Các phương pháp đo mức nước

Chào các bạn, trong bài viết này mình xin chia sẻ đến các bạn các phương pháp đo mức nước hiện nay. Hầu hết hiện nay không ai còn đo mức theo kiểu kinh nghiệm hay thủ công nữa và thay vào đó là dùng thiết bị công nghiệp. Bài viết sẽ nêu rõ về các cách thức đo mức là gì ? Các loại thiết bị hỗ trợ cho việc đo mức nước ? Các cách thức mà chúng hoạt động cũng như các thông số kỹ thuật. Qua đo các bạn sẽ có thêm các thông tin và kiến thức về từng loại nhằm phục vụ cho nhu cầu đo lường.

Thông thường các dòng thiết bị cảm biến đo lường mực nước hay các loại chất lỏng khác sẽ bao gồm 2 dòng lớn. Đó là cảm biến đo mức liên tục và cảm biến đo mức dạng báo đầy báo cạn tức cảm biến đo mức on/off. Giải thích thêm nhé, cảm biến đo mức liên tục là một loại thiết bị đo lường mực chất lỏng từ 0-100% mực chất lỏng có trong thùng một cách liên tục. Còn cảm biến báo đầy báo cạn chúng chỉ có khả năng báo mực ngay tại vị trí mà chúng ta lắp đặt mà thôi nhé. Cụ thể như thế nào thì mình và các bạn cùng tìm hiểu nhé.

Ứng dụng của các phương pháp đo mức nước hiện nay:

Việc đa ra các phương pháp đo mức khác nhau sau đó tối ưu lại và chọn một là một việc làm hết sức đúng đắn. Chúng giúp ta có thể hiểu hết vì từng phương pháp cũng như xem xét việc phương pháp nào sẽ phù hợp với môi trường mà chúng ta sử dụng. Việc chọn phương pháp đo lường trong công nghiệp sẽ phần nào giúp bạn tiết kiệm được chi phí đầu tư và đảm bảo hoàn thành công việc.

Các phương pháp đo mức nước mà mình muốn nói đến chúng không chỉ dùng để đo lường mực nước mà thôi. Mà chúng còn có thể dùng cho tất cả các loại chất lỏng khác nhau, bên cạnh đó còn có chất rắn và các loại chất độc hại khác trong công nghiệp. Mỗi loại phương pháp chúng ta sẽ có một số môi trường đo lường khác nhau nhé.

Tổng hợp các phương pháp đo mức nước – chất lỏng – chất rắn hiện nay:

Như ở trên mình có chia sẻ là hiện nay rất ít người dùng kinh nghiệm hay cách thức thủ công để đo lường mức nước hay các loại chất khác. Thay vào đó chúng ta sẽ dùng các loại thiết bị công nghiệp cụ thể là cảm biến để có thể làm việc này. Nên mình sẽ chỉ đưa ra các phương pháp đo mức bằng thiết bị cảm biến thôi nhé.

Các phương pháp đo mức nước bằng cảm biến siêu âm MWB1A – USA:

Đây là một cảm biến có khả năng đo mức liên tục từ 0-100% giá trị vật liệu cần đo lường. Cảm biến đo mức siêu âm là một dòng cảm biến cao cấp và có thể nói là cao cấp nhất trong các loại mình chia sẻ trong bài viết này. Dòng cảm biến này có thể đo lường được hầu hết các loại chất lỏng hiện nay như nước, nước thải, các loại hóa chất, thuốc trừ sâu kể cả axit,…

Bên cạnh đó còn có thể đo lường các loại vật liệu dạng rời như hạt nhựa, các loại than đá,…Tuy nhiên sẽ không hoạt động tốt trong môi trường có nhiều bụi nhé, nhất là dùng trong các loại bột nhuyễn.

Cách thức hoạt động:

Cảm biến sẽ hoạt động dựa vào việc thu phát sóng điện từ dạng siêu âm. Cảm biến phát ra tín hiệu siêu âm và truyền đến bề mặt chất cần đo và sau đó phản xạ lại cảm biến. Lúc này bộ phận transmitter của cảm biến sẽ xử lý và cho ra khoảng cách từ cảm biến đến bề mặt chất cần đo.

Hầu hết các dòng cảm biến đo mức dạng sóng đều có cách thức hoạt động tương tự như vầy. Chính vì thế mà chúng ta có thể đo lường 1 cách chính xác mức chất lỏng, nước mà không cần phải tiếp xúc trực tiếp với môi chất cần đo. Rất phù hợp với các loại môi chất độc hại như acid, bazo, chất hóa học nguy hiểm,…

Thông số kỹ thuật:

• Model: thiết bị có mã là MWB1A
• Xuất xứ: được sản xuất bởi hãng Hawk – USA và sản xuất tại Úc
• Dãy đo: cảm biến có các dãy đo như 0-2m, 0-4m, 0-6m, 0-10m, 0-20m… dễ dàng tùy chỉnh dãy đo thích hợp.
• Nguồn cấp: trong khoảng 7..28VDC
• Ngõ ra (Output): tín hiệu analog 4-20mA HART, dễ dàng kết nối với các thiết bị ngoài như PLC, biến tần, màn hình hiển thị..
• Nhiệt độ làm việc: sử dụng trong khoảng nhiệt -40÷60°C
• Áp suất làm việc: sử dụng trong khoảng -0.5..3Bar
• Áp suất làm việc lớn nhất: 1bar
• Sai số: chỉ 0,15÷0,2% trên toàn dãy đo của cảm biến
• Độ phân giải: 1mm
• Thời gian trễ tín hiệu: 0,5s khá nhanh chóng
• Tiêu chuẩn bảo vệ: IP67 (chống bụi và chống nước)
• Tần số phát: 50kHz
• Độ phân giải tín hiệu: 14bit
• Khoảng chết: cách bề mặt chất lỏng 250mm
• Góc phát tín hiệu: 7°
• Vật liệu cấu thành: PVDF và Powder coated aluminium
• Khả năng hiển thị: LCD 4 Line
• Ren kết nối: sử dụng kích thước 2”BSP và 2”NPT
• Trọng lượng cảm biến: khoảng 1Kg

Các phương pháp đo mức nước bằng cảm biến siêu âm ECH306L – USA:

Đây là dòng cảm biến đo mức không tiếp xúc được bên mình nhập khẩu về trong thời gian gần đây để thay thế cho dòng cảm biến siêu âm của Hawk. Dòng này có chức năng đo lường hoàn toàn tương tự, bên cạnh đó thì giá thành sẽ hợp lý hơn cũng như thiết kế của cảm biến cũng sẽ bắt mắt hơn so với cảm biến của Hawk. Các bạn tham khảo một vài thông số dưới đây nhé.

• Model: sản phẩm có mã là ECH306L
• Thương hiệu: đến từ hãng Orion – USA
• Sản xuất: được sản xuất tại Turkey (Thổ Nhĩ Kì).
• Khả năng chịu áp: chống chịu được áp suất lên đến 3 Bar.
• Tiêu chuẩn bảo vệ: khả năng kháng bụi và nước đạt IP68
• Độ phân giải tín hiệu: 1mm
• Mức sai số: sai số tín hiệu là 0,2%.
• Dãy đo: cảm biến có dãy đo lớn nhất là 6m. Có thể chọn các dãy đo khác lớn hơn như 10m (model ECH310), 12m (model ECH312) và 18m (model ECH318)
• Nguồn cấp: cảm biến dùng nguồn 24VDC
• Ngõ ra (Output): cảm biến có 3 ngõ ra:
  • Ngõ ra dạng analog 4-20mA
  • Ngõ ra tín hiệu Modbus RTU RS485
  • Ngõ ra relay ON/OFF.
• Hệ số cách ly chống nhiễu: cảm biến có khả năng chống nhiễu tín hiệu 4-20mA đạt 2000 VAC.
• Tần số phát: tần số phát của cảm biến là 75Khz
• Nhiệt độ làm việc: thiết bị hoạt động tốt trong khoảng từ -20÷90°C.
• Khả năng hiển thị: có thể hiển thị các thông số như khoảng cách, mức nước, thể tích, dòng mA ngõ ra và nhiệt độ môi trường.
• Khả năng cài đặt: có thể cài đặt thang đo theo mong muốn trong dãy đo cho phép.
• Thời gian bảo hành: 12 tháng 1 đổi 1
• Cảm biến có màn hình hiển thị và cài đặt thông số.
• Kiểu ren của cảm biến là R2″

Các phương pháp đo mức nước bằng cảm biến radar RDR350A-24DC:

Nếu các bạn đang có nhu cầu đo lường mực nước hay các loại chất lỏng nhưng cần dãy đo cao như 10m, 15m, 20m, 30m, 40m hay 50m thì chúng ta nền chuyển qua dùng cảm biến dạng siêu âm. Đây là dòng cảm biến sử dụng sóng radar và có dãy đo rất lớn, có 2 thang đo chính là 0-20m và 0-50m.

Với hãng Orion – USA sản xuất tại Thổ Nhĩ Kì thì chúng ta sẽ có được một thiết bị đầy đủ tính năng đo lường. Bên cạnh đó thì chúng ta cũng có thể trạng bị được loại này với mức giá rất hợp lý. Có thể nói là mức giá tốt nhất tại Việt Nam hiện nay nếu xét về hàng EU – Châu Âu. Các bạn tham khảo một vài thông số bên dưới nhé.

Thông số của cảm biến đo mức dạng radar RDR350A-24DC:

• Model: sản phẩm có mã là RDR320A-24DC và RDR350A-24DC
• Xuất xứ: được nhập khẩu từ hãng Orion – USA sản xuất tại Turkey
• Dãy đo: 0-20m và chúng ta có thể tùy chọn thang đo lên đến 0-50m
• Vật liệu của cảm biến: PP
• Áp suất hoạt động: nằm trong khoảng 2Bar
• Kết nối: mặt bích DN100 hoặc vòng treo PN16
• Nhiệt độ hoạt động: nằm trong khoảng -20÷80°C
• Nguồn cấp: sản phẩm sử dụng nguồn 24VDC
• Ứng dụng của cảm biến: đo mức, báo mức và đo thể tích chất rắn, bột, vật liệu rắn có nhiều bụi,…
• Vật liệu vỏ bảo vệ cảm biến: nhôm
• Tần số phát cảm biến: 24Ghz
• Hiển thị: có màn hình hiển thị tích hợp trên cảm biến
• Sai số: +/- 2 mm hoặc +/- 0,2 % trên toàn dãy đo
• Tín hiệu ngõ ra: tín hiệu dạng analog 4-20mA, 2x Relay Out 250V/1A  và Modbus RS485
• Độ phân giải đo được: 1cm
• Tiêu chuẩn bảo vệ: đạt tiêu chuẩn IP68, chống bụi chống nước rất tốt
• Thời gian bảo hành: lên đến 12 tháng 1 đổi 1 nếu có lỗi do nhà sản xuất

Các phương pháp đo mức nước bằng cảm biến radar GRLM-70:

Dòng cảm biến này cũng tương tự như cảm biến đo mức siêu âm, cũng có khả năng đo lường từ xa và dùng sóng điện từ. Cách thức đo lường sẽ tương tự, tuy nhiên chúng sẽ khác nhau về khoảng giá cũng như các ứng dụng sẽ có phần nào không bằng so với dòng siêu âm. Loại này cũng có khả năng đo lường trong các loại chất lỏng thông thường bên cạnh đó còn có một số loại chất rắn. Dòng này sẽ có 2 loại đó là radar dạng sóng và radar dạng dây nhé.

Cách thức đo lường:

Tương tự như dòng cảm biến đo mức siêu âm nhé, tuy nhiên chúng sẽ đo lường thông qua radar chúng không phải dạng phát sóng siêu âm. Đối với dòng cảm biến radar dạng dây thì chúng ta có thể đo lường thông qua việc tiếp xúc trực tiếp với chất cần đo. Mực chất lỏng dâng đến đâu thì chúng ta tiếp xúc và cho ra tín hiệu đến đó.

Thông số kỹ thuật:

• Model: các bạn có thể lựa chọn các model như GRLM 70- 00, GRLM 70- 10, GRLM 70- 11, GRLM 70- 12, GRLM 70- 13…GRLM 70- 35.
• Dãy đo: cảm biến có thể đo trong khoảng 1÷40m.
• Sai số: cảm biến có mức sai số là 5mm với dãy đo 2m, 3mm với dãy đo 20m và 2mm với dãy đo 40m.
• Ngõ ra (Output): tín hiệu analog 4-20ma, với tín hiệu này chúng ta có thể truyền đi xa mà không sợ bị nhiễu.
• Nguồn cấp: thiết bị dùng nguồn 18÷36VDC.
• Nhiệt độ làm việc: cảm biến chịu nhiệt lên đến ≤300°C.
• Áp suất làm việc: có khả năng chịu áp 100bar tại 85°C. Rất thích hợp dùng trong các ứng dụng lò hơi, áp suất cao.
• Màn hình hiển thị: có thể dùng để quan sát các thông số trong quá trình cài đặt.
• Tiêu chuẩn bảo vệ: khả năng kháng nước và kháng bụi đạt IP67
• Thời gian bảo hành: lên đến 12 tháng 1 đổi 1 nếu phát sinh lỗi do nhà sản xuất

Các phương pháp đo mức nước bằng cảm biến thủy tĩnh:

Đây là dòng cảm biến thứ 3 cũng là dòng cảm biến liên tục cuối cùng mình đề cập đến trong bài viết này. Dòng này thì được tối ưu cho việc đo lường mực nước nhiều hơn và chỉ dùng được cho các loại chất lỏng giống mực nước mà thôi nhé. Có thể kể một số như nước sinh hoạt, nước dùng trong công nghiệp, các loại nước ngọt có gas, nước đóng chai,…

Cách thức đo lường:

Cảm biến sẽ có một đầu dây dò được lắp từ đỉnh đến đáy của thùng chứa hay tank chứa. Hoạt động dựa theo sự thay đổi áp suất thông qua độ sâu. Thông thường chúng ta biết cứ xuống sâu 10m thì cảm suất sẽ tăng lên 1bar đúng không nào. Và cảm biến lấy đó làm nguyên lý để có thể cho ra giá trị mực chất lỏng cụ thể.

Thông số kỹ thuật:

• Xuất xứ: từ hãng Hawk (USA), được sản xuất tại Úc.
• Dãy đo: các bạn có thể tùy chọn các dãy đo như 0-1m, 0-2m, 0-3m…100m.
• Ngõ ra (Ouput): tín hiệu ngõ ra dạng analog 4-20ma. Hoặc là 0-10V.
• Nguồn cấp: cảm biến dòng nguồn 9÷36VDC
• Sai số: chỉ 0.1% trên toàn dãy đo của cảm biến
• Nhiệt độ làm việc: cảm biến có thể làm việc tốt trong khoảng -10÷70°C.
• Vật liệu màng cảm biến: Ceramic Al2O3
• Vật liệu vỏ cảm biến: SS316
• Vật liệu dây cáp: được làm bằng PTFE, là lớp màng có khả năng chóng ăn mòn khá tốt.
• Tiêu chuẩn bảo vệ: IP68 giúp chống nước và chống bụi cực tốt.

Các phương pháp đo mức nước bằng cảm biến thủy tĩnh D2415L- CH Séc:

Bên cạnh các dòng cảm biến đo mức áp suất thủy tĩnh đến từ Dinel và Hawk thì bên mình còn cấp các dòng sản phẩm đến từ hãng JSP – Cộng Hòa Séc, đặc biệt là cảm biến đo áp suất thủy tĩnh.

Dòng cảm biến này có ưu điểm lớn hơn 2 dòng cảm biến trên là về giá thành, giá của cảm biến JSP sẽ thấp hơn một chút trong khi các khả năng đo lường và ứng dụng thì hoàn toàn tương tự. Hơn nữa thì bên mình đang là nhà cung cấp độc quyền của hãng này nên các bạn sẽ không phải lo lắng về vấn đề chênh lệch giá giữa những nơi cung cấp nhé. Một vài thông số kỹ thuật như sau:

Thông số của cảm biến:

• Model: sản phẩm có mã là D2415L
• Xuất xứ: được sản xuất bởi hãng JSP – Cộng Hòa Séc 
• Dãy đo: cảm biến có các dãy đo để chúng ta lựa chọn như 1m, 1.6m, 2.5m, 4m, 6m, 10m, 16m, 25m, 40m, 60m,…100m
• Tín hiệu ngõ ra (Output): ngõ ra của cảm biến là dạng analog 4-20mA
• Chiều dài: với phần dây cáp ta có thể tùy chọn, chú ý là chúng ta phải chọn chiều dài cáp lớn hơn hoặc bằng dãy đo. Ví dụ dãy đo 10m thì ta sẽ sử dụng dây cáp dài 12m
• Nguồn cấp cho cảm biến: sử dụng nguồn trong khoảng 12-36VDC, nhưng phổ biến là 24vdc
• Thời gian bảo hành: lên đến 12 tháng 1 đổi 1 nếu phát sinh lỗi từ phía nhà cung cấp
• Mức sai số: cảm biến có sai số là 1%, 0.5% và 0.25%, tùy vào nhu cầu sử dụng mà ta lựa chọn cho phù hợp nhé.
• Thời gian phản hồi: trong vòng 10ms
• Tiêu chuẩn bảo vệ: khả năng kháng nước, kháng bụi đạt IP68
• Chịu nhiệt: khả năng chịu nhiệt cảm biến trong khoảng -10-80°C
• Màn cảm biến được làm bằng SS316.

Các phương pháp đo mức nước bằng cảm biến dạng xoay – dạng rung:

Thực ra cảm biến dạng xoay và dạng rung là hai dòng cảm biến riêng biệt, tuy nhiên chúng đều có điểm chung nên mình sẽ góp chúng lại thành một nhóm. Chúng có những đặc điểm tương tự nhau về cách thức hoạt động, cùng là cảm biến đo mức on/off và các thông số hoạt động. Các dòng cảm biến dạng on/off này thì có thể dùng trong các loại chất lỏng, nhưng thường dùng nhất là trong các loại chất rắn, vật liệu dạng rời như hạt nhựa, xi măng, than đá,…

Cách thức hoạt động:

Trong quá trình làm việc cảm biến sẽ xoay hoặc rung theo vận tốc hay tần số cụ thể. Sau đó khi chúng ta nạp nguyên vật liệu vào thùng chứa cảm biến sẽ thay đổi tốc độ quay và tần số rồi cho ra tín hiệu báo động. Cảm biến có ngõ ra dạng on/off có thể kết nối với các loại đèn báo hay còi báo.

Thông số kỹ thuật:

Cảm biến dạng rung:

• Xuất xứ: được sản xuất bởi hãng Mollet – Đức, một trong những hãng sản xuất cảm biến có uy tín nhất hiện nay.
• Vật liệu: inox 316L
• Chiều dài: 100mm. Có thể tùy chọn 200mm , 300mm, 400mm, 500mm, 600mm, 600mm, 800mm, 1000mm…
• Nguồn cấp: 24Vdc hoặc 220Vac
• Ngõ ra (Output): Relay ON/OFF
• Nhiệt độ làm việc: 85°C, có thể tùy chọn lên 500°C hoặc 1000°C.
• Phần housing bảo vệ: IP66

Cảm biến dạng xoay:

• Model: thiết bị có mã sản phẩm là DF24.
• Xuất xứ: được sản xuất bởi hãng Mollet – Đức.
• Nguồn cấp: có thể tùy chọn trong các loại nguồn 220VAC, 110VAC, 48VAC, 24VDC, 24VDC, 12VDC.
• Nhiệt độ hoạt động: thường là -25÷80°C. Các bạn có thể tùy chọn loại có khả năng chịu nhiệt cao hơn.
• Áp suất làm việc: thường là 0,5÷5bar, có thể tùy chọn lên đến ≤10bar.
• Có tiêu chuẩn chống cháy nổ trong Dust
• Vật liệu: thường được làm bằng INOX.
• Có đèn dùng để báo đầy và báo cạn.

Phân biệt cảm biến liên tục và cảm biến báo mức on/off:

Ngoài việc biết rằng chúng đo lường liên tục và báo mức đầy cạn ra thì chúng ta cần lưu ý một số vấn đề sau. Thông thường cảm biến liên tục sẽ có ngõ ra dạng analog 4-20ma, 0-5V, 0-10V,… để các bạn có thể kết nối với PLC hay các dạng tín hiệu khác.

Tuy nhiên với dòng cảm biến đo mức on/off chúng chỉ có ngõ ra dạng relay on/off thôi nhé. Hơn nữa chúng ta chỉ cần dùng một cảm biến đo mức liên tục là đủ để làm việc. Tuy nhiên khi dùng cảm biến báo đầy báo cạn thì các bạn phải cần dùng đến 2 cảm biến.

Trên đây là những thông tin cũng như các kiến thức cần thiết về Các phương pháp đo mức nước hiện nay, hy vọng sẽ giúp ích cho những bạn có như sử dụng và tìm hiểu. Ngoài ra bên mình còn cung cấp các loại cảm biến đề cập bên trên các bạn có thể tham khảo Các dòng cảm biến đo mức nếu có nhu cầu. Mọi thắc mắc cần tư vấn các bạn có thể liên hệ mình qua các thông tin sau:

Email: An.nguyen@bff-tech.com