Conductividad eléctrica para determinar el nivel de agua del reservorio para encender / apagar la bomba

2

Realizó un estudio de los productos comerciales disponibles en el mercado local, que se clasificaron en términos generales como "Controladores automáticos de nivel de agua" o "Controladores automáticos de bombas", y descubrieron que todos ellos utilizan interruptores flotantes.

Esto me hizo preguntarme por qué los productos comerciales no usan la 'conductividad eléctrica' del agua como prueba para determinar el nivel de agua en el reservorio. Si uno usa algo como 12VDC de pulso periódico para verificar la conducción a través de los electrodos en varios niveles, no debe preocuparse por una descarga eléctrica. Entonces, ¿por qué los sistemas comerciales no utilizan esta solución extremadamente barata? ¿Qué es lo que podría faltar?

EDIT

Para agregar un poco de contexto, lo que me sorprendió en mi encuesta fue que el precio de los interruptores flotantes de repuesto era aproximadamente el 20% del precio de todo el sistema (incluidos 2 interruptores flotantes). El costo de instalación es aproximadamente 2 veces el precio del sistema. Y cada vez que se cambia el interruptor de flotador, también hay algún costo de mano de obra (a menos que la unidad esté bajo un Contrato de Mantenimiento Anual, que cuesta 15-20% del precio unitario). Esto es en un mercado bastante sensible al precio (India). Es por eso que la prueba de "conductividad" super simple, parecía una solución muy rentable.

    
pregunta jay

3 respuestas

7

Bueno ... los interruptores de flotador son simples y confiables. Dicho esto, no es tan simple como detectar un voltaje de CC. Usando DC, los electrodos se corroerían rápidamente (daño debido a la electrólisis).

El circuito de detección necesita usar CA. Solía haber un buen IC hecho por National que haría esto, el LM1830N; pero por lo que sé, ha estado obsoleto por algún tiempo. El circuito es bastante simple de hacer tú mismo. Básicamente, un oscilador está conectado a una resistencia en serie y un condensador que está conectado a un electrodo en el fluido. Ese electrodo también se conecta a un comparador para detectar la CA. Un segundo electrodo se conecta a GND (circuito común). Cuando hay un fluido presente, la conducción entre los electrodos hace que la señal de CA en el electrodo del oscilador se atenúe. La resistencia establece la sensibilidad.

Aquí hay un circuito que construí hace unos años con un PIC12F683:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Este circuito era para un sensor de fluido de doble nivel que activaría una válvula cuando el fluido caería por debajo del sensor FLUID_LO y se apagaría cuando el fluido alcanzara el sensor FLUID_HI.

Me temo que no tengo libertad para publicar el código fuente, pero describiré la funcionalidad:

SENSOR_CLK es una salida de onda cuadrada de ciclo de trabajo del 50%. La frecuencia no es crítica. Utilicé appx 8Khz.

Las entradas AN0 y AN1 al PIC12F683 son entradas al convertidor A / D. Las conversiones se realizan cuando SENSOR_CLK es alto. Si la tensión se detecta por debajo de 3,1 V, se considera que el electrodo correspondiente está sumergido en el fluido.

FLUID_HI y FLUID_LO son cables colocados de tal manera que se sumergen en el fluido cuando se encuentran en el nivel adecuado. FLUID_COM se puede conectar a un recipiente metálico que contiene el fluido, o se puede conectar a un cable en el fluido y por debajo del nivel de FLUID_LO.

Cuando los cables se sumergen en el fluido, la onda cuadrada detectada por AN0 y AN1 se atenúa y tiene un componente de CC neta de aproximadamente 2.5V. Las resistencias R1 y R2 pueden cambiarse a valores más pequeños si se desea un circuito menos sensible. El umbral de detección de 3.1V (en el firmware) también se puede cambiar para ajustar la sensibilidad, pero debe ser mayor que 2.5V.

Mientras use el convertidor A / D en el microcontrolador, se pueden usar otros métodos de detección. Algunos microcontroladores tienen comparadores de voltaje incorporados que pueden usarse. También puede ser posible usar E / S de propósito general para detectar la inmersión cuando SENSOR_CLK es bajo si los umbrales de Vin de alto y bajo están muy por debajo de 2.5V.

Elegí detectar los voltajes entre las resistencias y los condensadores en lugar de los voltajes de los electrodos porque sentí que el diodo de sujeción interno al VSS en el microcontrolador podría causar un voltaje de red DC en los electrodos.

    
respondido por el Tut
3

El agua es un conductor deficiente . Si hay sales disueltas en el agua, entonces es un mejor conductor, pero estas sales también pueden acumularse en el sensor a medida que el agua se evapora, lo que interfiere con la precisión del sensor. También es difícil distinguir positivamente la diferencia entre un sensor sumergido y uno sumergido recientemente pero que aún está húmedo.

Las válvulas de flotador no sufren de estos problemas. Trabajan en agua muy pura o incluso en fluidos que no son agua en absoluto. Proporcionan una indicación muy positiva de "sumergido" o "no sumergido" que es independiente de la pureza del fluido que se controla o la evaporación. Aunque introducen componentes mecánicos que pueden fallar, están ampliamente disponibles y pueden ser reparados fácilmente por personas que pueden no tener conocimientos avanzados de electricidad.

    
respondido por el Phil Frost
1

Me doy cuenta de que este tiene un año de antigüedad, pero estaba buscando respuestas para una vieja torre de enfriamiento y lo tenía abierto cuando encontré un lugar llamado Waterline Controls que vende 'sensores electrónicos' (además de los controladores controlados por software que parecen engañosos) .

También tienen buena información sobre todos los tipos de sensores de agua, pros y contras, etc.

Dijeron: "La mala calidad del agua puede provocar que las sondas se ensucien, se deterioren o se hundan, y deben ser reemplazadas después de uno o dos años. La" Tecnología desechable "con un ciclo de vida corto ..." (el enlace "leer más" va a www.waterlinecontrols.com/level-sensors/conductivity-probe/).

Sus cosas son totalmente diferentes y vale la pena verlas si necesitas una mejor alma. También tienen algunas instalaciones importantes en la lista, como en Google y una planta nuclear, por lo que ciertamente funciona bien.

De todos modos, espero que ayude.

    
respondido por el Don

Lea otras preguntas en las etiquetas