Bezdotykový snímač hladiny kapaliny XKC-Y25-V: uživatelská příručka – Popisy, příklady, připojení k Arduinu

Snímač hladiny vody je druh zařízení, které dokáže v reálném čase převádět parametr hladiny vody v měřicím bodě na odpovídající elektrický signál, který se široce používá v oblastech ochrany vodních zdrojů, ochrany životního prostředí, průmyslového řízení a automatizace atd. Klasifikace snímačů hladiny vody a jejich princip činnosti jsou uvedeny níže. Klasifikace a princip činnosti snímačů hladiny vody jsou podrobně analyzovány níže.

Klasifikace a princip fungování senzoru hladiny vody

1. Plovákový snímač hladiny vody

— Princip činnosti: Použití plováku s hladinou vody, který se pohybuje, k detekci změn hladiny vody. Plovák je obvykle spojen s mechanickou pákou, která je připojena k spínači nebo enkodéru. Když se hladina vody změní, změní se poloha plováku, což aktivuje spínač nebo změní polohu enkodéru, a tím vysílá signály.

— Scénář použití: vhodné pro správu zásobování vodou v domácnostech, regulaci hladiny vody v nádržích atd.

2. Snímač hladiny tlaku vody

— Princip činnosti tlakového senzoru hladiny vody: je založen na hydrostatickém principu, tj. tlak v bodě pod vodou je úměrný výšce vodního sloupce nad tímto bodem. Tento typ senzoru se obvykle instaluje na dno vody nebo na dno nádoby a měřením tlaku se vypočítává hladina vody.

— Oblast použití: vhodné pro hluboké vrty, monitorování mořské vody, průmyslové systémy úpravy vody atd.

3. Ultrazvukový senzor hladiny vody

— Princip fungování ultrazvukového snímače hladiny vody: měření hladiny vody pomocí ultrazvukových impulsů na základě časového rozdílu mezi vysíláním a příjmem. Senzor vysílá ultrazvukové impulsy, které se odrážejí od hladiny vody a přijímají se zpět. Senzor přijímá odraženou vlnu, na základě časového rozdílu vypočítává vzdálenost a následně hladinu vody.

— Výhody ultrazvukového snímače hladiny vody:

– Bezkontaktní měření: zabraňuje korozi, kontaminaci nebo fyzickému poškození senzoru v důsledku dlouhodobého kontaktu s vodou.

– Vysoká přesnost a stabilita: Za ideálních podmínek je dosaženo vysoké přesnosti měření, typicky ±0,2 mm, což je vhodné pro aplikace vyžadující přesné řízení.

– Adaptabilita: schopnost pracovat v noci, v tmavých nebo špatně osvětlených místnostech a absence rušení většinou faktorů prostředí (např. prach, vlhkost).

– Široká škála použití: vhodné pro měření vysokoteplotních, toxických nebo těkavých kapalin a také pro monitorování širokého rozsahu změn hladiny.

– Snadná údržba: snížené nároky na údržbu a delší životnost díky absenci částí, které jsou v přímém kontaktu s kapalinou.

– Flexibilní instalace: Lze jej instalovat na horní část nádoby bez pronikání do ní, což snižuje složitost instalace a závislost na konstrukci nádoby.

— Oblast použití: vhodné pro řeky, jezera, nádrže, průmyslové nádrže atd.

4. radarový snímač hladiny vody

— Princip činnosti radarového snímače hladiny vody: podobný ultrazvukovým snímačům, ale místo zvukových vln využívá elektromagnetické vlny. Radarový snímač vysílá mikrovlnné signály na hladinu vody, poté přijímá odražené signály a určuje hladinu vody výpočtem časového rozdílu mezi vyslaným a přijatým signálem.

— Výhody radarového senzoru hladiny vody:

– Vysoká přesnost: vhodné pro aplikace vyžadující extrémně vysokou přesnost.

— Bezkontaktní měření: přímý kontakt senzoru s kapalinou je vyloučen.

– Přizpůsobení drsným podmínkám: vhodné pro extrémní povětrnostní podmínky a silně znečištěné prostředí.

— Oblasti použití: vhodné pro řeky, jezera, nádrže, průmyslové nádrže atd.

5. Kapacitní senzor hladiny vody

— Princip fungování: Na základě principu změny kapacity se při změně hladiny vody mění médium mezi dvěma vodivými deskami (vzduch nebo voda), což způsobuje změnu elektrické kapacity. Měřením této změny kapacity lze nepřímo měřit hladinu vody.

— Výhody kapacitního senzoru hladiny vody:

– Jednoduchý design: snadná instalace a údržba.

– Adaptace na různé kapaliny: použitelné pro kapaliny s různými dielektrickými konstantami.

— Oblasti použití: vhodné pro skladovací nádrže, olejové nádrže, systémy úpravy vody atd.

6. fotoelektrický snímač hladiny vody

– Princip fungování: Pro detekci hladiny vody použijte vysílač a přijímač světla. Když hladina vody dosáhne určité výšky, světlo bude blokováno nebo lámané a přijímač nebude schopen detekovat hladinu vody nebo bude moci přijímat pouze oslabený světelný signál.

– Výhoda:

— Bezkontaktní měření: přímý kontakt senzoru s kapalinou je vyloučen.

– Vysoká rychlost odezvy: vhodná pro situace vyžadující rychlou reakci.

— Oblast použití: vhodné pro regulaci zásobování vodou v domácnostech, regulaci hladiny kapalin v průmyslu atd.

7. Odporový snímač hladiny vody

— Princip činnosti: měření hladiny vody pomocí vodivosti vody. Když hladina vody stoupá, odpor mezi oběma elektrodami se snižuje a naopak se zvyšuje. Hladina vody se určuje měřením změny odporu.

– Výhoda:

– Nízké náklady: vhodné pro situace, kdy jsou vyžadovány nízké náklady.

– Jednoduchý design: snadná instalace a údržba.

— Oblast použití: vhodné pro regulaci zásobování vodou v domácnostech, regulaci hladiny kapalin v průmyslu atd.

8. magnetický snímač hladiny vody

— Princip fungování: použití magnetického plováku při změně hladiny vody a interakce s externím magnetickým spínačem nebo magnetostrikčním materiálem způsobí změnu elektrického signálu.

– Výhoda:

– Vysoká spolehlivost: vhodné pro dlouhodobý stabilní provoz.

— Bezkontaktní měření: přímý kontakt senzoru s kapalinou je vyloučen.

— Oblast použití: vhodné pro skladovací nádrže, olejové nádrže, systémy úpravy vody atd.

9. Impedanční snímač hladiny vody

— Princip činnosti: hladina vody se určuje měřením změny odporu při kontaktu sondy s kapalinou; vodivost kapaliny ovlivňuje hodnotu odporu, a tím odráží hladinu vody.

– Výhoda:

– Nízké náklady: vhodné pro situace, kdy jsou vyžadovány nízké náklady.

– Jednoduchý design: snadná instalace a údržba.

— Oblasti použití: vhodné pro hospodaření s vodou v domácnostech, monitorování hladiny v průmyslu atd.

10 indukčních a magnetostrikčních hladinoměrů

– Princip fungování: Využití elektromagnetické indukce nebo změny polohy magnetického materiálu v magnetickém poli k detekci hladiny vody, vhodné pro specifické průmyslové aplikace.

– Výhoda:

– Vysoká přesnost: vhodné pro situace, kde jsou vyžadována vysoce přesná měření.

— Bezkontaktní měření: přímý kontakt senzoru s kapalinou je vyloučen.

— Oblast použití: vhodné pro průmyslové skladovací nádrže, olejové nádrže atd.

11. servosnímač hladiny vody

— Princip fungování: nepřímé měření hladiny vody pomocí motorizované sondy nebo bóje se zpětnou vazbou o poloze v reálném čase.

– Výhoda:

– Vysoká přesnost: vhodné pro případy vyžadující vysoce přesná měření.

– Adaptabilita: použitelná pro širokou škálu kapalin a podmínek prostředí.

— Oblast použití: vhodné pro průmyslové skladovací nádrže, olejové nádrže atd.

Výhody ultrazvukového senzoru hladiny vody

Ultrazvukový snímač hladiny vody má oproti jiným typům snímačů hladiny vody následující významné výhody:

1. Bezkontaktní měření:

— Měření vzdálenosti vysíláním a přijímáním zvukových vln bez přímého kontaktu s kapalinou, čímž se zabrání problému s poškozením senzoru v důsledku dlouhodobého ponoření, vhodné pro měření korozivních nebo znečištěných kapalin.

2. Vysoká přesnost a stabilita:

– Za ideálních podmínek může dosáhnout vysoké přesnosti měření, typicky ±0,2 mm, což je vhodné pro situace vyžadující přesné řízení. Jeho měření je nezávislé na fyzikálních vlastnostech kapaliny (jako je barva, průhlednost).

3. Vysoká přizpůsobivost:

– Schopný pracovat v noci, ve tmě nebo za zhoršených světelných podmínek, neovlivněný většinou faktorů prostředí (jako je prach, vlhkost), vhodný pro regulaci hladiny v obtížných podmínkách.

4. Široká škála aplikací:

– Vhodné pro měření vysokoteplotních, toxických nebo těkavých kapalin a také pro širokou škálu monitorování změn hladiny.

5. Snadná údržba:

– Protože žádné části nejsou v přímém kontaktu s kapalinou, snižují se nároky na údržbu a prodlužuje se životnost.

6. Flexibilní instalace:

– Lze jej instalovat na horní část plavidla bez nutnosti jeho pronikání, což snižuje složitost instalace a závislost na konstrukci plavidla.

Průmyslové aplikace senzorů hladiny vody

Snímače hladiny vody mají širokou škálu uplatnění v různých průmyslových odvětvích, mimo jiné včetně:

1. průmyslová automatizace:

– Používá se pro regulaci hladiny v nádržích, regulaci hladiny v reaktorech atd., aby pomohlo inženýrům dosáhnout automatického řízení a optimalizace procesů.

2. Monitorování životního prostředí:

– V řekách, jezerech, nádržích a dalších přírodních vodních útvarech za účelem sledování změn hladiny vody, poskytování varování před povodněmi a informací o regulaci hladiny vody.

3. čištění vody:

– Používá se k regulaci hladiny kapaliny v úpravnách vody, usazovacích nádržích, bazénech atd. pro zajištění účinnosti čištění vody.

4. zemědělství:

– Používá se k monitorování hladiny vody v zemědělských zavlažovacích systémech, aby pomohl zemědělcům přesně hospodařit s vodními zdroji a zlepšit efektivitu využívání vody plodinami.

5. Zdravotní péče:

— Například sledování hladiny kapaliny v nádrži ventilátoru pro zajištění pohodlí a bezpečnosti léčby pacienta.

6. Konstrukce:

– Například sledování hladiny vody v akumulační nádrži pro zajištění normálního provozu vodovodního a kanalizačního systému.

Výběr správného senzoru hladiny vody

Při výběru správného senzoru hladiny vody je třeba zvážit následující faktory:

1. Měřicí rozsah: Podle skutečného použití hladiny vody v rozsahu se vybere odpovídající rozsah senzoru.

2. Požadavky na přesnost: Vyberte vhodný typ senzoru podle požadované přesnosti měření.

3. Podmínky prostředí: Zvažte, zda senzor může stabilně fungovat za určitých podmínek prostředí, jako je teplota, vlhkost, koroze atd.

4. Snadná instalace: Vyberte senzor, který se snadno instaluje a udržuje.

5. Cenově výhodné: Vyberte si cenově výhodné senzory podle svého rozpočtu.

Komplexním zvážením výše uvedených faktorů lze zajistit, aby senzor hladiny vody nejlépe vyhovoval specifickým požadavkům aplikace, což dosáhne efektivního a přesného monitorování a regulace hladiny vody.

Snímače hladiny vody se přizpůsobují různým prostředím a potřebám pomocí různých provozních principů, jako je fyzický kontakt (plovák, impedance), bezkontaktní měření (ultrazvuk, radar) a změny fyzikálních vlastností (tlak, kapacita). Hrají důležitou roli v automatizaci, dálkovém monitorování a bezpečnostních výstrahách, čímž zajišťují přesnost a bezpečnost při monitorování všeho od spotřeby vody v domácnostech až po průmyslové procesy. Výběr správného snímače hladiny vody vyžaduje zvážení faktorů, jako je přesnost měření, podmínky prostředí, snadná instalace a cenová efektivita.

Pomocí bezkontaktního snímače hladiny kapaliny XKC-Y25-V můžete sledovat hladinu vodných roztoků v různých nádobách a nádržích. Nedostatek přímého kontaktu s kapalinami umožňuje použití senzoru s nebezpečnými látkami, jako jsou kyseliny, zásady nebo vařící voda.

Verze snímačů

V naší prodejně nabízíme dvě verze snímače hladiny kapaliny XKC-Y25-V, které se liší pouze délkou kabelu:

• Bezdotykový snímač hladiny kapaliny XKC-Y25-V (50 cm)
• Bezdotykový snímač hladiny kapaliny XKC-Y25-V (100 cm)

Pracovní příklady

Podívejme se na několik příkladů práce s bezkontaktním snímačem hladiny kapaliny. Pro připevnění senzoru k nádobám doporučujeme použít oboustrannou pásku.

Jednoduchý detektor kapalin

Se senzorem můžete pracovat i bez mikrokontroléru. Sestavíme jednoduchý detektor hladiny kapaliny.

Co budete potřebovat?

• 1× Bezdotykový snímač hladiny kapaliny XKC-Y25-V
• Napájení 1× 5V
• 1× Vodní sklo

Schéma zařízení

Výsledek práce

Pojďme k experimentu.

• Pokud je hladina kapaliny v dosahu viditelnosti čidla, rozsvítí se červený indikátor a kontakt OUT bude mít vysokou hladinu.
• Pokud je hladina kapaliny mimo dohled senzoru, červený indikátor zhasne a kontakt OUT bude mít nízkou hladinu.

Pokud potřebujete invertovat signál OUT, změňte výstupní režim na MODE.

Příklad pro Arduino

Pro roli regulátoru pro práci se snímačem hladiny kapalin zvažte platformu Arduino Uno.

Co budete potřebovat?

• 1× Bezdotykový snímač hladiny kapaliny XKC-Y25-V
• 1× Arduino Uno
• 1× USB kabel (A – B)
• 1× propojovací vodiče samec-samec (65 ks)
• 1× Vodní sklo

Schéma zařízení

Nastavení softwaru

Zdrojový kód

// GPIO pin ke kterému je připojen // bezkontaktní snímač hladiny kapalin constexpr auto PIN_SENSOR_LIQIID = 4; void setup() < // Otevření monitoru COM portu Serial.begin(9600); // Nakonfigurujte pin senzoru na vstupní režim pinMode(PIN_SENSOR_LIQIID, INPUT); >void loop() < // Přečtení stavu pinu int motionState = digitalRead(PIN_SENSOR_LIQIID); // Výstup dat na COM port Serial.println(motionState); // Čekání 100 ms zpoždění(100); >

Výsledek práce

Po flashování firmwaru Arduina otevřete monitor COM portu.

• Pokud je hladina kapaliny v dosahu viditelnosti senzoru, rozsvítí se červený indikátor a na konzole uvidíte běžící jednotky.
• Pokud je hladina kapaliny mimo dohled senzoru, červený indikátor zhasne a na konzole uvidíte běžící nuly.

Pokud potřebujete invertovat signál OUT, změňte výstupní režim na MODE.

Prvky desky

Senzor

Bezdotykový snímač hladiny kapaliny XKC-Y25-V je vyroben na kapacitním snímacím prvku, který reaguje na změny dielektrické konstanty. Tato vlastnost umožňuje hladinovému spínači detekovat kapalinu přes různé nekovové překážky: plast, sklo, keramiku atd. Kapalinový senzor zaznamená i dotek vaší ruky. Maximální tloušťka stěny překážky a tím i vzdálenost citlivosti senzoru je 12 mm.

Snímač nebude fungovat s kovovými překážkami.

Protože Nedochází k přímému kontaktu s detekovanými kapalinami, snímač lze použít s kyselinami, louhy, jakož i kapalinami při vysokých teplotách nebo pod tlakem. Pro instalaci hladinového detektoru nemusíte vrtat otvory do nádrže a umístit snímač dovnitř nádrže – jednoduše připevněte snímač na stěnu pouzdra pomocí oboustranné pásky.

Senzor nemá žádné pohyblivé části, což prodlužuje životnost senzoru. Veškerá elektronika je zapouzdřena ve směsi, která poskytuje krytí IP67, což zaručuje provoz v prašném prostředí a umožňuje krátkodobé ponoření do vody.

Výstupní kabel

Na výstupu snímače je kabel. V naší prodejně nabízíme úpravy o délce 50 cm nebo 100 cm Na konci kabelu jsou čtyři vodiče zalisované do konektoru JST XH-4 Female pro připojení senzoru k napájecí nebo ovládací platformě.

Barva drátu	kontakt	Funkce	Připojení
Hnědý	VCC	Jídlo	Připojte k napájení.
Žlutá	OUT	Výstup senzoru	Připojte k I/O pinu mikrokontroléru.
Tmavě modrá	GND	Země	Připojte k zemi.
černá	MODE	Výběr režimu výstupního signálu.	Připojte k napájení nebo k zemi.

Ovládání citlivosti

Pro ovládání citlivosti snímače slouží konstrukční rezistor, který je umístěn pod zadním krytem. K nastavení použijte plochý šroubovák.

Indikační LED

Červená indikační LED vám řekne o detekci kapaliny:

• Svítí: kapalina v oblasti hledání senzoru.
• Nesvítí: kapalina je mimo oblast hledání senzoru.

Výběr výstupního režimu

Snímač má vestavěn obvod inverze výstupního signálu, který je řízen stavem pinu MODE.

Normální režim

Pin MODE je připojen k napájení nebo není připojen vůbec: signál OUT není invertován.

• Pokud je hladina kapaliny v dosahu viditelnosti senzoru: LED svítí, výstup senzoru je na vysoké úrovni.
• Pokud je hladina kapaliny mimo dohled senzoru: LED nesvítí, výstup senzoru je nízký.

Inverzní režim

Pin MODE je připojen k zemi: signál OUT je invertován.

• Pokud je hladina vody v dosahu viditelnosti senzoru: LED svítí, výstup senzoru je nízký.
• Pokud je hladina vody mimo dohled senzoru: LED nesvítí, výstup senzoru je na vysoké úrovni.

Rozměrový výkres

Vlastnosti

• Model: Bezdotykový snímač hladiny kapaliny XKC-Y25-V
• Rozhraní: binární digitální signál
• Snímací vzdálenost: 0-12mm
• Napájecí napětí: 3,3–24 V
• Spotřeba proudu: až 10 mA
• Doba odezvy: 500 ms
• Provozní teplota: 0–100 °C
• Rozsah provozní vlhkosti: 5–100 %
• Materiál těla: plast
• Třída ochrany: IP67
• Délka kabelu: 50 cm nebo 100 cm
• Rozměry: 28×28 mm

Ресурсы

• Bezdotykový snímač hladiny kapaliny XKC-Y25-V (50 cm) na prodejně
• Bezdotykový snímač hladiny kapaliny XKC-Y25-V (100cm) na prodejně