Материалы и инструменты

Датчик уровня воды в скважине

Датчик уровня воды в скважине

Датчик уровня воды в скважине

Датчик уровня воды в скважине незаменим для защиты скважинного насоса, контроля динамического уровня воды, отслеживания уровня и температуры подземных вод. Датчик уровня воды в скважине выполняет роль сигнализатора или уровнемера.

Пользователи подземных грунтовых вод в процессе эксплуатации артезианских скважин сталкиваются с однотипными проблемами:

  • Выход из строя глубинных насосов по причине падения уровня воды («сухой ход»);
  • Перерасход электроэнергии по причине отсутствия информации о динамическом уровне воды в скважине, и как следствие выбора насоса завышенной мощности;
  • Дополнительные финансовые расходы на ведение записей об уровне воды в скважине для экологического надзора.

Информация об уровне и температуре подземных вод необходима для оперативного наблюдения, чтобы избежать негативных последствий:

  • Провалов грунта;
  • Затопления шахт, выработок, инженерных сооружений;
  • Перерасхода природных подземных запасов питьевой и технической воды;
  • Катастроф. связанных с экологией.

В скважине датчики уровня решают задачи:

  • Защита насосов от «сухого хода»;
  • Контроль динамического уровня воды в скважине;
  • Отслеживание уровня воды в скважине;
  • Отслеживание температуры воды в скважине.

Защита глубинных насосов от «сухого хода»

Применение кондуктивных датчиков уровня для защиты глубинных насосов от «сухого хода» подробно описано в статье Удаленное управление скважинным насосом .

В основе решения кондуктивные системы Nivocont.

Датчик уровня воды в скважине

Датчик уровня воды в скважине

Гидростатические уровнемеры выбираются в зависимости от глубины скважины, диаметра обсадной трубы и типа применяемого глубинного насоса. Для подбора конкретной модели воспользуйтесь таблицей подбора погружных гидростатических датчиков уровня для скважин .

Для преобразования токового сигнала уровнемера в релейный (для управления пускателем насоса) применяют токовое реле Unicont PKK или любой индикатор-преобразователь, например KN2000W .

Датчик уровня воды в скважине

Датчик уровня воды в скважине

Датчик уровня воды в скважине

Виды и принцип работы датчика уровня воды

Необходимость контроля уровня жидкости, а в нашем случае воды, является достаточно востребованной в сельском хозяйстве или же в промышленности. Бытовое применение таких датчиков тоже встречается достаточно часто.

Датчик уровня воды в скважине

Схематический принцип работы поплавковых датчиков уровня воды

Именно поэтому к выбору датчика уровня воды необходимо подходить достаточно ответственно, так как любая ошибка в его подборе или установке может привести к серьезным денежным и временным потерям.

1 Этапы установки

Последовательность установки датчика уровня воды такова:

  1. Необходимо при возможности (зависит от области применения устройства) понизить давление до 55 мм ниже уровня сигнализации. Затем необходимо сбросить давление бака до атмосферного.
  2. Закрепите датчик на внутренней или внешней поверхности бака (зависит от вида устройства измерения уровня жидкости).
  3. Включите устройство и наблюдайте за показателями. Если короткого замыкания не видится и прибор работает исправно, проверьте работоспособность системы при понижении уровня воды в баке. Сделать это необходимо до запуска бака в работу.

1.1 Создание датчика уровня своими руками (видео)

2 Назначение датчиков уровня воды

Назначения рассматриваемой системы измерения уровня воды весьма разнообразны. Существуют датчики для измерения уровня воды в скважине, а есть — и для измерения уровня воды в баке (или в любой другой емкости).

Кроме того, датчики уровня воды способны измерять и уровень других жидкостей, даже агрессивных (яды, кислоты и прочее). Наиболее распространенными можно назвать следующие датчики:

  • Поплавковые сигнализаторы;
  • Бесконтактные датчики уровня воды;
  • Контактные датчики.

Все они различаются не только по механизму работы, но и по назначению.
к меню ↑

2.1 Виды и отличия

Поплавковые сигнализаторы являются «универсалом» прецизионных устройств, которые могут использоваться в подавляющем большинстве случаев. Кроме того, они отличаются сверхточным и адекватным измерением количества (уровня) воды в баке, скважине или каких-либо других резервуарах .

Бесконтактные датчики хороши своей прочностью и надежностью даже при работе в приближенных к экстремальным условиях. Так, например, они применяются в измерении уровня сыпучих веществ, жидкостей с варьирующимся уровнем вязкости или же токсичности.

Датчик уровня воды в скважине

Погружные датчики уровня воды для различной глубины

Прочтите:   Грейфер для чистки колодцев своими руками чертежи

И хотя их используют чаще всего на промышленных предприятиях, применение их в измерении уровня жидкости в баке или скважине тоже актуально (хотя встречается крайне редко).

Контактные виды применяются в условиях измеряемой жидкости или же так называемым технологическим веществом. Такие датчики либо просто погружаются в жидкость, либо крепятся на корпусе емкости (например, скважины) на заданной высоте.

Существует еще и датчик предельного уровня, применение которого оправданно лишь в условиях повышенной взрывоопасности и повышенной вероятности аварийного состояния резервуара. Его использование в бытовых условиях не представляется целесообразным и рациональным.
к меню ↑

2.2 Принцип работы и устройство датчиков

Начнем с уровневых сигнализаторов. Они состоят из подвижного магнита, что приводится в движение благодаря специальному поплавку, и чувствительных к магниту герконовых контактов. При приближении магнита к такому контакту геркон срабатывает.

Как только жидкость достигает уровня датчика, специальный поплавок поднимается вместе с уровнем этой жидкости и тут либо замыкает, либо размыкает контакты геркона. При снижении же уровня жидкости поплавок пойдет вниз и вернет контакты в изначальное положение.

Бесконтактные виды разделяются на ультразвуковые и емкостные датчики соответственно. Первые работают благодаря анализу уровня жидкости ультразвуком.

Датчик уровня воды в скважине

Поплавковые датчики уровня воды различной конструкции

Из-за надежности и точности анализа их достаточно часто применяют при бурении скважины. Диапазон для реагирования датчиков варьируется от 100 мм до 6 метров.

Емкостный вариант реагирует на приближение и присутствие анализируемых объектов. Его применение наиболее актуально для анализа уровня воды в баке или артезианской скважине. Срабатывание устройства возможно на расстоянии до 25 миллиметров.

Контактные датчики подразделяются на следующие виды:

  • Оптические;
  • Пьезоэлектрические вилочные;
  • Радиолокационные и радарные;
  • Гидростатические;
  • Волоконно-оптические.

Оптический вид использует инфракрасный диапазон для анализа жидкости. Их преимуществом можно назвать то, что они не имеют подвижных частей вовсе, а значит — длительны в эксплуатации и не требуют частой замены.

Состоит оптический датчик из корпуса и полусферы, в которой имеется инфракрасный светодиод и триггерный фототранзистор. Их применение оправданно на баке, тогда как для скважины и подобных резервуаров они не подходят. На данном устройстве стоит защита стандарта «IP67».

Датчик уровня воды в скважине

Кондуметрический датчик уровня воды

Пьезоэлектрические вилочные датчики обладают определенной резонансной частотой. Как только вода попадает на полость вилки в данном устройстве, то частота резонанса изменяется, и это фиксируются интегрированные анализаторы входящих сигналов.

Как результат — устройство меняет свое состояние на выходе. Отличный вариант для артезианской скважины. Работа данного устройства возможна при температурах до +250 градусов.

Радиолокационные и радарные виды работают благодаря анализу прохождения электромагнитной волны. Вся система функционирует на строгом контроле времени прохождения сигнала, и затем система сама анализирует во внутренней электронной схеме результат.

Такой вид датчиков применяется при работе в скважине, особенно в тех случаях, когда важна предельная точность. Данное устройство может выдерживать температуру до 100 градусов и давление до десяти бар.

Гидростатический вариант отлично подходит для измерения уровня воды на большой глубине (до 250 метров). Механизм работает благодаря разнице между атмосферным давлением и давлением компенсационным.

Анализ показателей давления достигается благодаря установленной в устройстве капиллярной трубке. Применяется такой вид датчиков при работе в глубокой скважине. Впрочем, не только скважины находятся в области применения данного вида датчиков, но и канализационные системы, и глубокие колодцы.

Датчик уровня воды в скважине

Поплавковые датчики уровня воды (часто применяются для погружных насосов)

Волоконно-оптический вид является наиболее дорогим и современным. Весь механизм работает на принципе измерения разницы коэффициентов преломления между воздушными массами и водой.

Датчик уровня воды в скважине

Как выполнять чистку колодцев своими руками?

Многие и сейчас используют колодец как источник питьевой воды. Пользовались люди колодцами и раньше. Еще сотни лет назад именно они считались самым простым.

Прочтите:   Воздухоподогреватели - что это?

Датчик уровня воды в скважине

Как производят очистку воды от железа своими руками?

Частицы железа в воде встречаются практически постоянно. Причем касается это как сточных вод, так и питьевой воды или других жидкостей, что человек использует.

Датчик уровня воды в скважине

Как подобрать и установить оголовок для скважины своими руками?

Ни одно адекватное обустройство скважины своими руками не сможет быть выполнено без использования оголовка. Скважинный оголовок не просто защищает всю.

Датчик уровня воды в скважине

Как сделать ручной насос для скважины своими руками?

Централизованная система водоснабжения на небольших дачных участках – большая роскошь. Именно поэтому на плечи их владельцев рано или поздно ложится проблема.

Какой должен быть уровень воды в скважине: разбираемся в деталях

Многих владельцев загородных домов, у которых на участке имеется собственная система водоснабжения, интересует вопрос: что делать, если упал уровень воды в скважине во время продолжительной откачки.

Для нормальной работы системы водоснабжения и правильного выбора глубины расположения насоса необходимо как можно более точно знать, на какой отметке находится жидкость в стволе при различных режимах работы.

Датчик уровня воды в скважинеДатчик уровня воды в скважине

Схема водоснабжения загородных домов.

Основные аспекты скважины на воду

В этой статье будут описаны основные принципы появления воды в скважине. а также различные факторы, от которых зависит ее количество.

Кроме того здесь будет представлена инструкция с описанием того как подобрать правильную глубину расположения погружного насоса, а также советы и рекомендации которые помогут с максимальной эффективностью использовать систему водозабора. Также читателю будут предложены меры, которые следует предпринять для предупреждения работы насоса без жидкости, или другими словами как избежать сухого хода.

Датчик уровня воды в скважинеДатчик уровня воды в скважине

Разрез артезианского источника.

Статический уровень

Для определения дебита скважины. а соответственно, и ее производительности, необходимо знать два наиболее важных показателя: статический и динамический уровень жидкости внутри ее ствола.

Статическим называется положение зеркала водной поверхности, которое устанавливается внутри ствола после прекращения откачки жидкости. Его глубина выражается в расстоянии от верхнего уреза оголовка ствола до поверхности воды внутри ствола. Для точного определения этого значения измерение уровня воды в скважине производят после ее простоя на протяжении одного часа.

Датчик уровня воды в скважинеДатчик уровня воды в скважине

Схематический разрез артезианского водозабора.

Статический уровень воды устанавливается при уравновешивании забойного давления (давление столба жидкости внутри ствола) и пластового давления подземного источника. Таким образом, он практически всегда расположен выше глубины залегания пласта, и чем больше разница между ними, тем выше производительность скважины или же ее дебит.

Для более точного представления можно привести следующие утверждения:

  • Его высота зависит только от давления внутри пласта и никак не зависит от физических параметров, например глубины, диаметра, места расположения, и т.д.
  • Эта величина непостоянная, потому что пластовое давление может меняться в зависимости от различных обстоятельств, например сезонные изменения, повышенный отбор воды из того же горизонта соседними скважинами, и т.д.

Датчик уровня воды в скважинеДатчик уровня воды в скважине

На фото показана высота столба жидкости во время простоя и во время откачки.

Динамический уровень

Динамическим принято считать такой уровень жидкости в стволе, который устанавливается на постоянной отметке в процессе ее откачивания. Его значение может изменяться в зависимости от производительности погружного насоса.

Его высота устанавливается на постоянной отметке в том случае, когда скорость поступления жидкости из водоносного пласта становится равной скорости ее откачки.

Для его определения необходимо установить в ствол погружной насос и произвести предварительную откачку воды на протяжении не менее получаса постоянно осуществляя контроль уровня воды в скважине и при необходимости опуская его до того момента пока урез воды не установится на постоянной отметке и она не перестанет убывать.

Для этой величины характерны следующие особенности:

  • Его значение нужно определять отдельно для каждого насоса в зависимости от его производительности.
  • В отличие от статического, высота динамического напрямую зависит от диаметра скважины, потому что скорость ее уменьшения во время откачки зависит от полного объема всей жидкости. Проще говоря, чем больше диаметр обсадной трубы, тем медленнее будет снижаться его отметка.
  • Чем ниже опускается его отметка, тем медленнее происходит его дальнейшее снижение. Это связано с тем, что при его уменьшении снижается забойное давление, и под воздействием пластового давления вода с большей скоростью поступает в ствол.
Прочтите:   Как разобрать водяной насос

Датчик уровня воды в скважинеДатчик уровня воды в скважине

Устройство системы бытового водоснабжения.

Что такое дебит

Под понятием дебита скважины принято считать ее способность выдавать определенное количество воды за определенный промежуток времени, например 10 кубических метров в сутки, или 3 кубических метра в час.

Другими словами можно сказать, что чем меньше разница между отметками статического и динамического уровней в процессе откачки, тем выше дебит при использовании данного насоса.

При отсутствии забора жидкости дебит всегда равен нулю. Это объясняется тем, что забойное давление внутри ствола становится равным пластовому давлению, а при наступлении этих условий жидкость в ствол не поступает.

Датчик уровня воды в скважинеДатчик уровня воды в скважине

Блок управления, оборудованный датчиком сухого хода.

Совет! Для контроля высоты столба воды внутри ствола и отключения двигателя насоса при его снижении до критической отметки при установке водозаборного оборудования рекомендуется устанавливать датчик уровня воды в скважине. который поможет избежать сухого хода двигателя.

Выбор погружного насоса

Погружные насосы могут быть разной конструкции и производителя, но главным образом они отличаются между собой по таким параметрам как потребляемая мощность, высота напора и производительность.

От этих качеств по большому счету зависит его цена и то, насколько он будет удовлетворять потребности загородного дома, поэтому при его выборе и монтаже необходимо учитывать следующие моменты:

  • Его двигатель предназначен для работы под нагрузкой, поэтому не допускается его использование без погружения в рабочую жидкость.
  • Для предупреждения его работы в режиме сухого хода в блоке управления насоса необходимо смонтировать реле уровня воды в скважине, которое отключит его при снижении отметки уреза воды ниже допустимого значения.
  • Выбирая высоту напора, следует учитывать глубину его погружения, максимальную отметку наивысшей точки в доме и необходимое рабочее давление в водопроводной системе.
  • Что касается максимальной производительности, она должна составлять не более 80-85% от дебита скважины. Другими словами максимальная разница между высотой статического и динамического уровня жидкости в стволе не должна превышать 1 метр.

Датчик уровня воды в скважинеДатчик уровня воды в скважине

Погружной насос и датчик сухого хода, установленный на питающем кабеле.

Совет! При обустройстве скважины и монтаже водозаборного оборудования своими руками наиболее оптимальным рабочим положением насоса в стволе считается его установка на отметке от -1 до -2 метров ниже динамического уровня жидкости.

Заключение

Как видно из всего написанного, способность водозаборной системы работать в нормальном режиме на протяжении длительного времени зависит от многих факторов. Поэтому для обеспечения ее работоспособности необходим комплексный подход к решению этого вопроса.

Если по какой либо причине упал уровень воды в скважине для начала необходимо выяснить, почему это произошло, а затем последовательно приступать к разрешению проблемы. Дополнительную информацию по этому вопросу можно получить, посмотрев видео в этой статье или почитав другие материалы этой тематики на нашем сайте.

More from my site

  • Датчик уровня воды в скважинеДатчик уровня воды в скважине Дебит, статический и динамический уровень воды в скважине
  • Датчик уровня воды в скважинеДатчик уровня воды в скважине Зачем нужен анализ воды из колодца и как его сделать
  • Датчик уровня воды в скважинеДатчик уровня воды в скважине Запах воды из колодца: причины, способы устранения
  • Датчик уровня воды в скважинеДатчик уровня воды в скважине Мало воды в колодце: причины такой ситуации и способы их устранения
  • Датчик уровня воды в скважинеДатчик уровня воды в скважине Песок в скважине: причины появления и методы борьбы
  • Датчик уровня воды в скважинеДатчик уровня воды в скважине Плывун в скважине – что это и как с ним бороться

Источники: http://rusautomation.ru/stati/datchik-urovnya-vody-v-skvazhine, http://byreniepro.ru/skvazhiny/datchik-urovnya-vodi.html, http://kolodec.guru/scvazhiny/dopolnitelno/176-uroven-vody-v-skvazhine

Вам также может понравиться...

Добавить комментарий