CÔNG TY TNHH TM & DỊCH VỤ THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP SÀI GÒN

Các loại cảm biến đo mức

Các phương pháp đo mức chất lỏng chính xác cao hay không ngoài việc có độ chính xác từ các loại thiết bị đo mức ra thì về phương diện nhiệt độ; kết cấu bồn chứa, và cách lắp đặt các thiết bị đo thì mới tạo ra độ chính xác tuyệt đối trong khi đo mức

Phương pháp đo mức chất lỏng truyền thống thường dùng có thể là sử dụng phao, phao tuyến tính hoặc dạng dạ quang…..Nhược điểm của các dòng này là độ chính xác không cao mà lại tốn chi phí, công sức khi bảo trì. 

Hiện nay với sự phát triển của công nghệ 4.0, các thiết bị cảm biến dần thay thế cho các phương pháp đo mức chất lỏng truyền thống. Với độ chính xác cao, lễ lắp đặt và cũng như dễ bảo trì, các loại thiết bị đo mực nước này đang được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy, khu công nghiệp, bồn chứa xăng, sông hồ.

Tổng hợp các phương pháp đo mức chất lỏng 

Thực ra; vấn đề giám sát chất lỏng trong nhà máy công nghiệp hay đo mức nước sông hồ biển tại các trạm thủy điện; các khu vực thủy văn luôn có nhiều phương pháp đo mức khác nhau như

• Đo mức chất lỏng bằng phao tuyến tính.
• Phương pháp đo mức axit, hóa chất, dầu dạng quang.
• Đo mức chất lỏng bằng cảm biến điện dung.
• Phương pháp đo mức chất lỏng bằng sóng siêu âm.
• Phương pháp đo mức chất lỏng bằng sóng radar.
• Sử dụng cảm biến áp suất để đo mức chất lỏng.
• Cảm biến đo mức sông hồ dạng thủy tĩnh (thả chìm).

Dưới đây là chi tiết một vài thiết bị đo mức giúp bạn đọc hình dung rõ ràng hơn để lựa chọn cho mình thiết bị theo đúng yêu cầu nhà máy

Đo mức chất lỏng bằng phao tuyến tính

Đây là loại cảm biến đo mức nước ; chất lỏng có chức năng nhận biết hoặc kiểm soát toàn bộ mức nước. Tín hiệu của loại này là tín hiệu 4-20mA. Cấu tạo phần thân của cảm biến được làm từ nhiều chất liệu khác nhau như inox, PVC, PP,…

Tùy theo từng trường hợp, môi trường, nhiệt độ khác nhau mà chúng ta sẽ chọn lựa loại cảm biến mực nước phù hợp nhất. Ngoài ra, ưu điểm của cảm biến này là có thể hoạt động tốt trong các phạm vi nhỏ hẹp và có thể chịu được nhiệt độ cao.

Đo mức chất lỏng dạng quang

Đây là phương pháp thường được dùng trong môi trường dầu, hóa chất hoặc axit đo đặc tính của phần đầu dò làm bằng nhựa nên tránh bị ăn mòn và tránh bị bám dính. 

Nguyên lý hoạt động của phương pháp này là khi chất lỏng dính vào đầu của cảm biến thì sẽ xuất ra tín hiệu PNP để điều báo động hoặc điều khiển thiết bị khác.

Với cấu tạo có ren kết nối, loại này được gắn trực tiếp vào thành bồn theo phương thẳng đứng hoặc nằm ngang.

Thông số tham khảo:

– Output: NPN/PNP/NO/NC

– Điện áp: 10-40VDC/100-265VAC.

Tuy nhiên; cảm biến dạng quang hiện nay gần như không ai dùng vì độ tín cậy không cao; và hầu hết đi theo cảm biến điện dung hoặc siêu âm là chính

Đo mức chất lỏng bằng cảm biến điện dung 

Là loại cảm biến kết cấu dạng que điện cực dài, được cắm trực tiếp vào chất lỏng cần đo. Khi gắn, ta thường gắn 1 lần 2 que ở vị trí cao nhất và thấp nhất để báo đầy/báo cạn. Thông thường, loại cảm biến này được dùng để điều khiển bơm (khi bể đầy thì tắt bơm, khi bể cạn thì mở bơm). 

Loại cảm biến này ngoài đo mức chất lỏng thì còn đo được chất rắn, xi măng, hạt nhựa…trong các bồn chứa với độ chính xác rất cao.

Ưu điểm:

• Độ chính xác cao, dễ lắp đặt.
• Chịu được nhiệt độ và áp suất cao.
• Lắp đặt đơn giản, chỉ cần thiết kế ren và gắn vào thành bồn chứa.
• Dùng được trong nhiều môi trường: xăng, dầu, chất rắn, nước,….

Nhược điểm:

• Vì đây là dạng que dò điện cực nên chiều dài tối đa của que dò là 2m.

Ngoài ra; diện dung vẫn có loại dây cáp nối dài đo tối đa 40m với độ chính xác khá cao

Đo mức chất lỏng bằng đầu dò sóng siêu âm

Sử dụng phương pháp đo mức chất lỏng mà không cần tiếp xúc. Loại cảm biến này được cho là rất an toàn để đo trong các môi trường có nguy cơ cháy nổ cao, chẳng hạn như đo mức xăng dầu chẳng hạn.

Tuy nhiên, không vì phương pháp đo mức này là không tiếp xúc mà nó giảm độ chính xác đâu nha. Loại cảm biến này có độ chính xác rất cao khi sai số chỉ là 0,15% trên toàn dải đo.

Chính vì thế, dòng cảm biến đo mức siêu âm này thường được dùng trong các ứng dụng đo mức xăng, dầu, một môi trường đòi hỏi vừa phải có độ chính xác mà phải cực kỳ an toàn.

Nguyên lý hoạt động của dòng cảm biến này là khi gắn trên nắp bồn chứa, bộ phận phát sóng siêu âm sẽ phát 1 chùm sóng xuống bề mặt chất lỏng với 1 góc 10 độ. Chùm sóng này sau khi gặp bề mặt chất lỏng sẽ phản xạ lại cảm biến. Lúc này cảm biến sẽ đóng vai trò là bộ thu sóng.

Sau khi sóng siêu âm đã được thu lại, bộ phận xử lý trong cảm biến sẽ tính toán được khoảng cách từ cảm biến đến bề mặt chất lỏng dựa trên vận tốc của sóng siêu âm và thời gian sóng phản xạ lại.

Lấy chiều cao bồn chứa trừ đi khoảng cách này, cảm biến sẽ tính ra được chiều cao mức chất lỏng trong bồn.

Ưu nhược điểm của cảm biến siêu âm

Ưu điểm:

• Phương pháp đo không tiếp xúc mà vẫn đảm bảo độ chính xác cao với sai số 0,15%.
• Cảm biến có màn hình hiển thị rõ ràng, giúp quan sát mức chất lỏng tốt hơn.
• Tín hiệu output có thể là 4-20mA / 0-10V / Modbus RTU.
• Có thể thay đổi được khoảng cách dễ dàng bằng cách chỉnh trực tiếp trên màn hình.

Nhược điểm:

Bên cạnh những ưu điểm trên thì dòng cảm biến đo mức xăng dầu này còn có một số nhược điểm sau:

• Cảm biến siêu âm thích hợp gắn trong những bồn chứa có chiều rộng vì nếu bồn hẹp thì sóng siêu âm sẽ bị cản bởi thành bồn.
• Khả năng chịu được nhiệt độ và áp suất không cao, nhiệt độ max là 70 độ C, áp suất max 1bar.

Đo mức chất lỏng bằng cảm biến siêu âm radar

Đây là phương pháp được coi là hoàn mỹ nhất trong các phương pháp đo mức chất lỏng hiện nay. Dòng cảm biến này cũng có phương pháp đo và nguyên lý hoạt động tương tự như dòng cảm biến siêu âm. Tuy nhiên, loại cảm biến này sẽ sử dụng sóng radar thay vì sóng siêu âm.

Ngoài đo mức chất lỏng, cảm biến đo mức bằng sóng radar còn có thể đo liên tục mức chất rắn, hạt nhựa, xi măng, thức ăn gia súc, gạo, cám….. với độ chính xác cực kỳ cao, sai số chỉ là 1mm trên toàn dải đo.

Về nguyên lý hoạt động, cảm biến đo mức sử dụng sóng radar cũng hoạt động dựa trên việc phát sóng/phản xạ sóng tương tự như cảm biến siêu âm. Tuy nhiên hơi khác xíu là sóng radar sẽ được phát dọc theo que cảm biến nên rất đảm bảo độ chính xác.

Ưu điểm:

• Đo không cần tiếp xúc, độ chính cao cực cao (sai số 1mm trên toàn dải đo).
• Có thể thay đổi khoảng cách đo trực tiếp trên đầu cảm biến.
• Có thể chịu được nhiệt độ và áp suất cao.
• Đo được nhiều ứng dụng khác nhau: đo dầu, đo xăng, đo xi măng, đo hạt nhựa….

Nhược điểm:

Có lẽ, điểm hạn chế duy nhất của dòng cảm biến đo mức này là về giá thành của sản phẩm. Loại cảm biến này có giá thành cao nhất trong các phương pháp đo mức chất lỏng mà mình đề cập trong bài viết này.

Tuy nhiên, về chất lượng của sản phẩm này, bạn hoàn toàn có thể yên tâm.

Sử dụng cảm biến áp suất để đo mức chất lỏng

Đây là phương pháp khá ít người biết bởi nó liên quan đến 1 ứng dụng khác của cảm biến áp suất. Cụ thể, phương pháp này dựa trên mối liên quan giữa áp suất và chiều cao của cột nước:

1 bar = 10,21m nước

Dựa trên mối liên quan này, ta sẽ tính được chiều cao của mức nước trong bồn chứa. 

Cách hoạt động của phương pháp này khá đơn giản: ta chỉ cần gắn 1 cảm biến áp suất ở phía dưới của bồn chứa và đo áp suất tại vị trí này. Từ tín hiệu áp suất, ta sẽ tính ra được chiều cao của cột nước.

Ưu điểm:

• Đơn giản, dễ sử dụng, có thể chọn nhiều dải đo áp suất khác nhau.

Nhược điểm:

• Độ chính xác phụ thuộc vào độ chính xác của cảm biến áp suất.
• Khi dùng phương pháp này; ta phải dùng thêm 1 thiết bị để đọc tín hiệu và quy đổi tín hiệu áp suất. Việc này làm tăng khá nhiều chi phí đầu tư.
• Đòi hỏi môi trường đo phải là trong bồn kín; nhiệt độ trong bồn không cao, nếu cao phải dùng ống siphon giảm nhiệt cho cảm biến áp suất.

Cảm biến đo mức sông hồ dạng thủy tĩnh (thả chìm):

Thường được dùng nhiều nhất trong các ứng dụng đo nước sông, hồ hoặc đo mức nước hồ thủy điện. Loại này có cách sử dụng khá đơn giản, bạn chỉ cần chọn mức cần đo và đặt hàng. Sau khi nhận hàng, bạn chỉ cần thả chìm cảm biến vào sông, hồ là xong.

Tuy nhiên, nhược điểm của loại này là bạn không thể cài đặt được khoảng cách đo. Cho nên bạn phải chọn chính xác dải đo mới được.

Các phương pháp đo mức chất lỏng của hãng Dinel 

Trong các phương pháp đo mức mà mình liệt kê phía trên; hãng Dinel đều có những sản phẩm phù hợp.

Để mình giải thích thêm.

Hãng Dinel là một thương hiệu lớn của Cộng hòa Séc chuyên sản xuất các thiết bị cảm biến đo mức – cảm biến báo mức với độ chính xác và độ bền rất cao.

Vậy, lý do vì sao bạn nên tin dùng sản phẩm của hãng Dinel:

Lý do nên chọn các phương pháp đo mức của hãng Dinel

Đa dạng loại thiết bị đo mức nước

Hãng Dinel có rất nhiều loại cảm biến đo mức nước. Mỗi loại thiết bị sẽ phù hợp với một môi trường đo cụ thể. Điều này rất quan trọng vì bạn sẽ chọn được chính xác loại cảm biến mà mình đang cần; tránh tình trạng mua cảm biến về mà không sử dụng được.

Ngoài các môi trường lành tính như nước, dung dịch nước…; thì các dòng cảm biến đo mức của hãng Dinel còn có thể đo được trong các môi trường khắc nghiệt hơn: xăng; dầu, axit, nước nóng, hạt nhựa, xi măng, thức ăn gia súc; nguyên liệu dạng hạt…. mà vẫn đảm bảo độ chính xác cao.

Độ chính xác cao

Có lẽ, khi sử dụng bất kỳ một thiết bị công nghiệp nào; điều đầu tiên mà chúng ta đòi hỏi chính là độ chính xác của thiết bị.