Các phương pháp đo mức chất lỏng. Hiện nay việc sử dụng cảm biến để đo chất lỏng rất phổ biến trong các nhà máy xí nghiệp. Tự động hóa trong từng khâu sản xuất là điều kiện tiên quyết để doanh nghiệp phát triển bền vững và không bị lạc hậu theo xu thế của thế giới. Để đo mức chất lỏng liên tục và chính xác nhất, hiện nay có 4 cách đo được sử dụng phổ biến hiện nay. Tùy thuộc vào từng yêu cầu kỹ thuật mà ta chọn loại cảm biến phù hợp nhất.

Hình các loại cảm biến đo mức chất lỏng hãng Dinel – CH Séc

Các phương pháp đo mức chất lỏng liên tục hiện nay

1. Đo mức chất lỏng bằng chênh lệch áp suất :

Cảm biến đo mức chênh áp được chia làm 2 loại : Cảm biến đo mức chênh áp đo trong bồn kính như lò hơi,… Và cảm biến dạng thả chìm dùng cho môi trường hở như mực nước sông, ao, hồ,… Đối với các bồn chứa nước dạng hở còn có một phương pháp đo mức nước cũng theo nguyên lý như trên. Nhưng loại cảm biến này là cảm biến áp suất thấp. Ví dụ như muốn đo mức nước 0-2.5 mét, thì ta dùng cảm biến đo áp suất thấp 0-250mbar lắp dưới đáy của bồn chứa thì chúng ta cũng đo mực mức nước là bao nhiêu mét tương ứng với tín hiệu 4-20mA.

Hình : Ứng dụng cảm biến áp suất thấp đo mức chất lỏng trong bồn hở

Nguyên lý hoạt động như sau : Mức chất lỏng được xác định bằng cách đo độ chênh lệch áp suất. Theo cách quy đổi đơn giản 1bar= 10,21 mét nước.

Hình cảm biến đo mức kiểu chênh áp

Đối với những trường hợp đo mức chất lỏng cần độ chính xác cao, đo trong bồn kín có áp suất thì phải chọn cảm biến đo mức chênh áp có 2 ngõ vào. Một ngõ vào có ký hiệu Low và Một ngỗ vào có ký hiệu Hight

Hình cảm biến đo mức nước lò hơi dùng cảm biến chênh áp

Do cảm biến đo mức dạng chênh áp có hiển thị và calip dãy đo mực nước trên cảm biến có giá thành khá cao. Cảm biến chênh áp chủ yếu dùng đo mực nước lò hơi công suất lớn cần độ chính xác cao. Đáp ứng tiêu chuẩn an toàn trong các nhà máy lớn, hiện đại.

Tuy nhiên trên thực tế chúng ta có thể áp dụng phương pháp đo chênh áp này theo cách thức tương tự để giảm giá thành và đạt hiệu quả tối ưu nhất là dùng 2 cảm biến áp suất thông thường kết hợp với siphon giảm nhiệt độ. Và kết hợp bộ chuyển đổi tín hiệu đặt biệt có tính năng cộng trừ tín hiệu từ 2 cảm biến => Chuyển đổi thành 1 tín hiệu 4-20mA => Đo mực nước chênh áp.

Hình : Mô tả đo mức dùng 2 cảm biến áp suất loại thường

2. Đo mức chất lỏng kiểu điện dung (điện cực) :

Để đo mức chất lỏng dạng điện dung, chúng ta phải xác định được loại chất lỏng cần đo là loại dẫn điện hay không dẫn điện. Vì đo mức kiểu điện dung thì que đo sẽ tiếp xúc trực tiếp với môi chất cần đo.

Nguyên lý hoạt động như sau :

Đối với chất lỏng dẫn điện như : nước, các dung dịch của nước,… Cảm biến sẽ đo độ dẫn điện của chất lỏng với thành bồn chứa. Như vậy cảm biến sẽ xác định được mức chất lỏng trong bồn chứa là bao nhiêu milimet.

Đối với chất lỏng không dẫn điện như : dầu diesel, xăng, dầu thực vật,… Hoặc chất rắn : Cảm biến sẽ đo độ dẫn điện hai bề mặt tiếp xúc của chất lỏng với cảm biến.

Hình : Nguyên lý hoạt động cảm biến đo mức dạng điện dung

Ưu điểm cảm biến điện dung : Hoạt động tốt trong môi trường nhiệt độ, áp suất cao. Giá thành rất cạnh tranh.

Nhược điểm : Sai số < 1% trên toàn dãy đo. Vì cảm biến tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng nên những bồn chứa có cánh khuấy thì dùng loại này được.

3. Đo mức chất lỏng bằng sóng siêu âm :

Cảm biến đo mức siêu âm là cảm biến đo mức chất lỏng không tiếp xúc với chất lỏng cần đo. Sai số của cảm biến siêu âm cũng khá thấp. So với cảm biến điện dung và cảm biến áp suất thủy tĩnh (thả chìm).

Nguyên lý hoạt động cảm biến siêu âm như sau :

Như tên gọi, cảm biến sẽ phát ra sóng siêu âm đến mực chất lỏng cần đo, khi gặp chất lỏng sóng siêu âm sẽ phản xạ lại cảm biến. Khi đó cảm biến đóng vai trò như bộ nhận sóng siêu âm. Thời gian phát và nhận sóng sẽ được xử lý và đưa ra tín hiệu tuyến tính 4-20mA qui đổi ra mức chất lỏng cần đo.

Ưu điểm của cảm biến siêu âm : lắp đặt đơn giản. Tốc độ phản ứng nhanh. Dãy đo có thể cài đặt theo yêu cầu của nhà máy. Giá thành tương đối cạnh tranh so với các loại cảm biến khác.

Nhược điểm : Chỉ hoạt động trong môi trường nhiệt độ và áp suất thông thường. Không chịu được nhiệt độ, áp suất cao.

4. Đo mức chất lỏng bằng sóng Radar

Cảm biến đo mức Radar là phương pháp đo mức chất lỏng, chất rắn có độ chính xác cao nhất. Hoạt động tốt trong môi trường khắc nghiệt,…Cảm biến đo mức dạng Radar là loại hiện đại nhất hiện nay mà chúng tôi phân phối

Cảm biến đo mức Radar được chia làm 2 loại :

• Cảm biến Radar không tiếp xúc với môi chất cần đo. Nguyên lý hoạt động tương tự như cảm biến đo mức siêu âm. Nhưng sóng radar có tốc độ phản ứng nhanh hơn, vì sóng radar có vận tốc bằng tốc độ ánh sáng, sóng siêu âm chỉ có vận tốc bằng âm thanh
• Cảm biến Radar tiếp xúc : Có cấu tạo tương tự như cảm biến điện dung, nhưng nguyên lý hoàn toàn khác. Cảm biến radar sẽ phát ra sóng radar liên tục trên que đo. Khi tiếp xúc với môi chất cần đo, sóng Radar sẽ phản hồi lại cảm biến. Thời gian phát và nhận sóng sẽ được xử lý và đưa ra tín hiệu tuyến tính 4-20mA qui đổi ra mức chất lỏng, chất rắn cần đo.

Ưu điểm cảm biến đo mức Radar : Độ chính xác cao. Sai số chỉ +- 2mm với toàn dãy đo. Làm việc trong môi trường nhiệt độ và áp suất cao rất ổn định.

Nhược điểm : Giá thành cao so với các loại cảm biến điện dung, siêu âm,…

5. Đo mức chất lỏng bằng áp suất

Hình cảm biến đo mức nước bằng áp suất dạng màng.

Nguyên lý hoạt động cảm biến như sau : Cũng theo nguyên lý như cảm biến chênh lệch áp suất. Qui đổi 1bar = 10,21 mét nước. Nhưng cảm biến loại đo mức chất lỏng bằng màng của cảm biến với độ chính xác rất cao so với loại thủy tĩnh. Có thể đo mức chất lỏng có nhiều tạp chất, đo được chất lỏng nhiệt độ cao, như dầu, chất lỏng dạng đặc sệt,…Dãy đo có thể cài đặt được nhỏ nhất từ 0-10mmH2O ( milimet nước ).

Cám ơn các bạn đã xem bài viết này. Bài viết mang tính chất chia sẻ các phương pháp đo mức chất lỏng phổ biến nhất hiện nay. Nếu có sai sót mong mọi người bỏ qua và đóng góp ý kiến hãy Comment bên dưới giúp em nhé.

Nhân viên kỹ thuật & SEO

Nguyễn Long Hội

Mobi: 0939.266.845

Email: [email protected]

Web: mobitool.net