半夜气温-1度，结冰又把水位传感器冻坏了，求替代方案
本帖最后由 autolog 于 2023-1-26 00:04 编辑几年前给自家楼顶的不锈钢水桶设计了一套水位控制器，实现缺水自抽，水满自停的功能。
整套系统运行比较稳定，唯独遇到极寒天气，一年大约累计5天气温-2度左右，水管结冰，导致传感器永久损坏，漏水，持续满量程输出。目前已经坏2个了，心力交猝。
请教一下大家有没有好的方案？主要解决-2度结冰不损坏传感器。预算100以内。
安装环境在楼顶，水位最大高度大约1.4米，压强14kpa。
水位传感器内部是桥式应变片，模拟电压输出：
拆开看看：
不知道下图这种投入式的传感器会不会也损坏？没用过。
水管外面套上保温层 redworlf007 发表于 2023-1-26 00:14
水管外面套上保温层
(引用自2楼)
第1张图片，保温棉已经把传感器和水管包严实了，结果还是徒劳的 autolog 发表于 2023-1-26 00:17
第1张图片，保温棉已经把传感器和水管包严实了，结果还是徒劳的
(引用自3楼)
我们这是两根管子之间有保温层的那种。大管子套小管子，套娃之间有保温层。 买太阳能电伴热带装上，外加保温层。晚上定时器自动加热，功率消耗不大。
改造的话，装排空阀（蹲坑用的快冲阀）晚上排空管道内的水 水结冰可以产生极大压力，可以把钢管干爆，硬抗不妥，就算结构不坏，压力传感器也很可能过载损坏。
既然一年只有大约累计5天气温-2度左右，建议缠“太阳能管道伴热带”，然后外面包裹保温材料。加个温控，低于设定值时启动。
不贵，顺便管子也能照顾一下。 传感器外面加厚保温，出水管（传感器应该装在出水管上）要全部保温，注意管子连接处（图1、2上管子连接法兰没有保温），如果有部分出水管在室内或地下会好些，可以加热出水管内的水不结冰，加上传感器保温好，传感器就不会结冰了。 水位传感器移至顶层室内，接自来水管，如何？ 这个是测量水压的方法，可以改成安装在顶部，测量垂直距离的方法。 水箱内不结冰的话，可以在顶部安装个电极。 本帖最后由 dz20062008 于 2023-1-26 04:06 编辑
使用ab开关就可以水满停机，水空抽水。结冰不会损坏也不会水满，化了冰后恢复正常。可以直接接水泵或者电磁阀。
12.8rmb就可以实现水箱自动上下水，或者排水。工作温度-10到80摄氏度，220v额定电流15a直接接上水水泵。便宜简单可靠，经久耐用，无任何功耗，抗emp冲击。老家里楼顶也有一个一吨水箱就是用这个，可靠运行10多年无故障。
还有一个方案，干簧管液位开关。这个需要配合控制器或者继电器使用。
大侠，想给老家楼顶的蓄水池弄一套你这样的设备，全年无霜，请问能分享你这个压力传感器的购买地址吗？ 还有控制水泵的功率开关，用哪种器件呢？ 看到很多排水泵，自动排地下雨水都是带个大浮球的，另外一种水箱里插个棒子，外套小浮球，自动上升，记得是磁性吸合开关来控制水平
电伴热+保温比较容易和靠谱 水位传感器放到水桶顶上，用一段管子连到底部，管子中有一段空气这样就不怕冻了。不过可能存在不线性的问题。
另外楼主的水位传感器是自己做的吗？以前查过，挺贵的
可以试试微波测距传感器，便宜耐低温 是不是可以在总出水室内的地方搞个流量计，计算流速，可以预计水量还有多少？ jxnclff 发表于 2023-1-26 00:42
买太阳能电伴热带装上，外加保温层。晚上定时器自动加热，功率消耗不大。
改造的话，装排空阀（蹲坑用的快 ...
(引用自5楼)
感觉伴热带可行，节后我买点伴热带回来测试一下。
设计之初就考虑了放水防冻了，在楼顶装有气温传感器，且在水箱底部装有太阳能电磁阀，在0度的时候是会自动放水的，可能是放水速度太慢，放水口也冻上了，地上的水结了5mm的冰，放水的方案失败告终。 cne53102 发表于 2023-1-26 00:44
水结冰可以产生极大压力，可以把钢管干爆，硬抗不妥，就算结构不坏，压力传感器也很可能过载损坏。
既然一 ...
(引用自6楼)
是的，之前是包保温棉硬抗，没抗住。准备试试伴热带的方案。 ztxfhl 发表于 2023-1-26 00:50
传感器外面加厚保温，出水管（传感器应该装在出水管上）要全部保温，注意管子连接处（图1、2上管子连接法兰 ...
(引用自7楼)
看得仔细，法兰确实没包保温。印象中我这儿是水管会冻上，水箱不会。因为只有在半夜气温才会到零下，白天太阳出来很容易升温，水箱来不及冻结实 t3486784401 发表于 2023-1-26 02:04
水位传感器移至顶层室内，接自来水管，如何？
(引用自8楼)
理论上可行。但是实践会发现问题：
1，会影响水位精度。如果传感器下移4米，那么有效量程范围只占到传感器量程的1/5左右。
2，室内只有下水管。传感器只能装在下水管上，当楼下用水时有流速，水管的静压力接近0。此时测出来水位为0，会启动抽水。 snowy 发表于 2023-1-26 03:33
这个是测量水压的方法，可以改成安装在顶部，测量垂直距离的方法。
(引用自9楼)
在不锈钢桶内的非接触式测液位，没经过实测验证，暂时不考虑这种方式。 去掉水塔，水泵换成变频恒压增压泵。有潜水的，还有自吸的。免去了清洗水塔，更换传感器，结冻的顾虑。 还有一个装置是。电阻发热的带子，想卷多长就卷多长。温度到零的时候开始加热。10w20w就够了。稍高端点的热水器里面都有这种装置。 本帖最后由 autolog 于 2023-1-26 13:52 编辑
dz20062008 发表于 2023-1-26 03:38
使用ab开关就可以水满停机，水空抽水。结冰不会损坏也不会水满，化了冰后恢复正常。可以直接接水泵或者电磁 ...
(引用自11楼)
哈哈，这种浮球开关确实可以抗冻，手头就有一套这种单浮球的：
当初没有使用这个方案的原因是无法知道实时水位。我还在1楼安装了一个这种光柱测控仪，实时显示水位：
yc2 发表于 2023-1-26 05:49
大侠，想给老家楼顶的蓄水池弄一套你这样的设备，全年无霜，请问能分享你这个压力传感器的购买地址吗？ 还 ...
(引用自12楼)
我这套系统太复杂了，结果全败在传感器了。感觉11楼的开关不错，你可以试试。
传感器搜索“40KPA压力传感器”，就有同款。
功率部分我是用交流接触器，有足够的余量，非常可靠。要求不高可以用继电器，要可靠就用接触器。
autolog 发表于 2023-1-26 13:50
哈哈，这种浮球开关确实可以抗冻，手头就有一套这种单浮球的：
(引用自25楼)
我以前也想组装一套这样能实时显示水位的自动水箱上下水，最终考虑到可靠性等还是用了ab开关。其实如果不是特殊需求不知道实时水位也不影响使用，关键是系统可靠比啥都好。
最好的方案超声波水位传感器，缺点价格1000元级别
Diy方案，买10mm的pp磁环浮子与10mm不锈钢管加干簧管灌胶水，自己做任意级数水位传感器
纯机械水位方案，水压力表做水位指示。缺点不可以直接做控制，但是可以与ab开关组合成一套系统
autolog 发表于 2023-1-26 13:50
哈哈，这种浮球开关确实可以抗冻，手头就有一套这种单浮球的：
(引用自25楼)
你这个浮球开关不能做到水电完全分离，需要低压控制回路，浮球怕进水，水泡电缆也很难耐的住老化。
11楼ab开关电与水完全分开，不怕水流扰动无开关跳动冲击，机械开关就是全套控制器，不是简单的水位开关。 淘宝有 外置的 不需要泡到水里 dz20062008 发表于 2023-1-26 14:37
我以前也想组装一套这样能实时显示水位的自动水箱上下水，最终考虑到可靠性等还是用了ab开关。其实如果不 ...
(引用自27楼)
我要求不高，直接用个电接点压力表 street 发表于 2023-1-26 08:53
水位传感器放到水桶顶上，用一段管子连到底部，管子中有一段空气这样就不怕冻了。不过可能存在不线性的问题 ...
(引用自15楼)
传感器是淘宝买的。价格70~100多的都有 18007423055 发表于 2023-1-26 13:35
去掉水塔，水泵换成变频恒压增压泵。有潜水的，还有自吸的。免去了清洗水塔，更换传感器，结冻的顾虑。 ...
(引用自23楼)
换泵成本更高，好点的泵都1000多 seamajor 发表于 2023-1-26 09:53
是不是可以在总出水室内的地方搞个流量计，计算流速，可以预计水量还有多少？ ...
(引用自17楼)
流量计需要双向计算上水和下水，会有累计误差。而且停电后用水无法计算，需要经常校准，比较麻烦。压力传感可以两年不用校准。 dz20062008 发表于 2023-1-26 14:49
你这个浮球开关不能做到水电完全分离，需要低压控制回路，浮球怕进水，水泡电缆也很难耐的住老化。
11楼a ...
(引用自28楼)
是的，220V泡水里肯定不放心，用的话我会用12V+光耦作为控制回路。其实我这套系统是通过433无线传输的，楼顶的传感器板和楼下的功率部分控制箱也是分离的，也防止了楼顶飞线引雷到室内。 我家也是这种罐子，里面应该是浮球开关吧，我没拆开看。
冬天给水管冻住了，都没水流下来。
我家的终极解决办法，装自来水！ 用TOF可以吗？放在空中，水上面 我们家是直接用浮球阀，水满了关水，用的自来水，你是自己家用抽水泵抽井水么？再增加一个压力表带两组触点开关的就行，设定一个开启压力和关闭压力，装屋内就行 WUWEWU 发表于 2023-1-26 18:28
我们家是直接用浮球阀，水满了关水，用的自来水，你是自己家用抽水泵抽井水么？再增加一个压力表带两组触点 ...
(引用自37楼)
乡下没自来水，都是自吸泵抽地下水的 用空气管加压力传感器（洗衣机水位监测方式）如何? 用电极的或者超声波的都抗冻 投入式的应该没问题，不过能满足饮用水要求么？另外你可以换成压力罐形式的装在室内，不用这种室外的水塔。 elec2000 发表于 2023-1-26 20:43
用空气管加压力传感器（洗衣机水位监测方式）如何?
(引用自39楼)
这种空气管的方式考虑过，主要问题是液位不会到最低液面，管子空气老化后不一定在最低位置，无法使空气复位。而洗衣机排水后空气就重新填充了。 kitten 发表于 2023-1-28 11:46
投入式的应该没问题，不过能满足饮用水要求么？另外你可以换成压力罐形式的装在室内，不用这种室外的水塔。 ...
(引用自41楼)
这种水塔本身就无法达到饮用水要求的，里面也不干净。不考虑压力罐了，工程量太大。 如果液位分辨力要求不高，水里面放几个不锈钢浮球开关就可以测水位了。一个浮球开关大概几十块。
如果液位分辨力要求高，从上面用激光测距模块就可以，水面上放个不锈钢浮球+重锤线做导轨。 激光打在浮球上。价格在200-300左右。如果对水质要求不高，直接把不锈钢浮球换成泡沫板（记得中间打个洞）。 本帖最后由 dz20062008 于 2023-1-28 18:12 编辑
液位光柱控制仪，加配套投入式静态压力传感器0-2m量程，一套价格220元，这方案够便宜了。
如果水箱底部结冰传感器一样承受异常压力损坏可能。
还是一次做可靠点，用9mm内径pp磁环浮子，加8mm外径pp管加常开干簧管与电阻自己做多级液位传感器。电阻串联，不同位置干簧管接通短路不同电阻接入单片机后显示，这个制作起来比较麻烦 dz20062008 发表于 2023-1-28 18:01
液位光柱控制仪，加配套投入式静态压力传感器0-2m量程，一套价格220元，这方案够便宜了。
如果水箱底部结 ...
(引用自45楼)
这种光柱仪很便宜，我买的70元的用了3年最后市电不稳烧了。
感觉磁环浮子的方案确实可以抗冻，工作量有点大，还涉及到要人爬到水桶顶部作业的问题，我这个桶垫高了，顶部3米多高，旁边又没有东西倚靠，有点危险，暂时不折腾了。 autolog 发表于 2023-1-28 20:13
这种光柱仪很便宜，我买的70元的用了3年最后市电不稳烧了。
感觉磁环浮子的方案确实可以抗冻，工作量有点 ...
(引用自46楼)
还是ab开关最符合应用需求，指示水位作用不是主要的，最主要是可靠的上水控制。水位就用小量程的水压表大概看看就可以了。
水箱高度大概1.6米，水压变化范围大概0.02mpa，这表变化范围大概两大格子，也就是4小格子，基本能准确看出水位变化，这表里面是油也不怕冻裂了。
激光tof 距离传感器可以用的 太阳能热水器用的水温水位传感器很便宜，控制器也很便宜，四段水位显示，水温显示，智能自动或手动上水，两样东西就可以组成水箱水位控制系统。
就是传感器“行程”不够，能定做就能解决问题。 怕结冰在水桶底部绕2圈伴热带，大概1元多一米，可以多花20多元买个温控器，不然就直接接220V即可。我现在夜晚-4度以下，每天晚上都开机，我大约35多米，功耗800瓦
水位传感器装非接触式的。。。 刀客 发表于 2023-2-4 16:00
太阳能热水器用的水温水位传感器很便宜，控制器也很便宜，四段水位显示，水温显示，智能自动或手动上水，两 ...
(引用自49楼)
是的，太阳能的那种传感器也很稳定不爱坏，就是太短了 网络攻城师 发表于 2023-2-4 16:07
怕结冰在水桶底部绕2圈伴热带，大概1元多一米，可以多花20多元买个温控器，不然就直接接220V即可。我现在夜 ...
(引用自50楼)
伴热带包了几十米长的水管吗？800瓦家用吃不消啊，心疼电费
非接触式水位传感器有推荐的吗？要稳定可靠，100元以内 autolog 发表于 2023-2-4 21:16
伴热带包了几十米长的水管吗？800瓦家用吃不消啊，心疼电费
非接触式水位传感器有推荐的吗？要稳定可靠， ...
(引用自52楼)
非接触水位传感器不就20元左右吗，你想连接水泵就加继电器。
伴热带是直接跟随水管，然后包裹那个黑色的什么海绵。我这里苏北，每个冬天都会断续有几次寒潮，最冷能到-14，大部分就是-0度 找我吧，我能给你解决 浮球开关多简单可靠，你又不需要知道实时水位。 顶部或者侧面外装的非接触探测器行不行 把传感器安装到室内。 您好，如果只是有限的低温，在传感器前接一个储液罐是否可以，传感器可能需要重新标定。如下图,可以选择膨胀水壶。
Godynono 发表于 2024-1-5 20:37
您好，如果只是有限的低温，在传感器前接一个储液罐是否可以，传感器可能需要重新标定。如下图,可以选择膨 ...
(引用自58楼)
都是在室外环境的话储液罐也一样会冻住。
目前来看最优解是温控+伴热带。 要么像我这样，在下半夜时，每1小时电磁阀启动上水n秒（我家里用plc控制的，时间8s），用自来水防冻，我这里最低气温-5～6度，目前还在可靠运行。
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