Cảm biến dòng chảy – Thermal FLow Sensor và ứng dụng | TFS-35N

Các loại cảm biến báo mức bằng điện dung, cảm biến nhiệt đột, cảm biến siêu âm, cảm biến radar… Đây là những loại cảm biến khá là thân quen đối với người tiêu dùng. Bởi vì đa số là những dạng cảm biến dùng để xuất ra tín hiệu Analog or Relay dựa vào một số nguyên lý cơ bản như: sự thay đổi điện dung giữa các dung môi, dựa vào sóng siêu âm hay thậm chí là sự thay đổi nhiệt độ dẫn điến điện trở thay đổi. Ngoài ra, còn một dạng cảm biến khí là nhiều người không biết đến hay sẽ không hiểu rõ công dụng của loại cảm biến này. Đó là cảm biến dòng chảy TFS-35N.

Cảm biến dòng chảy TFS-35N

TFS-35N được biết đến là dạng công tắc cảm biến dòng chảy. Bởi vì, mọi cảm biến thường sẽ xuất tín hiệu dạng tuyến tính hoặc nguyên lý hoạt động của chúng dựa vào sự thay đổi điện dung. Nhưng đối với TFS-35N vẫn có sự khác biệt rõ rệt.

TFS-35N là loại cảm biến gì?

Cảm biến dòng chảy TFS-35N có những đặc điểm nổi bật sau:

• Thứ nhất, TFS-35N được viết tắt bởi tên tiếng anh là “Thermal Flow Sensor” – gọi là cảm biến dòng chảy nhiệt độ. Nhưng thực tế thì có một số tên gọi khác như là “Flow sensor” hoặc “Switch sensor” điều ám chỉ loại công tắc cảm biến dòng chảy TFS-35N.
• Thứ hai, các hoạt động của loại cảm biến dòng chảy này sẽ dựa vào sức chảy của lưu lượng nước hoặc nhiệt độ của môi trường nước mà nó tiếp xúc.
• Thứ ba, đối với mỗi cách đo riêng sẽ cho ra một ngõ ra dạng Relay. Nghĩa là, loại cảm biến này sẽ cho chúng ta 2 tín hiệu Relay để nối với các thiết bị động cơ.
• Thứ bốn, dùng bút từ để cài đặt chức năng đo cho cảm biến.

Ứng dụng của cảm biến dòng chảy TFS

Trước khi bạn tìm hiểu rõ thêm về phần thông số kỹ thuật của thiết bị, thì tôi sẽ mô tả thêm cho bạn về ứng dụng của thiết bị này trong thực tiễn. Nhìn chung, về phần kỹ thuật thì đa số chỉ những “người dân kỹ thuật” họ sẽ để ý kỹ nhiều hơn.

Bộ rơ le cảm biến dòng chảy TFS-35N hay được dùng ở trong những động cơ bơm nước, ở hệ thống phòng cháy chữa cháy, hệ thống chiller…Được dùng để đo dòng chảy của nước và xuất ra các dạng tín hiệu Relay.

Đối với các hệ thống làm lạnh ngày nay thì hay cần cung cấp một lượng nước lớn vô trong bình chứa để chuẩn bị thao tác làm lanh. Thế nên việc dùng một cảm biến dòng chảy ở chế độ dạng nhiệt độ, một phần là để nhận biết hệ thống làm lạnh nước có đang hoạt động đúng hay không. Mặt khác dùng để cho chúng ta biết bơm có đang bơm nước hay không.

Đặc điểm cảm biến dòng chảy

Để hiểu rõ thêm về công tác cảm biến dòng chảy TFS-35N cùng với một số lưu ý khi sử dụng loại cảm biến này thì các bạn cần chú ý những thông tin sau đây.

Thông số kỹ thuật

Dưới đây là một số thông số kỹ thuật mà bất kỳ ai cũng phải biết để hiểu rõ thiết bị này. Bởi vì, khi biết được thông số làm việc của cảm biến thì chúng ta sẽ dễ dàng quyết định xem nó làm việc có phù hợp hay không?

• Nguồn điện: 12…24 Vdc
• Tín hiệu ngõ ra: dạng ON/OFF (2 cổng PNP)
• Switching current: tối đa 300mA
• Tín hiệu nhiệt độ ngõ ra – Switching points: 15 ˚C, 30 ˚C, 45 ˚C, 60 ˚C, 75˚C
• Tốc độ dòng chảy: từ 1 đến 150 cm/s (của nước).
• Độ dốc nhiệt độ: <250 K/min
• Nhiệt độ môi trường xung quanh: -20…80˚C.
• Thời gian nhiệt độ thanh que dò tăng khi hoạt động: 10s
• Thời gian phản hồi: 2 đến 15s (còn phụ thuộc vô cài đặt)
• Sức bền áp suất: 10MPa (100 bar)
• Bộ phận xử lý tín hiệu: được làm từ thép không rỉ (AISL 316L)
• Thanh que dò: Thép không rỉ (AISI 304)

Hướng dẫn nối dây

Đối với công tắc dòng chảy TFS-35N-PFPT (có 2 Relay), thì nó sẽ có 4 dây điện dùng để nối ra ngoài. Gồm có 1 cặp dây cung cấp nguồn điện, và cặp dây còn lại dùng để kích hoạt ON/OFF các thiết bị động cơ.

• BN – dây nâu dung để cấp nguồn dương cho cảm biến
• BU – Dây xanh dùng để nối nguồn âm với thiết bị
• WH – dây trắng dùng để nối Rơ le cho phần cài đặt giới hạn nhiệt độ
• BK – Dây đen dùng để nối Rơ le cho phần cài đặt giới hạn dòng chảy

Những điều lưu ý khi lắp đặt

Trước khi giải thích về phần nguyên tắc hoạt động của cảm biến dòng chảy TFS-35N, thì có một vài lưu ý nho nhỏ khi lắp đặt loại cảm biến này.

Loại cảm biến này sẽ phát huy hết khả năng làm việc khi và chỉ khi bạn chỉ lắp đặt nó có phương hướng nằm ngang hoặc nằm dọc. Đối với vị trí nằm dọc thì dòng nước chảy phải chảy theo hướng từ dưới lên trên như hình ảnh mô tả dưới đây.

Ngoài ra, một vài vị trí khác cần ghi nhớ khi lắp đặt. Không nên, chọn đường ống có kích thước nhỏ vì khi lắp đặt TFS-35N, thanh que dò không được chạm vào thành ống. Bên cạnh đó, thì việc lắp đặt nằm chéo mà dòng nước hướng xuống thì cũng không nên lắp đặt đâu nhé!

Nguyên tắc hoạt động

Để hiểu rõ thêm về loại cảm biến dòng chảy này, thì ở phần mục này tôi sẽ mô tả cách hoạt động cơ bản của cảm biến để cho các bạn hiểu rõ về nguyên tắc hoạt động của cảm biến dòng chảy này.

Đối với chế độ đo bằng dòng chảy

Cơ chế hoạt động của công tắc dòng chảy sẽ như sau:

Tại thanh que dò của TFS này được thiết thêm phần cảm nhận lực. Khi dòng nước chảy, thì các phân tử nước sẽ tiếp xúc với thanh que dò. Dòng nước càng chảy mạnh, thì tạo ra một lực F tác dụng lên thanh que dò.

Lúc này, sẽ làm thanh que dò biến dạng đi một chút. Mặt khác, nhờ vào quá trình cài đặt sự hiển thị lực từ 5 đèn Led thì khi dòng nước chảy từ yếu tới mạnh nhất. Nó sẽ hiển thị tương đương từ 0 led đến 5 led.

Đối với chế độ đo bằng nhiệt độ

Đối với việc đo bằng nhiệt độ. Thì theo sự hướng dẫn từ hãng, thanh que dò sẽ có những giải đo nhiệt độ thế này: 15, 30, 45, 60, 75˚C tương ứng với đèn Led từ 1 đến 5.

Nguyên tắc hoạt động của chế độ này thì sẽ dựa vô nhiệt độ của dòng nước tác dụng nhiệt lên thanh que dò. Ở chế độ này đơn giản sẽ diễn ra quá trình như sau, hễ khi bạn cài đặt chức năng cho “SWITCHING POINT” tại điểm 45˚C (là đèn Led thứ 3) thì thanh que dò sẽ nóng lên đến 45˚C.

Khi có dòng nước chạy qua, thì nhiệt lượng từ que dò sẽ lan truyền tới các phân từ nước và ngược lại. Như vậy, thanh que dò sẽ dần dần bị giảm nhiệt độ (<45˚C). Nếu như, dòng nước chảy trong hệ thống có nhiệt độ sao cho thanh que dò lên 45˚C.

Lúc này, cảm biến sẽ kích hoạt Relay vì đã tới ngưỡng 45 độ C để kích ON/OFF.

Tính năng cảm biến dòng chảy

Dựa vào phần nguyên tắc làm việc của loại công tắc dòng chảy, thì ắt hẳn các bạn đã có thể hình dung ra được các làm việc của loại cảm biến này rồi. Tuy nhiên, muốn hiểu rõ nó hơn ở thực tế thì tôi sẽ đưa ra những dạng bài toán dưới đây. Các bạn hãy thử tham khảo thêm nhé!

Đo bằng nhiệt độ nước

“Một hệ thống chiller tại nhà máy ABC. Là một dạng hệ thống làm mát tự động cho nhà máy. Nôm na là quy tình này họ sẽ cần môt động cơ bơm nước chạy khắp các đường ống kết hợp với những đường ống dẫn khí đễ phát tán hơi nước mát cho nhà máy. Động cơ bơm nước này sẽ có nhiệm vụ vừa bơm nước và vừa làm mát nước chạy khắp khu vực.

Để có thể biết rõ được nhiệt độ của đường ống nước sau khi làm mát có hoạt động đúng hay không thì chúng ta nên làm thế nào? Và làm sao có thể kích hoạt ON/OFF nếu như không may nhiệt độ nước tăng lên và có còi báo hiệu hoặc bật/tắt một động cơ bất kỳ”

Ở ví dụ bài toán này, chúng ta chỉ cần giải quyết vấn đề là làm thế nào nhận biết được nhiệt độ sau khi làm lạnh có đúng hay không? Để giải quyết phần này thì sẽ có nhiều thiết bị chúng ta có thể sử dụng, như là dùng cảm biến nhiệt độ kèm với bộ hiển thị tín hiệu.

Như thế vẫn đủ giải quyết bài toán. Tuy nhiên, đấy chưa phải mục đích của cá nhân mình, điều gì nếu chúng ta sử dụng Flow Sensor ở ví dụ này. Khi lắp đặt cảm biến ở đường ống nước lạnh nhưng cài đặt chế độ đo dòng nước bằng nhiệt độ. Vì dòng nước cần nhiệt độ thấp, thế nên chúng ta sẽ cài mức tối thiểu là 15˚C.

Nhiệt độ dòng nước <15 ˚C thì coi như hệ thống đang hoạt động bình thường. Còn không may >15 ˚C thì hệ thống đang gặp vấn đề.

Ưu và nhược cảm biến dòng chảy

Thiết bị nào cũng có những mặt ưu và mặt nhược của riêng nó. Thế nên, cảm biến dòng chảy TFS-35N-PFPT này cũng không ngoại lệ. Dưới đây là một số “feedback” của cá nhân mình khi trải nghiệm dùng thiết bị này nhé!

Ưu điểm

• Tiện lợi vì có 2 ngõ ra Relay
• Có hai chức năng dùng để đo dòng chảy. Một là, dựa vào sức chảy của dòng nước. Hai là dựa nào nhiệt độ của dòng nước.
• Có đèn Led hiển thị, ngầm báo thiết bị đang hoạt động bình thường.
• Khối lượng nhẹ, nhỏ gọn.
• Hay được dùng ở những môi trường như là: nước, sirup, rượu, sữa. Trong có đường ống như là nước chảy trong ống, các dạng nước không dẫn điện, dung môi hữu cơ. Trong cơ khí như là dầu lạnh trong động cơ, dầu thủy lực….

Nhược điểm

• Hiển nhiên, bạn cần phải biết nối dây cơ bản.
• Quá trình cài đặt cảm biến khá là khó khăn. Cần biết thêm tiếng anh để có thể đọc được phần cài đặt thông quá phần hướng dẫn của hãng.
• Vị trí lắp đặt cảm biến dòng chảy phải đúng như phần mô tả trong bài viết. Không thể lắp đặt ngẫu hứng như vậy sẽ ảnh hưởng đến cách làm việc của cảm biến. Đồng thời giảm sự uy tín của cảm biến khi mua dùng.
• Không thể dùng để báo mức mầu, xăng, dầu nóng…

Mua cảm biến dòng chảy ở đâu

Nếu dự án hoặc nhà máy bên bạn đang cần tìm hiểu về loại công tắc dòng chảy  (1 hoặc 2 ngõ ra relay). Thì các bạn có thể liên hệ những thông tin bên dưới cùng của trang web này.

Ngoài ra thì còn có một số bộ chuyển đổi tín hiệu, cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ… Thì các bạn có thể tham khảo thêm phần danh mục sản phẩm nhé!

Tổng kết

Cảm biến dòng chảy, được biết với những cái tên tiếng anh như: “Thermal Flow Sensor, Flow sensor, Flow Switch”. Ở Việt Nam chúng ta thì hay nói là công tắc dòng chảy, cảm biến dòng chảy bằng nhiệt độ….

Được thiết kế với 2 ngõ ra là dạng Relay. Mỗi ngõ sẽ tương ứng với một chức năng riêng. Chức năng đầu tiên sẽ là dạng cảm biến dựa trên tốc độ dòng chảy của nước. Chức năng thứ hai sẽ dựa vô nhiệt độ của môi trường nước.

Ngoài ra, bạn có thể tham khảo thêm về cảm này này thông qua đường link dưới đây:

Công tắc dòng chảy TFS-35N-PFPPT

Cảm ơn các bạn đã đọc bài viết của tôi. Chúc các bạn một ngày tốt lành!

SALES ENGINEER: Nguyễn Thành Đạt
SĐT: 0342962936