Усны түвшний мэдрэгч гэж юу вэ, энэ нь хэрхэн ажилладаг вэ?

Ус мэдрэгч ба усны түвшний мэдрэгч нь шингэний хяналтын системийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд орон сууц, худалдаа, үйлдвэрлэлийн салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Усны мэдрэгч нь шингэн ус эсвэл чийг байгаа эсэхийг илрүүлэхэд чиглэгдэж, гоожих, чийгшүүлэхээс сэрэмжлүүлдэг бол усны түвшний мэдрэгч нь нарийн хяналт, хяналт тавих зорилгоор шингэний өндрийг хэмжих чиглэлээр мэргэшсэн. Хоёр төхөөрөмж хоёулаа физик өөрчлөлтийг цахилгаан дохио болгон хувиргах замаар ажилладаг бөгөөд усны ухаалаг менежмент, эрсдэлээс урьдчилан сэргийлэх шийдлүүдийн үндэс суурийг бүрдүүлдэг.

1. Үндсэн тодорхойлолтууд: Усны мэдрэгч ба усны түвшний мэдрэгч

• Ус мэдрэгч : Шингэн ус эсвэл агаарт байгаа чийгийг илрүүлэх зориулалттай олон талт төхөөрөмж. Энэ нь цахилгаан дамжуулах чанар, багтаамж эсвэл оптик тусгал зэрэг зарчмуудыг ашиглан усны хүрэлцэх байдал эсвэл чийгийг тодорхойлж, гоожихоос урьдчилан сэргийлэх дохиог цаг тухайд нь өгдөг.

• Усны түвшний мэдрэгч : Усан сан, усан сан, гол мөрөн эсвэл үйлдвэрийн саванд байгаа шингэний өндрийг (үндсэндээ ус) хэмжихэд зориулагдсан усны мэдрэгчийн тусгай хэсэг. Контакт болон контактгүй гэж ангилдаг бөгөөд энэ нь шингэний түвшний өгөгдлийг стандартчилагдсан цахилгаан дохио (жишээ нь: 4-20mA/1-5VDC) болгон хувиргаж, бодит цагийн хяналт, автомат удирдлагаар хангадаг. Контакт хэлбэрийн нийтлэг хувилбар болох оролтын төрлийн усны түвшний дамжуулагчийг шингэний түвшинг цахилгаан дохио болгон хувиргах найдвартай байдлын үүднээс өргөнөөр ашигладаг.

2. Ажлын зарчим: Мэдрэхээс дохионы гаралт хүртэл

2.1 Усны бүх мэдрэгчийн ерөнхий ажлын процесс

Төрлөөс үл хамааран усны мэдрэгч болон усны түвшний мэдрэгч нь үнэн зөв илрүүлж, хариу үйлдэл үзүүлэхийн тулд дөрвөн үе шаттай үйл ажиллагааны мөчлөгийг дагаж мөрддөг.

1. Мэдрэгч : Ус эсвэл чийг нь мэдрэгчийн үндсэн элементтэй (жишээлбэл, металл мэдрэгч, хэт улаан туяаны LED, даралтын диафрагм эсвэл хэт авианы хувиргагч) харилцан үйлчилдэг.

2. Физик өөрчлөлт : Энэ харилцан үйлчлэл нь мэдрэгчийн системийн цахилгаан эсэргүүцэл, багтаамж, гэрлийн тусгал эсвэл гидростатик даралт зэрэг үндсэн физик шинж чанарыг өөрчилдөг.

3. Дохионы хувиргалт : Мэдрэгч нь физик өөрчлөлтийг хэмжиж болохуйц цахилгаан дохио болгон хувиргадаг бөгөөд үүнийг хянаж, хяналтын системтэй нийцүүлэхийн тулд боловсруулж, стандартчилдаг.

4. Сэрэмжлүүлэг/Хяналтын гүйцэтгэл : Боловсруулсан дохиог ухаалаг төв, дижитал дэлгэцийн тоолуур эсвэл автоматжуулалтын хянагч руу дамжуулж, дуут дохиолол, насосыг идэвхжүүлэх/идэвхгүй болгох эсвэл бодит цагийн өгөгдөл бүртгэх зэрэг үйлдлүүдийг идэвхжүүлдэг.

2.2 Усны түвшний мэдрэгчийн ажиллах үндсэн зарчим: Гидростатик даралт

Ихэнх усны түвшний мэдрэгч нь гидростатик даралт нь шингэний баганын өндөртэй шууд пропорциональ байдаг гэсэн үндсэн зарчим дээр суурилдаг. Шингэний түвшинг дараахь томъёогоор тооцоолно.

Энгийн текст P = ρ × g × H + Po

Хаана:

• P = Мэдрэгчийн гадаргуу дээр үзүүлэх даралт

• ρ = Хэмжсэн шингэний нягт

• g = Орон нутгийн таталцлын хурдатгал

• H = Шингэний гадаргуугийн доорх мэдрэгчийн гүн (өөрөөр хэлбэл, хэмжих шингэний түвшний өндөр)

• Po = Шингэний гадаргуу дээрх атмосферийн даралт

Энэ даралтыг цахилгаан дохио болгон хувиргаснаар мэдрэгч нь шингэний түвшинг нарийн тооцоолж, статик эсвэл урсаж буй шингэнийг найдвартай хянах боломжийг олгодог.

Усны түвшний мэдрэгч

3. Усны мэдрэгч ба усны түвшний мэдрэгчийн нийтлэг төрлүүд

Усны мэдрэгч болон усны түвшний мэдрэгч нь янз бүрийн төрлөөр ирдэг бөгөөд тус бүр нь хэрэглээний тодорхой хувилбар, хэмжилтийн арга, хүрээлэн буй орчны нөхцөлд тохирсон байдаг. Ажлын механизм, давуу тал, хязгаарлалтын хамт хамгийн өргөн хэрэглэгддэг хувилбаруудыг доор харуулав.

3.1 Дамжуулах чадвар мэдрэгч

• Ажиллах зарчим : Хоёр ба түүнээс дээш металл датчикаар тоноглогдсон. Ус нь датчикуудын хоорондох зайг нөхөхөд цахилгаан хэлхээг дуусгаж, цахилгаан эсэргүүцлийг бууруулж, илрүүлэх дохиог өдөөдөг.

• Ердийн хэрэглээ : Шалан дээрх энгийн гоожсон илрүүлэх, подвал дахь ус зайлуулах сувгийг хянах, орон сууцны болон хөнгөн арилжааны орчинд ус байгаа эсэхийг шалгах үндсэн арга.

• Давуу тал : Хямд өртөгтэй, энгийн бүтэцтэй, хэрэглэхэд хялбар; Сул тал : Дамжуулагч шингэнээр хязгаарлагддаг, хатуу ширүүн орчинд зэврэлтэнд өртөмтгий.

3.2 Capacitive Sensors

• Ажиллах зарчим : Хэмжилтийн бүс үүсгэхийн тулд хоёр дамжуулагч металл электрод (мэдрэгч электрод ба лавлах электрод) ашигладаг. Мэдрэгчийн датчикийг шингэнд дүрэх үед шингэний диэлектрик шинж чанар нь электродуудын хоорондох багтаамжийг өөрчилдөг бөгөөд датчикийн живсэн талбайн хэмжээ ихсэх тусам багтаамж нэмэгддэг.

• Ердийн хэрэглээ : Хоолой, битүүмжилсэн сав, идэмхий шингэн агуулах савны инвазив бус түвшинг илрүүлэх (харьцалгүй ажиллагааны ачаар).

• Давуу тал : Хэмжилтийн өндөр нарийвчлалтай, шингэнтэй шүргэлцэх үед элэгдэлгүй, дамжуулдаггүй шингэнд тохиромжтой; Сул тал : Электродын зэврэлт нь багтаамжийн утгыг гажуудуулж, үе үе цэвэрлэх эсвэл дахин тохируулга хийх шаардлагатай болдог.

3.3 Оптик мэдрэгч

• Ажиллах зарчим : Хатуу төлөвт бүрэлдэхүүн хэсгүүд (хэт улаан туяаны LED ба фототранзистор) онцлогтой. Агаарт хэт улаан туяа нь LED ба фототранзисторын хооронд оптик байдлаар холбогддог; мэдрэгчийн толгойг шингэнд дүрэх үед гэрэл нь шингэн рүү урсан орж, оптик замыг тасалдуулж, мэдрэгчийн гаралтын дохиог өөрчилдөг.

• Ердийн хэрэглээ : Нэвчилт илрүүлэх, жижиг савны түвшний мэдрэгч, гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл (жишээлбэл, угаалгын машин, аяга таваг угаагч) дахь усны түвшинг хянах.

• Давуу тал : Шуурхай хариу өгөх хугацаа, шингэн дэх жижиг бөмбөлөгт өртөхгүй, засвар үйлчилгээ бага; Сул тал : Нарны шууд тусгал, усны уур нь хэмжилтийн нарийвчлалыг бууруулдаг тул хамгаалалтгүй задгай гадаа ашиглахад тохиромжгүй.

3.4 Гидростатик даралтын мэдрэгч

• Ажиллах зарчим : Гидростатик даралтыг цахилгаан дохио болгон хувиргах өндөр хүчин чадалтай тусгаарлагдсан тархсан цахиурт мэдрэмтгий элементүүд эсвэл даралт мэдрэгчийг ашигладаг. Температурын нөхөн олговор, шугаман залруулга хийсний дараа дохио нь түвшний тооцооллын стандарт гаралт (4-20mA / 1-5VDC) болж хувирдаг.

• Ердийн хэрэглээ : Сав, усан сан дахь усны түвшинг хэмжих, голын гүнийг хянах, үйлдвэрлэлийн шингэний түвшинг хянах.

• Давуу тал : Хэмжилтийн өндөр нарийвчлал, энгийн бүтэц, суурилуулалт, ашиглалтад хялбар; Сул тал : Шингэний температур, нягтын өөрчлөлтөөс шалтгаалан гүйцэтгэлд нөлөөлдөг бөгөөд хамгаалалтын өөрчлөлтгүйгээр наалдамхай эсвэл өндөр идэмхий шингэнд тохиромжгүй.

3.5 Диафрагмын шингэний түвшний мэдрэгч

• Ажиллах зарчим : Төхөөрөмжийн доторх микро унтраалгатай холбогддог диафрагмыг ажиллуулахын тулд агаарын даралтад тулгуурлана. Шингэний түвшин нэмэгдэхийн хэрээр илрүүлэх хоолой дахь дотоод даралт нэмэгдэж, микро шилжүүлэгчийг идэвхжүүлдэг; түвшин буурах тусам даралт буурч, унтраалга дахин тохируулагдана.

• Ердийн хэрэглээ : Янз бүрийн төрлийн шингэн агуулах савны түвшний хяналт, ялангуяа савны дотор цахилгаан эрчим хүчийг ашиглахыг хориглосон тохиолдолд.

• Давуу тал : Савны дотор эрчим хүч шаардагдахгүй, олон төрлийн шингэнтэй нийцдэг, унтраалгатай шингэнтэй шууд харьцдаггүй; Сул тал : Механик эд ангиуд нь цаг хугацааны явцад элэгдэлд ордог тул үе үе засвар үйлчилгээ шаарддаг.

3.6 Хөвөгч усны түвшний мэдрэгч

• Ажиллах зарчим : Гартай холбогдсон хөндий хөвөгч шингэний түвшинтэй зэрэгцэн дээш доошоо түлхэж өгсөж унана. Гар нь соронзон эсвэл механик унтраалга (асаах/унтраах хяналтын зориулалттай) эсвэл түвшний хэмжигчтэй (тасралтгүй түвшний заалттай) холбогдсон байна.

• Ердийн хэрэглээ : Суурийн суурийн насосны удирдлага, жорлонгийн усны түвшний зохицуулалт, тээврийн хэрэгсэлд түлшний түвшинг хэмжих, жижиг савны усны түвшинг хэмнэлттэй хянах.

• Давуу тал : Бага зардалтай, бараг бүх төрлийн шингэнтэй нийцдэг, идэвхгүй ажиллахад зориулагдсан (хүч шаардагдахгүй); Сул тал : Бусад мэдрэгчийн төрлөөс илүү том хэмжээтэй, механик элэгдэлд ороход байнгын хяналт, засвар үйлчилгээ шаардлагатай байдаг.

3.7 Хэт авианы шингэний түвшний мэдрэгч

• Ажиллах зарчим : Микропроцессороор удирддаг мэдрэгч (хөрчлөгч) нь өндөр давтамжийн хэт авианы импульс ялгаруулдаг. Импульс нь шингэний гадаргууг тусгаж, ижил хувиргагчаар хүлээн авдаг бөгөөд энэ нь акустик дохиог пьезоэлектрик болороор дамжуулан цахилгаан дохио болгон хувиргадаг. Шингэний түвшинг дараах томъёонд үндэслэн импульс дамжуулах ба хүлээн авах цагийн зөрүүг ашиглан тооцоолно: S = C×T/2 (S = шингэний гадаргуу хүртэлх зай; C = дууны хурд; T = импульсийн хөдөлгөөний хугацаа).

• Ердийн хэрэглээ : Том сав, задгай усан сан, үйлдвэрлэлийн талбайн төрөл бүрийн шингэн ба хатуу материалын түвшинг хэмжих.

• Давуу талууд : Холбоо барихгүй хэмжилт, хэмжсэн зөөвөрлөгчтэй өргөн нийцтэй, элэгдэлгүй; Сул тал : Хэмжилтийн нарийвчлалд орчны температур, тоосжилт ихээхэн нөлөөлдөг.

3.8 Радарын шингэний түвшний мэдрэгч

• Ажиллах зарчим : Цахилгаан соронзон долгионы тусгал дээр суурилсан контактгүй төхөөрөмж. Энэ нь шингэний гадаргуу руу өндөр давтамжийн цахилгаан соронзон долгион ялгаруулж, цуурай дохиог хүлээн авч, цагийн зөрүү буюу давтамжийн зөрүүг ашиглан шингэний түвшний өндрийг тооцоолдог. Түүний богино долгионы дохионы тархалтын үндсэн технологи нь өндөр температур, өндөр даралт, зэврэлт, уур зэрэг хүнд нөхцөлд дасан зохицох боломжийг олгодог.

• Ердийн хэрэглээ : Нарийн төвөгтэй нөхцөлд түвшинг нарийн хэмжих шаардлагатай нефть химийн, эрчим хүчний хадгалалт, тээвэрлэлт, хүнс, эмийн үйлдвэрүүд.

• Давуу талууд : Өргөн хэрэглээний хүрээ, температур, тоос шороо, уурын нөлөөнд автдаггүй; Сул тал : Хэмжилтийн нарийвчлалыг бууруулж болох хөндлөнгийн цуурай (жишээ нь савны дотоод бүтцээс) гарах хандлагатай.

3.9 Чийгшил ба урсгал мэдрэгч (Усны тусгай мэдрэгч)

• Чийгийн мэдрэгч : Ханан, тааз, хаалттай орон зайн чийгийг илрүүлэхэд тохиромжтой харьцангуй чийгшлийн өөрчлөлтийг мэдрэх замаар агаар дахь чийгийг (зөвхөн шингэн ус биш) илрүүлдэг.

• Урсгал мэдрэгч : Турбин эсвэл хэт авианы долгион ашиглан хоолой дахь усны урсгалыг хянаж, хоолой хагарсан эсвэл гоожиж байгааг илтгэх хэвийн бус урсгалыг илрүүлнэ. Бүхэл бүтэн гэрт ус гоожихоос хамгаалах, гол шугамын хяналт тавихад тохиромжтой.

4. Усны түвшний мэдрэгчийн үндсэн давуу талууд

Усны түвшний мэдрэгч нь найдвартай байдал, олон талт байдал, зардлын үр ашгийг хослуулсан орчин үеийн шингэний менежментэд зайлшгүй шаардлагатай олон давуу талыг санал болгодог.

• Энгийн бүтэц, өндөр найдвартай байдал : Хөдөлгөөнт болон уян хатан элементгүй тул механик эвдрэлийн эрсдлийг бууруулж, ашиглалтын явцад байнгын засвар үйлчилгээ хийх шаардлагагүй болно.

• Тохиромжтой суурилуулалт : Энгийн утаснууд—утасны нэг үзүүрийг зөв холбож, хэмжсэн шингэн рүү датчикийг дүрнэ.

• Уян хатан хэмжилтийн хүрээ : Стандарт мужууд нь 1-200 метрийг хамардаг бөгөөд хэрэглээний тодорхой хэрэгцээг хангахын тулд захиалгат мужууд байдаг.

• Өргөн хэрэглээний хамрах хүрээ : Өндөр температур, өндөр даралт, идэмхий, бохирдол ихтэй орчинд шингэний түвшинг хэмжихэд тохиромжтой. Тухайлбал, голын эрэг дээр усны түвшин хэмжигч электрон төхөөрөмж суурилуулснаар далайн түрлэгийг хянах боломжтой.

• Олон талт дунд нийцтэй байдал : Ус, тос, зуурамтгай чанар өндөртэй зуурмагийг өндөр нарийвчлалтайгаар хэмжих боломжийг олгоно. Өргөн хүрээний температурын нөхөн олговор нь хэмжсэн орчны хөөсөрч, хуримтлагдах эсвэл цахилгаан шинж чанараас шалтгаалан гүйцэтгэлд нөлөөлөхгүй.

• Үйлчилгээний урт хугацаа : Ердийн орчинд 4-5 жил, хүнд нөхцөлд 2-3 жил ажилласнаар солих зардлыг бууруулна.

• Хүчирхэг функцүүд : Үнэ цэнийг бодитоор харуулахын тулд дижитал дэлгэцийн тоолууртай шууд холбогдож, эсвэл савны усны хэмжээг автоматаар хянах дээд доод түвшний хязгаарыг тохируулахын тулд янз бүрийн хянагчтай нэгтгэж болно.

• Хэмжилтийн өндөр нарийвчлал : Өндөр мэдрэмжтэй, хурдан хариу үйлдэл үзүүлэх өндөр чанартай мэдрэгчүүд нь урсах буюу статик шингэний түвшний нарийн өөрчлөлтийг нарийн тусгадаг.

• Төрөл бүрийн бүтцийн загварууд : Оролтын төрөл, шулуун саваа, фланц, утас, индуктив, шураг, хөвөгч хэлбэрийн загварууд нь бүх төрлийн байршлын хэмжилтийн хэрэгцээг хангадаг.

• Зардал хэмнэлттэй ажиллагаа : Автомат удирдлага нь савны халилт болон хуурай насосны ажиллагаанаас сэргийлж, ус болон цахилгааны хаягдлыг бууруулдаг. Халилтаас үүдэлтэй хана/дээврийн нэвчилтээс зайлсхийснээр өндөр өртөгтэй засварын зардлыг арилгана.

• Бага эрчим хүчний зарцуулалт : 24/7 тасралтгүй ажиллахад тохиромжтой, батерей эсвэл нарны эрчим хүчээр алсын зайнаас хянах хувилбарт тохиромжтой.

5. Усны түвшний мэдрэгчийн өргөн хүрээний хэрэглээ

Усны түвшний мэдрэгч нь орон сууцны айл өрхөөс эхлээд хүнд үйлдвэр, байгаль орчны хяналт зэрэг олон салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

5.1 Орон сууцны өргөдөл

• Гэрийн усны савны усны түвшинг хянах, хянах

• Төхөөрөмжийн усны түвшинг хянах (угаалгын машин, аяга таваг угаагч, мөс гаргагчтай хөргөгч/ус түгээгч, халуун ус халаагч)

• Жорлон, угаалтуур, загасны савны түвшний зохицуулалт

• Үерээс урьдчилан сэргийлэх зорилгоор подвалын насосны удирдлага

• Ханын болон таазны чийгийг илрүүлэх (чийгшил мэдрэгчээр)

5.2 Арилжааны хэрэглээ

• Зочид буудал, худалдааны цогцолбор, худалдааны төвүүдийн усны түвшний менежмент

• Усан бассейны усны түвшний хяналт (орон сууцны болон худалдааны)

• Оффис, зочид буудлын хөргөлтийн цамхагийн усны түвшний зохицуулалт

5.3 Аж үйлдвэрийн хэрэглээ

• Үйлдвэрийн уурын зуух болон зуухны усны түвшний хяналт

• Ариутгах татуургын насосны түвшинг хянах, бохир ус цэвэрлэх хяналт

• Хүчил шүлтийн шингэн ба химийн савны түвшинг хэмжих

• Газрын тосны машин, шатахууны савны тосны түвшинг хэмжих

• Насосыг эхлүүлэх/зогсоох удирдлага (нэг фазын мотор, гурван фазын мотор, нэг фазын гүний насос, цооногийн худгийн насос)

5.4 Байгаль орчны болон тусгай хэрэглээ

• Гол мөрөн, нуур, усан сан дахь усны түвшинг хэмжих

• Далайн түвшний хэмжилт, цунамигаас сэрэмжлүүлэх систем

• Голын эрэг дээр суурилуулсан усны түвшин хэмжигчээр түрлэгийг хянах

• Ил худаг болон алслагдсан үйлдвэрийн газруудад шингэний түвшинг алсаас хянах

• Тээврийн хэрэгслийн түлшний түвшний заалт

6. Усны түвшний мэдрэгчийг сонгоход анхаарах гол зүйлүүд

Шингэний түвшний хэмжилтийн хувьд нарийвчлал, найдвартай байдал нь ялангуяа нарийн төвөгтэй нөхцөлд бодит цагийн хяналт шаарддаг салбаруудад хамгийн чухал юм. Дэвшилтэт мэдрэгч технологийн тусламжтайгаар орчин үеийн усны түвшний мэдрэгчүүд нь сайжруулсан тогтвортой байдал, нарийвчлалыг санал болгодог. Мэдрэгчийг сонгохдоо анхаарах ёстой гол хүчин зүйлүүд:

• Хэмжсэн орчны шинж чанар (жишээ нь, идэмхий чанар, зуурамтгай чанар, температур, нягтрал)

• Суурилуулах нөхцөл (жишээ нь, дотор/гадаа, савны төрөл, зайны хязгаарлалт)

• Хэмжилтийн шаардлага (жишээ нь, нарийвчлал, хүрээ, холбоо барих/харьцалгүй ажиллагаа)

• Байгаль орчны нөхцөл (жишээлбэл, температур, чийгшил, тоос, уур)

Өргөн хэрэглэгддэг технологиудын дотроос радар, хэт авианы болон гидростатик даралт мэдрэгч нь янз бүрийн орчинд дасан зохицох чадвараараа ялгардаг. Байгаль орчны хяналтын мэргэжлийн тоног төхөөрөмж нийлүүлэгч Ренке зэрэг үйлдвэрлэгчид үйлдвэрлэлийн болон байгаль орчны хяналтын хэрэгцээнд тохирсон усны түвшний мэдрэгчийг санал болгодог. Дээрх хүчин зүйлс дээр тулгуурлан зөв мэдрэгчийг сонгох нь шингэний түвшинг үр ашигтай, удаан хугацаанд тогтвортой хянах боломжийг олгоно.