Các loại cảm biến đo mức nước, chất lỏng công nghiệp

 Các loại cảm biến đo mức nước. Ứng dụng cảm biến đo mức chất lỏng như : nước, hóa chất, xăng dầu,…

Với đa dạng tín hiệu ngõ ra của cảm biến đo mức nước 4-20mA, 0-10V, RS485 Modbus RTU,..

Cảm biến mức nước quang, Cảm biến đo mức chất lỏng điện dung, Công tắc cảm biến đo mức dạng rung, Cảm biến mức chất lỏng dạng màng, cảm biến mức nước dạng phao, Cảm biến mức chất lỏng siêu âm, cảm biến đo mức nước radar....

Cảm biến đo mức chất lỏng là gì?

Cảm biến đo mức nước  là thiết bị đo mức chất lỏng trong bồn chứa giúp xác định mức chất lỏng quá cao hay quá thấp. Theo phương pháp đo mức chất lỏng có thể chia thành hai loại: loại có tiếp xúc và loại không tiếp xúc. Máy phát mực nước loại đầu dò mà chúng ta gọi là bộ đo tiếp xúc, chuyển đổi độ cao của mực nước thành tín hiệu điện cho đầu ra. Nó hiện đang là thiết bị đo mực nước được sử dụng rộng rãi.

Cảm biến đo mức chất lỏng hoạt động như thế nào?

Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo mức nước là khi đặt nó vào một độ sâu nhất định trong chất lỏng cần đo, áp suất trên bề mặt phía trước của cảm biến sẽ được chuyển thành độ cao mực chất lỏng.

Công thức tính là Ρ = ρ.g.H + Po

Trong công thức:

P là áp suất trên bề mặt chất lỏng của cảm biến.

ρ là khối lượng riêng của chất lỏng cần đo.

g là gia tốc trọng trường cục bộ .

Po là áp suất khí quyển trên bề mặt chất lỏng.

H là độ sâu tại đó cảm biến rơi vào chất lỏng.

 

Sử dụng cảm biến đo mức nước, đo mức chất lỏng ở đâu?

Công dụng của cảm biến mực nước bao gồm các ứng dụng sau:

1. Đo mực nước hồ bơi, bể nước

2. Đo mực nước sông, hồ

3. Đo mực nước biển

4. Đo mức của chất lỏng axit-bazơ

5. Đo mức dầu của xe tải chở dầu

6. Kiểm soát mực nước bồn chứa

7. Cảnh báo sóng thần và giám sát mực nước biển

8. Kiểm soát mực nước tháp giải nhiệt

9. Kiểm soát mức bơm nước thải

10. Giám sát từ xa mức chất lỏng

 

Cảm biến đo mức nước có những loại nào?

1. Cảm biến mức nước quang

Cảm biến quang học ở trạng thái rắn. Chúng sử dụng đèn LED hồng ngoại và phototransistor, và khi cảm biến ở trong không khí, chúng sẽ được ghép nối quang học. 

Khi nhúng đầu cảm biến vào chất lỏng, tia hồng ngoại sẽ thoát ra ngoài khiến công suất phát ra thay đổi. Các cảm biến này có thể phát hiện sự hiện diện hoặc vắng mặt của hầu hết mọi chất lỏng. Chúng không nhạy cảm với ánh sáng xung quanh, không bị ảnh hưởng bởi bọt khí ở trong không khí, và không bị ảnh hưởng bởi các bong bóng nhỏ khi ở trong chất lỏng. 

Điều này làm cho chúng hữu ích trong các tình huống mà các thay đổi trạng thái phải được ghi lại một cách nhanh chóng và đáng tin cậy, đảm bảo thiết bị hoạt động trong thời gian dài mà không cần bảo trì.

Ưu điểm: đo không tiếp xúc, độ chính xác cao và phản hồi nhanh.

Nhược điểm: Không sử dụng dưới ánh nắng trực tiếp, hơi nước sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo.

 

2. Cảm biến mức chất lỏng điện dung

Công tắc mức điện dung sử dụng 2 điện cực dẫn điện (thường làm bằng kim loại) trong mạch, và khoảng cách giữa chúng rất ngắn. Khi nhúng điện cực vào chất lỏng, nó hoàn thành mạch điện.

Ưu điểm: có thể dùng để xác định sự lên xuống của chất lỏng trong bình chứa. Bằng cách làm cho điện cực và bình chứa có cùng chiều cao, có thể đo được điện dung giữa các điện cực. Không có điện dung có nghĩa là không có chất lỏng. Một điện dung đầy đủ thể hiện một thùng chứa hoàn chỉnh. Các giá trị đo được của “rỗng” và “đầy” phải được ghi lại, sau đó các máy đo đã hiệu chuẩn 0% và 100% được sử dụng để hiển thị mức chất lỏng.

Nhược điểm: Sự ăn mòn của điện cực sẽ làm thay đổi điện dung của điện cực, và nó cần được làm sạch hoặc hiệu chuẩn lại.

3. Công tắc cảm biến đo mức dạng rung

Công tắc cảm biến đo mức dạng rung là một công cụ chuyển đổi mức chất lỏng được thiết kế theo nguyên tắc âm thoa. Nguyên tắc hoạt động của công tắc là gây ra rung động của nó thông qua sự cộng hưởng của tinh thể áp điện.

Mọi vật đều có tần số cộng hưởng của nó. Tần số cộng hưởng của vật thể liên quan đến kích thước, khối lượng, hình dạng, lực… của vật thể

Ưu điểm: Nó có thể thực sự không bị ảnh hưởng bởi dòng chảy, bong bóng, các loại chất lỏng, v.v. và không cần hiệu chuẩn.

Nhược điểm: Không sử dụng được trong môi trường nhớt.

4. Cảm biến mức chất lỏng dạng màng

Màng ngăn hoặc công tắc mức khí nén dựa vào áp suất không khí để đẩy màng ngăn, tương tác với một công tắc vi mô bên trong thân chính của thiết bị. Khi mức chất lỏng tăng lên, áp suất bên trong ống phát hiện sẽ tăng cho đến khi kích hoạt công tắc siêu nhỏ. Khi mức chất lỏng giảm xuống, áp suất không khí cũng giảm và công tắc sẽ mở ra.

Ưu điểm: Không cần nguồn điện trong bình, sử dụng được với nhiều loại chất lỏng, công tắc sẽ không tiếp xúc với chất lỏng.

Nhược điểm: Vì là máy cơ nên sẽ cần bảo dưỡng theo thời gian

5. Cảm biến mức nước dạng phao

Công tắc phao là cảm biến mức ban đầu. Chúng là thiết bị cơ khí. Phao rỗng được kết nối với cánh tay đòn. Khi phao lên xuống trong chất lỏng, cánh tay đòn sẽ được đẩy lên và hạ xuống. cánh tay đòn có thể được kết nối với một công tắc từ tính hoặc cơ học để xác định bật / tắt, hoặc nó có thể được kết nối với một đồng hồ đo mức thay đổi từ đầy sang rỗng khi mức chất lỏng giảm xuống.

Việc sử dụng công tắc phao cho máy bơm là một phương pháp tiết kiệm và hiệu quả để đo mực nước trong hố bơm của tầng hầm.

Ưu điểm: Công tắc phao có thể đo bất kỳ loại chất lỏng nào và có thể được thiết kế để hoạt động mà không cần bất kỳ nguồn điện nào.

Nhược điểm: Kích thước lớn hơn các loại công tắc khác và vì là công tắc cơ nên phải sử dụng thường xuyên hơn các loại công tắc mức khác.

 

6. Cảm biến mức chất lỏng siêu âm

Máy đo mức siêu âm là một máy đo mức kỹ thuật số được điều khiển bởi một bộ vi xử lý. Trong phép đo, xung siêu âm được phát ra bởi cảm biến (bộ chuyển đổi). Sóng âm được phản xạ bởi bề mặt chất lỏng và được nhận bởi cùng một cảm biến. Nó được chuyển đổi thành tín hiệu điện bởi một tinh thể áp điện. Thời gian giữa quá trình truyền và nhận sóng âm được dùng để tính Số đo khoảng cách đến bề mặt chất lỏng.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến mực nước siêu âm là đầu dò siêu âm (đầu dò) phát ra sóng âm tần số cao khi nó chạm vào bề mặt của mực nước đo được (vật liệu), được phản xạ lại và sóng phản xạ được nhận bởi đầu dò và chuyển đổi thành tín hiệu điện. Thời gian lan truyền của sóng âm. Nó tỉ lệ với khoảng cách từ sóng âm đến bề mặt của vật. 

Mối quan hệ giữa quãng đường truyền sóng âm S với tốc độ truyền âm C và thời gian truyền âm T có thể được biểu thị bằng công thức: S = C × T / 2.

Ưu điểm: đo không tiếp xúc, phương tiện đo gần như không giới hạn và nó có thể được sử dụng rộng rãi để đo chiều cao của các chất lỏng và vật liệu rắn khác nhau.

Nhược điểm: Độ chính xác của phép đo bị ảnh hưởng nhiều bởi nhiệt độ và khói bụi của môi trường hiện tại.

7. Máy đo mức nước radar

Mức chất lỏng của radar là một dụng cụ đo mức chất lỏng dựa trên nguyên tắc du hành thời gian. Sóng radar chạy với tốc độ ánh sáng và thời gian chạy có thể được chuyển đổi thành tín hiệu mức bằng các thành phần điện tử. Đầu dò phát ra các xung tần số cao truyền đi với tốc độ ánh sáng trong không gian, và khi các xung này gặp bề mặt của vật liệu, chúng sẽ được phản xạ và nhận bởi máy thu trong máy đo, và tín hiệu khoảng cách được chuyển thành một mức dấu hiệu.

Ưu điểm: phạm vi ứng dụng rộng rãi, không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, bụi, hơi nước, v.v.

Nhược điểm: Dễ tạo ra phản xạ nhiễu ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo.

Nguồn bài viết: https://epcb.vn/blogs/news/cac-loai-cam-bien-do-muc-nuoc-chat-long-cong-nghiep