Cảm biến nước có thể xem là tên gọi chung của các loại cảm biến chuyên dùng để đo nước hay chất lỏng, đang có mặt trên thị trường như: cảm biến đo mức nước, cảm biến lưu lượng nước, cảm biến nhiệt độ nước, cảm biến áp suất nước,…
Vậy đặc điểm và tính năng của từng loại là gì? Chúng ta sẽ đi tìm hiểu và thảo luận về chúng trong nội dung bài viết này nhé!
Cảm biến nước là gì?
Cảm biến nước là tên gọi chung của các loại cảm biến đo nước. Chúng bao gồm nhiều loại như: cảm biến đo mức nước, cảm biến lưu lượng nước, cảm biến nhiệt độ nước, cảm biến áp suất nước,…
Các loại cảm biến nước thông dụng
Cảm biến nước là loại cảm biến được biết đến và sử dụng khá nhiều cả trong dân dụng và sản xuất công nghiệp. Chúng ta cùng tìm hiểu một vài loại cảm biến nước tiêu biểu nhất, phổ biến nhất thường thấy. Để xem chúng có những đặc điểm và tính năng gì nổi trội nhé!
Cảm biến áp suất nước
Cảm biến áp lực nước là một loại cảm biến điện tử. Chúng được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu áp suất sang tín hiệu điện thông dụng như 0-10V, hay 4-20mA. Trong thực tế, cảm biến áp suất nước 4-20mA được sử dụng nhiều hơn, do nó sử dụng tín hiệu dòng chuẩn công nghiệp. Tín hiệu có thể truyền đi xa mà không lo sợ nhiễu làm sai lệch kết quả đo.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất nước 4-20mA là cảm nhận các giá trị áp lực sinh ra trên đường ống, bồn chứa nước, chất lỏng, hơi, khí…và chuyển đổi các giá trị này thành tín hiệu trong dải 4-20mA. Với cảm biến áp suất nước thì vấn đề nhiệt độ chất đo hay độ rung của đường ống, bồn chứa, silo cũng khá quan trọng. Vì chúng ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền của cảm biến.
Cảm biến áp suất nước được chia làm cảm biến áp suất tuyệt đối, và cảm biến áp suất tương đối. Tuỳ vào yêu cầu về độ chính xác và ứng dụng mà chúng ta chọn loại phù hợp.
Một số ứng dụng cảm biến áp lực nước như:
- Đo áp lực hơi nước trong lò hơi
- Cảm biến áp suất nước xuất tín hiệu 4-20mA để điều khiển biến tần, bảo vệ motor bơm nước
- Ổn định áp lực đường ống bên trong các căn hộ chung cư, toà nhà cao tầng…
Cảm biến nhiệt độ nước
Cảm biến nhiệt độ nước nói chung, cảm biến nhiệt độ nước làm mát nói riêng đều có chung nhiệm vụ là phát hiện và theo dõi nhiệt độ của nước trong bồn chứa hay trong đường ống.
Ví dụ: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát thì chủ yếu được sử dụng trên các phương tiện giao thông cơ giới như: xe ô tô, xe mô tô,…Là một trong những loại cảm biến rất quan trọng trên xe, chúng được lắp trực tiếp trên động cơ, tiếp xúc với dung dịch nước làm mát. Nhiệm vụ của cảm biến nhiệt độ nước làm mát ôtô là theo dõi nhiệt độ của bình, đo nhiệt độ của dung dịch nước này trong quá trình làm mát động cơ khi xe hoạt động. Đồng thời truyền tín hiệu đến bộ xử lý trung tâm để tính toán thời gian phun nhiên liệu, góc đánh lửa, bật tắt quạt làm mát động cơ, kiểm soát khí xả…
Trong công nghiệp thì cảm biến nhiệt độ nước thường được dùng để theo dõi nhiệt độ của đường ống dẫn sản phẩm dạng lỏng, sệt,…nhiệt độ của bồn chứa, silo,…nhằm kiểm soát, điều khiển nhiệt độ phù hợp với quy trình sản xuất sản phẩm, lên men sản phẩm …
Ngoài ra, cảm biến nhiệt độ nước cũng có thể dùng để bảo vệ các cảm biến áp suất nước trên đường ống,… Vì một số loại cảm biến áp lực nước thường không chịu được nhiệt độ cao khi làm việc liên tục.
Cảm biến đo mức nước
Cảm biến đo mức nước hay cảm biến mực nước thường được dùng để đo mức nước trong vật chứa như: bồn chứa, bể chứa, silo, hồ chứa,…
Chúng được chia làm 2 loại dựa trên nguyên lý đo như sau:
- Cảm biến đo mức nước liên tục
- Cảm biến mực nước dạng ON/OFF
Chúng ta cùng tìm hiểu một vài loại cảm biến mực nước công nghiệp tiêu biểu và phổ biến nhất nhé!
Phao cảm biến mực nước
Phao cảm biến mực nước hay cảm biến đo mức nước dạng phao là một dạng cảm biến đo mức nước phổ thông nhất dựa trên các phao nước cơ mà người ta thường hay sử dụng trong dân dụng.
Chúng có cấu tạo gồm phần cơ khí dịch chuyển được và phần mạch điện.
Phao cảm biến mực nước cũng được phân chia làm 2 loại riêng biệt theo chức năng của chúng, đó là:
- Phao cảm biến mực nước ON/OFF
- Cảm biến đo mức nước dạng phao tuyến tính
Phao cảm biến mực nước ON/OFF là dạng đo mức báo đầy báo cạn. Nguyên lý hoạt động cũng khá đơn giản.
Ví dụ: Phao cảm biến nước ON/OFF được lắp trong bồn nước. Khi nước ở mức thấp thì phao ở vị trí thấp nhất. Vị trí này phao sẽ gửi tín hiệu ON về hệ thống điều khiển cho bơm. Bơm hoạt động bơm dung dịch vào bồn. Đến mức giới hạn trên đã được cài đặt tương ứng với vị trí cao nhất của phao. Vị trí này phao sẽ gửi tín hiệu OFF ngay lập tức đến mạch điều khiển bơm, làm ngắt bơm.
Cảm biến đo mức nước dạng phao tuyến tính thì cách hoạt động có khác một chút. Đó là tín hiệu hay mực nước sẽ được mạch chuyển đổi liên tục và gửi dữ liệu về hệ thống điều khiển. Với dạng phao này, chúng ta luôn kiểm soát được mức nước mọi lúc. Nhược điểm là phao đo mức tuyến tính sẽ nhanh hỏng do dịch chuyển liên tục theo mực nước.
Cảm biến mực nước 3 que
Tương tự như phao cảm biến mực nước, cảm biến mực nước 3 que với chi phí đầu tư thấp, khả năng đo được nhiều môi trường, dễ sử dụng… cho nên cảm biến mực nước 3 que được sử dụng rất nhiều trong ngành công nghiệp.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến mực nước 3 que cũng khá đơn giản. Chúng dựa trên việc so sánh tín hiệu điện trở giữa 3 que dò với nhau. Trong đó,
- Que dò thứ 1: Có nhiệm vụ cảm biến mức nước đầy
- Que dò thứ 2: Có nhiệm vụ cảm biến mức nước cạn
- Que dò thứ 3: Là que quan trọng, để cho 2 que dò 1 và 2 so sánh giá trị để phát tín hiệu cảnh báo về mạch điều khiển.
Về ứng dụng, thì cảm biến mực nước 3 que có thể dùng được trong môi trường nước dẫn điện, dung dịch hoá chất nhưng không dùng cho axit, dùng được cho nước nóng lên đến tầm 100 độ C…Nhược điểm của loại này là tuỳ theo loại bồn chứa mà chọn loại có tính năng cho phù hợp.
Cảm biến mực nước không tiếp xúc
Cảm biến mực nước không tiếp xúc ra đời để giải quyết bài toán đo tại vị trí khó khăn, vị trí hẹp, vị trí không lắp đặt cảm biến nước thông thường được. Hoặc đơn giản là lời giải cho bài toán đo dung dịch nước, chất lỏng nguy hiểm, ăn mòn như hoá chất, axit… Vì sao? Vì trong các trường hợp đo hoá chất axit này nếu dùng cảm biến mực nước tiếp xúc sẽ bị axit ăn mòn que đo, dẫn đến sai số hoặc thậm chí hỏng thiết bị đo chỉ trong một thời gian ngắn sử dụng.
Với những bồn có kích thước lớn, khổng lồ… thì sẽ lắp đặt cảm biến từ trên rọi thẳng xuống để cảm biến mức nước bên trong. Đây cũng là một ưu điểm của cảm biến đo mức không tiếp xúc. Vì nếu sử dụng cảm biến đo mức tiếp xúc 1 que thì que đo rất dài, không bảo trì bảo dưỡng được. Dùng loại 2 que ON, que OFF thì khó lắp đặt, canh chỉnh…
Với những ống thuỷ tinh, bình chứa bằng nhựa trong suốt thì có một loại cảm biến mực nước không tiếp xúc đó là dán bên ngoài vật chứa.
Cảm biến mực nước không tiếp xúc phổ biến nhất là dạng đo ON/OFF để báo đầy báo cạn mực nước, chất lỏng có trong bồn.
Cảm biến lưu lượng nước
Cảm biến đo lưu lượng nước là cảm biến chuyên dụng, dùng trong các trường hợp cần đo lưu lượng nước chảy qua đường ống, qua kênh hở,…
Trong thực tế, tại các hộ gia đình thì người ta thường dùng đồng hồ đo lưu lượng nước để kiểm kê lượng nước mà chúng ta sử dụng sau đó tính chi phí, chứ ít ai dùng đến cảm biến lưu lượng nước vì chi phí tốn kém và không cần thiết.
Nói về sản xuất thì có một số loại cảm biến lưu lượng nước trong công nghiệp chủ yếu là dạng cơ hoặc dạng điện từ. Có thể kể ra một vài loại như sau:
- Cảm biến đo lưu lượng nước siêu âm
- Cảm biến đo lưu lượng nước điện từ
- Cảm biến đo nước dựa vào chênh lệch áp suất
- Cảm biến lưu lượng nước theo nguyên lý Coriolis
Ngoài ra, còn có một số loại theo đặc thù của từng loại chất lỏng như:
- Cảm biến lưu lượng nước Vortex
- Cảm biến lưu lượng từ trường
- Lưu lượng kế kiểu tuabin
- Lưu lượng kế khối lượng
- Đo lưu lượng nước bằng nhiệt độ
- Cảm biến lưu lượng nước dòng xoáy…
Cảm biến lưu lượng nước có thể sử dụng được cho các môi chất sau: Dầu lửa, xăng, dầu diesel, dầu nhẹ, dầu nặng, nước, và các chất lỏng khác,…
Ngoài ra, hiện nay cảm biến lưu lượng nước còn dùng trong các máy nước nóng để bảo vệ máy và bảo vệ người sử dụng…
Cảm biến nước mưa
Cảm biến mưa hay cảm biến nước mưa là thiết bị được sử dụng để phát hiện mưa, nước hay các dung dịch dẫn điện…
Cảm biến nước mưa có các cổng giao tiếp, truyền tín hiệu lên hệ thống điều khiển, giúp thuận lợi hơn trong quá trình sản xuất của một số ngành đặc thù như: sản xuất bánh tráng, các loại thực phẩm khô,…
Nguyên lý làm việc của cảm biến nước mưa: Khi có mưa, nước sẽ rơi trên bề mặt của cảm biến, từ đó công tắc cảm biến sẽ tự động đóng hoặc mở điện cho các thiết bị điện kết nối với mạch.
Ứng dụng phổ biến của cảm biến nước mưa:
- Dùng để đóng mở mái che tự động cho sân vườn, hệ thống nhà xưởng, chuồng nuôi gà, chim cảnh, giàn phơi thực phẩm, giàn phơi áo quần…
- Dùng trên xe để tự động đóng mở cửa sổ trời, đóng mở nắp thùng xe tải…
- Dùng phát hiện rò rỉ nước trong các khớp nối đường ống dẫn dung dịch dẫn điện như: thực phẩm, nước…
- Tự động đóng mở cửa giếng trời cho toà nhà, đóng mở cửa lan can, logia căn hộ cao cấp,…
- Cảm biến nước mưa giúp điều khiển tự động hệ thống tưới tiêu,…
- Đóng mở đèn chiếu sáng giao thông tự động khi có trời mưa,…
Đọc đến những dòng này, mình tin rằng các bạn cũng đã nắm được cơ bản cảm biến nước gồm có bao nhiêu loại? Để mà chém gió trên MXH rồi đúng không nào!
Các bạn nhớ like và share bài viết để kiến thức được đến với nhiều người hơn nhé! Cảm ơn bạn đọc!