Cảm biến siêu âm đo mức có hiển thị ULM-70N

Original: DINEL – CZECH.
Supply voltage: 18…36 VDC
Measuring range: 0,15…20m
Output: 4-20mA, Hart – ModBus RTU
Resolution: <1mm
Accuracy: 0,15%
Beamwidth: 10,12,14 degree
Ambient temperature range: -30…70 degree C.
Damping: 0…99s
Measuring period: 1…4s
Mechanical connection: G1, G1’1/2, G 2’1/4.
Type of display: Matrix oled, LCD.
Resolution: 128×64 pixels.
Color: yellow.

0855.200.531 - ZALO Yêu cầu báo giá

Mô tả

Hiện nay, có rất nhiều giải pháp công nghiệp dùng để đo mức chất lỏng hay chất rắn. Một trong những giải pháp tối ưu đấy đó là cảm biến siêu âm đo mức có hiển thị ULM-70N. Cảm biến siêu âm đã không còn xa lạ đối với các kỹ sư hay những người thợ khi lắp sử dụng. Vì chúng sử dụng đo mức với nguyên lý bằng sóng siêu âm. Thế nên, nó được sử dụng trong rất nhiều môi trường đặc biệt. Trong bài viết ngày hôm nay, mình xin chia sẽ về loại cảm biến siêu âm ULM-70N này có những điểm gì đặc biệt.

Tóm Tắt Nội Dung

Cảm biến siêu âm đo mức có hiển thị ULM-70N
- Nguyên lý cảm biến siêu âm đo mức
- Cấu tạo cảm biến siêu âm
Hướng dẫn sử dụng cảm biến khoảng cách siêu âm
Ứng dụng của cảm biến sóng siêu âm ULM-70N

Cảm biến siêu âm đo mức có hiển thị ULM-70N

Cảm biến siêu âm đo mức có hiển thị ULM-70N, đây là loại cảm biến được sử dụng bằng nguyên lý phát sóng siêu âm. Về cơ chế hoạt động này nó khá tương tự như các loài động vật như chúng ta được biết: dơi, cá heo…

Ngoài ra, loại cảm biến siêu âm này còn có thể hiển thị được giá trị đo. Tức là, nó sẽ cho người giám sát trực tiếp biết được chiều cao môi trường bên trong đó hiện tại đang là bao nhiêu.

Bên cạnh đó, bởi vì cảm biến siêu âm đo mức có hiển thị còn được biết với cái tên cảm biến đo mức không tiếp xúc. Chính vì thế mà các loại cảm biến siêu âm nói chung, và cảm biến siêu âm ULM-70N nói riêng thường được sử dụng ở những môi trường như: khu vực dễ cháy nổ, khu vực có độ ăn mòn tương đối cao, khu vực có tính an toàn và đảm bảo vệ sinh…

Từ đò, bởi vì sự tiện lợi và nhiều lợi ích của cảm biến siêu âm đo mức có hiển thị này mà nó được dùng nhiều ở nhiều lĩnh vực và ngành nghề dưới đây:

Trong ngành sản xuất và đóng gói thực phẩm như: socola, mức, các loại gia vị, dầu ăn…
Trong lĩnh vực xử lý nước – nước thải: bể chứa nước sạch, khu vực nước thải, đập nước…
Trong lĩnh vực hóa chất – y dược: các chất tẩy, nhựa dính…

Nguyên lý cảm biến siêu âm đo mức

Về nguyên lý cảm biến siêu âm đo mức này hoạt động cũng tương tự như các loại động vật. Điều này có nghĩa rằng, cảm biến siêu âm này sẽ “bắn” ra các chùm sóng siêu âm đến với bề mặt của vật liệu (nước, tường…)

Sau khi các chùm sóng siêu âm này va chạm tới vật cản – gọi là sóng tới, thì nó sẽ sản sinh ra một chùm sóng phản xạ. Sóng phản xạ này sẽ truyền mọi dữ liệu thông tin về bộ phận xử lý tín hiệu của cảm biến dùng để phân tích. Từ đấy nó sẽ cho ra chiều cao cũng như tín hiệu ngõ ra của cảm biến là bao nhiêu.

Vậy dữ liệu mà sóng phản xạ truyền về sẽ bao gồm những thông tin gì?

Theo như lý thuyết mà nói, khi tín hiệu cả truyền đi và truyền về cho cảm biến thì cảm biến sẽ phân tích hai tham số sau đâu:

Thời gian (t)
Vận tốc (v)

Có nghĩa rằng, kết quả mà nó đo được sẽ phụ thuộc vô đại lượng thời gian của cả quãng đường mà sóng tới và sóng phản xạ. Đồng thời dựa vào vận tốc mà sóng được truyền và nhận về là bao nhiêu. Từ đó nó sẽ sử dụng các phương trình toán học như tích phân hay nguyên hàm, đạo hàm…được lập trình sẵn sẽ cho chúng ta biết được giá trị kết quả đo bằng bao nhiêu.

Cấu tạo cảm biến siêu âm

Đối với cảm biến siêu âm đo mức có hiển thị ULM-70N này sẽ có cấu tạo bên ngoài khá là đơn giản. Chúng sẽ có bao gồm những bộ phận sau đây:

Màn hình hiển thị giá trị đo: Bằng việc hiển thị bằng màn hình ma trận OLED đồng thời được bảo vệ bằng tấm kính dày. Bộ phận này dùng để hiển thị giá trị cài đặt và giá trị đo được của cảm biến siêu âm.
Các nút bấm dùng để cài đặt giá trị: Được thiết kế trực tiếp ngay phần màn hình hiển thị. Thông thường, nó sẽ có 3 núm bấm. Một nút bấm dùng để di chuyển, một nút bấm dùng để chọn và cái còn lại dùng để thoát hoặc đăng nhập.
Cổng tín hiệu ngõ ra của cảm biến: Dùng để truyền tải tín hiệu cho các thiết bị điều khiển hay hiển thị.
Bộ phận bắn và thu nhận tín hiệu sóng siêu âm: Đây là bộ phận nhạy cảm nhất của cảm biến. Mặc dù được làm bằng nhựa bền. Nhưng khi sử dụng tránh va đập nhiều ở vị trí này. Bởi vì đây là bộ phận dùng để thu thập thông tin.
Bộ phận phân tích và xử lý tín hiệu sóng: Chủ yếu được làm từ cái linh kiện điện tử nano, dùng để xử lý các tín thiệu thu thập được. Sau đó nó sẽ được hiển thị trên màn hình và đồng thời truyền tải tín hiệu.

Hướng dẫn sử dụng cảm biến khoảng cách siêu âm

Trong quá trình sử dụng cảm biến khoảng cách siêu âm phải lưu ý một vài vấn đề về lắp đặt và cách cài đặt cảm biến. Như vậy khi sử dụng, sẽ tối ưu hết được những khả năng của cảm biến khoảng cách siêu âm mang lại.

Cách lắp đặt cảm biến khoảng cách siêu âm

Để đảm bảo được độ chính xác trong khi đo lường. Thì cảm biến khoảng cách siêu âm phải được lắp đặt vuông gốc với mặt phẳng tới. Như thế các chùm sóng tới cũng như các chùm sóng phản xạ sẽ chính xác hơn.

Ngoài ra, khi lắp đặt cảm biến siêu âm cần phải lưu ý thêm một vài lưu ý sau đây:

Trên đường truyền không có vật cản: Thông thường ở các bình chứa người ta hay lắp máy trộn, một số thanh ngang… Tuy nhiên bởi vì một số thiết bị này sẽ làm ảnh hưởng đến quá trình đo đạc mức của cảm biến. Gây ra hiện tại sai số.
Lắp đặt cảm biến gần ngay ống bớm/xả: Khi lắp đặt cảm biến ngay tại những vị trí này, thì giá trị kết quả đo được sẽ bị sai số rất nhiều. Thế nên, hãy lắp đặt tránh xa những khu vực này. Nếu, trường hợp bắt buộc phải lắp đặt gần ở những khu vực này. Bạn phải cần lắp thêm phần ống phễu/nước dài… sao cho bề mặt nước ở trong ống không bị dao động liên tục.
Bề mặt có hiện tượng nổi bọt/bong bóng: Trường là những môi trường hóa chất, chất tảy rửa…Những bọt khí/bong bóng nước này, sẽ làm gây nhiễu quá trình đo lường mức của siêu âm. Bởi vì xét về nguyên tắc vật lý, bệ mặt của môi trường này nó không được phẳng và đồng nhất. Dẫn đến tín hiệu truyền về bị lệch, làm cho quá trình đo lường bị sai sót. Tuy nhiên, vấn đề này chúng ta có thể khắc phục bằng cách thay đổi chức năng đo của cảm biến.

Nhìn chung, mặc dù cảm biến khoảng cách siêu âm còn có thể lắp đặt trực tiếp ngay ngoài trời. Dẫu vậy, bạn vẫn nên thiết kế thêm phần mái che cho cảm biến để giúp cho độ bề của cảm biến được lâu hơn.

Cách nối dây cho cảm biến khoảng cách siêu âm

Quá trình nối dây cho cảm biến tiến hành cũng rất đơn giản. Tuy nhiên, bạn cũng phải cần lưu ý khi nối dây. Đối với cảm biến khoảng cách siêu âm ULM-70N thì nó sẽ có hai cách nối dây như sau:

Nối dây theo kiểu Active.
Nối dây kiểu Passive.

Chân (+) và (-) sẽ dùng để nối dây tín hiệu.

Cách cài đặt cảm biến khoảng cách siêu âm

Quá trình cài đặt dùng để hiển thị chiều cao mức bằng cảm biến siêu âm ULM-70N sẽ được thao tác như sau:

Bước 1: Nhấn dữ nút “OK” cho đến khi trên màn hình hiển thị danh mục.

Bước 2: Sử dụng nút “lên xuống” để di chuyển. Chúng ta sẽ chọn chế độ “Basic setting”.

Bước 3: Sau khi chọn “Basic setting”, chúng ta thiết lập thông số “Min level” và “Max level”

Bước 3.1: Dùng nút “Ok” để di chuyển qua lại giữa các tham số “0.0.0.0.0” và dùng nút nhân “Lên-xuông” để thay đổi giá trị.
Bước 3.2: Sau đó nhấn nút “OK” để lưu lại quá trình cài đặt. (Màn hình sẽ hiển thị thông báo “saved”)
Bước 3.3: Dùng nút “ESC” để thoát từng chế độ.

Các thao tác khác tương sẽ được thực hiện từng bước như trên cho các chế độ “Units, Damping, Sensitivity, Teaching”

– “UNITS” đây là chức năng dùng để thay đổi đơn vị đo của cảm biến.

– “DAMPING” đây là chức năng dùng để thay đổi thời gian phản hồi tín hiệu. Chức năng sẽ được sử dụng khi và chỉ khi môi trường đo có bề mặt gồ ghề, dạng sóng… Ngoài ra, khi sử dụng chế độ này sẽ tăng kết quả hiển thị chính xác hơn.

– “SENSITIVITY” điều chỉnh độ nhạy cho cảm biến. Theo như sự khuyến cáo của nhà sản xuất, bạn sẽ thay đổi chức năng này khi và chỉ khi bề mặt môi trường đo có nhiều bọt hoặc bong bóng nước…Lúc này bạn sẽ thay đổi giá trị nó thành “high”.

– “TEACHING” được hiểu đơn giản là chế độ lọc nhiễu. Trường hợp bạn nên dùng chức năng này khi bình chứa bên bạn có hiện tượng bề mặt gồ ghề, có sử dụng máy trộn và một số những dị vật khác. Dùng chức năng này dùng để lọc những tín hiệu bị phản xạ sai và chỉ hiển thị lại những kết quả đúng khi đo mức.

Vùng mù của cảm biến siêu âm

Vùng mù của cảm biến siêu âm hay điểm chết của cảm biến siêu âm. Đây là khu vực mà cảm biến không thể đo được giá trị là bao nhiêu. Nên dẫn đến, nó sẽ báo lỗi “Errors”.

Chính vì thế, đối với mỗi con cảm biến siêu âm bạn nên tìm hiểu vùng mù của cảm biến là khoảng bao nhiêu. Để từ đó, khi lắp đặt hay sử dụng cảm biến tránh trường hợp không may môi trường đo như chất lỏng,…dâng lên tới mức điểm chết của cảm biến. Dẫn đến hệ thống hoạt động bị báo lỗi.

Tóm lại, vùng mù của cảm biến hay deadzone là một trong những điều lưu ý tuyệt đối luôn phải tìm hiểu khi mua cảm biến. Để dễ nhận diện được điểm chết của cảm biến. Đối với mỗi loại cảm biến, họ sẽ ghi như là từ 0,15m đến 2m. Nghĩa là nó chỉ đo khoảng cách từ 0,15m đến 2m. Còn từ 0 đến 0,15m đó chính là vùng mù của cảm biến siêu âm.

Ứng dụng của cảm biến sóng siêu âm ULM-70N

Cảm biến sóng siêu âm, hiện nay chúng thường được sử dụng dùng để đo mức chiều cao của một bình chứa, bể chứa, khu vực cống rãnh… Bởi vì, chúng được cho là loại cảm biến dùng để đo mức ở những nơi có độ cao hay độ sâu lên đến 20m. Mà ngày nay rất ít cảm biến nào có thể dùng để đo.

Bên cạnh về khả năng đo mức chiều cao cùng với những môi trường đặc biệt, thì các loại cảm biến sóng siêu âm nói chung và loại ULM-70N nói riêng hay được dùng. Cũng chính vì lý do là chúng dùng để đo mức dạng không tiếp xúc.

Từ đó nó có rất nhiều tên gọi khi sử dụng như: cảm biến đo mức chất lỏng, xăng dầu, nhiên liệu, chất rắn, nước liên tục…

Cảm biến sóng siêu âm dùng đo mức

Ắt hẳn, các bạn đã từng được nghe về các hệ thống SCADA, DCS hay website. Đó toàn là những hệ thống được hiểu chung là “hệ thống giám sát”. Mọi thông tin từ nhà máy sẽ được truyền và hiển thị trên màn hình.

Chính vì thế, cảm biến sóng siêu âm sẽ thường dùng để giám sát chiều cao hay độ sâu. Thường là của các bình chứa, bể chứa, silo… Quá trình giám sát này rất quan trọng đối với một số lĩnh vực như thực phẩm, hóa chất, y dược… Bởi vì họ cần sự chuẩn xác về tỉ lệ pha trộn.

Cảm biến sóng siêu âm điều khiển thiết bị

Ngoài việc dùng để đo mức chiều cao hay độ sâu ra của cảm biến. Cảm biến sóng siêu âm còn có khả năng dùng để điều khiển. Chủ yếu dựa vào các loại thiết bị điều khiển khác.

Cảm biến sóng siêu âm dùng điều khiển thiết bị

Những loại động cơ này thường là bơm nước, máy trộn dung dịch, các loại van điện từ…Cảm biến sẽ truyền tín hiệu đến các thiết bị có khả năng dùng để điều khiển PID hay Relay. Điển hình là PLC, bộ hiển thị và điều khiển PID ATR244, ATR121, Module vi xử lý…