Наиболее простым способом обеспечения бесперебойного водоснабжения загородного дома является обустройство колодца: даже при наличии центрального трубопровода собственный бесплатный источник никогда не будет лишним. Уровень воды в колодце может меняться, поэтому за ним нужно постоянно следить.
Оглавление:
- Причины и последствия изменения уровня воды в колодце
- Простые способы контроля уровня воды
- Использование датчиков уровня воды в колодце
- Самодельные датчики уровня воды
Причины и последствия изменения уровня воды в колодце
Причины изменения объема воды в колодезной шахте могут быть разными:
- Сезонные колебания. Пополнение водоносного слоя обычно происходит во время весеннего снеготаяния или после сильных дождей. В остальные периоды уровень воды может падать.
- Перерасход. Если забирать жидкость из колодца большими объемами, то шахта не сможет вовремя восполнять потери и начнет пересыхать.
- Иссякание водоносного слоя. Срок службы любого гидротехнического сооружения также имеет свои ограничения.
- Попадание в ствол поверхностных вод низкого качества. В итоге наблюдается резкое повышение уровня.
Если отбор воды из колодца происходит ведрами, то подобные колебания не очень критичны. Точная их фиксация особо не требуется: достаточно простого визуального наблюдения. Иное дело, если внутри шахты установлен мощный насос, обеспечивающий водоснабжение дома. Чаще всего такие агрегаты ломаются по причине холостого хода. Так называется критичный режим работы перекачивающего устройства на «сухом ходу», то есть без воды, выполняющей роль смазки и охладителя. При этом возникает реальная угроза деформирования рабочих узлов и перегорания двигателя.
Кроме того, при недостаточном заглублении во время работы насоса внутри шахты могут возникать турбулентные потоки. Это может привести к спутыванию подвесок, проводов и шланга. Один из способов предохраниться от поломки дорогостоящего оборудования – применить специальные приспособления контроля уровня воды. Если вода опустится ниже критической отметки, датчик передаст сигнал на реле, и насос выключится.
Простые способы контроля уровня воды
Для контроля за уровнем воды в колодцах, водозабор из которых происходит ведрами, совсем необязательно использовать дорогостоящие приборы. Если глубина шахты небольшая и хорошо просматривается, ее стенки оснащают разметкой, используя для этого нетоксичную водостойкую краску белого цвета. Подсветив фонариком, можно в любой момент определить высоту зеркала. Второй вариант – изготовить специальную измерительную веревку с куском пробки на конце: периодически проверяя высоту уровня, без проблем высчитывают общий объем, отталкиваясь от первоначальной глубины ствола.
В том случае, если глубина шахты большая, удобнее всего оснастить разметкой трос: фиксируя при спуске ведра момент контакта с поверхностью воды, определяют ее уровень. Еще один способ – высчитать длину одного витка троса на ворот: общее их число в момент погружения ведра укажет на протяженность незаполненной части шахты. Заполненный участок, опять же, высчитывается с учетом общей глубины колодца.
Также можете посмотреть на самодельное нехитрое приспособление, сделанное самостоятельно автором видео:
Использование датчиков уровня воды в колодце
В тех случаях, когда внутри колодца установлено насосное оборудование, обеспечивающее постоянную подачу воды в дом, примитивные способы контроля за уровнем воды не подойдут. Здесь важна оперативная реакция на любое критическое изменение из-за угрозы возникновения «холостого хода», со всеми вытекающими последствиями.
Для этих целей применяются специальные датчики различных модификаций:
- Поплавковые.
- Гидростатические.
- Емкостные.
- Радарные.
- Ультразвуковые.
Поплавковые датчики уровня воды
Это простейшее контролирующее приспособление можно изготовить самостоятельно. На поплавок крепится обычная рыболовная леска или тонкий водонепроницаемый шнурок: подвижный груз должен находится на уровне шарнирного рычага. Поплавок опускают в колодец — он должен свободно плавать в воде. Когда ее уровень будет уменьшаться, приспособление начинает воздействовать на рычаг, висящий на пружине. Во время его поворота происходит размыкание цепи: как результат, насос останавливается.
При увеличении высоты водяного столба поплавок начинает движение вверх, что провоцирует опускание груза и обратное движение рычага в верхнее положение. Подача электричества на насос возобновляется, и он начинает работать. Несмотря на видимую сложность механизма, он функционирует практически без сбоев, что подтверждается многолетней практикой его использования. Для изменения момента, когда размыкается цепь, подвеску поплавка необходимо сместить в ту или иную сторону. Приспособления этого типа достаточно точны и универсальны. Кроме колодцев, с их помощью нередко оснащают баки, скважины и различные емкости.
В качестве платформы для поплавкового датчика можно использовать кусок деревянной доски толщиной 2 см. Шарнир для рычага можно изготовить из мебельной петли, закрепив над ней деревянную рейку 10х35 мм. Для выгибания кронштейна подойдет лист стали толщиной 1,5 мм. При подборе пружины предпочтительными считаются варианты, имеющие усилие растяжения 300-600 г. Оптимальный диаметр лески – не более 1 мм.
Что касается магазинных поплавковых моделей, то они представлены в двух разновидностях:
- Дискретные. Недорогие приборы с хорошим уровнем надежности.
- Магнитострикционные. Дорогостоящие и сложные приборы, обеспечивающие большую точность определения уровня.
Общей слабостью всех поплавковых модификаций считается необходимость погружения в воду.
Гидростатические датчики
Принцип работы гидростатического датчика заключается в наблюдении за колебаниями давления водяного столба. С помощью элемента повышенной чувствительности осуществляется фиксация давления с последующей пересылкой полученного результата на схему вычисления высоты уровня воды.
Сильными сторонами приспособлений этого типа являются их небольшие размеры, способность к непрерывной работы и доступная цена. Агрессивная среда для их эксплуатации не подойдет.
Емкостные датчики воды
Уровень воды в этом случае определяется при помощи специальных пластин. Колебание емкости дает возможность определять объем жидкости в замкнутом пространстве. Преимуществами емкостных датчиков является отсутствие подвижных узлов и деталей, что позволяет использовать их в очень глубоких колодцах и скважинах (свыше 100 м). За счет простоты обустройства и стойкости к повышенному давлению гарантируется значительная продолжительность службы приборов. К недостаткам приспособлений можно отнести необходимость контакта с жидкостью и чувствительность к температурным изменениям.
Емкостные реле уровня могут иметь разное конструктивное исполнение, комплектуясь дополнительными элементами. Приборы этого типа способны обеспечить как откачивание, так докачивание воды. Число управляемых контактов может отличаться. Для установки датчика обычно используют DIN-рейку. Также его можно разместить внутри простого модульного ящика (некоторые модификации отличаются приличными габаритами).
Радарные датчики
Чтобы определить, на сколько повысился или понизился уровень воды, в радарных датчиках используется принцип частотной разницы (так называют период времени между моментом излучения и возвращения отраженного сигнала обратно). Как уже понятно, прибор и посылает, и улавливает отраженные обратные волны. Радарные датчики считаются наиболее удобными и надежными устройствами слежения за уровнем воды.
Среди их положительных характеристик можно выделить:
- Отсутствие подвижных узлов.
- Нет прямого соприкосновения с жидкой средой.
- Независимость от условий эксплуатации.
- Точность фиксации параметров.
Ультразвуковые датчики
Эти приборы очень напоминают по принципу работы радарные приспособления (здесь сигнал посылается на ультразвуковой частоте). Ультразвуковые волны создаются специальным излучателем: по достижению воды они отбиваются от ее поверхности и двигаются в обратную сторону. Используя несложные математические вычисления, высчитывают дистанцию до поверхности воды. По сравнению с радарными контролерами, ультразвуковые модели отличаются более простым устройством, при несколько меньше точности работы.
Самодельные датчики уровня воды
Некоторые народные умельцы в целях экономии средств изготовляют датчики уровня воды своими руками. Важно понимать, что подобное решение имеет немалые риски, т.к. в случае грубых ошибок можно лишиться недешевого насоса.
Для работы потребуются следующие материалы:
- Двухжильный и медный одножильный провод сечением 1 мм².
- Аккумулятор.
- Металлическая пластина и пруток.
- Измерительное приспособление со стрелкой.
Работа такого прибора построена на электропроводных характеристиках воды. Два конца, опущенные в колодец, замыкают электрическую цепь. Если жидкости недостаточно, цепь размыкается. При этом в первом случае стрелка прибора будет реагировать отклонением вправо, а во втором – падением на ноль. Для установки индикатора на поверхности выбирается какое-то видное места рядом с колодцем. Выходящие из него провода должны быть тщательно заизолированы.
В качестве индикатора для колодца часто применяют контролер от старой автоматической стиральной машины. Кроме того, эти надежные приборы находятся в свободном доступе в специализированных точках продажи комплектующих для бытовой техники. Такие датчики оснащены герметическими пневмоприводами, отличаясь высоким уровнем электрической безопасности. Прежде, чем опускать в питьевой колодец мерный стакан из пластика, его следует хорошо вымыть. Для его фиксации сгодится как веревка с грузом, так и стенка колодезной шахты. Главное, добиться образования в стакане «воздушного мешка»: для этого вода должна доходить примерно до середины устройства.
Работает это простейшее приспособление таким образом:
- Когда уровень жидкости в колодце повышается, это увеличивает давление воздуха внутри пластмассового контейнера.
- Эту инерцию передает на датчик тонкий резиновый шланг, похожий на деталь велосипедного насоса.
- Непосредственно внутри прибора поднимается мембрана, замыкающая контакт.
- При снижении уровня в колодце мембрана переходит в нижнюю позицию, активизируя другую контактную группу.
Также можете посмотреть видео, где умелец сделал датчики уровня воды для колодца своими руками:
Благодаря большому ассортименту датчиков уровня воды можно без проблем подобрать наиболее удобный вариант для своего колодца. При этом в учет берется глубина шахты, специфика применяемого насоса и личные предпочтения. Наиболее надежными и удобными в использовании считаются радарные и ультразвуковые приспособления, не нуждающиеся в непосредственном контакте с водой. В тех случаях, когда устройство контроля за уровнем воды изготовляется самостоятельно, рекомендуется отдавать предпочтение поплавковым моделям или датчикам от стиральных машин.