Nguyên lý các loại cảm biến đo mức nước công nghiệp, nông nghiệp

Các loại cảm biến đo mức nước công nghiệp

Cảm biến đo mức chất lỏng là phương pháp giám sát; hiệu chỉnh mức nước giúp người dùng biết được lượng chất lỏng trong bể; bồn hay các tank chứa còn nhiều hay ít; đầy hay cạn để có các giải pháp dự trữ thêm chất lỏng ví dụ như xăng dầu… Hoặc kiểm tra lượng chất lỏng mà các nhà cung cấp bán cho mình đúng hay có gian lận trong đó. Hoặc tránh tình trạng chất lỏng tràn ra ngoài hoặc cạn làm cháy bơm….

Hiện nay; có rất nhiều phương pháp đo mức chất lỏng phổ biến hiện nay như phương pháp sử dụng:

1. Phao báo mức chất lỏng
2. Cảm biến siêu âm báo mức nước
3. Báo mức nước bằng cảm biến điện dung
4. Que cảm biến mực nước bằng điện cực
5. Dây đo mực nước bằng phương pháp thả chìm 
6. Thiết bị radar báo mực nước
7. Cảm biến đo chênh áp lò hơi; chênh áp cầu thang….

Các thiết bị báo mức chất lỏng được ứng dụng rộng rãi trong việc:

Đo mức nước liên tục xuất tín hiệu analog hoặc modbus rtu

Báo đầy báo cạn mức nước; nước thải ; axit đặc, axit loãng; hóa chất; muối; nước ngọt; sữa, xăng dầu….

Đo mức nước trong lò hơi nhiệt độ cao 100 oC; 200 oC….

Trong đó; cảm biến mực nước radar và cảm biến đo mực nước sóng siêu âm là 2 tiêu chí lựa chọn hàng đầu hiện nay bởi tính chính xác cao và chúng ta có thể hiệu chuẩn tùy ý phạm vi khoảng cách đo.

Cảm biến siêu âm đo mức chất lỏng

Các thiết bị đo mức chất lỏng trên là những giải pháp quản lý bồn nước bể nước; xăng dầu hoặc các dung chất axit; các dung dịch đặc… một cách tự nhiên theo dây chuyền sản xuất. Và chúng được phân làm 2 dòng sản phẩm chính đó là thiết bị báo mức chất lỏng liên tục và báo mức chất lỏng on/off.

Nguyên lý các loại cảm biến đo mức nước

Mỗi thiết bị đo mức nước đều có một nguyên lý hoạt động hoàn toàn khác nhau.

Nguyên lý cảm biến đo mức nước dạng phao

Đo mức nước bằng phao inox hoặc phao nhựa là phương pháp giám sát mực nước trong bồn đơn giản nhất; rẻ nhất; và cũng là cảm biến báo mức chất lỏng có độ chính xác thấp nhất

Phao cảm biến mực nước hoạt động theo nguyên lý khi nước dâng đến đâu thì phao nhựa hoặc phao inox nổi lên đến đó. Cho đến khi nước làm chìm phao cho tín hiệu về báo đèn sáng lên đồng thời ngưng bơm. Khi nước trong bồn rút đi phao lại hạ thấp từ từ theo mức nước rút và tắt đèn khi phao và mức nước có khoảng cách biểu thị cho việc gần cạn nước trong bồn

Phao báo đầy báo tràn mức nước

Trường hợp dùng phao; chúng ta thường thấy trong các nhà dân hoặc chung cư dùng để báo đầy bào tràn hay báo cạn mực nước.

Phương pháp này cũng được áp dụng trong các nhà máy cũ. Tuy nhiên; hiện nay việc sử dụng các dòng siêu âm; thủy tĩnh thay thế hoàn toàn dạng phao đang được triển khai rất nhiều đểm đảm bảo độ tin cậy báo về cao và tín hiệu ra giúp giám sát trên vi tính; điện thoại thông qua mạng internet

Nguyên lý cảm biến đo mức nước thủy tĩnh

Cảm biến thủy tĩnh hay còn gọi phao đo mực nước dạng áp suất hoạt động theo nguyên lý áp suất nước ép vào đầu cảm biến thông qua bộ phận xử lý đưa về tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V (cảm biến đo mức 0-10V )

Phao đo mức nước dạng thả chìm

Thiết bị đo mực nước trong bể này bao gồm 1 dây cáp bọc nhựa bảo vệ và một bộ phận xử lý tín hiệu áp suất sang tín hiệu điện với lớp bảo vệ IP68 chống nước xâm nhập. Chủ yếu dùng để đo mức nước trong các bể nước sạch; nước thải. Thường phao đo mức nước dạng thả chìm hay kết hợp với một bộ hiển thị mức nước hoặc bộ điều khiển mức nước trong nước hợp nước gần đầy hoặc gần cạn để tránh cháy bơm hoặc tràn nước ra khỏi bể

Thiết bị đo mực nước trong bể

Tuy nhiên; mặc dù có độ sai số dưới mức 0.5% nhưng thiết bị đo được bền nhất và tốt nhất trong môi trường nước bình thường. Còn đối với môi trường nước thải; hầu hết các bể nước thải tại các khu công nghiệp đều chứa các tạp chất axit hóa chất ăn mòn nên thiết bị sẽ không được bền trong các môi trường nước thải công nghiệp

Thiết bị báo mức nước dạng que

Thiết bị báo mức nước dạng que hay còn gọi đầu dò mực nước ( Phao ty cực đo mức nước). Đây là dòng thiết bị có thiết kế gồm 1 que dò đường kính 6-8mm chiều dài tự do theo như cầu khách hàng; Và một đầu chứa vi mạch chuyển đổi thành các dạng tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V hoặc tín hiệu dạng truyền thông modbus rtu

Cảm biến đo mức nước dạng điện dung

Que dò mực nước có 2 dạng chính: Đo mức liên tục xuất tín hiệu analog hoặc modbus rtu và Dạng báo tràn báo cạn mức chất lỏng.

Đa dạng chức năng và đo được tất cả các môi trường rắn lỏng như: Nước; nước sạch; khu vực nước nóng lò hơi; nước thải; xi măng; hạt nhựa; axit; hóa chất ăn mòn cao…

Độ sai số 1 mm….1% tùy loại với mức giá tương đối rẻ so với các dòng siêu âm hoặc radar

Nhiệt độ chịu được max 300 oC và áp suất chịu được max 100 bar
 

Nguyên lý cảm biến đo mức chất lỏng dạng điện dung

Cảm biến điện dung đo liên tục hoạt động theo nguyên lý cảm nhận mức chất lỏng dâng lên dựa vào que điện cực và chuyển chiều cao mức nước thành tín hiệu mới analog hoặc modbus để đưa về đọc trên bộ hiển thị hoặc PLC

Cảm biến điện dung đo on/off ( Phao báo cạn báo đầy dạng điện cực) hoạt động theo nguyên lý cảm biến gắn ngang. Mực chất lỏng dâng lên vượt qua que điện cực thì cảm biến output tín hiệu PNP truyền về báo tràn và cần tắt bơm. mực chất lỏng trong bồn gần cạn rút qua cảm biến gắn phái dưới sẽ kích bơm để bơm chất lỏng vào

Tuy nhiên; để điều khiển được dạng tín hiệu PNP xuất ra từ cảm biến ta phải kết hợp thêm rơle kiếng hay còn gọi rơ le trung gian

Cảm biến đo mức nước dùng sóng siêu âm

Thiết bị đo mức chất lỏng với phương pháp đo bằng sóng siêu âm là một trong các loại cảm biến đo mức nước có độ chính xác rất cao; hầu hết sử dụng đo mức nước; nước thải trong công nghiệp hoặc nước cất trong các nhà máy sản xuất thuốc. Đây được coi là cảm biến đo mức liên tục ra 4-20mA hay cảm biến đo mức liên tục 0-10V hoặc cảm biến đo mức liên tục truyền thông modbus rtu

Cảm biến siêu âm ulm70 Dinel

Hoặc đo mức Dầu Diezen; dầu Do trong các trạm xăng; Đo mức dầu điều, dầu nành; dầu trong các nhà máy….

Điểm mạnh của dòng này là độ chính xác cao 0.15%. Đây là một trong những mức đạt chuẩn Châu Âu. Bên cạnh đó; do quá trình đo không ít xúc với chất lỏng nên độ bền cao. Tốc độ truyền tín hiệu nhanh. Cài đặt thay đổi các dãy đo một cách tự do mà không làm thay đổi độ sai số của thiết bị

Đo mức chất lỏng siêu âm dạng sóng cũng có 2 dòng đo liên tục và đo on/off tín hiệu output ra giống phao ty cực điện dung

Nguyên lý cảm biế n siêu âm là bắn sóng. Sóng chạm vào chất lỏng sẽ phản hồi tín hiệu truyền về qua bộ phận xử lý đưa ra tín hiệu analog | Modbus rtu hay PNP rồi kết nối với bộ hiển thị mức nước liên tục để người dùng quan sát mức nước

Nguyên lý cảm biến đo mức chất lỏng bằng radar

Cảm biến báo mức radar hay còn gọi thiết bị đo cảm biến radar; được xem là một dòng thiết bị đo mức chất lỏng hoặc chất rắn có độ tín cậy cao; thời gian phản hồi tín hiệu nhanh.

Đặc biệt; dòng cảm biến mức radar đo được tất cả các loại chất lỏng trong công nghiệp với nhiệt độ và áp suất cao; trừ các dòng axit hóa chất ăn mòn. Bên cạnh đó; thiết bị radar còn đo mức chất rắn như xi măng trong các silo dạng tro bay hoặc đo mức xăng rất chính xác

 
Thiết bị đo mức radar

Các hãng radar có độ chính xác cao hiện nay: Cảm biến mức radar hãng Vega; Cảm biến mức radar hãng Dinel; cảm biến mức radar hãng endress hauser. Đây là một trong những hãng nổi tiếng xuất xứ Châu Âu

Trong đó; thiết bị đo mức radar của hãng Dinel là dòng cảm biến mức radar có mức giá khá tốt và dòng endress hauser có mức giá gần như là cao nhất trong các hãng thiết bị đo mức thuộc EU/ G7

Cảm biến đo chênh áp lò hơi 

Bình thường báo mức liên tục trong lò hơi người ta thường sử dụng các dòng cảm biến đo mức dạng điện cực. Tuy nhiên; ở nhiệt độ trên 200 oC bắt buộc phải chuyển sang cảm biến đo mức lò hơi dạng chênh áp. So sánh giữa 2 điểm A và B; từ đó suy ra mức chất lỏng hiển tại trong lò hơi với độ chính xác cao


Nguồn: http://vandieukhien .vn