Cảm Biến Mức Là Gì?

1. Cảm biến mức là gì?

Hình 1: Một số hình ảnh cảm biến mức.

2. Cảm biến mức - Phân loại và nguyên lý hoạt động

2.1. Phân loại cảm biến mức

Để đo mức chất lỏng và đo mức chất rắn chúng ta có nhiều phương pháp đo. Trong đó, có hai loại chính: đo mức không tiếp xúc và đo mức tiếp xúc.

- Đo mức tiếp xúc: Đo mức tiếp xúc là một phương pháp đo mà cảm biến sẽ báo mức khi tiếp xúc với nước hay các chất lỏng, chất rắn cần đo.

Hình 2: Cảm biến đo mức tiếp xúc.

- Đo mức không tiếp xúc: Công nghệ đo không tiếp xúc phát triển để giải quyết các vấn đề khó khăn khi lắp đặt do: không gian lắp đặt hạng hẹp, vị trí lắp đặt không phù hợp, môi chất không cho phép thiết bị đo tiếp xúc với thiết bị đo. Trong một số trường hợp các điều kiện không cho phép lắp trực tiếp thì bắt buộc phải lắp từ trên xuống và không cho tiếp xúc với chất lỏng.

Hình 3: Cảm biến đo mức không tiếp xúc.

2.2. Một số phương pháp đo mức – nguyên lý hoạt động

- Cảm biến đo mức dạng phao: Đo mức nước dạng phao ON-OFF dùng để 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.

Hình 4: Nguyên lý hoạt động Cảm biến mức dạng phao.

- Cảm biến đo mức chất lỏng dạng điện dung: Nguyên lí cảm biến đo mức bằng điện dung hoạt động dựa trên sự khác biệt hằng số điện môi chất lưu với không khí. Điều kiện, điện môi của lưu chất phải lớn hơn hằng số điện môi của không khí. Theo đó, hằng số của điện môi không khí rơi vào khoảng 1.0, hằng số điện môi dầu 1.85 đến 5, còn nước có điện môi lớn từ 50 đến 80. Khi các chấy lưu thay đổi kéo theo sự thay đổi của hằng số điện dung môi tương ứng.

Hình 5: Nguyên lý hoạt động Cảm biến đo mức dạng điện dung.

- Cảm biến siêu âm đo mức nước: Đo mức dạng siêu âm 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 âm 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.

Hình 6: Nguyên lý hoạt động Cảm biến siêu âm đo mức nước.

3. Cảm biến đo mức – Ưu nhược điểm và ứng dụng

3.1. Ưu - nhược điểm

3.2. Ứng dụng:

- Đo mức chất lỏng: Sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp thực phẩm (Bia, rượu, nước giải khát, sữa...), nhà máy cấp nước thoát nước, nhà máy xử lý nước thải…; giám sát nhiên liệu (xăng, dầu…), ...

Hình 7: Ứng dụng cảm biến đo mức chất lỏng.

- Đo mức chất rắn: Ngành thực phẩm (Bột mì, đường,…), xi măng, thức ăn chăn nuôi, ngành nhựa ...

Hình 8: Ứng dụng cảm biến đo mức chất rắn.

4. Cảm biến đo mức - Thông số kỹ thuật

Để chọn cảm biến mức cần chọn một số thông số cơ bản:

5. Cảm biến đo mức - Một số lưu ý khi sử dụng

- Tùy vào mục đích sử dụng mà chọn loại cảm biến đo mức phù hợp.

- Đối với mỗi loại cảm biến đo mức sẽ có những lưu ý riêng.

 Ví dụ: Hướng dẩn cách chọn cảm biến báo mức chất lỏng – nước

• Xác định đo mức liên tục hay báo đầy – báo cạn
• Cần phải biết loại chất lỏng cần đo để chọn thiết bị cho phù hợp
• Đối với báo mức đầy – báo cạn cần chọn độ dài phù hợp vì không thay đổi được độ dài
• Đối với báo mức liên tục cần xác định loại đo mức, khoảng cách cần đo
• Nhiệt độ và áp suất (nếu có) là bao nhiêu ?
• Tín hiệu ngõ ra đối với từng loại, 4-20mA hoặc 0-10V đối với đo mức liên tục
• Giá thành của từng loại cảm biến

6. Cảm biến đo mức - Các hãng sản xuất

- Autonics, xuất xứ: Hàn Quốc

- Omron, xuất xứ: Nhật Bản

- Siemens, xuất xứ: Đức

- Dinel, xuất xứ: Cộng hòa Séc

- Hawk, xuất xứ: Mỹ

- UWT, xuất xứ: Đức

- ...