Cảm biến mực nước dạng siêu âm

Mến chào tất cả các bạn nhé, trong bài viết này mình xin giới thiệu đến các bạn một vài dòng cảm biến đo mức nước. Đây là những dòng cảm biến đo mức nước liên tục được dùng khá phổ biến hiện nay. Nếu các bạn có nhu cầu thì có thể tham khảo bài viết này nhé. Nội dung bao gồm Cảm biến mực nước dạng siêu âm là gì ? Vì sao chúng ta cần dùng đến cảm biến đo lường mực nước ? Chúng có các đặc điểm gì ? Bao gồm những loại nào ? Và nhiều vấn đề khác nữa mà mình sẽ chia sẻ chi tiết nhất trong bài viết này. Hy vọng thông qua đó các bạn có thể có thêm kiến thức liên quan đến những loại thiết bị này. Điều này giúp dễ dàng hơn trong việc sử dụng hay chọn mua của chúng ta sau này nếu có nhu cầu.

Đối với các bạn đã và đang học tập hay làm việc bên các chuyên ngành kỹ thuật hay chế tạo thì sẽ dễ dàng tiếp cận hơn về lĩnh vực này. Nhất là các bạn chuyên về điện tử, tự động hóa thì đã rất quen thuộc đến khái niệm cảm biến đúng không nào. Bài viết này sẽ giúp ích cho những bạn chưa hề biết về cảm biến và cũng là bổ sung kiến thức cho những bạn đã từng biết về chúng.

Cảm biến là gì ?

Các bạn có thể hiểu đơn giản rằng cảm biến là một công cụ hay thiết bị có khả năng cảm nhận các tác động, các hiện tượng vật lý hay hóa học một cách tự động theo một phương thức nào đó. Nó góp phần thay thế con người trong nhiều vấn đề liên quan đến máy móc, thiết kế và chế tạo, …Có thể kể đến như phát hiện áp suất, nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng,…

Cảm biến mực nước dạng siêu âm là gì ?

Tương tự như khái niệm cảm biến thì cảm biến đo lường mực nước chỉ là một khái niệm thu hẹp phạm vi sử dụng của cảm biến lại mà thôi. Cụ thể cảm biến mực là một thiết bị chuyên đo lường các loại chất lỏng nói chung và mực nước nói riêng. Chúng thay thế con người trong các công việc giám sát, thông báo, cảnh báo, định lượng các loại chất lỏng. Hơn hết chúng có thể làm việc với độ chính xác khá cao và hoàn toàn có thể thay thế con người trong các vấn đề phức tạp.

Đây là dòng cảm biến đo lường thông qua việc thu phát sóng điện từ mà cụ thể là siêu âm. Chúng ta có thể sử dụng dòng cảm biến này trong các ứng dụng cần độ chính xác cao và không cần đo lường theo cách thức tiếp xúc. Với dòng cảm biến này chúng ta hoàn toàn có thể đo lường trong nhiều ứng dụng khác nhau kể cả hóa chất hay axit

Phạm vi sử dụng của cảm biến mực nước dạng siêu âm:

Khi nói về phạm vi ứng dụng của loại cảm biến này thì các bạn sẽ rất dễ để hình dung. Bất cứ nơi nào có chất lỏng, mực nước,…thì cảm biến này có thể được lắp đặt và sử dụng được. Có thể là trong các lĩnh vực sản xuất, chế biến các nguyên liệu, nhiên liệu dạng lỏng thường được chứa trong các thùng chứa, silo hay tank chứa. Chúng ta hoàn toàn có thể dùng cảm biến đo lường mức nước để thông báo mức chất lỏng còn lại trong bể chứa một cách chính xác và hiệu quả.

Một số ứng dụng khác có thể kể đến như dùng trong các loại chất lỏng nguy hiểm như axit, hóa chất hay chất độc hại. Cũng có thể dùng trong các loại nước sinh hoạt, nước thải công nghiệp,vv…Khá là nhiều ứng dụng mà chúng ta có thể dùng đến loại thiết bị này.

Cảm biến mực nước dạng siêu âm MWB1A của Hawk:

Đầu tiên mình sẽ đi sâu vào chi tiết loại cảm biến đo mức nước hay chất lỏng dạng siêu âm. Nguyên nhân là vì loại cảm biến này là dòng được dùng khá rộng rãi và phổ biến nhất hiện nay. Không chỉ có cách thức đo lường hiện đại mà bên cạnh đó còn có một phạm vi sử dụng khá rộng. Vì thế, chúng ta cùng nhau tìm hiểu về loại cảm biến này nhé.

Cảm biến đo mức siêu âm hay còn gọi là cảm biến đo mức liên tục bằng sóng siêu âm. Là một loại thiết bị chuyên dùng để đo mức nước, chất lỏng thông qua phương thức truyền phản xạ sóng điện từ trong không gian (sóng siêu âm). Đây là một loại cảm biến cao cấp với khá nhiều chức năng cũng như có thể dùng cho hầu hết các loại chất lỏng hiện nay. Đây là sản phẩm có nguồn gốc từ hãng Hawk – USA (được sản xuất tại Australia), là một trong các hãng sản xuất cảm biến hàng đầu hiện nay.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm:

Cảm biến đo mực nước dạng siêu âm sẽ có nguyên lý hoạt động như sau: khi cảm biến hoạt động, nó sẽ phát ra sóng siêu âm để truyền đi trong không gian. Sau đó sóng sẽ chạm vào bề mặt chất lỏng và phản hồi về cho bộ phận tiếp nhận sóng. Thông qua đo đạc và tính toán thời gian, vận tốc sóng đi và về có thể đưa ra được chính xác mức chất lỏng còn lại trong bể chứa hay silo chứa một cách nhanh chóng và hiệu quả.

Các thông số của cảm biến siêu âm:

Thông thường thì cảm biến siêu âm sẽ có các thông số kỹ thuật cơ bản như sau.

• Model: thiết bị có mã sản phẩm là MWB1A
• Xuất xứ: Hawk – USA (được sản xuất tại Australia), hãng sản xuất cảm biến hàng đầu hiện nay.
• Dãy đo: có thể tùy chọn 0-1m, 0-2m, 0-3m, 0-4m, 0-5m, 0-6m, 0-7m, 0-8m, 0-9m, 0-10m, 0-12m…40m
• Đo được các chất lỏng như: nước, nước thải, dầu, nhớt,… Tuy nhu cầu sử dụng
• Nhiệt độ làm việc: -40÷60°C
• Áp suất làm việc: -0.5÷3bar
• Ngõ ra (Output): Có thể tùy chọn ngõ ra 4-20mA / 20-4mA / 4-20mA Hart.
• Sai số: chỉ 0.25% trên toàn dãy đo của cảm biến
• Tần số phát: 50Khz
• Cảm biến có tích hợp sẵn màn hình hiển thị ngay trên cảm biến với hai dòng LED, giúp dễ dàng cài đặt và hiệu chuẩn dãy đo.
• Độ phân giải: 1mm
• Tiêu chuẩn bảo vệ: chống nước và chống bụi IP67.
• Nguồn cấp: 7÷28 VDC
• Độ phân giải của tín hiệu analog: 14 bit
• Vị trí lắp: trên đỉnh của tank, silo, hoặc điểm cao nhất của nơi cần đo.

Ưu điểm của cảm biến:

Khi sử dụng cảm biến đo lường mực nước siêu âm, chúng ta sẽ có các lợi thế như sau.

• Có thể đo lường được hầu hết các loại chất lỏng hiện nay như xăng dầu, nhiên liệu, hóa chất, chất độc hại, nước,…
• Có tuổi thọ khá cao vì là dòng cao cấp.
• Sai số của cảm biến khá thấp, các bạn có thể tham khảo ở phần thông số.
• Có thể đo mức chất lỏng trong khoảng cách 40m. Rất thuận tiện trong các silo có chiều cao lớn.
• Và còn khá nhiều lợi ích khác nữa…

Nhược điểm của cảm biến:

Tuy nhiên bên cạnh các ưu điểm thì chúng ta cần phải chấp nhận các nhược điểm sau.

• Giá thành khá cao, có thể nói cảm biến chỉ phù hợp cho các công ty sản xuất quy mô lớn. Việc đầu tư vào loại cảm biến này đối với các quy mô nhỏ lẻ, hộ gia đình thì có vẻ khá thừa. Thay vào đó có thể lựa chọn các dòng cảm biến mực nước khác.
• Tuân thủ nguyên tắc lắp đặt: khâu lắp đặt khá quan trọng đối với loại cảm biến này vì nếu lắp sai sẽ dẫn đến sai số hoặc cảm biến không hoạt động. Chính vì thế mà ta cần chú ý đến vấn đề này.

Cách lắp đặt cảm biến mực nước:

Ở phần nhược điểm của cảm biến đo mức siêu âm mình đã trình bày thì chúng ta cần tuân thủ các nguyên tắc khi lắp đặt cảm biến. Vì nếu lắp sai sẽ dẫn đến cảm biến hoạt động không tốt và sai số. Các nguyên tắc cần phải lưu ý như sau:

• Nên lắp cảm biến trên đỉnh thùng chứa sau cho bộ phận phát sóng vuông gốc với phương nằm ngang, tức vuông góc với về mặt chất lỏng.
• Tránh lắp cảm biến theo hướng cánh khuấy đối với các thùng chứa có cánh khuấy.
• Không lắp cảm biến lệch sang một phía vì như thế sóng phản xạ lại sẽ không đi đến bộ phận nhận sóng.
• Các cách lắp đặt đúng sẽ được mình thể hiện thông qua các hình ảnh mô tả bên dưới.

Cách sử dụng cảm biến mực nước:

Trong phần này mình sẽ hướng dẫn đến các bạn cách thức sử dụng thực tế của loại cảm biến này nhé. Ví dụ nếu chúng ta có một bể chứa nước dạng lớn, lượng nước nạp vào được bơm từ motor. Chúng ta muốn đo lường lượng nước còn lại trong quá trình sử dụng và muốn cài đặt tự động bơm nước khi mức nước xuống thấp. Đồng thời sẽ ngắt bơm khi mực nước lên cao. Các bạn có thể lắp đặt các thiết bị với nhau thông qua hình ảnh minh họa bên dưới.

Nhìn vào hình mô phỏng các bạn có thể thấy cảm biến được lắp trên nắp thùng chứa và được kết nối với PLC để điều khiển tín hiệu. Sau đò chúng ta sẽ cài đặt các thông số sau cho motor sẽ đóng ngắt theo cách mà ta cài đặt trước đó. Vì tín hiệu phát ra từ cảm biến đo mực nước dạng siêu âm là analog 4-20ma, nên việc truyền tín hiệu đi xa sẽ không lo bị nhiễu sóng. Nếu các bạn không dùng PLC mà muốn thể hiện trên đồng hồ số thì có thể trang bị thêm một màn hình hiển thị để có thể quan sát từ xa.

Cảm biến mực nước dạng siêu âm ECH306L-24DC của ORION:

Mình xin giới thiệu đến các bạn thêm một dòng cảm biến đo mức nước dạng siêu âm khác. Đây là dòng cảm biến được mình nhập khẩu về nhằm thay thế cho dòng cảm biến siêu âm bên trên. Thiết bị này có chức năng đo lường hoàn toàn tương tự so với siêu âm của Hawk thậm chi có thể nói là tốt hơn trong một vài khía cạnh. Dòng cảm biến này có giá thành tốt hơn, có nhiều chức năng hơn cũng như có thiết kế khá đẹp. Các bạn tham khảo một vài thông số kỹ thuật bên dưới nhé.

Thông số cảm biến siêu âm Orion:

• Model: sản phẩm có mã là ECH306
• Thương hiệu: đến từ hãng Orion – USA
• Sản xuất: được sản xuất tại Turkey (Thổ Nhĩ Kì).
• Dãy đo: cảm biến có dãy đo lớn nhất là 6m và 12m
• 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.
• 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%.
• 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.
• 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″

Cảm biến đo mức nước siêu âm ULM-70 của Dinel:

Dòng cảm biến siêu âm này cũng tương tự như dòng mình vừa giới thiệu bên trên nhưng đến từ một hãng khác. Dòng này sẽ không có nhiều chức năng như dòng siêu âm của Orion bên trên. Tuy nhiên không vì ít chức năng mà dòng này giá thấp đâu nhé, giá thành của dòng này cũng sẽ tương đương với dòng của Orion.

Tín hiệu ngõ ra sẽ là dạng analog 4-20ma hoặc 0-10v tùy vào option ban đầu chúng ta chọn là như thế nào. Dòng cảm biến này được nhập khẩu từ hãng Dinel – Cộng Hòa Séc thường dùng để đo lường các loại chất lỏng như nước, nước ngầm, nước sạch, nước thải, hóa chất, axit, xăng dầu hay nhiên liệu,…Các thức hoạt động sẽ hoàn toàn tương tự như dòng siêu âm của Orion. Các thông số các bạn có thể tham khảo bên dưới.

Thông số kỹ thuật cơ bản của cảm biến ULM-70:

• Model: sản phẩm có mã là ULM-70
• Xuất xứ: sản xuất bởi hãng hãng Dinel – Cộng hòa Séc.
• Dải đo (khoảng cách đo): có thể tùy chọn trong các dãy 0-2m, 0-6m, 0-10m,… 0-20m.
• Áp suất tối đa chịu được: 0.1MPa hay 1 bar
• Sai số: chỉ 0,15% trên toàn dãy đo
• Tín hiệu ngõ ra (output): có thể tùy chọn dạng tín hiệu 4-20mA hoặc RS-485 với giao thức Modbus RTU.
• Thời gian đo: 1-4s.
• Nhiệt độ tối đa chịu được: từ -30-70°C
• Nguồn cấp: cảm biến sử dụng nguồn 18-36 VDC
• Chuẩn bảo vệ: IP67 chống bụi và chống nước hiệu quả
• Kết nối: G1”, G 1½”, G 2¼” hoặc kết nối mặt bích ( đối với dải đo 0-20m).
• Màn hình hiển thị: Matrix OLED độ phân giải 128 x 64 pixel. Giúp dễ dàng cài đặt, quan sát dễ dàng.

Cảm biến đo mức dạng radar RDR306L-24DC của Orion:

Dòng cảm biến này có nguyên lý hoạt động tương tự như sóng siêu âm, tuy nhiên thì độ nhạy và khả năng phản hồi cao hơn. Hơn nữa thì với dòng radar chúng ta có góc phát sóng nhỏ, thích hợp cho các bồn có cánh khuấy và không gian chật hẹp. Có thể đo lường tốt cho các loại chất lỏng như nước, nước thải, xăng dầu, nhiên liệu, axit, hóa chất không ăn mòn, ao hồ,… và cả chất rắn không bụi.

Các thông số của cảm biến radar RDR306L-24DC:

• Model: sản phẩm có mã là RDR306L-24DC
• Thương hiệu: đến từ hãng Orion – USA
• Sản xuất: được sản xuất tại Turkey (Thổ Nhĩ Kì).
• 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.
• Nhiệt độ làm việc: thiết bị hoạt động tốt trong khoảng từ -20°C – +80 °C
• Khả năng chịu áp: chống chịu được áp suất lên đến 3 Bar.
• Tiêu chuẩn bảo vệ: khả năng kháng bụi và nước đạt IP67
• Dãy đo: cảm biến có dãy đo lớn nhất là 6m có thể đo bất kỳ dãy đo từ 6m trở xuống. Ngoài ra còn có thang đo khác như 0-10m
• Nguồn cấp: cảm biến dùng nguồn 24VDC
• Tần số phát: tần số phát của cảm biến là 80 Ghz
• Độ phân giải tín hiệu: 1mm
• Mức sai số: sai số tín hiệu là 0,2%.
• 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 M63 x 2

Ưu điểm của cảm biến đo mức nước dạng radar RDR306L-24DC:

• Giá thành tốt nhất phân khúc
• Độ chính xác cao
• Có màn hình hiển thị tích hợp
• Có ngõ ra 4-20mA, relay và cả truyền thông RS485
• Có nhà phân phối độc quyền là công ty BFF ở VN

Nhược điểm của cảm biến đo mức nước dạng radar RDR306L-24DC:

• Giá thành cao hơn dòng siêu âm
• dùng ở dãy đo cao hơn 10m thì phải sử dụng dòng radar khác
• Dễ bị báo ảo nếu có vật lọt vào vùng phát sóng

Địa chỉ mua hàng uy tín:

Trên đây là các thông tin liên quan đến cảm biến đo mức dạng siêu âm. Hy vọng sẽ giúp ích cho những bạn đang muốn tìm hiểu cũng như trang bị cho việc sản xuất của mình. Cám ơn các bạn đã đọc, hiện bên công ty mình có cung cấp các loại cảm biến đo mức nước được nhập khẩu chính hãng. Các bạn có thể tham khảo cảm biến đo mức

Mọi ý kiến thắc mắc cần tư vấn các bạn liên hệ mình qua các thông tin sau:

Phone – Zalo: 0779 81 81 84 (An Nguyễn)

Email: An.nguyen@bff-tech.com

Website: Congnghedoluong.com và Thietbicambien.vn