Датчик протока воды: принцип работы, устройство и монтаж прибора

Принцип работы

Как только чувствительные элементы зафиксируют попадание воды, датчик действует следующим образом:

• оповещает звуковым, световым сигналом;
• сигнализация плюс передача сигналов на электроприводы для перекрытия воды.

Гаджет подключается к безопасному источнику питания, он не представляет никакой опасности при касании к контактам. Сам чувствительный элемент состоит из двух пластин. Принцип работы основывается на сравнении силы сопротивления тока. Вода, попадая на контакты, резко уменьшает сопротивление – прибор фиксирует эти изменения, включается сигнализация.

Электродами прибора формируются две зоны контроля жидкости, сигнализация срабатывает, только когда обе зоны погружаются в жидкость. Это снижает вероятность ложных тревог. Контакты размещаются на некотором расстоянии от поверхности.

Внимание! При неправильной установки датчика (на большем расстоянии от пола) возникает риск затопления.

Дополнительное оборудование автоматически перекрывает подачу воды следующим образом. Блок управления, получив сигнал, подает напряжение к приводу крана – он блокирует трубу. После устранения протечки ее разблокируют с консоли.

Схемы автоматизации датчика протечки Xiaomi Aqara

У датчика существует два триггера, которые необходимы для формирования сценариев в системе. Эти два триггера следующие: “Затопление”, “Сухо”. Как только вода начнет капать, система должна останавливаться автоматически. Если изобразить схематично, то это выглядит так.

Подобный сценарий является удобным и подходящим. Он позволяет уменьшить возможность получения ущерба из-за протечки воды. Но, как можно увидеть в схеме, для выполнения такого сценария нужен электронный клапан подобного типа. Существует еще множество способов, которые могут устанавливаться на вентили.

Принцип работы подобного клапана:

• при наличии питания – он закрыт;
• при отсутствии – открыт.

Следует не упустить из внимания тот факт, что для работы подобной схемы нужен клапан, который работает от напряжения не менее 220 вольт.

Для согласованности с системой Xiaomi нужно присоединить питание к клапану через встроенный выключатель Aqara, либо розетку ZigBee Smart. Двухпроводной датчик протечки, функционирующий по Wi-Fi, помог заполнить недостающую часть в системе “Умный дом Xiaomi”. Единственное, что осталось выполнить, это разработать новый электрический клапан, чтобы увеличить уровень безопасности дома.

Провода

На что еще стоит обратить внимание?

С завода вся система комплектуется кабелями длиной два метра. И для датчиков и для кранов с электроприводом. Случается, что стандартной длины не хватает. Можно увеличить длину, но кабелем, выбранным производителем. Тип провода, как правило, указан в инструкции, прилагаемой к системе. Но будьте внимательны! Кабеля китайского производства с нанесенной маркировкой сечения жил, отличается от заявленной.

Можно посоветовать популярные сечения кабеля:

• Для датчиков с проводами жилы должны быть не менее 0.35 мм²;
• Для запорных кранов – кабель с сечением жил не менее 0.75 мм².

Места соединений должны быть доступны для обслуживания. Если провода проходят в стене, то место соединения двух проводов нужно выводить в монтажную коробку.

Соединять можно по-разному, главное надёжно. Это или пайка, либо на контактной пластине болтиками.

Внутреннюю проводку рекомендуется выполнять в пластиковых кабель-каналах. Так будет проще заменить кабель, если он был поврежден.

Самодельный датчик простейшей конструкции

Несмотря на примитивность, датчик достаточно эффективен. Домашних мастеров эта модель привлекает копеечной стоимостью радиодеталей, и возможностью сборки буквально «на коленке».

Базовый элемент (VT1) — NPN транзистор серии BC515 (517, 618 и им подобные). С его помощью подается питание на звуковой сигнализатор (B1). Это простейший готовый зуммер со встроенным генератором, который можно приобрести за копейки, или выпаять из какого-нибудь старого электроприбора. Питание требуется порядка 9 вольт (конкретно для этой схемы). Есть варианты под 3 или 12 вольтовые батарейки. В нашем случае используется элемент питания типа «Крона».

Как работает схема

Секрет в чувствительности перехода «коллектор-база». Как только через него начинает протекать минимальный ток, открывается эмиттер, и подается питание на звуковой элемент. Раздается писк. Параллельно можно подключить светодиод, добавляя визуальную сигнализацию.

Сигнал к открытию коллекторного перехода дает та самая вода, о наличии которой надо сигнализировать. Из металла, не подверженного коррозии, изготавливаются электроды. Это могут быть два кусочка медной проволоки, которую можно просто облудить. На схеме точки подключения: (Электроды).

Собрать такой датчик можно на макетной плате.

Затем прибор помещается в пластиковую коробочку (можно в мыльницу), в донышке которой проделаны отверстия. Желательно, чтобы при попадании воды, она не касалась монтажной платы. Если хочется эстетики, печатную плату можно вытравить.

Недостаток такого датчика — различная чувствительность к разным типам воды. Например, дистиллят от протекающего кондиционера может остаться незамеченным.

Исходя из концепции: недорогой автономный прибор, его нельзя интегрировать в единую систему защиты вашего дома, даже самодельную.

Датчик протечки воды какой фирмы лучше выбрать

Опросы показали, что пользователи отдают предпочтение как российским, так и зарубежным торговым маркам, которые усиленно работают в направлении инноваций, создавая новые многофункциональные устройства. В рейтинге представлена краткая информация на каждый из них:

• Aqara — товарный знак известной корпорации Xiaomi, созданный в 2015 г., и выпускающий интеллектуальные домашние товары. Все устройства, созданные брендом, изготавливаются из экологичного пластика, они пожаробезопасны и не потребляют много энергии.
• Rubetek — производитель из России, который выпускает линейки умных устройств с 2014 года. Компания создает электронику не только для дома, но и предлагает много идей для малого и среднего бизнеса, а также для застройщиков, управляющих компаний, инсталляторов.
• Digma — торговая марка принадлежит компании Nippon Klick из Великобритании, которая признана международным производителем цифровой электроники. Разработкой и созданием умных устройств Digma стала заниматься начиная с 2005 г., достигнув на сегодня немалых высот в этом направлении.
• Hiper — еще один бренд из Великобритании, который выпускает бытовую технику и электронику начиная с 2001 года. Все товары компании сертифицированы, они соответствуют современным стандартам безопасности и экологическим нормам, имея при том отличные технические характеристики.
• Ajax — международная технологическая компания из Украины, основанная в 2011 г., и выпускающая беспроводные системы безопасности. Товары Ajax представлены более чем в 90 странах и пользуются большим спросом, благодаря качеству и инновационным технологиям.
• Neptun — российская компания, производящая системы электрообогрева, электротехническую продукцию и решения для инженерной инфраструктуры с 1991 года. Торговая марка имеет множество наград и премий, в том числе международных, подтверждающих качество товара.
• Neo — еще один производитель из России, выпускающий умную технику и электронику в серийном и единичном количестве. В своих разработках компания использует современные технологии в области навигации, электропитания и беспроводной связи, которые позволяют достичь хороших результатов качества.

Как правильно подключать

Все современные системы антипотопа отличаются простотой сборки и возможностью самостоятельного монтажа. Собственно говоря, это своего рода конструктор, состоящий из отдельных частей, которые довольно легко соединить между собой специальными разъемами.

Порядок монтажных работ состоит из:

1. Составления плана размещения датчиков, кранов и места установки контроллера.
2. Проложить и подсоединить монтажные провода.
3. Врезка в систему трубопроводов отсекающих шаровых кранов с электрическим приводом.
4. Установка приборов учета расхода воды.
5. Установка датчиков протечки воды.
6. Навеска на свое место блока управления.
7. Подключение и проверка всей схемы.

Если у вводного патрубка на стояке присутствует врезной тип подключения то, например такая система как «Аквасторож», монтируется непосредственно к нему. Если нарезной — то может понадобиться переходник в виде нарезной гайки для соединения двух труб (муфта).

Но, в любом случае, резьбовые соединения необходимо обмотать ФУМ-лентой для герметизации. И таким образом присоединить электрозадвижку.

Это что касается водопроводной части.

Присоединение контроллеров у каждой системы может происходить по-разному. Поэтому советуем внимательно изучить инструкцию. В ней должны быть указаны места подключения разъемов и их маркировка по проводам.

Такая же маркировка есть и на проводных датчиках.

Присоединение беспроводных извещателей к контроллеру совершается автоматически.

Контроллеру не требуется дополнительных настроек — он готов к работе сразу после подключения и подачи электропитания.

Чтобы исключить появление случайных срабатываний водой, на панели управления находится регулятор задержки, которым можно установить время от момента попадания воды на контакты извещателя до момента отключения водоснабжения.

Если система снабжена дополнительным блоком для автономной работы, его монтируют уже в конце монтажа всей системы.

Зачем электрику ступенчатое сверло по металлу

Ступенчатое сверло может использовать электрик. Этот прибор необходим ему при монтаже электропроводки. Например, электрик должен просверливать отверстие в стальном профиле, чтобы продеть провод внутри облицовки из гипсокартона. Толщина металлического профиля иногда достигает 0,5 мм. Диаметр кабеля, который надо пропустить, — 16 мм. Простым инструментом этот профиль просверлить трудно, так как отверстия выйдут неровные. Многоступенчатым вариантом можно выполнить отверстие в заготовке толщиной 16, 20, 25 мм.

Ступенчатые сверла необходимы электрику для работы в электрощитах. Часто бывает нужно просверлить проем в щите для установки кнопок управления, индикаторов, различных переключателей, фурнитуры или замка. Электрический щит имеет толщину 1 мм. Монтаж сальника на щит требует просверлить в щитке проем большой ширины.

Ступенчатым изделием выполняют проемы в кабельных коробках из металла для вывода провода. Если в коробке проемы для отведения провода зафиксированы жестко, то необходимо делать дополнительное отверстие для монтажа сальника и заглушки.

Классификация устройств

• По количеству вторичных защитных устройств на объекте (запорных аварийных кранов с электромагнитным приводом). Датчики протечки не должны перекрывать все водоснабжение, если запорные системы разнесены по потребителям. Локализуется только линия, на которой обнаружена протечка.
• По способу подачи информации об аварии водопровода (системы отопления). Местная сигнализация предполагает нахождение людей на объекте. Дистанционно передаваемая информация организуется с учетом оперативного прибытия владельца или ремонтной группы. В противном случае, она бесполезна.
• Способ оповещения: локальная звуковая или световая сигнализация (на каждом датчике), или вывод информации на единый пульт.
• Защита от ложных срабатываний. Как правило, точно настраиваемые датчики работают эффективнее.
• Механическая или электрическая защита. Пример механики — системы «Аква стоп» на подающих шлангах стиральных машин. Сигнализация на таких устройствах отсутствует, сфера применения ограничена. Самостоятельное изготовление невозможно.

Как сигнализировать об утечке воды

Решение вопроса пришло в быт из яхтенного мира. Поскольку судовые помещения нижнего яруса (особенно это касается трюмов) находятся ниже ватерлинии, в них регулярно скапливается вода. Последствия понятны, вопрос в том, как с этим бороться. Ставить для контроля отдельного вахтенного матроса нерационально. Тогда кто даст команду на включение откачной помпы?

Существуют эффективные тандемы: датчик наличия воды, и автоматическая помпа. Как только датчик обнаружит заполнение трюма, включается мотор помпы, и производится откачка.

Датчик воды — не что иное, как обычный поплавок на шарнире, соединенный с выключателем помпы. Когда уровень воды поднимается на 1–2 см, одновременно срабатывает сигнализация и мотор откачной помпы.

Удобно? Да. Безопасно? Разумеется. Однако такая система вряд ли подойдет для жилого дома.

• Во-первых, если вода достигнет уровня 1–2 см по всей площади помещения, она через порог входной двери побежит на лестничную площадку (не говоря о соседях снизу).
• Во-вторых, откачная помпа совершенно не нужна, поскольку необходимо немедленно найти и локализовать причину прорыва.
• В-третьих, поплавковая система для помещений с плоским полом неэффективна (в отличие от плавсредств с килеватой формой днища). Пока наберется «нужный» для срабатывания уровень, от сырости развалится дом.

Стало быть, нужна более чувствительная система сигнализации от протечек. Это вопрос датчиков, а исполнительная часть бывает двух видов:

1.      Только сигнализация. Она может быть световой, звуковой, или даже соединенной с GSM сетью. В этом случае вы получите сигнал на мобильный телефон, и сможете дистанционно вызвать аварийную бригаду.

2.      Отключение подачи воды (к сожалению, такая конструкция не работает с системой отопления, только водопровод)

После главной задвижки, которая подает воду от стояка в квартиру (не важно, до или после прибора учета), установлен электромагнитный клапан. При подаче сигнала от датчика, вода перекрывается, и дальнейший потоп останавливается. Естественно, система отключения воды еще и сигнализирует о проблеме любым из вышеуказанных способов

Эти устройства в широком ассортименте предлагаются сантехническими магазинами. Казалось бы, материальный ущерб от потопа потенциально выше цены спокойствия. Однако большинство граждан живет по принципу «пока гром не грянет, мужик не перекрестится». А более прогрессивные (и рачительные) владельцы жилья, изготавливают датчик протечки воды своими руками

Естественно, система отключения воды еще и сигнализирует о проблеме любым из вышеуказанных способов. Эти устройства в широком ассортименте предлагаются сантехническими магазинами. Казалось бы, материальный ущерб от потопа потенциально выше цены спокойствия. Однако большинство граждан живет по принципу «пока гром не грянет, мужик не перекрестится». А более прогрессивные (и рачительные) владельцы жилья, изготавливают датчик протечки воды своими руками.

Датчики и их расположение

Датчики логично будет расположить там, где могут быть прорывы воды:

• под ванной;
• посудомоечной машиной;
• стиральной машиной;
• бойлерной установкой;
• нагревательным котлом;
• батареями и полотенце-сушителями;
• в самых низких точках пола. Именно там начнёт скапливаться вода;
• если санузел раздельный, можно один сигнализатор поставить в районе унитаза.

Причем датчик нужно располагать не рядом, а под чем-то. Строго говоря, в местах вероятного появления или скопления воды. Про время срабатывания датчика мы еще поговорим, у каждого производителя оно разное, но вся система может неправильно сработать именно из-за неудачного расположения датчика.

Если это радиодатчик, то стоит учесть расстояние, на котором он будет эффективно работать. Может так случиться, что стенка или перегородка будут помехой радиосигналу.

Также есть два варианта установки датчика:

1. В уровень с полом.
2. На поверхности пола.

Разница в высоте дает выигрыш в масштабах затопления.

Смонтировать в уровень самостоятельно затруднительно — нужны специальные инструменты, а на поверхности проще. Просто расположить датчики в зонах вероятного затопления.

Квартиры

Понятно, что в многоквартирных домах централизованная подача воды и при внештатной ситуации комфортнее отсечь не весь стояк, а только разводку в квартире. Но тут есть небольшая проблема. Логичнее предположить, что перекрывающие краны на автоматике правильно поставить на трубах ДО водосчетчиков.

Но управляющая компания настаивает на такую модернизацию ПОСЛЕ счетчика. А если после счетчика ставится тройник для подключения смывного бачка унитаза? Автоматику просто некуда поставить.

Выход, конечно, есть.

Перед тем как устанавливать системы защиты от протечек лучше связаться с управляющей компанией и согласовать этот вопрос.

Еще одна ситуация. Если в квартире две системы подвода воды. Одна на ванну и санузел, а вторая на кухню для мойки. Как говорится, есть два пути.

1. Кардинальное — установить автоматику на всех стояках.
2. Экономное — обеспечить защиту только санузлов.

Но, в наше время популярны посудомоечные устройства и их тоже надо контролировать. Добавим к этому стиральную машину на кухне. И получится полноценная зона контроля. Правильное решение — установка двух модулей. Есть, конечно, и эконом-вариант — протянуть провода от модуля управления для датчиков через всю квартиру до кухни. Решение, как всегда, за владельцем жилища.

Картину дополняет отопление. В старых домах они тоже требуют контроля. Выход — перед каждой батареей нужно ставить автоматический отсекающий кран с датчиком затопления.

Частный дом

Чаще всего вода в дом подается насосом и потом расходится по системе. Утечки и причины такие же, как и в многоквартирных домах. Система защиты от протечки воды может быть оборудована и здесь. Задача — отключить насос при затоплении. Значит, включение/отключение насоса должно быть через реле. Вот через него и подключать контроллер, который при затоплении подаст сигнал на закрытие шарового крана или клапана подачи воды. Схемы водопотребления у частных домов разные, нужен совет специалиста. Он изучит схему распределения воды и скажет, как правильно разместить запорные устройства для предотвращения затопления. Обычно хватает кранов с сервоприводом после насоса.

Но отопление тоже потребляет воду. А котел без воды работать не должен. Есть разные ситуации. Но основная задача не оставить его без воды и пустить циркуляцию по малому контуру. Опять не будем описывать разные варианты — для хозяина правильнее получить совет от специалистов по котельному оборудованию. С этим лучше не шутить.

Есть системы с автоматизированными котлами отопления. Если авария и сработает защита от протечек, котел автоматически остановится из-за критического перегрева. Это, конечно, для него не стандартная ситуация, но не критичная.

Классификация систем защиты

Комплекты защиты от потопа не новое явление и их достаточно много. При всей схожести принципа реагирования на прорыв воды, у этих систем есть ряд отличий.

Основные признаки классификации комплектов «антипротечка»:

• сколько отсекающих кранов поставляются в наборе;
• какие способы извещения;
• как обмениваются информацией между собой датчики и блок управления.

Количество отсекающих кранов

Так, например, у наборов NEPTUN BUGATTI PROW и GIDROLOCK в комплекте по 2 перекрывающих шаровых крана

А у комплекта фирмы Аквасторож — «Классика» — лишь один кран.

Логично предположить, что кранов должно быть столько, сколько стояков для подвода воды в квартире. Но общее количество кранов может быть, и увеличено, в зависимости от характера помещения и от выбранной системы антипротечек.

По способу сигнализации

Способы извещения о протечке тоже могут различаться:

• просто высвечивается индикация на световом табло контроллера;
• та-же индикация, но сопровождается подачей громких шумовых сигналов;
• комплекс из шумовой сигнализации + световой индикации + отправка СМС сообщения.

Понятно, что пересылка SMS-сообщений возможна, если у системы есть GSM-передатчик. А это очень удобно, если авария произошла в момент, когда хозяев нет дома. Или SMS-сообщение параллельно отправляется на телефонный номер аварийной службы или управляющей компании.

Если систему подключить к Интернету, то появляется возможность групповой рассылки извещений через GPRS-соединение.

По методу обмена информацией

В случае протечки датчики передают сигнал на контроллер. Способов передачи сигнала два — проводной или беспроводной (по радиоканалу).

В проводном варианте датчик находится под постоянным напряжением в 5 Вольт. В нормальном состоянии из-за огромного сопротивления между двумя контактами ток по цепи «датчик-контроллер» не проходит. При попадании влаги цепь замыкается и на контроллер приходит электрический сигнал.

Чтобы не пропустить ложные срабатывания, а это возможно в таких влажных помещениях как ванная комната, контроллер регулируется на минимальный порог проходящего тока. При превышении заданного предела и произойдет срабатывание системы «антипотоп».

В беспроводных схемах такой порог срабатывания  уже задан в самом датчике. Специальная микросхема непрерывно наблюдает за состоянием сопротивления между двумя контактами и, в случае тревоги, отправляет радиосигнал на приёмное устройство в контроллере. Понятно, что оба эти элемента системы работают на одной радиочастоте.

Но есть одна проблема.

Беспроводной небольшой датчик протечки воды может работать на больших расстояниях (до 200 метров). Но в разных системах от разных фирм используется свой принцип модуляции радиосигнала. По этой причине датчик контроля беспроводного типа из набора одной системы (например, GIDROLOCK) нельзя заменить аналогичным датчиком из другого набора (допустим, NEPTUN BUGATTI PROW).

Но лучшие производители таких систем сигнализации уже заранее дополняют комплект как проводными, так и беспроводными датчиками. Если каких-то датчиков будет не хватать, их всегда можно докупить.

Проводные датчики внезапной утечки воды более привлекательны из-за своей простоты и надежности. Но проводная система может нарушить дизайн помещения, поэтому возникает необходимость в скрытой проводке кабельных линий. Кроме того не всегда есть возможность чтобы подключался именно проводной датчик.

Монтаж системы предупреждения протечки воды

Защитный контур представляет собой конструктор, элементы которого соединяются между собой специальными разъемами. Простота сборки обеспечивает быстрый монтаж и интеграцию с системами «Умный дом». Перед установкой составляют схему расположения отдельных частей и проверяют соответствие длины проводов тому расстоянию, которое потребуется для подключения измерителей и кранов к контроллеру.

Порядок проведения работ включает в себя:

• разметку точек монтажа;
• прокладку проводов;
• врезку кранов;
• установку определителей протечки;
• монтаж управляющего модуля;
• подключение и проверку системы.

Врезка шарового крана

Самым трудоемким этапом считается крепление шарового крана, что объясняется необходимостью его использования на разных типах труб. Водопровод перерезают в непосредственной близости от предварительно перекрытого вентиля воды. Затем снимают счетчик и закрепляют отсекающий клапан на кране, после чего возвращают в первоначальное положение счетчик воды и участки трубопровода.

Металлопластиковые элементы прижимают контргайкой, полипропиленовые конструкции соединяют пайкой или с помощью разъемных муфт. Для подключения шаровых кранов к распределителю блока питания используют выделенную силовую линию.

Установка датчиков протечки воды

Датчики располагают в местах возможной протечки, при этом особое внимание необходимо уделить переходу между коробом, где помещаются трубы. Это необходимо для того, чтобы при аварии вода попала на датчик, а не продолжала течь мимо него. Схема их подключения может быть как напольной, так и внутренней, при которой элементы врезают в материал покрытия

В первом случае пластину размещают контактами вниз и фиксируют двусторонним скотчем или строительным клеем. Такой вариант применяют в тех случаях, когда монтаж системы «антипротечки» выполняют после установки сантехнического оборудования

Схема их подключения может быть как напольной, так и внутренней, при которой элементы врезают в материал покрытия. В первом случае пластину размещают контактами вниз и фиксируют двусторонним скотчем или строительным клеем. Такой вариант применяют в тех случаях, когда монтаж системы «антипротечки» выполняют после установки сантехнического оборудования.

Схемы подключения датчика протечки воды.

При внутреннем расположении устройства его контакты размещают на 3-4 мм выше уровня покрытия, что позволяет исключить срабатывание при случайном разбрызгивании воды или уборке. Соединяющий провод укладывают в гофрированную трубу, непроницаемую для воды. Производители гарантируют эффективность работы системы даже в том случае, когда определитель удален от управляющего модуля на 100 м.

Беспроводные аппараты монтируются на любой поверхности благодаря системе крепежа.

Правила монтажа контроллера

Аппарат размещают в нише или на стене рядом с электропроводкой и запорными вентилями. Блоком питания контроллера служит силовой шкаф, поэтому к устройству подводят фазу и ноль. Провода соединяют с помощью специальных клеммных разъемов, которые для удобства монтажа нумеруют и подписывают. Затем подключают определители протечки воды и приступают к диагностике.

Проверка работы системы

При включении модуля управления на его панели зажигается зеленый индикатор, свидетельствующий о готовности к работе. Если в этот момент намочить пластину датчика водой, свет лампочки изменится на красный, включится подача звукового импульса и отсекающие клапаны заблокируют пуск воды. Для разблокирования определитель протирают сухой тряпкой и перезагружают устройство. После проверки состояния контроллер будет готов к работе.