3.2.3 Выбор датчика уровня воды в резервуаре с осветленными стоками

Существует 4 основных вида датчиков уровня воды [11].

1. Электродный. Насосное и компрессорное оборудование обычно оборудуется датчиками уровня электродными. Такой электродный датчик уровня обладает как длинным, так и коротким электродами. И длинный, и короткий электроды закрепляются в коробке зажимов, при этом короткий электрод считается контактом верхнего уровня, а длинный электрод – контактом нижнего уровня. Принцип действия такого датчика следующий. Когда короткий электрод касается воды, то происходит срабатывание датчика и отключение насоса, накачивающего воду. В том случае, когда уровень воды опускается до уровня, на котором расположен длинный электрод, то также происходит срабатывание датчика и насос начинает автоматически закачивать воду.

2. Гидростатические датчики уровня замеряют уровень воды по гидростатическому давлению. Основное их преимущество - они могут постоянно замерять уровень жидкости в резервуаре.

3. Очень популярными являются и емкостные датчики уровня. С помощью таких датчиков можно отслеживать не только уровень жидкости, но и уровень сыпучих веществ в какой-либо емкости. Их особенность состоит в том, что они могут устанавливаться и с наружной стороны емкостей, т.е. работать через стенку бака.

4. Самые простые и самые недорогие – это поплавковые датчики. Могут применяться для замеров предельного и текущего уровня жидкостей – питьевой воды, сточной воды, масла, нефтепродуктов и т.п. Конструкция такого датчика проста. Датчик имеет поплавок, передвигающийся по вертикальному штоку. Внутри поплавка находится постоянный магнит, а в штоке, представляющем собой полую трубку, находится геркон. Герконовый контакт срабатывает при приближении магнита. К преимуществам можно отнести простоту установки и использования, возможность совмещения с другим оборудованием.

В резервуар устанавливаются поплавковые датчики, потому что они надежны в эксплуатации и доступны.

Компания Honsberg предлагает датчики уровня поплавкового типа (таблица 3.3) [12].

Таблица 3.3 Поплавковые датчики уровня воды

Наименование	Диапазон измерений, МПа	Присоединение	Степень защиты	Температура среды, °С
NM-004HK	1,5	G 1/8 A	IP 65	105
NM-008HK	4	G 1/4 A	IP 65	105
NM-007HP	0,5	Pg 7	IP 65	60
NM-004HK-000-000	1,5	Фланец DN15	IP 65	105
RW-015HKL	0,6	1/2 - 13 THD	IP 66	200
RW-015HKS	0,5	1/2 BSPT	IP 67	120
RWI-016PP	0,3-0,6	M16x1,5	IP 65	90-130
NW1-020HM/HK	1,0-2,5	G3/4A	IP 66	мах 110

Так как температура сточных вод будет не выше 100 °С и максимальное давление 1 МПа, то из предложенной продукции целесообразно выбрать датчик уровня NM-004HК. Его характеристики:

• диапазон измерений - 1.5 МПа;

• присоединение - G 1/8 A;

• степень защиты - IP 65;

• температура среды - 105 °С;

• напряжение питания - 250 V;

• максимальный выходной ток – 0.5 А;

• потребляемая мощность – 10 Вт.

С хематическое устройство поплавкового датчика представлено на рисунке 3.2 .

Рисунок 3.2 –Устройство поплавкового датчика

В резервуаре применяется 5 датчиков поплавкового типа, расстояние между которыми можно выставить в зависимости от уровня воды. Таким образом, данный датчик позволит измерить 5 уровней воды в резервуаре (0, 25%, 50%, 75% и 100% соответственно) (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 – Схема размещения поплавковых датчиков в резервуаре осветленных сточных вод

3.2.4 pH-метр

pH- метр необходим для контроля расхода подаваемого раствора соды за счет изменения частоты вращения электродвигателя дозаторного насоса Н-27. Степень нейтрализации стока (величину установленного рН) аппаратчик вводит в задание для регулирования вручную с учётом данных лабораторного хим. анализа о достигаемой степени очистки стока по ионам тяжелых металлов.

pH-метр — прибор для измерения водородного показателя (показателя pH), характеризующего концентрацию ионов водорода в растворах, питьевой воде, пищевой продукции и сырье, объектах окружающей среды и производственных системах непрерывного контроля технологических процессов, в том числе в агрессивных средах.

Действие pH-метра основано на измерении величины ЭДС электродной системы, которая пропорциональна активности ионов водорода в растворе — pH (водородному показателю). Измерительная схема по сути представляет собой вольтметр, проградуированный непосредственно в единицах pH для конкретной электродной системы (обычно измерительный электрод — стеклянный, вспомогательный — хлоросеребряный).

Входное сопротивление прибора должно быть очень высоким — входной ток не более 10-10А (у хороших приборов менее 10-12А), сопротивление изоляции между входами не менее 1011Ом, что обусловлено высоким внутренним сопротивлением зонда — стеклянного электрода. Это основное требование к входной схеме прибора.

Компания Hanna Instruments предлагает следующие виды промышленных pH-метры (таблица 3.4) [13].

Таблица 3.4 Технические характеристики рН-метров Hanna Instruments

Модель	HI 981411	HI 931700
Диапазон	0.0 ... 14.0 рН	0.00 ... 14.00 рН
Разрешение	0.1 рН	0.01 рН
Погрешность	±0.2 рН	±0.02 рН
Вкл. реле	Кислота/Основание	Кислота/Основание

рН-метры производства HANNA предназначены для непрерывного мониторинга и контроля уровня рН в условиях промышленных, пищевых и фармацевтических производств, станций водоподготовки и очистки, автономных системах обработки воды. Особенностями этих pH-метров являются простота установки и эксплуатации, отличные технические характеристики и невысокая стоимость. Корпус рН-метров предназначен для монтажа в панель 1/16 DIN (73х42 мм). Датчики снабжены резьбовым соединением 1/2 дюйма и имеют длину не более 22мм [13].

Так как для корректной работы фильтров сорбционной очистки уровень pH должен поддерживаться на уровне выше 8.5, то нет необходимости использовать высокоточный pH-метр. По этой причине выбираем pH-метр HI 981411.

На рисунке 3.4 представлен окончательный вариант структурной схемы системы управления. На вход ПЛК (на схеме обозначение «Х1»…«Хn») поступают сигналы от датчиков, на выходы ПЛК (обозначение «Y1»…«Yn») поступают сигналы на включение и выключение оборудования.

Рисунок 3.4 – Структурная схема системы управления