Jak (ne)má vypadat montáž senzoru

Správná montáž senzoru pro měření výšky hladiny není složitá, je ale potřeba vyvarovat se některých zbytečných chyb, které pak mohou zásadním způsobem ovlivnit spolehlivost a přesnost měření. Při instalaci senzoru a přístroje na delší spojovací vedení je také vhodné nejprve použít multimetr a změřit vedení a procházející proud – viz samostatná kapitola v tomoto článku.

Jak to nemá vypadat

Na obrázku níže je vidět několik chyb montáže senzoru a propojení s kabelem.

  • Senzor visí na kabelu, který je uchycen / stažen průchodkou – to není vhodné, protože utažená průchodka může způsobit deformaci kabelu a zaškrcení trubičky, která vede kabelem a slouží pro měření atmosférického tlaku nad hladinou. Vhodné je např. kabel stočit a zavěsit.
  • Spojení kabelů v nádrži není nijak zakryté – elektrické spojení je chráněné smršťovací bužírkou, ale konec kabelu s trubičkou pro měření atmosferického tlaku je volně, nechráněný. Pavučiny, prach, nečistoty a vlhkost mohou ucpat trubičku (a po několika měsících skutečně ucpaly) a výsledkem jsou chyby měření.
  • Konec kabelu od čidla nesměřuje dolů, aby se trubička neucpávala stékáním kondenzované vody. Kabel od čidla by (i v propojovací krabici) měl vždy směřovat dolů.

A jak to má být správně…

Oprava chyb byla celkem jednoduchá:

  • Zavěsili jsme senzor na stočený přebytečný konec kabelu a zajistili stahovací páskou (širší a moc neutahovat, čidlo visí na háku v nádrži a nemá kam spadnout)
  • Spojení provedeno ve spojovací krabici (pozor, bez průchodek, nesmí být vodotěsné pro správnou funkci měření tlaku nad hladinou).
  • Spojovací krabičku jsme posunuli dále do chráničky kabelu. Další možnost je nechat spojovací krabičku na stočeném konci kabelu.

Při montáži nelámejte ani nezkracujte přívod k senzoru, trubička v přívodním kabelu musí zůstat průchozí pro správnou funkci senzoru! Trubička se nesmí ucpat např. stékajícím kondenzátem. Proto konec trubičky směrujte vždy dolů. Obrázek vlevo ukazuje spojovací krabičku, vpravo je vidět stočený kabel na kterém je zavěšen senzor.

Výběr vhodného rozlišení senzoru

Pro standardní retenční nádrže většinou vyhovuje senzor s rozlišením 0-2m. I v případě, kdy hladina může krátkodobě přesáhnout 2m, lze tento senzor bez problému použít. Vyšší hladina mu nijak neublíží, jen ji už nezměří. Pokud výška trvalé max. hladiny přesahuje 2m, lze zvolit senzor s rozsahem měření 0-3m. Pro studny lze využít senzory 0-5m, 0-10m a 0-15m. Rozsah měření neznamená do jaké hloubky lze senzor instalovat, ale jaký rozsah hladiny bude měřit. Např. pro studnu hlubokou 15m kde voda kolísá cca mezi 1-4 metry je vhodný senzor 0-5M, který se zavěsí na lanko a prodlouží se přívodní kabel. Důležité je, aby spojení kabelu bylo vždy nad hladinou.  Vždy volte senzor s takovým rosahem aby maximální výška hladiny odpovídala konci rozsahu – tím bude měření co nejpřesnější. Chyba měření je cca 1% z rozsahu, tj. u standardního senzoru 2m je to +/- 1cm, pro senzor 5m je to +/- 3cm.

Instalace ve studni

Při instalaci ve studni postupujeme většinou takto:

  • Připojíme senzor na dostatečně dlouhý kabel a zavěsíme na lanko, připojíme k přístroji
  • Spouštíme senzor do studny, na přístroji dáme režim nastavení a na mobilu kontrolujeme aktuální hloubku v cm (obnovováním stránky nastavení)
  • Když senzor klesne na dno, tak se měřená hloubka vody přestane zvyšovat – povytáhneme senzor, až se hloubka znovu sníží o cca 10 cm a uděláme značku na lanku
  • Vytáhneme senzor ven a případně očistíme otvory pro měření (většinou to ale není potřeba za tu chvíli co senzor ležel na dně)
  • Pak provedeme finální upevnění lanka se senzorem a kontrolu hloubky

Je potřeba dát pozor. aby senzor nevisel na kabelu, ale na lanku, které připevníme pásky k senzoru a pak po celé délce ke kabelu včetně nastaveného kabelu. Nastavení kabelu musí být provedeno nad maximální hladinou vody ve studni. Lze tak např. spustit senzor s rozsahem měření 0-5m a kabelem 5m, nastaveným na 30m do 20m studny, ve které se výška hladiny pohybuje mezi 1-4m.

Měření vedení před finálním propojením senzoru a přístroje

Před finálním propojením je vhodné proměřit vedení, zda nemá nežádoucí zkrat nebo naopak velký odpor, daný nedokonalým spojením. Začneme nejprve měřením na rozpojeném vedení kdy nemáme připojený senzor ani přístroj. Multimetr přepneme na měření odporu a zapojíme na konce vedení u přístroje. Multimetr nesmí ukazovat žádnou hodnotu. Pokud něco ukazuje je problém s izolací vedení a vodičů. Stejně tak nesmí ukazovat žádnou hodnotu měření odporu mezi zemí (ochranný kolík) a jednotlivými vodiči. Pokud je měření rozpojeného kabelu v pořádku tak zkratujeme vodiče na straně senzoru a opět měříme odpor na straně přístroje. Multimetr musí ukazovat zkrat – tj. podle délky a typu vodičů maximálně 10 ohm a údaj musí být ustálený. Pokud známe měrný odpor vodiče na metr, můžeme zkontrolovat naměřenou hodnotu, zda souhlasí s délkou vodiče x měrný odpor x 2.

Pokud je měření odporu v pořádku, tak další důležitá věc je určení polarity vodičů – je nutné mít jistotu, který vodič k senzoru bude kladný + / záporný -. Pokud se jedná o souvislý kabel s barevným rozlišením vodičů, tak není problém, stačí pohlídat kterou barvu použijeme jako +. Pokud jsou ale kabely někde napojené nebo mají vodiče stejnou barvu, je potřeba mít jistotu, že označíme stejný vodič jako kladný na straně senzoru i na straně přístroje. V případě, že máme kabel s 3 volným vodičem, lze to udělat snadno měřením zkratu – na straně senzoru spojíme volný vodič s kladným vodičem a na straně přístroje zkontrolujeme, že mezi kladným vodičem a volným je zkrat. Pokud potřebujeme rozlišit pouze 2 vodiče, musíme si pomoci jinak – řešením je zapojit např. diodu (nebo třeba LED diodu) na stranu senzoru a pomocí multimetru přepnutého na test diod zkontrolovat polaritu na straně přístroje. Polaritu nejprve změříme na diodě připojené přímo k multimetru (v jednom směru nebude ukazovat nic a ve druhém úbytek na diodě, cca 0.7V). Označíme si na diodě polaritu, ve které lze změřit úbytek ( tj. stranu diody, ke které je připojen + kabel multimetru) a následně připojíme diodu na konec vedení místo senzoru. Pak můžeme multimetrem zjistit, který vodič je připojen k označené straně diody. Pokud nemáme diodu, lze si nouzově pomoci např. spojením jednoho konce vedení na zem – to by pak mělo jít naměřit i na konci vedení. Případně se spolehnout na test polarity senzoru popsaný dále.

Kontrolu polarity je dobré následně udělat ještě dalším způsoběm – po připojení senzoru ještě než připojíme vedení k přístroji. Přepneme multimetr na test diod a připojíme měřicí kabely k vodičům senzoru. Pokud připojíme + kabel od multimetru na + vodič senzoru a – (COM) kabel multimetru na – vodič senzoru, tak musí multimetr ukázat hodnotu (cca mezi 1.5 – 2.5). Pokud následně zapojíme multimetr obráceně, tak nesmí ukazovat nic. Pokud ukazuje multimetr nějakou hodnotu v obou směrech, je na kabelu zkrat.

Pokud je měření senzoru v pořádku, přistoupíme k zapojení vedení od senzoru k přístroji. Zde je dobré jako poslední provést měření proudu. Odpojíme přístroj od napájení a připojíme jeden vodič k senzoru (např. záporný -). Následně přepneme multimetr na měření proudu DC mA a zapojíme ho mezi kladný vodič senzoru a + svorku vstupu přístroje. Na polaritě multimetru nezáleží, může ukazovat i zápornou hodnotu. Poté zapojíme přístroj do napájení a zkontrolujeme naměřenou hodnotu. Je-li senzor „na suchu“ musí být naměřená hodnota 4mA, pokud je ponořen do vody bude mezi 4-20mA. Pokud je hodnota vyšší tak okamžitě vypneme přístroj a zkontrolujeme/proměříme vedení výše popsaným způsobem.

POZOR Zkrat na senzoru přístroj vydrží pouze krátkodobě (< 10 sekund) – pak dojde k poškození měřicího obvodu. Před prvním připojením senzoru jej pokud možno vytáhněte z vody, dejte přístroj do režimu nastavení a po připojení senzoru obnovte stránku a zkontrolujte v zápatí hodnotu senzoru. Pokud je zde napsáno Zkrat nebo vysoká hodnota hladiny tak senzor okamžitě odpojte a zkontrolujte kabel.

Připojení k senzoru je nutné věnovat odpovídající péči, má-li zařízení dlouho a spolehlivě sloužit. I když se jedná jen o spojení 2 drátů, je třeba zajistit jejich spolehlivé propojení i ve ztížených podmínkách vlhkosti studny apod. V retenčních nádržích je situace jednodušší, mnohdy je délka kabelu senzoru dostatečná i pro vytažení ven z nádrže chráničkou a připojení přímo k přístroji, nebo do spojovací krabice mimo nádrž.