Thiết bị đo mức là gì?

Thiết bị đo mức là thiết bị có thể giám sát được mức liệu bên trong bồn bể chứa.

Thiết bị đo mức lỏng, rắn gồm loại đo mức theo từng điểm đo chẳng hạn như mức cạn, mức đầy hoặc mức giữa và loại đo mức liên tục dạng tuyến tính có thể phát hiện và báo mức theo giá trị liệu có trong bồn bể chứa từ cạn tơi đầy và ngược lại ở mọi điểm liệu có bên trong từ đó đưa ra tín hiệu đo để giám sát, điều khiển hoặc cung cấp liệu cho phù hợp.

Phân loại theo ứng dụng đo, cảm biến đo mức được chia thành hai nhóm, cảm biến đo mức chất lỏng và cảm biến đo mức chất rắn.

Tùy thuộc vào các đặc tính vật lý của liệu cần đo và yêu cầu của tín hiệu đo mà sẽ có các loại cảm biến đo mức dạng điện dung, dạng rada, siêu âm hay là cảm biến dạng chênh áp thường dùng để đo mức chất lỏng và cảm biến đo dạng cánh xoay, cơ điện tử hoặc là điện dung và cũng như cảm biến dạng rada hoặc sóng siêu âm để đo các vật liệu đo dạng chất rắn.

1. Cảm biến đo mức dạng siêu âm

Cảm biến đo mức  bằng sóng siêu âm là một loại đo mức nước không tiếp xúc với độ chính xác cao. Nguyên lý cảm biến sẽ phóng một tia sóng siêu âm từ đầu cảm biến xuống, sóng siêu âm khi gặp chất lỏng sẽ phản hồi lại. Dựa vào thời gian sóng siêu âm phản hồi lại cảm biến xác định được khoảng cách từ đầu cảm biến tới mức nước .

Tín hiệu ngõ ra của cảm biến siêu âm là tín hiệu 4-20mA, 0-10V, Modbus. Nên chúng ta dể dàng cài đặt cũng như kết nối với PLC .

Ưu điểm cảm biến đo mức siêu âm : Độ chính xác cao, dùng được cho môi trường nước, hóa chất, thực phẩm như : sữa, rượu,… Ngoài ra cảm biến còn dùng để đo mức dầu các loại. Chọn Option chống cháy nổ. Cài đặt khoảng cách đo tùy chọn trên dãy đo chuẩn.

Nhược điểm : Không dùng cho bồn chứa có nhiệt độ và áp suất cao. Do nguyên lý đo mức bằng sóng siêu âm. Nên sóng sẽ bị ảnh hưởng bởi mặt nước gợn sóng như, bồn chứa có cánh khuấy, khu vực mặt hồ gợn sóng,…Khoảng cách đo giới hạn 20m trở lại

Ứng dụng cảm biến siêu âm

1. Thiết bị cảm biến đo mức dạng sóng siêu âm thường được dùng để đo mức nước trong các bể chứa bê tông, bể âm hoặc bể nổi; chuyên dùng cho hệ thống phòng cháy chữa cháy cho doanh nghiệp. Đặc biệt cảm biến siêu âm loại có hiển thị mức nước trên cảm biến nên rất thiện tiện trong việc xem mức nước thực tế là bao nhiêu mét.
2. Ứng dụng đo mức nước trong các bể chứa nước thải chưa qua xử lý. Do đặc tính đo không tiếp xúc với chất lỏng nên không bị ảnh hưởng bởi các hóa chất.
3. Đo mực nước các kênh mở, cống thoát nước của thành phố. Nhằm kiểm soát mức nước trong hệ thống cống. Đưa ra phương án chống ngập hiệu quả cho thành phố.
4. Cảm biến siêu âm còn được ứng dụng đo mức trong các tank chứa kín. Áp suất nhỏ dưới 1bar các bạn nhé. Khoảng cách đo ngắn từ vài trăm milimet đến vài mét. Dãy đo cài đặt tùy chỉnh dễ dàng. Rất thuận tiện

2. Cảm biến đo mức kiểu điện dung

Đối với cảm biến báo mức liên tục thì điện dung; là một trong các phương pháp khá tiết kiệm có giá thành khá cạnh tranh với độ chính xác cao .

Nhược điểm của cam bien do muc nuoc liên tục bằng điện dung. Là khoảng cách đo ngắn và độ dài của thanh cảm biến cố định; khi chúng ta chọn ngay lúc ban đầu. 

Cảm biến đo mức dạng điện dung là một sản phẩm cao cấp hơn loại cảm biến đo mức dạng điện cực vì tín hiệu ngõ ra là dạng 4-20mA, 0-10v. 

Ưu điểm cảm biến đo mức dạng điện dung : Giá thành rẻ. Đo mức chất lỏng khoảng cách ngắn nhất 100mm. Cảm biến sử dụng được cho các môi trường khắc nghiệt như : nhiệt độ và áp suất cao. Đo được xăng, dầu, tích hợp chống cháy nổ. Khoảng cách đo rộng đo mức chất rắn như : xi măng, hạt nhựa,…

Nhược điểm : Không dùng cho các bồn chứa có cánh khuấy, chất kết dính mạnh như sơn, bùn thải,…

Ứng dụng cảm biến đo mức điện dung :

1. Cảm biến đo mức dạng điện dung thường áp dụng cho các trường hợp đo mức với khoảng cách ngắn. Ví dụ cần đo mức dung dịch 100mm. Thì không thể dùng cảm biến siêu âm được rồi. Lắp đặt trong các bình chứa có thể tích nhỏ cần theo dõi mức dung dịch bên trong chẳng hạn…
2. Ứng dụng hàng đầu của cảm biến đo mức điện dung là dùng đo mức nhiên liệu nhé các bạn. Giá thành rẻ, độ chính xác và ổn định cao
3. Dùng cho các môi trường tiêu chuẩn vi sinh trong thực phẩm. Đo mức rượu, sữa, nước trái cây,…Ứng dụng khá tốt trong môi chất có nhiệt độ cao.
4. Ứng dụng đo mức nước trong các lò hơi công suất nhỏ. Nhiệt độ dưới 200ºC và áp suất tương đối (nhỏ hơn 40bar). Mục đích chính theo dõi mức nước trong lò hơi một cách liên tục, thiết lập cảnh báo, khi mức nước xuống quá thấp, hoặc báo mức nước đầy về PLC điều khiển.
5. Cảm biến điện dung được ứng dụng đo mức chất rắn như : xi măng, vật liệu rời, cám, gạo,…rất tốt. Đặc biệt giá thành cạnh tranh rất nhiều so với cảm biến loại Radar

3. Cảm biến đo mức nước thủy tĩnh

Cảm biến đo mức nước liên tục bằng áp suất; là một phương pháp đo hoàn khác so với các loại cảm biến đo mức siêu âm hay điện dung. Cảm biến báo mức nước liên tục bằng áp suất; sử dụng nguyên tắc chênh áp giữa điểm cần đo với áp suất khí quyển.

Đầu cảm biến sẽ được thả chìm xuống đáy Tank. Hoặc bồn chứa chất lỏng hay nước. Dựa vào cột nước đè lên màng cảm biến sẽ xuất ra tín hiệu analog 4-20mA.

Với 1 bar áp suất tương ứng với 10 mH20 vì thế chúng ta phải lưu ý chọn cable cho cảm biến phải bằng hoặc lớn hơn giá trị áp suất của cảm biến.

Ưu điểm cảm biến đo mức thủy tĩnh : Lắp đặt dễ dàng chỉ cần thả cảm biến xuống bể cần đo mức thôi là xong. Độ chính xác cao. Khoảng cách đo mức nước tối đa 200m. Không phụ thuộc vào kích thước bồn chứa.

Nhược điểm : Đo chính xác nhất áp dụng cho nước. Không dùng cho bồn chứa có áp suất. Nhiệt độ cao.

Ứng dụng cảm biến đo mức thủy tĩnh :

1. Cảm biến đo mức nước dạng thả chìm, đo được mức nước khoảng cách rộng đến hàng trăm mét. Thì chắc hẳn bạn đang nghĩ đến đo mức nước giếng rồi đúng không nào? Để đo mức nước tực tế trong giếng, bạn không còn phương án lựa chọn cảm biến siêu âm hay điện dung được. Vì giếng khoan lỗ tương đối nhỏ, phạm vi lắp đặt rất hẹp, chiều sâu vài chụ đến vài trăm mét. Trường hợp này dùng loại cảm biến thủy tĩnh là tối ưu nhất.
2. Để giảm giá thành trong các dự án xử lý nước thải. Trong các bể chứa nước đã qua xử lý bằng hóa chất. Thì ứng dụng cảm biến thủy tĩnh vào đo mức nước là biện pháp rất hợp lý với số lượng cảm biến nhiều thì chi giảm đi rất đáng kể.
3. Ứng dụng đo mức nước các sông, rạch, hồ chứa nước ở các đập thủy điện. Khoảng cách đo rộng, độ chính xác tương đối cao. Chịu được ô nhiễm nhẹ từ bùn,…

4. Cảm biến đo mức nước công nghiệp dạng Radar

Trong tất cả các phương pháp đo mức. Thì cảm biến báo mức bằng Radar là một phương pháp chính xác nhất với sai số 1mm. Có hai hai loại cảm biến báo mức bằng Radar : cảm biến Radar không tiếp xúc, cảm biến radar tiếp xúc.

Trong đó cảm biến Radar tiếp xúc hoạt động với nguyên tắc giống như cảm biến báo mức siêu âm, còn cảm biến báo mức bằng Radar thì có vẻ như giống cảm biến báo mức liên tục bằng điện dung. Nhưng thật sự nguyên lý đo hoàn toàn khác nhau.

Đối với cảm biến Radar được xem là phương pháp đo chính xác nhất trong các phương pháp đo. Trong đó Radar tiếp xúc ngày càng được sử dụng phổ biến; đo độ chính xác cao hơn so với loại radar không tiếp xúc.

Cảm biến Radar khắc phục được nhược điểm của cảm biến điện dung là đo mức tốt trong bồn chứa có cánh khuấy, với nhiệt độ và áp suất cao. Khoảng cách từ cánh khuấy đến cảm biến cách nhau chỉ 100mm mà thôi. Đối với các khoảng cách đo lớn hơn 3m thì cần cố định cảm biến lại theo hướng dẫn của hãng.

Ưu điểm cảm biến đo mức Radar : Độ chính xác cao. Khả năng tùy chỉnh trên cảm biến cao. Dùng được cho tất cả các môi chất như : nước, dầu, chất rắn,…Cảm biến hoạt động tốt trong môi trường nhiệt độ và áp suất cao.

Nhược điểm : Giá thành tương đối cao so với các loại cảm biến đo mức khác.

Ứng dụng cảm biến Radar :

1. Cảm biến đo mức Radar được dùng cho các yêu cầu đo mức với độ chính xác cao. Sai số chỉ vài milimet. Là loại cảm biến đo mức cao cấp bật nhất hiện nay.
2. Cũng như cảm biến điện dung, loại cảm biến radar ứng dụng tốt cho các trường hợp đo mức chất lỏng trong môi trường áp suất và nhiệt độ cao.
3. Thiết bị đo mức Radar được dùng phổ biến trong ngành thực phẩm, đảm bảo các tiêu chuẩn vi sinh trong sản xuất.
4. Ứng dụng đo mức cho các silo ngành khai thác khoán sản, xi măng….Các silo cao đến vài chục mét, mà cảm biến điện dung không đo được.