Головна / Прессостат пральної машини (реле рівня)
Важливою деталлю в усіх моделях СМА є пневматичний перемикач. Він служить для контролю рівня води або миючого розчину в баку СМА, тому його часто називають датчиком, або реле рівня, або пресостатом, але ми будемо називати цю деталь датчиком тиску.
З баком СМА він з'єднується гнучким і тонким гумовим або силіконовим шлангом, який називається шлангом тиску. У свою чергу шланг тиску приєднується до нижньої частини бака через так звану компресійну камеру. У переважній кількості моделей СМА датчик тиску розташовується у верхній частині корпусу поряд з баком, зазвичай він закріплений на будь-якої бічної стінки корпусу, наприклад, як на рис. 1, а схема з'єднання показана на рис. 2.
Мал. 1. Приклад розташування датчика тиску в корпусі СМА
Мал. 2Тіповая схема з'єднання датчика тиску з баком СМА
Однак існують моделі СМА, у яких датчик тиску розташований внизу під баком.
Цей варіант представлений на рис. 3.
Мал. 3Прімер нестандартного розташування датчика тиску
Таке розташування датчика тиску досягнуто за допомогою оригінальної компресійної камери, яка приєднана до нижньої частини бака через гумову втулку. Ця камера являє собою відштампований з пластмаси змійовик з повітряними «мішками». Вихідний штуцер камери з'єднаний шлангом тиску з датчиком тиску.
За конструкцією датчики тиску досить різноманітні.
Для початку розглянемо пристрій пневматичного датчика тиску, які широко застосовувалися і застосовуються в СМА самих різних моделей - від найпростіших до моделей з мікроконтролерним управлінням.
На рис. 4 представлено кілька типових конструкцій датчика тиску.
Мал. 4Тіповие конструкції датчиків тиску
Всі вони зроблені в круглих корпусах, але форма корпусу, в загальному, байдужа, оскільки у всіх цих датчиків тиску однакове функціональне призначення. Наприклад, датчик тиску на рис. 5 має овальну форму, що, мабуть, було визначено конструкцією СМА.
Мал. 5Разновідность датчика тиску
Розглянемо принцип робіт пневматичних перемикачів. На рис. 6 показано пристрій одноуровнего датчика тиску.
Мал. 6Устройство пневматичного датчика тиску
Перш ніж розповісти про нього, нагадаємо: для досягнення економії води при пранні (принаймні - у всіх розвинених країнах) потрібні різні рівні води і миючого розчину.
Наприклад: при пранні тканин з бавовни використовується один рівень, а при полосканні води потрібно більше, але при пранні речей з вовни або з синтетичних тканин в програмах «делікатній» прання - води потрібно ще більше. Тому застосовуються так звані багаторівневі датчики тиску. Відповідно вони містять кілька контактних груп - по числу рівнів перемикання.
Отже, як працює наш однорівневий датчик тиску? Такі датчики застосовуються в самих найпростіших СМА, але в деяких моделях використовують відразу два подібних датчика тиску з конструктивних міркувань.
При надходженні води в бак пральної машини повітря, який знаходиться в шлангу тиску і в нижній камері датчика тиску, чинить тиск на гнучку гумову діафрагму (мембрану). На діафрагмі є нажимная майданчик з пластмасовим наконечником. Оскільки під впливом тиску повітря діафрагма вигинається, то нажимная майданчик тисне наконечником на пружину контактної групи датчика тиску. Контактні групи представляють собою швидкодіючі перекидається контакти, які показані на рис. 7.
Мал. 7. перекидається контакти
Після досягнення потрібного рівня води в баку контакти перемикаються, відключається харчування від клапанів подачі води і СМА переводиться в режим прання. Звернемо увагу на маленьку особливість: у вхідному штуцері датчика тиску зроблено вхідний отвір дуже малого діаметру - близько 0,2 мм - так звана дросельна заслінка. Її призначення - надати датчика тиску деяку інерційність, щоб виключити помилкові спрацьовування при пранні.
У міру вбирання надходить в бак води білизною, датчик тиску знову подає харчування на клапан подачі води - машина доливає воду до необхідного рівня.
У деяких конструкціях дросельна заслінка встановлена прямо в шланг тиску у вигляді пластмасової втулки з отвором.
Тепер подивимося, як влаштований багаторівневий датчик тиску.
Почнемо з трирівневого датчика тиску. На рис. 8 він показаний в розібраному вигляді.
Мал. 8.Трехуровневий датчик тиску
Він містить три групи перекидається контактів. Всі вони розташовані у верхній частині корпусу датчика тиску - над мембраною (діафрагмою). Для дотримання черговості перемикання в датчику тиску використовується разноплечее коромисло, а контактні пружини мають різну товщину.
Якщо потрібно перевірити працездатність датчика тиску, то від'єднують шланг тиску і замість нього приєднують відрізок відповідного гумового або силіконового шланга. Потім в нього потрібно подути. Під час перемикань контактних пружин будуть чутні виразні клацання.
Повна достовірність перемикань контролюється омметром або прозвонкой. Якщо є необхідність в подібній перевірці, СМА обов'язково потрібно вимкнути, інакше можливо перегорання Тена та інші серйозні ушкодження. На корпусі датчика тиску зазвичай друкують інформацію про те, на які рівні тиску налаштований прилад. Рівні спрацьовування і відпускання (рис. 9) позначені або в міліметрах водяного стовпа (мм Н2 Про - мм вод. Ст. Дорівнює = 1 кгс / м 2) або в миллибарах.
Мал. 9.Обозначеніе величин тиску на датчику
Всі датчики тиску мають на верхній частині корпусу регулювальні гвинти, законтренние фарбою - так їх фіксують після настройки на заводі-виробнику. А тепер подивимося, як працює малогабаритний датчик тиску, який присутній на рис. 4 в правому верхньому куті.
На рис. 10 цей прилад також показаний в розібраному вигляді.
Мал. 10. Пристрій малогабарітногоодноуровневого датчика тиску
Справа в тому, що в багаторівневих датчиках тиску є обмежувач ходу у нажимного наконечника, а в цьому приладі після спрацьовування контактів у нажимного наконечника (і у діафрагми) ще є запас ходу, і при подальшому підвищенні рівня води в баку (припустимо, відкрився і не закривається клапан подачі води), включається додатковий четвертий контакт. Він в свою чергу подає напруга живлення на зливний насос-помпу, і починається відкачка води або миючого розчину з бака.
Мабуть, варто звернути увагу ще на одну конструкцію. Цей датчик тиску також показаний на рис. 4 в лівому верхньому кутку. Особливість його в тому, що корпус цього приладу складається з двох «половинок», з'єднаних разом, тобто це дворівневий датчик тиску. У кожній «половинці» - в нижній частині корпусу - є гумова діафрагма зі своїм натискним наконечником і своєї контактної парою. Повітря через штуцер надходить в обидві «половинки» корпусу під діафрагми.
Черговість спрацьовування контактів в такому датчику тиску досягнута за рахунок різної висоти натискних наконечників. Першою спрацьовує та «половинка», у якій довше нажімной наконечник.
Пристрій нижній частині корпусу цього датчика тиску показано на рис. 11.
Мал. 11.Устройство нижній частині 2-рівневого датчика тиску
Функціонально всі датчики тиску, які ми розглянули, рівноцінні. Основна різниця полягає лише в налаштуванні на певні рівні тиску, а це визначається типом і конструкцією СМА.
Досить часто в СМА з конструктивних міркувань встановлюють відразу два датчика тиску. Це можуть бути два малогабаритних однорівневих датчика тиску (при нестачі місця в корпусі СМА) або два дворівневих датчика тиску. Подібне поєднання застосовується для розширення функцій датчика тиску: одна з секцій максимального рівня буде включати зливний насос в аварійних ситуаціях.
Основні несправності пневматичних систем контролю рівня і, як наслідок, непрацездатність СМА виникають через порушення герметичності нижній частині корпусу, в якій знаходиться діафрагма. Порушення герметичності з'єднань: бак - компресійна камера - шланг тиску - датчик тиску.
Верхня частина корпусу датчика тиску герметичністю не володіє, оскільки має маленькі отвори для виходу повітря, інакше гумова мембрана не зможе перемикати контакти через пружності повітря у верхній частині корпусу.
Є ще варіанти конструкцій пневматичних датчиків тиску, які застосовуються в СМА з мікроконтролерним управлінням. По всій видимості, це так звані перехідні моделі. У них ще збережена гумова діафрагма. Різниця - в конструкції верхньої частини корпусу.
Наприклад, є варіант, де до контактних висновків на верхній частині корпусу припаяна друкована плата з ланцюжком резисторів, включених послідовно. На плату з резисторами подається окрема напруга живлення 5 В. При перемиканнях контактних пар датчиків тиску по черзі коммутируются резистори і на контактному вихідному роз'ємі плати формуються опорні напруги, що відповідають кожному з рівнів. Далі ці сигнали проходять на вхід мікроконтролера, де порівнюються з запрограмованими значеннями напруг для кожного рівня.
В іншій конструкції датчика тиску, наприклад, як на рис. 12, будь-які переключають контакти взагалі відсутні, т. К. В них немає необхідності.
Мал. 12Датчікі тиску з коливальним контуром
Замість них застосований коливальний контур, показаний на рис. 13.
Мал. 13Схема індуктивного датчика з коливальним контуром і генератором коливань.
Контур підключений до спеціальної схемою генератора коливань. Це одна з перших конструкцій подібних датчиків тиску. Елементи коливального контуру: котушка, феритовий сердечник і два конденсатора знаходяться у верхній частині корпусу.
У більш сучасних датчиках тиску і коливальний контур, і схема генератора інтегровані вверхній частини датчика тиску. Об'єднує ці конструкції принцип дії: при збільшенні рівня води в баку гумова мембрана переміщає феритовий сердечник (див. Рис. 14) коливального контуру, і в результаті цього змінюється частота коливань на виході генератора.
Мал. 14.Прінціп роботи індуктивного датчика тиску
Значення частоти, що відповідає кожному з рівнів, також порівнюється з запрограмованими значеннями в пам'яті мікроконтролера. У верхній частині датчика тиску є регульований гвинт, що дозволяє змінювати висоту положення сердечника.
Всі регулювання зроблені на заводі-виробнику. Два останніх варіанти датчика тиску мають істотну відмінність. Ця відмінність в різниці вихідних сигналів на висновках датчика тиску. Наприклад, в першому варіанті на рис. 15, а наведена схема генератора.
Мал. 15
а) Одна з типових сучасних схем генератора коливань датчика тиску,
б) Графік залежності частоти коливань генератора від рівня води в баку
На схему приходить напруга живлення +5,0 В. Залежність частоти коливань від рівня води в баку показана на рис. 15, б.
У другому варіанті у датчика тиску також є схема генератора, вбудована прямо в корпус. На висновки 1 і 3 (див. Рис. 16) подається напруга живлення +5,5 В. А на виводі 2 змінюється величина вхідної напруги генератора від 0,5 до 3,5 В в залежності від рівня води в баку.
Мал. 16
а) Датчик з інтегрованою схемою;
б) Вимірювання напруг на висновках датчика
Показаний на рис. 16, а датчик тиску також має свою особливість. У ньому є і гумова діафрагма, і вбудований генератор з котушкою індуктивності, однак елементом, що змінює частоту генератора, є тензорний резистор. Тензорний резистор - це напівпровідниковий елемент, виготовлений методом напилення, як і інші деталі схеми генератора.
Під впливом діафрагми відбувається вигин друкованої плати генератора, на якій напилюв і тензорний резистор. Під впливом деформації змінюється величина опору резистора і, відповідно, частота генерації.
При цьому змінюється і величина вихідної напруги датчика тиску.
На закінчення цього розділу наведемо фрагменти позначень пневматичних перемикачів на електросхемах СМА (рис. 17).
Мал. 17Прімери позначення датчиків тиску на електросхемах СМА