Các loại cảm biến mực nước không tiếp xúc | Dinel – chính xác cao

Trước khi quyết định mua cảm biến đo mức nước (cảm biến mực nước), đầu tiên bạn cần phải biết được chức năng của thiết bị bạn đang tìm. Việc đầu tư mua một thiết bị báo mức phụ thuộc rất nhiều vào giá thành của cảm biến đo.

Tuy nhiên, cái quan trọng nhất vẫn là chọn một thiết bị đúng với yêu cầu kỹ thuật. Hiện nay có khá nhiều loại cảm biến đo mức khác nhau. Mình sẽ giới thiệu cho bạn biết các loại cảm biến đo mức nước đang sử dụng nhiều.

Hai loại cảm biến đo mức nước bạn phải biết 

Cảm biến mức nước điện dung – Radar

Sensor đo mực nước tiếp xúc được sử dụng phổ biến nhất với các loại cảm biến như; đo mức bằng điện cực, đo mức điện dung, đo mức nước dạng phao. Trong đó cảm biến mực nước công nghiệp được sử dụng để hiển thị mực nước trong tank, bồn chứa và để đóng ngắt bơm tự động.
Cảm biến đo mức GRLM-70N là loại Radar cho ta biết được mức nước bên trong bồn chứa là bao nhiêu. Còn cảm biến mức nước điện dung lắp ngang bồn sẽ cho ta biết mức nước có tới giới hạn trên ( tràn ) hoặc giới hạn dưới ( cạn ) hay chưa hay còn gọi là báo ON/OFF. Bơm nước được kết nối với cảm biến mực nước để chạy tự động khi mực nước cạn và dừng lại khi mực nước đầy.

Các cảm biến đo mức tiếp xúc phải lắp ngay trên bồn chứa hoặc dọc theo thành tank chứa để đo chính xác nhất.

Cảm biến mức nước không tiếp xúc

Công nghệ đo không tiếp xúc ra đời để giải quyết các vấn đề khó khăn khi lắp đặt như; không gian lắp đặt nhỏ hẹp, vị trí lắp đặt không phù hợp , môi chất cần đo không phù hợp như ăn mòn như hóa chất, chất bám dính, nhiệt độ cao,..

Cảm biến đo mức nước không tiếp xúc báo ON – OFF hoặc báo mức liên tục ra tín hiệu 4-20mA phù hợp cho các ứng dụng đo chất lỏng như: acid hoặc các hoá chất có độc hai gây ảnh hưởng tới thiết bị đo.

Nguyên lý cảm biến mức nước

Cảm biến mức nước báo ON/OFF

Rơle cảm biến mực nước là để mô tả nguyên lý làm việc của cảm biến mức nước ON-OFF.

Nguyên lý đo như sau; chỉ cần có nước tiếp xúc với cảm biến thì sensor sẽ xuất ra một tín hiệu Rơle loại NO hoặc NC. Thông qua tiếp điểm NO/NC chúng ta có thể đóng ngắt bơm hoặc báo còi – đèn khi nước đầy, cạn.

Có hai cách lắp đặt là lắp ngang ngay vị trí cần báo ON-OFF và lắp từ trên xuống. Đối với vị trí lắp từ thẳng từ trên xuống thì ta có thể tuỳ chính mức nước On/ off trên độ dài của cảm biến. Cách lắp từ trên xuống sẽ thuận tiện hơn lắp ngang nhưng bị chiếm nhiều không gian và chi phí sẽ cao hơn ( vì cảm biến phụ thuộc 1 phần vào độ dài que đo).

Cảm biến đo mức điện dung cho phép tuỳ chỉnh loại tín hiệu ngõ ra dạng thường đóng NC hay thường mở NO. Để chọn đúng thiết bị các bạn hãy liên hệ trực tiếp nhà cung cấp để được tư vấn chính xác nhất.

Các loại cảm biến mức nước ON-OFF:

• Cảm biến mức nước 3 que, cảm biến mực nước 5 que
• Cảm biến mức nước điện dung ON-OFF
• Cảm biến bắn sóng siêu âm ON-OFF

Tuỳ theo điều kiện đo và chi phí mà lựa chọn cảm biến cho phù hợp để có kết quả chính xác nhất.

Cảm Biến Mức Nước 4-20mA

Cảm biến đo mức nước liên tục tức sẽ cho ta biết được độ cao của mức nước và có thể quy đổi ra thể tích được gọi là cảm biến mức nước 4-20mA. Ưu điểm của cảm biến mức nước 4-20mA điện dung không chỉ cho kết quả đo chính xác mà khả năng chịu được nhiệt độ cao và áp suất cũng cao.

Các loại cảm biến mực nước bồn thường gặp :

• Cảm biến mức nước điện dung
• Cảm biến đo mức nước bằng sóng Radar
• Cảm biến siêu âm đo mức nước

Phương pháp đo mức cảm biến siêu âm và điện dung được sử dụng nhiều nhất do giá thành khá rẻ.

Các phương pháp đo mức nước mới nhất

Chọn phương pháp đo mực nước phù hợp giúp ta tiết kiệm được chi phí lắp đặt và tuổi thọ làm việc của cảm biến đo mức lâu.

Cảm biến mực nước 3 que

Là phương pháp đo đơn giản, dễ sử dụng, giá thành rẻ nhưng vẫn đảm bảo đo mức báo đầy và báo cạn chính xác. Với tín hiệu ngõ ra dạng ON – OFF khi nước đầy – cạn dạng relay NO / NC với tải max 2A cho dòng max 250V. Cảm biến mực nước 3 que- 5 que sử dụng được với nước dẫn điện kể cả nước lẫn hoá chất ăn mòn nhẹ.

Trên CDSU-522 có thể điều chỉnh thời gian delay cho ngõ ra realy và cả độ nhạy của cảm biến cho phù hợp với từng loại chất lỏng.

Ưu điểm cảm biến mực nước 3 que:

• Chịu được nhiệt độ lên tới 95oC
• Độ dài tối đa lên tới 3m
• Áp suất chịu max tại 40 bar tại 25oC và 15 bar tại 95oC
• Thiết kế nhỏ gọn
• Vật liệu Inox 303 cho sử dụng tốt cho các loại chất lỏng
• Thiết kế nhỏ gọn
• Giá rẻ so với các loại cảm biến khác

Nhược điểm :

• Khi dùng cảm biến đo điện cực phải dùng thêm một bộ điều khiển CDSU-522 để điều khiển ngõ ra mức cao và mức thấp
• Chỉ đo được cho chất lỏng dẫn điện

Cảm biến đo mực nước dạng phao

Phương pháp đo mức nước dạng phao là thiết bị đo mức nước cổ điển với hiệu suất đáng tin cậy.

• Cảm biến báo mức dạng phao ON-OFF
• Cảm biến báo mức nước dạng phao tuyến tính

Đo mức nước dạng phao ON-OFF dùng báo đầy hoặc báo cạn trong giới hạn của phao.

=> Phao báo đầy: khi mức nước tới giới hạn trên thì sẽ cho ra relay OFF, khi nước xuống giới hạn dưới thì sẽ cho ra relay ON .

=> Phao báo cạn: tương tự khi mức nước ở dưới cùng thì ON và khi mức nước lên tới giới hạn trên OFF.

Cả hai mức giới hạn ON – OFF này tương ứng NO/ NC bên trong của cảm biến đo mức nước dạng phao.

Phao inox sẽ trượt từ đầu đến cuối thanh kim loại khi mức nước dâng lên hoặc hạ xuống. Vị trí mức nước thấp nhất cảm biến phao sẽ cho ra giá trị 4mA, tại vị trí mức nước cao nhất sẽ cho ra giá trị 20mA. Bên trong đầu cảm biến sẽ có một bộ chuyển đổi giá trị điễn trở thành giá trị 4-20mA.

Bản chất của phao từ là thay đổi giá trị điện trở của thanh kim loại. Bên trong thanh kim loại là nam châm, khi phao inox di chuyển lên xuống làm thay đổi giá trị điện trỡ của thanh nam châm. Bộ chuyển đổi biến trở sang 4-20mA đóng vai trò quan trọng trong việc đưa tín hiệu điện trở thành tín hiệu analog 4-20mA.

Ngoài ra còn loại cảm biến báo mức phao dạng lắp ngang khác. Tuỳ theo điều kiện lắp đặt và môi trường sử dụng chúng ta chọn cảm biến phao báo đầy – báo cạn tương ứng.

Ưu điểm cảm biến phao:

• Giá thành tương đối thấp.
• Dùng được cho tất cả các loại chất lỏng ngoại trừ các chất kết dính, dạng sệt.
• Lắp đặt và sử dụng đơn giản.

Nhược điểm:

• Công nghệ lỗi thời
• Dể hư hỏng sau thời gian ngắn sử dụng do phao từ dể bị kẹt gây báo sai tín hiệu.

Cảm biến báo mức chất lỏng dạng điện dung

Cảm biến đo mức điện dung có thiết kế giống với cảm biến đo kiểu điện cực. Nhưng, thời gian đáp ứng nhanh hơn các loại cảm biến đo mức khác.

Cảm biến điện dung được bọc một lớp FEP bên ngoài sử dụng được cả trong môi trường đòi hỏi chuẩn vi sinh hay chất ăn mòn.

Khả năng chịu nhiệt độ cao lên tới 130oC và chịu áp lên tới 50 bar giải quyết các môi trường đo khắc nghiệt nhất.

Ưu điểm cảm biến đo mức điện dung

• Độ chính xác cao
• Thời gian đáp ứng nhanh
• Tuổi thọ dài hơn so với các loại cảm biến khác
• Sử dụng được cho nhiều loại chất lỏng khác nhau
• Khả năng chịu được môi trường khác nghiệt như nhiệt độ cao , áp suất cao mà các loại cảm biến khác không đáp ứng được

Nhược điểm của cảm biến đo mức điện dung

• Phải cấp nguồn nuôi cho cảm biến 9-36Vdc
• Giá thành cao hơn so với các loại cảm biến cùng loại
• Sai số cao 1%

Cảm biến đo mức kiểu điện dung đo được trong các chất lỏng và cả trong các chất rắn , xi măng , lúa , gạo … Một giải pháp tuyệt vời cho các ứng dụng với chi phí thấp so với các loại cảm biến đo mức khác .

Cảm biến siêu âm đo mức nước

Đo mức dạng siêu âm là cảm biến đo mức không tiếp xúc sử dụng công nghệ phát sóng từ cảm biến tới chất lỏng cần đo, sóng âm này sẽ bị phản hồi lại khi gặp mặt nước. Cảm biến siêu vừa phát sóng ra đồng thời cũng nhận sóng phản hồi lại, dựa vào sự thay đổi tần số mà cảm biến đo được khoảng cách từ cảm biến tới mặt nước.

Cảm biến siêu âm phù hợp với các ứng dụng đo mức nước yêu cầu không được tiếp xúc với chất lỏng. Tín hiệu ngõ ra tuyến tính dạng analog 4-20mA hoặc 0-10V.

Ưu điểm của cảm biến siêu âm

• Đo mức chất lỏng như nước và các loại chất lỏng khác với độ chính xác cao
• Thời gian đáp ứng nhanh
• Tín hiệu ngõ ra chuẩn analog 4-20ma
• Có thể cài đặt được thang đo khi cần điều chỉnh khoảng cách cho chính xác
• Giá thành tương đối phù hợp với các loại đo mức khác
• Đo được cho cả chất rắn và chất lỏng

Nhược điểm của cảm biến siêu âm

• Cảm biến có điểm mù tại điểm cao nhất của cảm biến hay còn gọi Dead zone
• Khoảng cách đo tối đa 20m
• Giá thành cao hơn các loại cảm biến đo mức khác
• Khoảng cách đo giảm phân nữa khi đo cho chất rắn

Sử dụng cảm biến siêu âm để đo mực nước là một lựa chọn tuyệt vời cho các ứng dụng cần đo khoảng cách hoặc thể tích bồn chứa với độ chính xác không quá cao. Với các ứng dụng cần độ chính xác cao phải chọn phương pháp đo mức khác phù hợp hơn.

Cảm biến đo mức nước bằng áp suất

Trình trạng mưa kéo dài làm tăng mực nước sông một cách đáng kể, có thể dẫn tới lũ lụt gây thiệt hại lớn cho các vùng thường xuyên chống chọi với lũ lụt.

Kiểm soát được mức nước sông bằng các thiết bị đo mức nước liên tục giúp giảm các thiệt hại về người và tài sản.

Cảm biến mực nước sông hay nước giếng dựa trên nguyên tắc thay đổi áp suất tính từ bề mặt nước tác động lên cảm biến. Khi mức nước thay đổi làm áp lực tác động lên cảm biến thay đổi theo. Chính vì thế cảm biến đo chính xác trong mọi điều kiện khác nhau khi thả chìm vào trong nước.

Những thông tin cần biết khi chọn mua cảm biến

• Xác định độ sâu mức nước cần đo
• Môi trường cần đo: nước sông , nước giếng …
• Độ dài của cáp tín hiệu sao cho lớn hơn độ sâu của của mức nước.
• Tín hiệu ngõ ra cho cảm biến
• Chọn bộ hiển thị mức nước phù hợp

Hậu quả của việc chọn sai lầm cảm biến đo mức là đo không chính xác mà còn có thể hư hỏng sau một thời gian ngắn sử dụng.

Chọn cảm biến mực nước phù hợp với ứng dụng thực tế

Mỗi loại cảm biến dùng cho một ứng dụng khác nhau trong thực tế. Chính vì thế mà người sử dụng muốn chọn một loại cảm biến phú hợp với yêu cầu của mình là một  khó khăn không nhỏ.

Hiểu rõ chức năng từng loại cảm biến không chỉ giúp chúng ta tự chủ để chọn cảm biến chính xác mà còn tiết kiệm được chi phí vận hành. Nếu bạn chưa biết gì về các loại cảm biến cần sử dụng cần liên hệ ngay một nhà tư vấn hoặc chuyên gia trong ngành.

Cảm biến đo mức nước

Khi chọn mua phải nắm rõ thông tin bên dưới:

• Đo mức báo đầy, báo cạn
• Hay đo mức liên tục

Để báo đầy báo cạn có nhiều phương pháp đo trong đó đo mức kiểu điện dung đang được ưa chuộng sử dụng với độ chính xác cao.

Hai điểm quan trọng trong bồn chứa chất lỏng

• Cảm biến báo tràn đóng vai trò quan trọng trong việc ngắt bơm để mức chất lỏng không tràn quá mức giới hạn cho phép. Chọn cảm biến báo tràn không phù hợp làm phát sinh nhiều chi phí không đáng có như; tổn hao nguyên liệu , chi phí vệ sinh , mua thiết bị đo mới …
• Cảm biến báo mức cạn điều khiển bơm đảm bảo mức nước trong tank không bị xuống thấp quá mức cho phép. Tiết kiệm thời gian, nâng cao năng suất làm việc nếu chúng ta chọn cảm biến báo mức cạn đúng yêu cầu kỹ thuật.

Giám sát thể tích nước trong bồn chứa

Cảm biến đo mực nước đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát mức nước trong các tank chứa. Dựa vào nguyên tắc đo khoảng cách cùng các thông số của tank chứa chúng ta có thể quy đổi ra thể tích trong bồn chứa.

Các loại cảm biến đo mức liên tục giám sát mức nước :

• Cảm biến siêu âm
• Cảm biến điện dung
• Đo mức bằng áp suất
• Cảm biến Radar

Cảm biến đo mức nhiên liệu

Đo mức xăng dầu

Giám sát mức nhiên liệu trong các xe chở xăng, dầu giúp giảm thất thoát trong quá trình vận chuyển. Dùng cảm biến chuyên dụng để đo mức xăng dầu cho kết quả đo chính xác và phi phí phù hợp.

Lắp đăt, sử dụng cảm biến đo mức nhiên liệu xăng dầu cần sư hỗ trợ của các chuyên gia; hoặc các kỹ thuật viên chuyên nghiệp để đảm bảo quá trình lắp đặt chính xác nhất.

Cảm biến đo mức chất rắn

Các chất rắn khi được cho vào các bồn chứa sẽ có độ cao không đồng nhất với nhau. Thông thường ở giữa sẽ luôn cao hơn hai thành bồn có hình dáng như hình chóp. Ngược lại, khi xả nhiên liệu thì hai bên thành tank lại là điểm cao nhất, còn ở giữa là thấp nhất.

Để giải quyết vấn đề này cần chọn cảm biến phù hợp với từng loại nguyên liệu; đồng thời chọn vị trí lắp đặt phù hợp nhất theo khuyến cáo của nhà sản xuất.

Lời kết:

Như vậy Dung đã giới thiệu đến các bạn các loại cảm biến đo mức phổ biến nhất hiện nay. Bên Dung hiện đang kinh doanh thiết bị cảm biến đo mức chất lỏng, chất rắn của hãng Dinel xuất xứ Czech. Là một nhà đại diện của hãng Dinel tại Việt Nam; chúng tôi cam kết đem đến những giải pháp tối ưu và chi phí tốt nhất cho các bạn. Hãy liên hệ cho Dung nếu bạn có nhu cầu tìm hiểu cũng như mua cảm biến đo mực nước nhé!