Поплавковые уровнемеры и поплавковые датчики уровня — это простые, надёжные и экономичные устройства для контроля уровня жидкости в резервуарах, скважинах, колодцах и промышленных ёмкостях. Несмотря на развитие высокотехнологичных решений (например, гидростатических или радарных уровнемеров), поплавковые приборы остаются востребованными благодаря своей простоте, долговечности и низкой стоимости.
Принцип работы поплавковых уровнемеров
Принцип действия основан на законе Архимеда: поплавок, имеющий плотность меньше, чем у измеряемой жидкости, всплывает на её поверхность. При изменении уровня жидкости поплавок перемещается вверх или вниз. Это механическое движение преобразуется в электрический сигнал или используется для замыкания/размыкания контактов реле.
В зависимости от конструкции, поплавковые датчики могут:
- фиксировать точку уровня (например, верхний или нижний предел),
- измерять непрерывный уровень (аналоговый выход),
- управлять насосами, клапанами или сигнализацией.
Особенности поплавковых датчиков уровня
- Простая конструкция без сложной электроники.
- Независимость от свойств жидкости: работают с водой, маслами, топливом, сточными водами и другими средами (при условии совместимости материалов).
- Минимальные требования к монтажу: не требуют калибровки или настройки.
- Различные исполнения: вертикальные, горизонтальные, кабельные, взрывозащищённые.
- Возможность работы в агрессивных средах при использовании химически стойких материалов (PP, PVDF, нержавеющая сталь).
Преимущества и недостатки поплавковых уровнемеров и датчиков уровня
Преимущества:
- Низкая стоимость.
- Простота установки и обслуживания.
- Высокая надёжность при правильном подборе.
- Не требуют внешнего питания (в случае релейных моделей).
- Долгий срок службы (до 10 лет и более).
- Устойчивость к загрязнениям и пенообразованию.
Недостатки:
- Не подходят для очень вязких или абразивных жидкостей (риск залипания поплавка).
- Требуют минимального диаметра резервуара для свободного перемещения.
- Не обеспечивают высокую точность (в отличие от аналоговых уровнемеров).
- Могут выйти из строя при обмерзании или обрастании отложениями.
Область применения поплавковых уровнемеров и датчиков уровня
Поплавковые устройства широко используются в:
- Системах водоснабжения и водоотведения (контроль уровня в скважинах, колодцах, септиках).
- Нефтегазовой отрасли (резервуары с топливом, маслом).
- Химической и пищевой промышленности (ёмкости с агрессивными или пищевыми жидкостями).
- Жилищно-коммунальном хозяйстве (насосные станции, дренажные системы).
- Сельском хозяйстве (ирригационные и накопительные резервуары).
Назначение поплавковых уровнемеров
Основное назначение — контроль уровня жидкости для:
- предотвращения перелива или опорожнения резервуара,
- автоматического включения/отключения насосов,
- сигнализации о достижении критических уровней,
- защиты оборудования от «сухого хода».
Схема подключения поплавковых датчиков уровня
Подключение зависит от типа устройства:
- Релейные поплавковые датчики подключаются напрямую к цепи управления насосом или сигнализацией. Обычно имеют один или несколько переключающих контактов (NO/NC).
- Аналоговые поплавковые уровнемеры (с резистивным или токовым выходом) подключаются к контроллеру или ПЛК по 2- или 3-проводной схеме.
- Взрывозащищённые модели требуют соблюдения норм искробезопасности (например, использование барьеров).
Важно: при монтаже необходимо обеспечить свободное перемещение поплавка и защитить кабель от механических повреждений.
Типы и виды поплавковых уровнемеров и датчиков уровня
- По способу монтажа:
- Вертикальные (устанавливаются сверху ёмкости).
- Горизонтальные (монтируются на боковой стенке).
- Кабельные (поплавок перемещается по гибкому кабелю — идеален для глубоких скважин).
- По типу сигнала:
- Датчики уровня — дискретные (точечные), с релейным выходом.
- Уровнемеры — непрерывные, с аналоговым выходом (4–20 мА, 0–10 В, резистивный).
- По материалу исполнения:
- Пластик (PP, PVDF) — для агрессивных сред.
- Нержавеющая сталь — для пищевой и фармацевтической промышленности.
- Взрывозащищённые (Ex) — для опасных зон.
Технические характеристики поплавковых уровнемеров
Магнитострикционный уровнемер NIVOTRACK
- Температура процесса: от –40 °C до +90 °C
- Рабочее давление: до 25 бар
- Диапазон измерения: 0,5–15 м
Это компактный двухпроводной уровнемер, обеспечивающий высокую точность измерений с разрешением до 0,1 мм (или 1 мм в зависимости от конфигурации). Устройство оснащено жёсткими или гибкими погружными элементами длиной до 15 метров. Зонд изготавливается из нержавеющей стали или пластика, что обеспечивает устойчивость к агрессивным средам.
Среди ключевых особенностей — съёмный графический дисплей, 99-точечная линеаризация, возможность измерения не только уровня, но и расстояния, а также объёма жидкости. Модель доступна во взрывобезопасном исполнении и поддерживает измерение уровня раздела двух сред.
Применение:
- Коммерческий учёт
- Химическая и нефтехимическая промышленность
- Энергетика
- Водное хозяйство
- Работа с химическими веществами, растворителями и углеводородами
Магнитный сигнализатор уровня NIVOMAG
- Температура процесса: до +250 °C
- Рабочее давление: до 25 бар
- Диапазон измерения: не применим (точечная сигнализация)
NIVOMAG — это автономный сигнализатор уровня, не требующий внешнего питания. Его микро-выключатель полностью изолирован от рабочей среды, а все погружаемые части выполнены из нержавеющей стали. Устройство поддерживает боковое или верхнее крепление, оснащено фиксированным или регулируемым дифференциальным переключателем и может эксплуатироваться под водой.
Доступны различные типы технологических присоединений, ручной тестер для проверки работоспособности и взрывобезопасные модификации. Уровень функциональной безопасности — SIL1.
Применение:
- Контроль заполнения/опустошения резервуаров
- Защита от перелива
- Уравнительные баки на судах
- Химическая, пищевая и нефтехимическая промышленность
- Энергетика и водное хозяйство
- Сигнализация наличия углеводородов, химикатов и конденсата
Поплавковый магнитный сигнализатор уровня NIVOPOINT
- Температура процесса: от –40 °C до +150 °C
- Рабочее давление: до 25 бар
- Диапазон измерения: 0,1–3 м
Этот автономный многоточечный сигнализатор не требует подачи питания. Герконовые переключатели надёжно отделены от измеряемой среды. Конструкция предусматривает до 5 точек сигнализации с возможностью вертикальной регулировки каждой. Погружаемые элементы изготавливаются из нержавеющей стали или пластмассы.
Устройство подходит для установки в закрытых резервуарах, в том числе при работе с пенящимися жидкостями. Доступны взрывобезопасные исполнения и различные способы монтажа.
Применение:
- Химическая и пищевая промышленность
- Нефтехимия и энергетика
- Водное хозяйство
- Многоточечный контроль уровня в закрытых ёмкостях
Поплавковый сигнализатор уровня NIVOFLOAT
- Температура процесса: от 0 °C до +50 °C (для модели NL100)
- Рабочее давление: до 1 бар
- Диапазон измерения: до 20 м
Экономичное решение для базовых задач контроля уровня. Прибор выполнен в герметичном двухкамерном корпусе и оснащён микровыключателем без ртути. Благодаря низкому удельному весу поплавка, устройство чувствительно даже к небольшим изменениям уровня.
Поддерживается регулируемый дифференциальный переключатель, что позволяет точно настраивать уставки срабатывания.
Применение:
- Сигнализация уровня питьевой воды и сточных вод
- Управление заполнением и опорожнением баков и бассейнов
- Системы водоснабжения и канализации
Строение поплавковых уровнемеров и датчиков уровня
Конструкция включает:
- Поплавок — полая герметичная капсула из пластика или металла.
- Магнит — встроен в поплавок (в герконовых моделях).
- Геркон или микропереключатель — реагирует на перемещение магнита.
- Шток или кабель — направляющий элемент для перемещения поплавка.
- Электронный блок (в аналоговых моделях) — преобразует положение поплавка в сигнал.
- Кабель подключения — с экранированием и защитной оболочкой (PUR, FEP).
Когда применяются поплавковые уровнемеры и датчики уровня
Поплавковые устройства выбирают, когда:
- Нужно надёжное и недорогое решение без сложной автоматики.
- Жидкость не слишком вязкая и не содержит крупных включений.
- Требуется защита от перелива или «сухого хода».
- Нет возможности использовать электронные уровнемеры (например, из-за отсутствия питания или агрессивной среды).
- Необходима простая замена вышедшего из строя оборудования.
Поплавковые уровнемеры и датчики уровня — это проверенные временем решения для контроля уровня жидкости в самых разных отраслях. Они особенно актуальны там, где важны надёжность, простота и экономичность. При правильном подборе по материалу, типу сигнала и условиям эксплуатации такие устройства служат годами без сбоев.
