Cảm biến siêu âm đo mức nước

Cảm biến siêu âm đo mức nước là gì? một câu hỏi được khá nhiều người hỏi mình trong thời gian vừa qua. Công nghệ sóng siêu âm được ứng dụng nhiều có lẽ ai cũng biết được. Nó được ứng dụng trong y tế như máy siêu âm chẳng hạn. Ngoài ứng dụng trong y tế côg nghệ sóng siêu âm được ứng dụng cực kì nhiều trong công nghiệp. Đó chính là thiết bị đo cảm biến siêu âm. Thiết bị này có tác dụng để đo mức chất lỏng có trong tank, bồn chứa, silo…

Cảm biến siêu âm đo mức nước là gì? nguyên lý hoạt động của nó ra sao? Ứng dụng của nó như thế nào và các thông tin liên quan đến thiết bị này. Hãy cùng mình tìm hiểu trong bài viết này nhé.

Cảm biến siêu âm đo mức nước là gì?

Cảm biến siêu âm đo mức nước là thiết bị xác định mức mức nước, chất lỏng có bên trong bồn chứa, silo, tank… Thiết bị này sử dụng công nghệ sống siêu âm để đo mức. Với công nghệ sóng siêu âm, cảm biến siêu âm đo mức nước là một thiết bị đo mức không tiếp xúc. Khi đo không tiếp xúc với chất lỏng, cảm biến giải quyết được các vấn đề liên quan như là ăn mòn, độ chính xác, độ bền…

Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo mức siêu âm

Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm đo mức nước dựa theo nguyên lý sóng. Các bạn cứ tưởng tượng rằng khi cảm biến hoạt động nó sẽ phát ra một chùm sóng. Chùm sóng này giống như đèn pin chiếu sáng, chẳng qua ta không thấy được chùm sóng đó thôi. Ở gần cảm biến thì chùm sóng này nhỏ nó sẽ lớn dần lên theo khoảng cách đo.

Cụ thể nguyên lý hoạt động của cảm biến như sau:

• Trong quá trình làm việc sóng siêu âm sẽ được phát ra liên tục tới bề mặt nước, chất lỏng , mặt phẳng, vách tường…Khi chạm đến bề mặt sóng siêu âm sẽ phản xạ lại. Cảm biến sẽ thu nhận những sóng bị phản xạ này.
• Thiết bị bên trong cảm biến sẽ tính được khoảng cách sóng bắn đi thông qua thời gian phát sóng và thu sóng. Và qui đổi sang tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V đưa tín hiệu về bộ điều khiển hoặc hiển thị hoặc bộ điều khiển, PLC.Khi khoảng cách thay đổi thì ngõ ra của cảm biến xuất ra cũng thay đổi theo.
• Tùy từng loại cảm biến sẽ có khoảng cách đo khác nhau. Tuy nhiên khoảng cách này có thể tùy chỉnh theo ý muốn.
• Ví dụ bạn chọn cảm biến đo có phạm vi là 400mm đến 2500mm thì bạn cũng có thể chọn lại phạm vi bất kỳ từ 600mm đến 1200mm, để có ngõ ra tương ứng trong phạm vi mình cần.

Ứng dụng của cảm biến siêu âm đo mức nước

Nhờ khả năng đo mức mà không cần tiếp xúc với vật thể nên cảm biến siêu âm được dùng rộng rãi trong cá nhà máy cũng như cá nhân.

• Dùng đo mức nước , báo lượng nước hiện tại, báo thể tích, đo khoảng cách mặt phẳng.
• Đo mức bể chứa nhựa đường nóng trong nhà máy sản xuất ván lớp.
• Dùng đo bể chứa nước, bồn chứa nước ngầm và bồn chứa trên cao.
• Đo thực phẩm dạng lỏng cụ thể như nước chấm, nước giải khát, dầu ăn, sữa, dầu diesel, xăng, sữa,….
• Sử dụng nhiều trong các công trình thủy điện, trạm cấp nước cho nhà máy nước.
• Đo theo cách không tiếp xúc nên dùng đo cho hóa chất là phương pháp được nhiều nhà máy lựa chọn như đo: muối, axit,…
• Nhiều nhất vẫn là dùng cho hệ thống xử lý nước thải, báo mức thủy triều,…và còn rất nhiều ứng dụng khác.

Tín hiệu ngõ ra 4-20mA hoặc 0-10V là tín hiệu chuẩn được sử dụng trong công nghiệp. Tất các các bộ điều khiển hoặc PLC, bộ hiển thị điều có khả năng đọc 2 tín hiệu này. Khi đưa 2 tín hiệu này về với PLC, bộ điều khiển thì tín hiệu này được giải mã thành tín hiệu mức chất lỏng. Từ đó các bạn có thể xác định mức cần báo đầy và mức cần báo cạn.

Với mức báo cạn điểu khiển bật bơm để thêm chất lỏng vào bồn chứa. Với mức báo đầy điều khiển tắt bơm để nó không bị tràn ra. Ngoài ra cảm biến còn được dùng trong bồn trộn công nghiệp. Báo mức khi nào đầy bồn để tiến hành trộn nguyên liệu lại với nhau.

Cảm biến đo mức siêu âm hãng Dinel

Hãng Dinel là một hãng chuyên gia nghiên cứu sản xuất cảm biến đo mức. Với hơn 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực đo mức, báo mức. Hãng có rất nhiều sản phẩm phù hợp cho mọi vấn đề đo mức khác nhau.

Đối với dòng cảm biến siêu âm. Hãng dinel có 2 loại: Cảm biến siêu âm không hiển thị và cảm biến siêu âm có hiển thị.

Vậy chúng khác nhau ở điểm nào? Chúng ta cùng nhau tìm hiểu nhé!

Cảm biến đo mức siêu âm không hiển thị ULM-53N

Với thiết kế tối ưu trong không gian nhỏ hẹp, cà đặt dễ dàng bằng bút từ. Có nhiều option và khoảng cách đo khác nhau. Độ chính xác của cảm biến tương đối cao. Độ nhạy và khả năng đáp ứng khá nhanh. Không những thế giá thành của cảm biến siêu âm Dinel cạnh tranh hơn so với các loại cảm biến siêu âm khác.

Thông tin kỹ thuật cảm biến siêu âm không hiển thị ULM-53N

• Nguồn cấp : 18…36Vdc
• Khoảng cách đo:
  • ULM-53N-01 : khoảng cách 0,1 đến 1m , ren kết nối G3/4
  • ULM-43N-02 : khoảng cách 0,2m đến 2m, ren kết nối G1
  • ULM-53N-06:  khoảng cách 0.2m đến 6m ren kết nối G 1 ½
  • ULM-53N-10 : khoảng cách 0.4m đến 10m ren kết nối G 2 ¼
  • ULM-53N-20 : khoảng cách 0.5m đến 20m, ren kết nối G 2¼
• Output : 4-20mA, 0-10V
• Nhiệt độ : -30….70oC hoặc -30…60oC tùy dải đo .
• Bảo hành: 12 tháng, 1 đổi 1 nếu lỗi từ nhà sản xuất.
• Cài đặt: bằng bút từ
• Sai số:
  • Đối với cảm biến 0-1m là 0,3% hoặc 0,2%
  • Đối với cảm biến đo 0-2m, 0-6 met sai số 0,15%
  • Còn với dải đo 0-10m, 0-20m sai số 0,2%
• Thời gian đáp ứng:
  • Cảm biến 0-1,0-2m là 0,5s;
  • Cảm biến 0-6m, 0-10m là 1,2s;
  • Cảm biến 0-20m thời gian sẽ là 5,0s.
• Chuẩn bảo vệ: IP67, option IP68.

Ngoài ra cảm biến Dinel còn có chuẩn chống cháy nổ dùng tốt cho xăng dầu môi trường dễ xảy ra cháy nổ.

Cảm biến đo mức siêu âm có hiển thị ULM-70N

Thông tin kỹ thuật cảm biến siêu âm đo mực chất lỏng

• Nguồn cấp : 18…36Vdc giống loại không hiển thị
• Khoảng cách đo:
  • ULM-70N-02 :  0.15m đến 2m, ren kết nối G1.
  • ULM-70N-06 : 0.25m đến 6m, ren kết nối G 1 ½.
  • ULM-70N-10 : 0.4m đến 10m, ren kết nối G 2 ¼.
  • ULM-70N-20 : 0.5m đến 20m, mặt bích kết nối.
• Output: 4-20ma, 0-10V, chuẩn HART, truyền thông công nghệp RS-485 modbus RTU.
• Nhiệt độ: -30….70oC hoặc -30…60oC tùy dải đo.
• Chuẩn bảo vệ: IP67 chống bụi, nước.
• Thời gian đo: 1…4s
• Màn hình hiển thị: Matrix  Oled, độ phân giải 128 x 64 pixel.
• Sai số: 0,15%
• Trọng lượng: 0,3kg- 3,1kg tùy từng dải đo.
• Chuẩn chống cháy nổ cao phù hợp dùng đo xăng dầu, nhiên liệu, chất môi trường dễ cháy nổ.
• Xuất xứ: Dinel -Czech ( Cộng Hòa Séc).

Cảm biến này có nhiều option hơn so với cảm biến ULM-53N. Với nhiều chuẩn hơn. Ngoài ra cảm biến còn tích hợp thêm màn hình hiển thị trực tiếp trên cảm biến. Điều này cho phép bạn cài đặt dễ dàng hơn, hiểu chỉnh chính xác hơn.

Cảm biến này còn có chuẩn truyền thông công nghiệp RS485 phù hợp cho nhiều hệ thống kết nối khác nhau. Ngoài ra cảm biến còn có tiêu chuẩn chống cháy nổ Châu Âu phù hợp cho các môi trường dễ cháy nổ như xăng, dầu, môi trường dễ cháy nổ…

Ưu điểm cảm biến siêu âm đo mức nước

Cảm biến siêu âm đo mức nước có nhưng ưu điểm sau:

• Thiết kế nhỏ gọn.
• Lắp đặt dễ dàng.
• Cài đặt dễ dàng bằng bút từ.
• Độ chính xác cao.
• Đo không tiếp xúc với chất lỏng. Vì thế nó có thể đo được hầu hết tất cả các loại chất lỏng.
• Đo được cả các loại chất rắn.
• Thời gian đáp ứng lẹ.

Nhược điểm của cảm biến siêu âm đo mức nước

Bên cạnh những ưu điểm cảm biến siêu âm còn có một vài nhược điểm sau:

• Giá thành cao hơn các loại cảm biến điện dung, phao báo mức.
• Không thể đo được trong không gian quá hẹp và nhỏ.
• Cảm biến bị sai khi gặp vật cản.
• Không thể sử dụng ở nhiệt độ cao và áp suất lớn.

Những lưu ý khi lắp đặt cảm biến siêu âm đo mức nước:

• Vị trí lắp của cảm biến siêu âm phải ở trên đỉnh của tank chứa, silo bồn chứa (vị trí lắp đặt tối thiểu 1/3 đường kính của tank).
• Lắp đặt cảm biến vuông góc với bề mặt chất lỏng để cảm biến cho kết quả chính xác nhất.
• Khi lắp cảm biến phải tránh dòng chảy của nguyên liệu chảy vào tank.
• Đối với bồn có cánh khuấy ta phải tránh đường đi của sóng. Nếu sóng phát ra bị chạm vào cánh khuấy sẽ dẫn đến kết quả sai lệch.
• Phần phát sóng của cảm biến nằm dưới nắm bồn tank chứa.

Bộ hiển thị mức nước S311A

Đối với cảm biến có hiển thị sẽ hiện thị số sãn ngay trên mặt hiện thị của cảm biến. Tuy nhiên mặt hiển thị này chỉ giúp cho các bạn xác định khoảng cách, cài đặt trên cảm biến. Với nhứng loại không có hiển thị thì các bạn phải có bộ hiển thị để có thể quan sát và hiệu chỉnh cho cảm biến.

Việc có thêm bộ hiển thị sẽ giúp bạn xem được mức nước ở bất kì vị trí nào. Quan sát dễ dàng hơn. Ngoài ra nếu các bạn dùng nhiều cảm biến thì việc quan sát tại các vị trí lắp đặt sẽ tốn thêm thời gian. Nếu có bộ hiển thị đưa về một vị trí giúp bạn quan sát nhanh chóng, tiện lợi hơn nhiều.

Thông tin kỹ thuật bộ hiển thị S311A

• Kích thước: 96 x 48 x 98 mm
• Chuẩn: IP 65
• Phím chọn: 3 phím
• Sai số : 0.1%
• Tiêu chuẩn: CE
• Chống nhiễu – cách ly: tại 1500Vac
• Sữ dụng loại Led siêu sáng tiết kiệm điện chỉ 3W
• Trọng lượng: 200g

Nguồn cấp

• Phiên bản S311A-4-H sử dung nguồn 80-265Vac
• Phiên bản S311A-4-L sử dụng nguồn 10-40Vdc và 19-28Vac

Input đầu vào

• Điện áp : 0-1V, 0-2V, 0-5V, 0-10V
• Dòng điện : 0-20mA, 4-20mA loại active và passive
• Biến trở từ 1 ohm …. 100 Kohm
• Cảm biến nhiệt độ loại PT100 2 dây, 3 dây, 4 dây
• Cảm biến nhiệt độ can nhiệt Thermocouple K, R, S, B, T, J, E, N chức năng CJC bù nhiệt cho cảm biến.

Output ngõ ra

• Điện áp : 0-5V, 0-10V
• Dòng điện : 4-20mA, 0-20mA
• Option : 2 Relay và mobus RTU cho phiên bản S311A-4-H-O

  

Bộ hiển thị điều khiển đa năng S311A có chức năng hiển thị nhiệt độ, hiển thị áp suất, hiển thị lưu lượng, hiển thị giá trị biến trở hoặc phần trăm, chuyển đổi tín hiệu. Không những vậy nó còn xuất tín hiệu ra cho các bộ chuyển điều khiển khác với sai số rất thấp.

Bộ hiển thị là một biện pháp quan sát toàn diện cho hệ thống của bạn. Giá cả ban đầu sẽ cao hơn nhưng về mặt quản lý hệ thống sẽ đơn giản và thuận tiện hơn. Mọi sự lụa chọn đều nằm ở bạn

Như vậy, thông qua bài viết này mình đã giới thiệu cho các bạn cảm biến siêu âm đo mức nước là gì? nguyên lý và cách hoạt động của nó.

Mọi chi tiết và thắc mắc về cảm biến cũng như bộ hiển thị. Các bạn vui lòng liên hệ với mình theo thông tín dưới đây. Mình sẽ giải đáp mọi thắc mắc của bạn.

Liên Hệ

Kỹ Sư Cơ Điện Tử – Mr. Trọng

Zalo/Mobi: 0975 116 329

Mail: trongle@huphaco.vn