Датчики протечки воды

Датчик протечки воды - это отличный способ предупреждения потопов в квартире или доме и, как следствие, избежать расходов на устранение последствий прорыва труб.

Область применения устройств контроля над протечками жидкостей

В быту датчики протечки устанавливают в комнатах, где присутствует вода. Это ванные комнаты, туалет и кухня. Протечки возможны и в системах отопления, поэтому их монтируют совместно с нагревательными приборами.

Что же характеризует работу контрольных приборов?

  1. Приборы контроля над состоянием гидросистем в квартире потребляют совсем немного энергии в «спящем» режиме. На практике это энергопотребление не превышает значение 1-3 Вт.
  2. В момент возникновения чрезвычайной ситуации исполнительные механизмы потребляют от 10-12 до 25-30 Вт. Это повышение потребления энергии длится в течение всего нескольких секунд, необходимых для того, чтобы перекрыть подачу воды или теплоносителя в системе отопления.
  3. На промышленных производствах используют аналогичные приборы, электронный датчик уровня воды даст сигнал о резком изменении показателей.
  4. Своевременно сработает защита, которая предотвратит аварию или иное вредное воздействие на станки и обслуживающий персонал.
  5. Не только в производственных цехах работают приборы контроля над уровнем воды. В водохранилищах используются устройства, которые предупредят о возникающих проблемах – снижении или повышении уровня.

Своевременное оповещение и прекращение подачи воды или наоборот сброс через сливные устройства поможет предотвратить трагедию.

Виды датчиков

Работа датчиков основана на анализе физических свойств воды. Именно знание этих свойств, а также проявление особенностей при взаимодействии воды с сухими веществами позволяет вести непрерывный контроль над состоянием водопроводных систем, резервуаров и иных устройств, где концентрируется жидкость.

На практике используют следующие принципы создания датчиков:

  • поплавковый, основанный на способности тел плавать на поверхности жидкости;
  • ультразвуковой, использующий свойство распространять звук в толще воды;
  • электродный, учитывающий электропроводность жидкости;
  • емкостной – датчик, действие которого основано на измерении емкости между параллельно установленными чувствительными пластинами ;
  • радарный, основанный на изменении свойств потока при перемещении внутри трубопроводов и открытых руслах;
  • гидростатический, определяющий величину давления столба жидкости.

На принципах сконструированы датчики протечки воды.

Поплавковые

На сегодняшний день разработаны десятки устройств, использующих способность тел плавать в жидкостях. Среди множества вариантов можно выделить весьма интересное устройство (рис. 2).

Датчик контроля уровня жидкости поплавкового типа:

statya_4_ris_2.jpg

В запаянной трубке, установленной неподвижно, имеется герметичный контакт. В пассивном состоянии контакты разомкнуты. В случае повышения уровня поплавок, с магнитом внутри него всплывут. Магнитное поле воздействует на контакт, замкнет его.

По цепи потечет ток, который передаст сигнал оповещения, а также через систему управления устройствами защиты прекратит подачу воды в емкость.

Подобны образом можно настроить систему на оповещение в случае понижения уровня жидкости. Геркон располагается ниже поплавка. Если свободная поверхность начнет снижаться, то поплавок опустится вниз. Магниты подействуют на контакт, замыкая его. Дальше сработает аппаратура защиты.

Не всегда можно установить датчики на свободной поверхности воды. При необходимости их монтируют на боковых стенках (рис. 3).

Поплавковый датчик уровня воды, устанавливаемый на стенку:

statya_4_ris_3.jpg

Здесь поплавок располагается на рычаге, плавающем в жидкости. Магнит установлен в теле рычага, а геркон располагается на горизонтальном элементе.

При повышении уровня поплавок изменит свое положение. Магнит приблизится к геркону. Контакт будет замкнут, а дальше исполнительный приборы выполнят свою задачу по предотвращению утечек воды из резервуара.

Ультразвуковые

Работа ультразвукового датчика основана на принципе посыла сигнала и получении отражения его от поверхностей или сплошной среды (жидкости) (рис. 4).

Принцип работы ультразвукового датчика утечки воды:

statya_4_ris_4.jpg

Работа устройства происходит в следующей последовательности:

  1. Сигнал от источника направляется на объект контроля.
  2. Полученный отраженный сигнал сравнивается с контрольным значением.
  3. Если имеются отличия в полученном отраженном сигнале, информация о нарушении передается приборам оповещения и защиты.

Следует учесть, что контрольные сигналы от источника подаются с определенной периодичностью. На особо важных объектах в течение секунды могут подаваться многократно, что увеличивает эффективность защиты.

Важно! Ультразвуковые устройства не изменяют свойств веществ, которые они контролируют. Поэтому их используют даже во взрывоопасной среде.

Электродные

Наибольшее распространение получили электродные приборы контроля уровня жидкости. Датчики измеряют проводимость среды между отдельными контактами (рис. 5).

Принцип измерения электропроводящих свойств среды:

statya_4_ris_5.jpg

Между электродами имеется определенное расстояние. Когда пространство между ними заполнено воздухом, то сопротивление среды довольно высокое. Если уровень жидкости увеличился, электрод, находившийся ранее в воздухе, теперь попадает в жидкость, то активное сопротивление R резко уменьшается. По цепи начинает течь ток. На исполнительную аппаратуру поступает сигнал.

Подобный принцип заложен в датчик протечки воды wsp. Его работа в системах контроля основана на измерении активного сопротивления. В случае намокания начинает работать система Гидролок.

В одной емкости могут одновременно находиться несколько разных электродов. Они отвечают за исполнение нескольких функций (рис. 6).

Установка нескольких контрольных электродов для поддержания определенных параметров наполнения емкости и контроля разных режимов эксплуатации:

statya_4_ris_6.jpg

Радарные

Радарные датчики наиболее универсальны. Они испускают высокочастотные радиоволны на уровне нескольких МГц. Отраженный сигнал определяют через определенный промежуток времени. Анализирую его, а контрольная аппаратура фиксирует расстояние от источника до измеряемой поверхности (рис. 8).

Принцип действия датчика уровня воды радарного типа:

statya_4_ris_8.jpg

Радиоволна не производит никакого видимого действия на измеряемую среду, поэтому подобные приборы стали применять в самых разных отраслях хозяйственной деятельности. Даже там, где используются агрессивные и опасные материалы приборы радарного типа находят широкое применение.

Емкостные

Принцип действия датчиком такого вида основан на анализе емкости движущихся жидкости или газа.

Датчик движения жидкости емкостного типа:

statya_4_ris_7.jpg

Движущийся поток по-разному меняет электростатическое поле, вдоль которого происходит движение. Перед началом эксплуатации проводят тарировку прибора. Для этого пропускают контролируемую жидкость с заданной скоростью и фиксируют показания чувствительного прибора. В дальнейшем датчик емкостного типа настраивается на заданный диапазон, в котором должны функционировать подконтрольная система. В случае сбоя от заданных параметров контрольно-исполнительная аппаратура меняет режим работы или выдает сигнал о наличии сбоя в работе.

Размеры подобных датчиков могут быть микроскопическими, их используют в космосе на орбитальных станциях. Могут применятся крупногабаритные датчики емкостного типа, например, для контроля движения нефтепродуктов или природного газа в трубопроводных системах.

Датчик гидростатического действия

В датчиках, контролирующих уровень жидкости гидростатического действия, имеется чувствительный элемент, который реагирует на изменение столба жидкости над ним. Чаще это запаянные трубки с тонкими стенками. Под действие столба жидкости деформация стенок происходит по-разному. Соответственно, сигнал воспринимается контрольной аппаратурой в различных диапазонах (рис. 9).

Рис. 9 Датчик утечки воды гидростатического действия

statya_4_ris_9.jpg

Подобные датчики широко используются в пищевой и химической промышленностях. Они контролируют изменение жидкого материала в резервуарах, что позволяет автоматизировать сложные технологические процессы.

Принцип работы датчиков протечек

Говоря о блок схеме — все очень просто. Некий элемент фиксирует жидкость в точке его размещения, и подает сигнал в исполнительный модуль. Который, в зависимости от настроек может подавать световые или звуковые сигналы, и (или) дать команду на перекрытие задвижки.

Как устроены датчики

Поплавковый механизм рассматривать не будем, поскольку в домашних условиях он не эффективен. Там все просто: основание закреплено на полу, на шарнире подвешен поплавок, который при всплытии замыкает контакты выключателя. Подобный принцип (только механический) применяется в бачке унитаза.

Чаще всего применяется контактный датчик, который использует естественную способность воды проводить электрический ток.

05-datchik-protechki-vody-5.jpg

Разумеется, это не полноценный включатель, через который проходит напряжение 220 вольт. К двум контактным пластинам (см. иллюстрацию) подключается чувствительная схема, которая фиксирует даже небольшую силу тока. Датчик может быть отдельным (как на фотографии выше), или встроенным в общий корпус. Такое решение применяется на мобильных автономных датчиках, работающих от батарейки или аккумулятора.

06-datchik-protechki-vody-6.jpg

Если у вас нет системы «умный дом», а вода подается без всяких электромагнитных клапанов, именно простейший датчик со звуковой сигнализацией можно использовать в качестве стартового варианта.

Как выбрать защиту против потопа

По своей эффективности дешевые и дорогие устройства практически одинаковы, за исключением заводских дефектов, которые могут быть в любой системе. Каждый из производителей преподносит свой продукт, но это всего лишь реклама и не больше.

В системе защиты от протечек с логотипом Gidrolock комплектная поставка предусматривает наличие 3-х датчиков, при этом можно подключить еще 40 датчиков без установки дополнительных блоков.

Комплексы Аквасторожзащиты изначально комплектуется 4 датчиками и можно подключить еще 10. Если установить дополнительные блоки, то количество датчиков можно довести до 375.

В комплекте системы Нептун есть только 2 датчика, остальные нужно приобретать отдельно. При этом без установки дополнительных блоков система может поддерживать не более 10 датчиков протечки воды.

Беспроводная система датчиков существенно увеличивает стоимость системы, поэтому если вас устраивает проводная система, лучше отдать предпочтение именно ей. Также стоимость системы увеличивается при наличии возможности установки дополнительных кранов.

Как мы выяснили, для эффективной работы нужно не более 2-х шаровых кранов с электромагнитными клапанами, монтируемых на стояках холодной и горячей воды за входными вентилями. Покупая систему с 6-8 кранами, вы переплатите за то, чем никогда не будете пользоваться.

Некоторые производители при рекламе своей продукции спекулируют такой величиной, как рабочее напряжение. А оно для систем защиты колеблется в пределах 5-12 В.

При этом, сила тока в проводах датчиков абсолютно безопасна, а сила тока в проводах крана хоть и достигает 1 А, но действует всего несколько секунд, поэтому разница рабочих напряжений вовсе несущественна.

Одним из основных показателей эффективности работы системы является время перекрытия крана. В дешевых системах Нептун этот показатель достигает 30 секунд, тогда как самые современные системы Аквасторож способны перекрыть краны всего за 2-3 секунды.

Учтите, что при разрыве труб отопления или водопровода за 30 секунд может вылиться 20-25 литров воды.

Еще один немаловажный показатель – наличие в комплекте аккумулятора, обеспечивающего автономность работы системы в случае отключения электричества.

Монтаж системы предупреждения протечки воды

Защитный контур представляет собой конструктор, элементы которого соединяются между собой специальными разъемами. Простота сборки обеспечивает быстрый монтаж и интеграцию с системами «Умный дом». Перед установкой составляют схему расположения отдельных частей и проверяют соответствие длины проводов тому расстоянию, которое потребуется для подключения измерителей и кранов к контроллеру.

Порядок проведения работ включает в себя:

  • разметку точек монтажа;
  • прокладку проводов;
  • врезку кранов;
  • установку определителей протечки;
  • монтаж управляющего модуля;
  • подключение и проверку системы.

zashhita-ot-protechek-3-e1558179255439.jpg
Внешний вид, установленного защитного контура системы.

Врезка шарового крана

Самым трудоемким этапом считается крепление шарового крана, что объясняется необходимостью его использования на разных типах труб. Водопровод перерезают в непосредственной близости от предварительно перекрытого вентиля воды. Затем снимают счетчик и закрепляют отсекающий клапан на кране, после чего возвращают в первоначальное положение счетчик воды и участки трубопровода.

Металлопластиковые элементы прижимают контргайкой, полипропиленовые конструкции соединяют пайкой или с помощью разъемных муфт. Для подключения шаровых кранов к распределителю блока питания используют выделенную силовую линию.

Установка датчиков протечки воды

Датчики располагают в местах возможной протечки, при этом особое внимание необходимо уделить переходу между коробом, где помещаются трубы. Это необходимо для того, чтобы при аварии вода попала на датчик, а не продолжала течь мимо него.

Если поверхность пола идет под уклон, устройства располагают в самой нижней точке помещения.

Схема их подключения может быть как напольной, так и внутренней, при которой элементы врезают в материал покрытия. В первом случае пластину размещают контактами вниз и фиксируют двусторонним скотчем или строительным клеем. Такой вариант применяют в тех случаях, когда монтаж системы «антипротечки» выполняют после установки сантехнического оборудования.

bez-imeni.png
Схемы подключения датчика протечки воды.

При внутреннем расположении устройства его контакты размещают на 3-4 мм выше уровня покрытия, что позволяет исключить срабатывание при случайном разбрызгивании воды или уборке. Соединяющий провод укладывают в гофрированную трубу, непроницаемую для воды. Производители гарантируют эффективность работы системы даже в том случае, когда определитель удален от управляющего модуля на 100 м.

Беспроводные аппараты монтируются на любой поверхности благодаря системе крепежа.

Правила монтажа контроллера

Аппарат размещают в нише или на стене рядом с электропроводкой и запорными вентилями. Блоком питания контроллера служит силовой шкаф, поэтому к устройству подводят фазу и ноль. Провода соединяют с помощью специальных клеммных разъемов, которые для удобства монтажа нумеруют и подписывают. Затем подключают определители протечки воды и приступают к диагностике.

Проверка работы системы

При включении модуля управления на его панели зажигается зеленый индикатор, свидетельствующий о готовности к работе. Если в этот момент намочить пластину датчика водой, свет лампочки изменится на красный, включится подача звукового импульса и отсекающие клапаны заблокируют пуск воды. Для разблокирования определитель протирают сухой тряпкой и перезагружают устройство. После проверки состояния контроллер будет готов к работе.

Самодельные сигнализации

Собрать своими руками простой бытовой электрический датчик, подающий сигнал при обнаружении протечки воды, может практический любой человек, хоть раз державший в руках паяльник, в любом случае, это будет дешевле, чем купить готовое изделие.

Заметим, что мы специально сделали акцент на слове «электрический». До того как стала доступна широким кругам населения система, базирующаяся на электромеханической запорной трубной арматуре, наши умельцы делали много различных механических устройств с подобным функционалом.

В качестве основного механизма использовалась пружина, а обычный кусок листа из школьной тетради использовался в качестве датчика протечки. То есть, при размокании он отпускал пружину, которая закрывала заслонку. Ниже показан такой механизм во взведенном состоянии и после срабатывания.

vzvedennyj-mehanizm.jpg
Взведенный механизм

srabotavshij-mehanizm.jpg
Фото: сработавший механизм

Мы привели такое устройство в качестве примера, собирать его не имеет смысла из-за низкой надежности, громоздкости и, собственно, архаичности, да и установка такого механизма в современной квартире вызовет массу трудностей.

Сейчас есть масса простых, более элегантных решений, ниже представлена схема одного из них.

avtonomnyj-signalizator-protechki.jpg
Электрическая схема: автономный сигнализатор протечки

Принцип, по которому работает этот звуковой автономный сигнализатор защиты довольно простой: как только вода замыкается контакт (датчик), срабатывает пищалка (бузер), и включается светодиод. Стоимость элементной базы будет существенно дешевле, чем цена готового датчика с подобным функционалом.

Как именно будет реализован датчик — неважно, желательно, чтобы материал, используемый для его изготовления, был устойчив к коррозии (например, нержавейка). За счет низкого энергопотребления такая схема может работать на батарейках АА в режиме ожидания до 3-4 месяцев, при срабатывании до двух суток (зависит от элементов питания).

Достоинства данной схемы:

  • низкая стоимость элементной базы;
  • размер собранного датчика довольно миниатюрен, поэтому ограничений по месту его установки нет. В частности, такой датчик можно установить под ванной или трубой, на которую установлен хомут, чтобы убедиться в полном устранении течи;
  • правильно собранный датчик в настройке не нуждается.

Как сделать датчик протечки воды своими руками

Чтобы у нас получилось сделать сигнализатор протечки воды своими руками нужно соблюдать следующую инструкцию, особых сложностей в такой сборке нет, есть особенности и секреты, о которых вы узнаете. Изначально посмотрите схему, чтобы мы могли сделать систему контроля протечки воды без проблем. shema-datchika-utechki-vody.jpg

Пошаговая инструкция:

  1. Припаиваем резистор к пьезе. pripaevaem-rizistor.jpg
  2. Далее подключаем транзистор. rezistor-k-geniratoru.jpg
  3. Подключаем батарейки, крепим только на синюю изоленту, только она может дать результат. krepim-provoda-k-batareyke.jpg
  4. Делаем корпус для нашего датчика протечки воды своими руками, отрезаем горлышко с большой бутылки. Не забываем делать дно, для этого можно отрезать любую сторону с бутылки и прикрепить ее с помощью герметического клея, при желании можно даже нагреть. Будет интересно узнать: контролька своими руками. korpus-samodelki.jpg
  5. Делаем два отверстия, чтобы вставить корпус. vstavlyaem-v-korpus.jpg
  6. Берем крышку и делаем отверстия для пьезы, из-за такого отверстия и будет появляться звук. otverstie-dlya-pezy-izluchatelya.jpg
  7. Закрываем крышку. gotovyy-datchik-utchechki-vody-svoimi-rukami.jpg
  8. Проверяем, как все работает.

Видео

Добавьте свой комментарий: