Cảm biến đo mức nước trong bể

Cảm biến đo mức nước là gì ? Phạm vi sử dụng của loại cảm biến này ở đâu ? Phân loại các dòng thiết bị này như thế nào ? Các thông số kỹ thuật của thiết bị này ra sao ? Các ưu điểm nổi bật của dòng thiết bị này là gì ? Tất cả sẽ được mình chia sẻ một cách chi tiết nhất về loại cảm biến báo mức này nhằm để các bạn có cái nhìn khách quan hơn về loại cảm biến công nghiệp này.

Trên thị trường hiện nay có khá nhiều loại cảm biến đo lường được dùng phổ biến. Phải kể đến như cảm biến nhiệt độ dùng trong các ứng dụng đo nhiệt độ, hay cảm biến áp suất chuyên dùng trong các ứng dụng đo áp suất, cảm biến điện dung chuyên đo lường các vật liệu dạng hạt – dạng bột. Từ đó cho thấy trong mỗi lĩnh vực thì sẽ có một loại cảm biến riêng để đáp ứng nhu cầu đo lường. Và trong bài viết này mình xin giới thiệu đến các bạn một loại cảm biến đo mức nước hay chất lỏng một cách hiệu quả, đó là cảm biến đo mức nước trong bể.

                Cảm biến đo mức nước trong bể

Cảm biến đo mức nước là gì ?

Trước tiên chúng ta sẽ tìm hiểu sơ lược về loại thiết bị này trước nhé. Các bạn có thể hiểu đơn giản đây là một loại thiết bị công nghiệp chuyên dùng để đo lường mức nước hay các nhiên liệu dạng lỏng. Đặc biệt là các dòng cảm biến đo mức nước sẽ có các nguyên lý cũng như cách thức đo lường khác nhau. Từ đó các bạn sẽ có nhiều sự lựa chọn hơn cũng như có thể linh hoạt hơn trong việc sử dụng từng loại cảm biến trong từng loại môi trường.

Phạm vi sử dụng của loại cảm biến đo mức ở đâu ?

Về phạm vi sử dụng của các dòng cảm biến đo mức này phải kể đến là khá đa dạng và phổ biến. Cụ thể là trong các ngành công nghiệp sản xuất và chế tạo nói chung hay các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp,…nói riêng thì nhu cầu đo mức nước là một trong những nhu cầu cần thiết nhất đúng không nào ? Đặc biệt là đối với các ngành công nghiệp khai thác và phân phối nhiên liệu dạng lỏng, đây là một trong những thị trường tiêu thụ cảm biến khá lớn hiện nay.

Bên cạnh đó thì chúng ta cũng có thể dùng các loại cảm biến này trong các hộ gia đình đang canh tác, trồng trọt hay chăn nuôi. Có thể đo lường các mức nước trong bồn hay bể chứa một cách hiệu quả nhất. Ngoài ra chúng còn dùng tốt trong các ngành công nghiệp thực phẩm như nước giải khác, các loại thực phẩm dạng lỏng không gây bụi,…

Các dòng cảm biến đo mức phổ biến hiện nay:

Trên thị trường hiện nay có khá nhiều loại cảm biến đo mức nước. Nhưng các loại cảm biến dùng hiệu quả nhất phải kể đến như cảm biến đo mức dạng siêu âm, cảm biến báo mức nước dạng thủy tĩnh và cảm biến đo mức điện dụng. Cụ thể như thế nào thì chúng ta cùng nhau tìm hiểu tiếp nhé.

Cảm biến đo mức nước dạng siêu âm:

Cảm biến siêu âm hay còn gọi là cảm biến đo mức dạng siêu âm chuyên dùng đo chất lỏng được sản xuất bởi hãng Hawk – USA. Đây là một trong những hãng sản xuất cảm biến cũng như các thiết bị công nghiệp hàng đầu thế giới. Điểm nổi bật của dòng cảm biến này là độ chính xác khá cao cũng như có thể đo được khoảng cách mực nước khá cao khoảng 40m.

                          Cảm biến đo mức nước dạng siêu âm

Nguyên lý hoạt động:

Về nguyên lý hoạt động của thiết bị này cũng khá đơn giản. Cụ thể là trong quá trình làm việc cảm biến sẽ phát ra tín hiệu sóng siêu âm lan truyền đến mặt chất lỏng trong bể. Sau đó tín hiệu sẽ được phản xạ lại cảm biến, bằng cách tính toán thời gian và vận tốc thu phát sóng và cho ra mức nước tại thời điểm đó trong thùng chứa. Khá đơn giản đúng không nào.

Các thông số của cảm biến:

Thiết bị này có một số thông số kỹ thuật như sau:

• Model: MWB1A
• Xuất xứ : Hawk – USA (được sản xuất tại Australia)
• Nguồn cấp: 7÷28 VDC
• Dãy đo: có thể tùy chọn 0-1m, 0-2m, 0-3m, 0-4m, 0-5m, 0-6m, 0-7m, 0-8m, 0-9m, 0-10m, 0-12m…40m
• Đo được các chất lỏng như: nước, nước thải, dầu, nhớt,…
• Ngõ ra (Output): Có thể tùy chọn ngõ ra 4-20mA / 20-4mA / 4-20mA Hart.
• Sai số: chỉ 0.25% trên toàn giải đo của cảm biến
• Nhiệt độ làm việc: -40÷60°C
• Áp suất làm việc: -0.5÷3bar
• Độ phân giải: 1mm
• Tần số phát: 50Khz
• Tiêu chuẩn bảo vệ: chống nước và chống bụi IP67.
• Độ phân giải của tín hiệu analog: 14 bit

                  Hình ảnh khác về cảm biến đo mức nước dạng siêu âm

Ưu điểm của cảm biến đo mức siêu âm:

Các ưu điểm nổi bật phải kể đến như sau:

• Độ chính xác khá cao, sai số khá thấp trên toàn dãy đo
• Phù hợp với nhiều loại chất lỏng như nước, dầu, xăng, nước giải khát,…
• Dễ dàng lắp đặt và hiệu chuẩn các thông số
• Tuổi thọ cao lên đến 10 năm

Nhược điểm của cảm biến đo mức dạng siêu âm:

Bên cạnh các ưu điểm thì dòng cảm biến siêu âm của có một số nhược điểm phải kể đến như:

• Giá thành khá cao vì đây là sản phẩm cao cấp, chất lượng và độ bền là tốt nhất hiện nay.
• Đòi hỏi cách thức lắp đặt khắc khe. Về vấn đề này mình sẽ nói rõ bên dưới.
• Sẽ sai số nếu như mực nước không ổn định.

Các lắp đặt cảm biến báo mức nước dạng siêu âm:

Do cảm biến siêu âm hoạt động theo nguyên lý phản xạ sóng điện từ. Vì vậy, nên việc lắp đặt đòi hỏi phải tuân thủ một số lưu ý và khi lắp đặt chúng ta cần chú ý đến các vấn đề sau.

• Vị trí lắp cảm biến phải ở trên đỉnh của các thùng chứa hay bể chứa cần đo. Thông thường vị trí lắp tối thiểu là 1/3 đường kính của thùng hoặc bể chứa.
• Khi lắp nên tránh các dòng chảy của chất lỏng vào silo như cửa nạp nhiên liệu,…
• Nếu bồn chứa hay thùng chứa có cánh khuấy thì khi lắp phải lắp sao cho tránh đường đi của sóng, nếu sóng phát ra chạm vào cánh khuấy sẽ đo không chính xác.
• Phần phát sóng của cảm biến phải nằm dưới nắp của bồn chứa hay Silo.
• Nên lắp đặt cảm biến vuông góc với bề mặt chất lỏng để thu và phát sóng chính xác nhất. Tránh dẫn đến sai số.

                                                 Cách lắp đặt cảm biến đúng

Cảm biến báo mức nước dạng thủy tĩnh:

Cảm biến báo mức nước thủy tĩnh là một thiết bị công nghiệp được sản xuất bởi hãng Hawk (USA), cũng là một trong những hãng sản xuất cảm biến, thiết bị công nghiệp chất lượng và chính xác. Loại cảm biến này thường được dùng phổ biến trên thị trường hiện nay để đo mực nước trong các bể chứa, tank chứa,silo,… Nó có thể đo mực nước cao đến 10m bằng cách thả chìm đầu đo cảm biến xuống đến đáy thùng chứa.

              Cảm biến đo mức nước dạng thủy tĩnh

Nguyên lý làm việc của cảm biến:

Các bạn có thể hình dung một cách đơn giản như sau :

Cảm biến hoạt động dựa trên nguyên lý thay đổi áp suất ứng với từng mức nước trong thùng chứa. Ở phổ thông chúng ta đã được học là sự thay đổi của mức nước sẽ dẫn đến thay đổi áp suất trong bể chứa. Như chúng ta cũng đã biết thì càng xuống sâu áp suất sẽ càng tăng và ngược lại. Cụ thể chúng ta có một mốc chuẩn để đo lường đó là 10m nước = 1bar, tức là khi chúng ta xuống sâu 10m nước thì áp suất sẽ tăng lên 1bar. Dựa vào nguyên lý này mà cảm biến đo mức nước một cách dễ dàng. Khá thú vị đúng không nào.

Các thông số của cảm biến:

Các bạn có thể tham khảo các thông số của loại cảm biến này như sau:

• Xuất xứ : từ hãng Hawk – USA, được sản xuất tại Úc
• Dãy đo: có thể tùy chọn 0-1m, 0-2m, 0-3m…100m.
• Ngõ ra (Output): tín hiệu dạng analog 4-20mA hoặc 0-10v
• Nguồn cấp: 9÷36VDC
• Sai số: 0.1% trên toàn dãy đo của cảm biến
• Nhiệt độ làm việc: -10÷70°C
• Vật liệu màng cảm biến: Ceramic Al2O3
• Vật liệu vỏ cảm biến: SS316
• Dây cáp: làm bằng PTFE chống nước tốt.
• Tiêu chuẩn bảo vệ: IP68 có khả năng chống bụi và chống nước

                             Cảm biến báo mức nước thủy tĩnh

Các ưu điểm của cảm biến:

Các ưu điểm nổi bật phải kể đến như sau:

• Chi phí đầu tư thấp hơn so với các dòng cảm biến siêu âm và radar
• Dễ dàng lắp đặt và bảo dưỡng cũng như cảm biến có tuổi thọ khá cao
• Thích hợp dùng cho các bể chứa lớn và có chiều sâu.
• Sai số thấp và ổn định trong quá trình làm việc
• Không cần điều chỉnh dãy đo như các dòng cảm biến khác.

Các nhược điểm của cảm biến thủy tĩnh:

Bên cạnh các ưu điểm trên thì cũng có một số nhược điệm cần phải đề cập đến như:

• Chỉ có thể hoạt động trong các loại nước hay chất lỏng bình thường
• Không được tích hợp màn hình hiển thị nên cần trang bị thêm
• Cần phải lắp cảm biến từ đỉnh thùng chứa, bể chứa xuống sâu tận đáy của bể.

Bộ hiển thị mực nước:

Vì sao cần dùng đến bộ hiển thị mực nước ? Vì hầu hết các dòng cảm biến đo mức thủy tĩnh hiện nay chưa được tích hợp sản màn hình hiển thị mực nước đo được mà chúng chỉ có thể đo lường. Nên việc trang bị thêm màn hình hiển thị là việc làm cần thiết trong quá trình đo lường.

Mình xin giới thiệu đến các bạn bộ hiển thị mực nước với model OBM402UNI được sản xuất từ Công Hòa Séc, một trong những thị trường sản xuất thiết bị công nghiệp hàng đầu thế giới.

                                  Bộ hiển thị mực nước dạng thể tích

Các thông số kỹ thuật của bộ hiển thị:

• Model: có 2 loại là OBM402UNI và OM402UNI.
• Xuất xứ: Cộng Hòa Séc.
• Ngõ vào (Input): các tín hiệu pt100, 4-20mA, 0-20mA, 0-10v, 0-5v, 2-10v,… tùy theo nhu cầu mà các bạn có thể cài đặt.
• Ngõ ra (Output): các tín hiệu Analog 4-20mA, 0-20mA, 0-10v, 0-5v, 2-10v,… Ngoài ra có thể tùy chọn dạng REPLAY ON/OFF để điều khiển đóng/ngắt thiết bị nạp liệu.
• Nguồn cấp: 80÷250VAC, ngoài ra có thể tùy chỉnh cấu hình là 10÷30VDC.
• Sai số: 0,1% trong quá trình hiển thị của cảm biến.
• Kích thước bộ hiển thị: 48 x 96 x 120 (mm).
• Màn hình hiển thị dưới dạng số và phần trăm. Giúp cho việc quan sát mực nước trở nên dễ dàng hơn.
• Hệ số cách ly, chống nhiễu: 4000VAC.
• Thời gian bảo hành: 18 tháng, 1 đổi 1 nếu có lỗi từ nhà sản xuất.

Ứng dụng của bộ hiển thị:

Mình sẽ đưa ra một ví dụ cụ thể như sau: trong quá trình sử dụng cảm biến báo mức thủy tĩnh, các bạn có thể kết hợp với bộ hiển thị mực nước để vừa đo lường vừa hiển thị giá trị chính xác để tiện lợi trong việc quan sát. Để dễ hình dung các bạn có thể có thể tham khảo sơ đồ dưới đây.

                                             Sơ đồ lắp đặt các loại thiết bị

Cụ thể là trong quá trình đo lường mực nước, các bạn có thể đấu dây để truyền tín hiệu analog 4-20mA về bộ hiển thị và hiển thị giá trị mực nước. Sau đó từ bộ hiển thị, chúng ta có thể xuất ra 2 loại tín hiệu analog 4-20mA hoặc Relay ON/OFF để truyền về PLC điều khiển và đóng/ngắt motor bơm. Và ứng dụng này cũng có thể sử dụng tương tự trên các dòng cảm biến báo mức nước hiện nay.

Cảm biến báo mức nước dạng điện dung:

Cảm biến điện dung cũng là một trong những các thiết bị đo lường mực nước khá hiệu quả hiện nay. Với cấu tạo đơn giản chỉ cần lắp đặt bằng cách thả cảm biến từ đỉnh bể chứa tới đáy là có thể đo mức nước một cách liên tục. Cụ thể loại cảm biến này các bạn có thể tham khảo bên dưới.

                                              Kích thước các loại cảm biến điện dung

Các thông số của cảm biến:

Các bạn có thể tham khảo về các thông số kỹ thuật của cảm biến như sau:

• Nguồn cấp: 24VDC
• Chiều cao có thể đo: 1÷3m.
• Chiều dài que đo: 50÷1000mm, tùy theo nhu cầu sử dụng.
• Ngõ ra: dạng Relay ON/OFF có thể đấu với thiết bị đóng ngắt như Motor Van..
• Kiểu kết nối:  kiểu ren G1″, G1/2″, G3/4″…
• Vật liệu: Inox 316L.

Ưu điểm của cảm biến:

• Có thể đo mức một cách liên tục giúp dễ dàng quan sát từ số phần trăm còn lại trong thùng chứa.
• Có thể hoạt động tốt cả trong chất lỏng và các chất rắn dạng bột – dạng hạt.
• Sai số khá thấp trên toàn dãy đo.
• Có ngõ ra dạng ON/OFF đóng/ngắt motor một cách dễ dàng.

Điểm chung của 3 loại cảm biến mình vừa nói trên không chỉ có thể hoạt động tốt trong các ứng dụng đo lường mực nước hay mực chất lỏng. Mà chúng còn có điểm chung đó là có thể đo mức một cách liên tục từ 0-100% (tương tự cách đo lường pin trên điện thoại vậy).

Mình có cung cấp link chi tiết sản phẩm ở từng phần các bạn có thể tham khảo nếu có nhu cầu chọn mua. Và đó cũng chính là các thông tin liên quan đế cảm biến báo mức nước trong bể chứa mà mình muốn gửi đến các bạn. Hy vọng nó sẽ giúp ích cho các bạn trong việc lựa chọn và trang bị thêm để hỗ trợ trong công việc. Ngoài ra bên mình còn cung cấp các dòng Cảm biến đo mức cánh xoay, các bạn có thể tham khảo. Mọi thắc mắc các bạn vui lòng liên hệ mình qua các thông tin sau:

Công Ty TNHH Công Nghệ Đo Lường BFF

Phone – Zalo: 0989825950 (Mr Quốc)

Link chi tiết sản phẩm: Cảm biến đo mức nước trong bể

Địa chỉ: 30/7 Lâm Văn Bền, Phường Tân Kiểng, Quận 7, Tp.HCM

Sản phẩm doanh nghiệp: Công Ty TNHH Công Nghệ Đo Lường BFF