Trong các nhà máy, vấn đề xử lý nước thải hay giám sát mức nước trong bể chứa là rất cần thiết. Có nhiều phương pháp để đo mức nước trong bể chứa như: dùng cảm biến áp suất hay dùng các loại cảm biến đo mức chuyên dụng.Mỗi phương pháp sẽ có ưu nhược điểm khác nhau, độ chính xác và giá thành khác nhau. Đa số các nhà máy sử dụng cảm biến phao để báo đầy, báo cạn bể chứa nước. Lý do là vì giá thành thấp, đơn giản dễ sử dụng. Tuy nhiên nhược điểm của cảm biến này là chỉ đóng/ngắt chứ không theo dõi liên tục mức nước trong bể.

https://thietbitudong.com.vn/wp-content/uploads/2018/11/cam-bien-bao-muc-be-chua-nuoc.png

Một dạng cảm biến báo mức bể chứa nước khác cũng được sử dụng nhiều là cảm biến siêu âm. Vậy cảm biến siêu âm hoạt động như thế nào ? Tại sao lại sử dụng cảm biến siêu âm để đo mức nước mà không dùng các loại khác ? Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu trong bài viết này nhé.

Sóng siêu âm là gì ? Nguyên lý hoạt động của cảm biến báo mức bể chứa nước bằng siêu âm
https://thietbitudong.com.vn/wp-content/uploads/2018/11/cam-bien-bao-muc-be-chua-nuoc-1.png

Siêu âm hay sóng siêu âm là âm thanh có tần số cao hơn tần số tối đa mà tai người nghe được. Sóng siêu âm có thể lan truyền trong nhiều môi trường tương tự môi trường lan truyền của âm thanh như: không khí, chất lỏng, chất rắn. Và có tốc độ lan truyền bằng với tốc độ của âm thanh.

Một đặc điểm cơ bản khác của âm thanh nói chung và sóng siêu âm nói riêng là tính phản xạ. Khi sóng siêu âm lan truyền mà gặp phải vật cản thì sẽ phản xạ ngược trở lại nơi phát. Ngày nay, sóng siêu âm được ứng dụng rất nhiều trong đời sóng như: y tế, công nghiệp, quan trắc, đo khoảng cách.... Tuy nhiên, khả năng đâm xuyên của sóng siêu âm kém nên đối với các ứng dụng đo chất rắn thì độ chính xác không cao.

https://thietbitudong.com.vn/wp-content/uploads/2018/11/cam_bien-bao-muc-be-chua-nuoc.png

Trong công nghiệp, sóng siêu âm được chế tạo thành những cảm biến dựa trên nguyên lý phản xạ của nó. Các cảm biến này được sử dụng để đo khoảng cách, đo mức chất lỏng trong bể chứa, bể xử lý nước thải, giếng nước.... Trong đó, cảm biến báo mức bể chứa nước bằng siêu âm là được sử dụng phổ biến nhất. Nguyên lý hoạt động của cảm biến báo mức bể chứa nước rất đơn giản. Khi cấp nguồn, cảm biến sẽ phát xung sóng siêu âm theo từng chu kỳ xuống đáy bể chứa. Khi sóng chạm vào bề mặt nước sẽ phản xạ trở lại cảm biến. Cảm biến sẽ so sánh thời gian delay giữa sóng truyền và sóng phản xạ. Từ đó tính được khoảng cách và xác định được mức nước trong bể.

Ưu nhược điểm của cảm biến báo mức bể chứa nước bằng siêu âm so với các phương pháp khác
https://thietbitudong.com.vn/wp-content/uploads/2018/11/cam-bien-bao-muc-be-chua-nuoc-2.png

Các loại cảm biến đo mức được chia ra thành hai dạng chính: đo liên tục và đo ON/OFF. Vậy đo liên tục là gì ? và đo ON/OFF là gì ?

• Đo liên tục là phép đo nhằm theo dõi sự thay đổi liên tục của môi chất cần đo. Cảm biến đo liên tục sẽ có tín hiệu ngõ ra liên tục là dòng 4-20mA hoặc áp 0-10V. Tín hiệu ngõ ra thay đổi liên tục theo mức môi chất trong bể chứa.
• Đo ON/OFF là phép đo nhằm xác định mức đầy và mức cạn của môi chất trong bể chứa. Cảm biến đo ON/OFF giống như công tắc (switch) và tín hiệu ngõ ra là dạng relay để đóng/ngắt. Dạng cảm biến này được sử dụng nhiều là dạng phao.

Trong phần này, chúng ta sẽ đi so sánh ưu nhược điểm của cảm biến đo mức bể chứa nước liên tục bằng cảm biến siêu âm và cảm biến radar. Đây là hai loại cảm biến có nguyên lý hoạt động tương tự nhau nhưng ứng dụng khác nhau.

• https://thietbitudong.com.vn/cam-bien-bao-muc-be-chua-nuoc/ bằng siêu âm
  • Ưu điểm: giá thành thấp hơn nhiều so với cảm biến radar, độ chính xác cao, thời gian đáp ứng nhanh, dễ lắp đặt
  • Nhược điểm: khả năng đâm xuyên không tốt
• Cảm biến báo mức bể chứa nước bằng radar
  • Ưu điểm: khả năng đâm xuyên tốt nên có thể đo mức chất lỏng/chất rắn, độ chính xác cao
  • Nhược điểm: Giá thành cao, lắp đặt phức tạp

Như vậy để đo mực nước trong bể chứa thì chỉ cần sử dụng cảm biến siêu âm là hợp lý. Vừa tiết kiệm chi phí nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác cao.

Thông số kỹ thuật và hướng dẫn lắp đặt cảm biến đo mức bể chứa nước bằng siêu âm Hawk
https://thietbitudong.com.vn/wp-content/uploads/2018/11/cam-bien-bao-muc-be-chua-nuoc-3.png

Cảm biến báo mức bể chứa nước siêu âm HAWK được sản xuất tại USA nên có nhiều ưu điểm vượt trội. Có thể kể đến một vài thông số kỹ thuật cam bien bao muc be chua nuoc như:

• Nguồn cung cấp: 24 Vdc
• Range đo: 0-12m (có thể điều chỉnh)
• Ngõ ra: 4-20mA HART
• Sai số: 0.25%
• Thời gian đáp ứng: cài đặt từ 1-99s
• Có màn hình hiển thị tại chỗ
• Ren kết nối: BSP 2"
• Vật liệu: nhựa PVDF
• Chuẩn IP67
• Nhiệt độ làm việc: -20....+60 độ C
• Áp suất: -0.5.....+3 bar
• Cài đặt trực tiếp trên thiết bị
• Xuất xứ: HAWK (USA)

Để cảm biến siêu âm đo mức nước trong bể hoạt động chính xác chúng ta cần lắp cảm biến ở vị trí hợp lý. Một vài lỗi lắp đặt cơ bản cần tránh như bên dưới:

1. Không được lắp cảm biến siêu âm quá gần thành bể chứa hoặc gần ống xả nước vào bể

https://thietbitudong.com.vn/wp-content/uploads/2018/11/cam-bien-bao-muc-be-chua-nuoc-4.png

Thông thường khoảng cách tối thiểu này phải đảm bảo >200mm. Vì nếu nhỏ hơn giá trị này thì cảm biến sẽ hoạt động không chính xác.

2. Phải lắp cảm biến siêu âm theo phương thẳng đứng và không được để cảm biến bị che khuất

https://thietbitudong.com.vn/wp-content/uploads/2018/11/cam_bien_bao-muc-be-chua-nuoc.png



https://thietbitudong.com.vn/wp-content/uploads/2018/11/cam-bien-bao-muc-be-chua-nuoc-5.png

Vì cảm biến siêu âm hoạt động dựa trên nguyên lý truyền và nhận sóng phản xạ trở lại. Do đó, nếu chúng ta để cảm biến bị che khuất hoặc lắp cảm biến nghiêng thì sóng siêu âm sẽ không phản xạ lại ngay cảm biến. Do đó, cảm biến sẽ không tính toán để đo đạc khoảng cách được nên kết quả sẽ bị sai.

Hy vọng với những chia sẻ trên sẽ giúp được cho các bạn có thêm kiến thức cơ bản về cảm biến siêu âm và từ đó có thể áp dụng vào công việc sau này. Mọi thắc mắc xin liên hệ:

»»»»»»»»»»https://thietbitudong.com.vn/bo-chia-tin-hieu-2-ngo-ra-4-20ma/«««««««««««

Công ty TNHH Công Nghệ Đo Lường BFF

Hotline: XXX (Mr. Dương)

Email: duong.tran@bff-tech.com

Website: https://thietbitudong.com.vn/