Cách chọn cảm biến đo mức nước

Cách chọn cảm biến đo mức nước như thế nào phù hợp với ứng dụng của chúng ta. Trong bài viết này mình chia sẻ đến các bạn các dòng cảm biến đo mực nước phổ biến. Tương ứng với mỗi dòng là cách sử dụng khác nhau. Mình xin chia sẻ đến các bạn mục đích có thể lựa chọn cảm biến thích hợp nhất. Mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất.

Trên thị thường có nhiều dòng cảm biến báo mức nước và các chất lỏng. Chúng ta có thể kể ra các dòng thông dụng như sau:

• Cảm biến đo mức dạng siêu âm
• Cảm biến đo mức dạng điện dung
• Đo mức dạng thuỷ tĩnh 
• Báo mức dạng phao

Cách chọn cảm biến đo mức nước

1-  Đo mức dạng siêu âm 

Siêu âm là dòng cảm biến được sử dụng đo mức chất lỏng nhiều nhất trong công nghiệp. Siêu âm được dùng chủ yếu để đo liên tục. Đo liên tục là khi đó cảm biến giám sát 0..100% mực nước trong bể. Nước ở mức nào thì sẽ đưa tín hiệu về ngay tại mức đó. Tín hiệu được dùng trong đo liên tục là analog và modbus.

Giả sử chúng ta cần giám sát mực nước trong bể cao 10m. Mực nước được báo về liên tục đến hệ thống PLC, Scada hay qua các màn hình hiển thị.

“Phương pháp đo mực nước siêu âm dựa vào sóng điên từ. Sóng điện từ được phát ra từ cảm biến siêu âm sẽ phản xạ lại khi gặp vật cảng. Trong trường hợp này là bề mặt của nước. Khi sóng phản xạ đi ngược về phía cảm biến và cảm biến nhận lại sóng phản xạ. Từ đó cảm biến tính được khoảng cách từ cảm biến đến bề mặt chất lỏng. Sau đó qui đổi sang tín hiệu analog dạng 4-20mA. ”

 

Mời bạn xem clip nguyên lý làm việc cảm biến siêu âm

Các ứng dụng phù hợp với dòng cảm biến siêu âm”

• Dùng đo chất lỏng như nước trong các bể chứa.
• Đo chất lỏng trong hầm ngầm.
• Đo nước sông, ao, hồ..
• Có thể dùng đo hoá chất, axit
• Dùng đo chất lỏng như xăng, dầu.. 

Đặt tính kỹ thuật cần biết của dòng siêu âm :

-Dãy đo cần dùng là bao nhiêu ? thường là 1m, 2m, 3m, 4m,..20,

-Ngõ ra tín hiệu của cảm biến dạng nào ? 4-20mA, Modbus ..

-Khả năng làm việc trong dãy nhiệt độ bao nhiêu ?

-Kiểu ren kết nối ?

-Có màn hình hiển thị và cài đặt hay không ?

Đó là về dòng cảm biến dùng đo mức chất lỏng dạng siêu âm. Một trong các phương pháp đo tốt nhất hiện nay.

 

2- Đo mức dạng điện dung 

Cảm biến đo mức dạng điện dung được dùng trong các ứng dụng có môi trường khắc nghiệt. Với nhiệt độ cao và áp suất cao, có thể kể ra các ứng dụng của cảm biến điện dung như dùng trong lò hơ. Dùng đo mức nước trong bể có chiều cao nhỏ. Dùng cho các ứng dụng có áp suất cao.

” Nguyên lý hoạt động cơ bản của cảm biến điện dung dựa trên việc đánh giá sự thay đổi điện dung của tụ điện. Bất kì vật nào đi qua trong vùng nhạy của cảm biến điện dung thì điện dung của tụ điện tăng lên. Sự thay đổi điện dung này phụ thuộc vào khoảng cách, kích thước và hằng số điện môi của vật liệu. Bên trong có mạch dùng nguồn DC tạo dao động cho cảm biến dòng, cảm biến dòng sẽ đưa ra một dòng điện tỉ lệ với khoảng cách giữa 2 tấm cực. “

Mời bạn xem clip cảm biến điện dung 

Điện dung có hai dòng : Đó là cảm biến báo mức liên tục và cảm biến báo mực dạng ON/OFF. Trong đó tuỳ theo nhu cầu mà lựa chọn kiểu báo mức thích hợp nhất.

Đối với cảm biến dạng ON/OFF: Ngõ ra tín hiệu là PNP, khi cảm biến tiếp xúc với nước thì ngõ ra sẽ có điện áp. Khi không tiếp xúc thì ngõ ra điện áp bằng 0V.

Đối với cảm biến đo liên tục : Ngõ ra là tín hiệu 4-20mA. Thang đo cảm biến tương ứng với chiều dài của cảm biến. Chiều dài cảm biến được tuỳ chọn trong khoảng từ 100mm đến 2000mm.

Đặc điềm kỹ thuật cần biết của cảm biến điện dung :

-Dãy đo của dòng điện dung cần đo là bao nhiêu ? Thường không quá 2m

-Áp suất làm việc trong khoảng bao nhiêu ? Thường không lớn hơn 10bar

-Nhiệt độ làm việc của cảm biến ? Thường không lớn hơn 200 độ C

-Nguồn cấp cho cảm biến ?

-Tín hiệu ngõ ra mong muốn PNP hay 4-20mA ? PNP dùng cho đo ON/OFF và 4-20mA sẽ dùng cho dòng đo liên tục.

3- Đo mức dạng thuỷ tĩnh 

Dòng đo mức thuỷ tĩnh là cảm biến sử dụng phổ thông trong đo mực nước dãy đo lớn. Như đo nước trong hồ thuỷ điện, đo nước bể ngầm, đo nước giếng..Khác với hai dòng cảm biến trên. Dòng cảm biến thuỷ tĩnh đo mức dựa vào sự thay đổi áp suất của nước. Ta biết rằng khi nước có độ cao càng lớn thì áp suất càng lớn. Trung bình mỗi 10 mét nước sẽ bằng 1 bar áp lực. Vì vậy dựa theo đặc tính vật lý đó các nhà sản xuất cho ra dòng cảm biến đo mức thuỷ tĩnh.

Cảm biến thuỹ tĩnh được thả dưới đáy của bể chứa nước. Áp lực của nước sẽ tác động lên lớp màn cảm biến và cảm biến chuyển giá trị áp lực đó thành tín hiệu điện dạng analog 4-20mA. Ví dụ bể nước có chiều cao 10m  thì áp suất nước khi 10 mét là 1 bar.

Mời bạn xem Nguyên lý cảm biến thuỷ tĩnh 

 -Ưu điểm của cảm biến thuỷ tĩnh 

• Ưu điểm của dòng cảm biến mực nước thuỷ tĩnh
• Đo chính xác cao, độ phân giải lên đến 1mm.
• Dãy đo lớn, chúng ta có thể dùng với dãy đo lên đến 100m.
• Dễ sử dụng, không cần hiệu chuẩn.
• Có tuổi thọ lâu nếu đáp ứng các điều kiện của thiết bị.

-Nhược điểm của cảm biến 

• Chỉ dùng được nước, không dùng đo các chất lỏng khác.
• Nhiệt độ làm việc thấp, chịu nhiệt độ cao nhất chỉ 70 độ C.
• Dùng trong môi trường nước bẩn có hoá chất thì cảm biến sẽ bị ăn mòn.
• Không dùng được trong ứng dụng có cánh khuấy

Bảng thông số so sánh cảm biến – Cách chọn cảm biến đo mức nước 

	Cảm biến siêu âm	Cảm biến điện dung	Cảm biến thuỷ tĩnh
Daỹ đo	Cao nhất 20m	Cao nhất 2m	Cao nhất 100m
Ngõ ra	4-20mA Hart	4-20mA / PNP	4-20mA
Sai số	0.2%	0.1%	0.5%
Nhiệt độ làm việc	-10..70 độ C	-20…200 độ C	0..50 độ C
Áp suất làm việc	Max 3 bar	Max 16 bar	Max 10 Bar
Ứng dụng	Đo mực nước, dầu, axit, nước thải, hoá chất,..	Đo mực nước, dầu, axit, nước thải, hoá chất,..	Đo mực nước
Khả năng hiệu chuẩn dãy đo	Có	Không	Không
Tuổi thọ	5-10 năm	5-10 năm	5-10 năm
Chứng chỉ Atex	Có	Có	Không

Đó là một số thông tin mà mình chia sẻ các bạn về các dòng thiết bị chuyên dùng trong công nghiệp. Hy vọng phần nào giúp các bạn hiểu rõ hơn. Để được tư vấn và nhận báo giá cảm biến phù hợp với nhu cầu. Các bạn hãy liện hệ với Quôc theo thông tin sau:

Phones: 0989 825 950 Mr Quốc –  Zalo : 0989 825 950

Email : Christian.Nguyen@Bff-tech.com  

Công Ty TNHH Công Nghệ Đo Lường BFF