Các phương pháp đo mức chất lỏng

Các bạn kỹ thuật trong lĩnh vực tự động thường cần những giải pháp đo chất lượng và hiệu quả. Đo mức chất lỏng là một vấn đề mà nhiều bạn quan tâm. Trong bài viết ngày hôm này mình sẽ chia sẻ cho bạn biết về các phương pháp đo chất lỏng mà mình sử dụng. Hi vọng qua bài viết của mình giúp cho các bạn có được những phương pháp đo mức chất lỏng để các bạn tham khảo và ứng dụng.

Các phương pháp đo mức chất lỏng phổ biến

Trên thế giới có rất nhiều phương pháp để đo chất lỏng. Vì có rất nhiều phương pháp cho nên mình sẽ nói đến các phương pháp được dùng phổ biến tại Việt Nam.

Phương pháp đo mức chất lỏng bằng sóng siêu âm

Phương pháp đo mức bằng sóng siêu âm là một phương pháp đo mức không tiếp xúc. Phương pháp nay được sử dụng rất nhiều trong các hệ thống xử lý nước. Nó cho phép đo chất lỏng có khả năng ăn mòn cao.

Nguyên lý đo siêu âm

Phương pháp đo mức này sẽ sử dụng một thiết bị gọi là cảm biến siêu âm. Cảm biến này phát ra một chùm sống siêu âm. Chùm sóng siêu âm này chạm vào bề mặt chất lỏng và nó phản xạ lại. Cảm biến siêu âm nhận lại chùm sóng bị phản xạ tính toán thời gian và vận tốc sóng. Từ đo cho ra khoảng cách giữa cảm biến và chất lỏng cần đo.

Ưu điểm của phương pháp đo mức bằng sóng siêu âm: phương pháp đo này rất chính xác. Độ chính xác của phưởng pháp này rất cao, đo được khoảng cách lớn lên đến 20m chỉ với sai số là 2,5mm. Đo khoảng cách nhỏ hơn thì sai số nhỏ hơn nữa.

Nhược điểm của phương pháp: lắp đặt cảm biến siêu âm khá khó vì nó đỏi hỏi phải vuông góc với bề mặt cần đo. Rất ít cảm biến siêu âm có thể hoạt động ở nhiệt độ cao, hầu như không có. Tất cả cảm biên siêu âm đều có điểm chết. Điểm chết là điểm mà cảm biến không thể đo được, nó khoảng 100 đến 400mm tùy vào khoảng cách đo.

Phương pháp đo mức chất lỏng sử dụng điện dung

Đây là phương pháp đo ngâm trực tiếp trong chất lỏng. Phương pháp đo mức chất lỏng này đem lại độ chính xác cao nhưng đòi hỏi chất lỏng phải dẫn điện. Với công nghệ phát triển thì việc đo chất lỏng dẫn điện thấp và chất lỏng không dẫn điẹn bằng điện dụng vẫn có thể thực hiện được.

Nguyên lý đo mức điện dung

Đo mức bằng điện dung có nguyên lý khá đơn giản. Bạn chỉ cần đưa que điện cực vào trong chất lỏng cần đo. Que điện cực sẽ cảm nhận giá trị điện trong chất lỏng. Giá trị này ngập đến vị trí nào của que dò điện cực nó sẽ xuất hiệu cho ta biêt mức chất lỏng trong bồn.

Ưu điểm: Phương pháp này có độ chính xác cao vì nó được ngâm trực tiếp trong chất lỏng. Nó phù hợp với các vị trí đo nhiệt đô cao và áp suất lớn. Đo được rất nhiều loại chất lỏng khác nhau. Ngoài ra phương pháp này còn dùng để đo các chất rắn dạng hạt như cát, hạt cà phê, xi măng…

Nhược điểm: Nhược điểm của phương pháp này đó chính là không thể đo được khoảng cách quá xa. Chiều dài đo được phụ thuộc vào chiều dài của que dò. Nhược điểm này có thể khắc phục bằng sử dụng que dò dạng dây.

Phương pháp chênh lệch áp suất để xác định mức chất lỏng

Dùng phương pháp này được dùng trong các hệ thống kín khó thay đổi kết cấu. Ngoài ra người ta dùng phương pháp này để đo trong các ao, hồ lớn. Loại cảm biến dùng để đo trong môi trường kín là cảm biến áp suất. Còn để đo ao, hồ,.. thì ta dùng cảm biến thủy tĩnh.

Nguyên lý đo bằng áp suất

Đo mức chất lỏng bằng áp suất có nguyên lý khá đơn giản. Đầu tiên xác định áp suất trong bồn bằng cảm biến áp suất. Sau đó chúng ta qui đổi thành mực nước theo bảng qui đổi chuẩn. Theo bảng qui đổi chuẩn, áp suất 1 bar tương đương với 10,21 mét nước. Ví dụ áp suất đo được là 0,1 bar có nghĩa là trong bồn có 1,021m nước.

Ưu điểm: phương pháp này là khá dễ dàng sử dụng. Dễ lắp đặt, dễ bảo trì.

Nhược điểm: độ chính xác của phương pháp đo này phụ thuộc khá nhiều vào cảm biến áp suất. Tuy nhiên với công nghệ hiện đại bạn không phải lo đến vần đề đó. Đối với các bồn có áp suất phải sử dụng đến cảm biến chênh áp. Điều này đảm bảo cho việc đo mức là chính xác.

Dùng sóng Radar để xác định mức chất lỏng

Đây là phương pháp đo mức chính xác nhất trong các loại phương pháp. Phương pháp đo mức chất lỏng bằng sóng radar có tần số cao hơn so với sóng siêu âm. Vì thế độ chính xác của nó cao hơn. Đo bằng sóng radar thường được dùng để đo dầu, xăng, nhiên liệu, các loại chất rắn dang hạt như cát, xi măng…

Nguyên lý đo mức bằng radar

Nguyên lý đo bằng radar cũng giống như đo bằng siêu âm. Thiết bị phát sóng radar (hay còn gọi là cảm biến radar) sẽ phát một chùm sóng radar. Chùm sóng chạm đến chất lỏng và phản xạ lại. Cảm biến radar sẽ nhận lại sống phản xạ và dùng các thuật toán để đưa ra mức chất lỏng.

Ưu điểm: Phương pháp này có ưu điểm đó chính là độ chính xác rất cao. Độ chính xác của cảm biến radar cao hơn nhiều so với siêu âm. Độ nhạy và phản hồi nhanh hơn so với cảm biến siêu âm. Chịu được nhiệt độ cao và áp suất cao. Chống nhiễu tốt trong mọi môi trường khác nhau.

Nhược điểm: Phương pháp này có công nghệ cao. Vì thế giá thành của nó cũng khá cao so với những phương pháp khác.

Phương pháp đo mức chất lỏng tiệm cận

Đây là phương pháp đặc biệt dùng trong các hệ thống có bồn chứa trong suốt như là Axit, bồn chứa các chất ăn mòn cao. Những chất có khả năng ăn mòn cao chứa trong các bồn chứa thủy tinh hoặc bồn nhựa trong. Phương pháp này chủ yếu để báo đầy, hoặc báo cạn trong bình. Không thể đo liên tục bằng phương pháp này.

Phương pháp đo ON/OFF

Phương pháp đo ON/OFF hay còn gọi là phương pháp báo đầy báo cạn. Phương pháp đo này có giá thành rẻ nhất. Phương pháp này được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp bảo quản, dùng trong các bồn trộn, khuấy,… Phương pháp này chỉ được sử dụng nếu các bạn chỉ cần biết 2 vị trí đầy và cạn không cần biết bên trong chưa bao nhiêu nước. Khi đầy tự ngắt bơm, khi cạn tự bật bơm.

Nên dùng phương pháp nào để đo mức?

Có rất nhiều loại chất lỏng như nước, Axit, dầu, dung môi công nghiệp, keo,… Mỗi một loại đều phải dùng có các phương pháp khác nhau để đo. Để hiểu rõ hơn về phương pháp nào phù hợp môi trường nào các bạn cần biết các thông tin sau.

Xác định chính xác loại chất lỏng cần đo

Có nhiều bạn cần đo mức trong bồn. Nhưng lại chẳng biết bên trong của nó chứa chất nào. Không biết chất lỏng bên trong bồn không thể nào xác định được phương pháp nào đo phù hợp. Việc xác định chất lỏng bên trong là gì nhìn đơn giản nhưng nó quyết định đến phương pháp đo. Ví dụ trong bồn chứa Axit bạn không thể nào dùng phương pháp đo điện dụng mà không có bảo vệ que dò. Nó sẽ ăn mòn mất thiết bị của bạn mất.

Xác định tính chất của chất lỏng

Mỗi một loại thiết bị đo sinh ra để đo trong một môi trường khác nhau. Lấy ví dụ Axit có tính ăn mòn cao nên dùng cảm biến điện dung phải có biện pháp bảo vệ que dò chẳng hạn. Đo nước thải các bạn cũng chẳng thể nào dùng cảm biến điện dung. Nó cũng ăn mòn luôn que dò. Hơn nữa nó còn dính bùn lên cảm biến khiến cảm biến bị sai số.

Cần đo chất lỏng ở bồn kín hay bồn hở

Nếu đo trong ở bồn hở thì các bạn có thể dùng bất kì phương pháp nào đo cũng được cả. Bởi vì bồn hở có áp suất bằng với áp suất khí quyển. Vì thế có thể dùng được rất nhiều thiết bị và phương pháp khác nhau.

Đối với đo trong bồn kín bạn phải cần nhắc đến áp suất bên trong của bồn, silo. Nếu áp suất cao thì dùng phương pháp đo điện dung, radar… Ngoài ra bạn cũng có thể đo mức bằng áp suất. Tuy nhiên nên dùng cảm biến chênh áp.

Nhiệt độ môi trường cần đo chất lỏng

Nhiệt độ và áp suất là 2 yếu tố rất quan trọng trong việc đo mức. Áp suất cao, nhiệt độ cao chỉ có thể dùng radar để đo mức. Áp suất cao nhiệt độ thấp có thể dùng phương pháp đo áp suất bằng điện dung, radar, ON/OFF…

Giá thành của phương pháp đo mức chất

Mỗi một phương pháp có một thiết bị đo khác nhau. Như đo bằng điện dung có cảm biến đo mức điện, đo bằng sống siêu âm có cảm biến siêu âm,… Mỗi loại thiết bị này sẽ khác nhau về giá thành. Ví dụ phương pháp đo bằng radar có công nghệ hiện đại nên giá đắt nhất. Tiếp sau là công nghệ đo bằng siêu âm rẻ hơn. Phương pháp đo ON/OFF có giá thành rẻ nhất.

Tuy nhiên vào từng trường hợp cụ thể khác nhau giá thành nó sẽ khác nhau. Không có giá thành nào cố định cho từng phương pháp. Phải dựa vào thực tế lắp đặt để có thể xác định được giá thành của phương pháp.

Nếu có bất kì thắc mắc nào liên quan đến phương pháp đo mức. các bạn có thể liên hệ với mình theo thông tin sau:

Liên hệ

Kỹ Sư Cơ – Điện Tử

Mr. Trọng

Mobi/Zalo: 0975 116 329

Mail: trongle@huphaco.vn