостями, например водой, так и от воздействия непроводящих жидкостей, таких как масла или дизельного топлива. Важно учесть, что на стадии подбора датчика необходимо четко понимать с какими жидкостями он будет работать. Одни типы емкостных датчиков работают с проводящими жидкостями, другой с диэлектрическими. Они не взаимозаменяемы
Лучше использовать для:
- воды;
- масел;
- дизельного топлива;
- охлаждающих жидкостей;
- водных растворов;
- эмульсий;
- мутных, окрашенных и непрозрачных жидкостей;
- резервуаров на мобильных установках и транспорте, где возможны вибрации, волны и кратковременные всплески.
Преимущества
- не зависит от прозрачности среды;
- подходит для мутных и окрашенных жидкостей;
- может иметь задержку включения, например 4 секунды, для фильтрации всплесков и волн;
- гистерезис снижает дребезг сигнала при колебании уровня;
- возможен вертикальный и горизонтальный монтаж;
- работа в емкостях с повышенным давлением.
Ограничения применений
- не подходит для работы с проводящими и непроводящими жидкостями одновременно, только с одним типом
- чувствителен к налипанию на чувствительный элемент;
- отложения и налёт могут смещать порог срабатывания;
- плотная пена может восприниматься как жидкость;
- изменение состава среды может влиять на стабильность сигнала;
- требует чётких соблюдений рекомендаций производителя.
Рекомендуется выбирать такой тип датчиков, если жидкость мутная, окрашенная, непрозрачная или условия работы связаны с перемещениями и транспортировкой. Как пример: топливные, гидравлические или технологические баки на мобильных установках, спецтехнике, транспортном оборудовании.
Электронные поплавковые уровнемеры
За счет положительной плавучести поплавок перемещается вместе с уровнем жидкости и воздействует на встроенный чувствительный элемент. В самом простом варианте – это электрический переключатель, который выдает дискретный сигнал. Уровень достиг заданной точки — контакт переключился.
Поплавковый индикатор уровня HFLT-E
Поплавковый датчик лучше использовать для:
- воды;
- масел;
- дизельного топлива;
- охлаждающих жидкостей;
- гидравлических баков;
- накопительных резервуаров и систем, где нужен простой и понятный контроль уровня;
- случаев, где допустима механическая подвижная часть.
Преимущества
- простой принцип работы;
- не зависит от прозрачности жидкости;
- не требует сложной настройки, возможна переналадка в процессе эксплуатации за счет длины приводного штока, на котором закреплен поплавок;
- хорошо подходит для воды, масла, топлива и многих технических жидкостей;
- устойчив к мутности и окраске среды;
- легко проверяется при обслуживании и ремонте.
Недостатки
- есть подвижная часть, когда поплавок может заклинить из-за загрязнений, осадка или механических включений;
- не подходит для слишком вязких, липких и кристаллизующихся жидкостей;
- налипание грязи и плотных осадков может приводить к затоплению поплавковой части датчика;
- возможна работа с жидкостями определенных плотностей. Низкая плотность среды может приводить к погружению поплавка ниже уровня жидкости.
- пена и сильные волны могут вызывать нестабильное срабатывание;
- требуется место для свободного хода поплавка;
- чувствителен к монтажному положению;
- на мобильной технике возможен механический износ от вибраций и частых колебаний уровня.
Поплавковый датчик — хороший выбор, если нужна простая, надёжная и легко проверяемая стационарная система контроля уровня, а жидкость с параметрами, которые не препятствуют движению поплавкового элемента. Это могут быть: стационарные баки с водой, маслом, дизельным топливом или гидравлической жидкостью, где достаточно места для нормального перемещения поплавкового уровнемера
