Cảm biến đo mức điện dung là một trong những cảm biến thông dụng được sử dụng rất nhiều trong công nghiệp. Cảm biến đo mức sử dụng được trong rất nhiều môi trường, vị trí khác nhau.

Cảm biến đo mức điện dung Dinel
Cảm biến đo mức điện dung Dinel

Vậy cảm biến đo mức điện dung là gì? nó có ứng dụng ra sao? Có nhưng loại cảm biến điện dung nào? Hôm này mình sẽ chia sẻ với các bạn về loại cảm biến này. Chúng ta cùng tìm hiểu thôi.

Cảm biến đo mức điện dung là gì?

Cảm biến đo mức điện dung hay còn có tên cảm biến điện cực hoặc cảm biến điện dung. Cảm biến điện dung là loại cảm biến sử dụng nguyên lý điện dung để phát hiện mức chất lỏng hoặc báo mức chất lỏng.

Tín hiệu xuất ra của cảm biến thường là tín hiệu ON/OFF. Tuy nhiên vẫn có loại xuất tín hiệu 4-20mA. Loại này thường ít được sử dụng hơn so với loại ON/OFF vì nó bị giới hạn bởi chiều dài đo.

Cảm biến điện dung liên tục và ON/OFF
Cảm biến điện dung liên tục và ON/OFF

Cấu tạo và nguyên lý làm việc

Cảm biến điện cực sử dụng phương pháp phát hiện điện bên của môi chất. Vậy cảm biến có cấu tạo và nguyên lý làm việc như thế nào?

Cấu tạo

Trước hết chúng ta cùng tìm hiều về cấu tạo của cảm biến điện dung. Nó có cấu tạo giống như bao cảm biến khác. Có lớp vỏ bảo vệ, que dò cảm biến, ren kết nối và mạch xuất tín hiệu.

Cấu tạo cảm biến điện dung
Cấu tạo cảm biến điện dung
  • Lớp vỏ bảo vệ: lớp vỏ này được làm tử Inox 316L. Inox đem lại đô bền bỉ cho cảm biến, tránh được các va đập bên ngoài.
  • Que dò: đây là bộ quan trọng nhất của cảm biến. Que dò có chức năng cảm nhận điện từ môi trường. Đối với các môi trường ăn mòn cao thì que dò sẽ được bọc một lớp nhựa chống ăn mòn.
  • Ren kết nối: bất kì cảm biến nào cũng cần được nối vào vị trí sử dụng. Tuy vào mục đích sử dụng sẽ có các kiểu kết nối khác nhau. Ren kết nối thường là ren G1”, G3/4”.
  • Mạch điều khiển: Mạch nằm bên trong vỏ bảo vệ. Mạch điều khiển có chức năng xuất tín hiệu 4-20mA hoặc ON/OFF.

Nguyên lý làm việc

Cảm biến điện dung làm việc theo nguyên lý cảm nhận thay đổi điện cực. Các bạn hiều đơn giản như thế này. Que dò của cảm biến có rất nhiều điện cực. Điện cực này giống như một tụ điện. Với một phần từ que dò và phần còn lại đến từ thành bồn. Chất lỏng đo được xem là chất xúc tác dẫn điện.

Khi que dò tiếp xúc càng nhiều với chất lỏng thì mức độ dẫn điện càng tăng lên. Từ mức độ này và các thuật toán của vi xử lý chúng ta biết được mức nước trong bồn là bao nhiêu.

Nguyên lý làm việc của cảm biến điện dung
Nguyên lý làm việc của cảm biến điện dung

Tùy vào từng môi trường đo thì mức độ dẫn điện sẽ khác nhau. Ví dụ môi trường nước sạch có độ dẫn điện khoảng 500 – 1000 (µS / cm). Với độ dẫn điện này có khá nhiều cảm biến điện dung có thể đo được.

Với môi trường nước RO (nước cất) độ dẫn điện của nó là rất nhỏ. Cảm biến đo mức bằng điện dung thông thường không thể nào đo được. Tuy nhiên với công nghệ ngày càng hiện đại thì việc đo RO bằng điện dung không còn là vấn đề lớn.

Ứng dụng trong cảm biến trong công nghiệp

Vì độ phổ biến và thông dụng của cảm biến đo điện dụng. Nó được dùng trong rất nhiều trường hợp khác nhau trong công nghiệp.

Cảm biến đo mức điện dung liên tục

Cảm biến loại này thường được dùng trong các bồn chứa nhỏ, và trong các bồn chứa chất rắn nhiều hơn. Bởi vị cảm biến này cho biết chính xác vị trí mức của môi trường đo. Lấy ví dụ khi đo nước ở vị trí 2m thì cảm biến sẽ cho ta biết chính xác vị trí này.

Loại cảm biến điện dung này sẽ đi kèm với màn hình hiển thị. Nếu không có màn hình hiển thị, bạn cần có một bộ đọc hoặc một bộ điều khiển để có thể sử dụng cảm biến này.

Đo mức liên tục 4-20mA
Đo mức liên tục 4-20mA

Nhược điểm của cảm biến này chính là chiều dài đo. Tuy nhiên hiện tại có rất nhiều khoảng cách đo khác nhau. Vì thế bạn có thể yên tâm về chiều dài đo của nó.

Cảm biến điện cực ON/OFF

Đây là loại cảm biến được sử dụng nhiều nhất. Nó dùng được trong tất cả các trường hợp đo. Loại này có nhiều biến thể nhất, tuy rằng chỉ cho tín hiệu ON/OFF. Cảm biến điện cực ON/OFF dùng để báo đầy, báo cạn mức bên trong bồn chứa.

Báo mức ON/OFF
Báo mức ON/OFF

Cảm biến này thường dùng chung với đèn báo hoặc đưa về PLC để điều khiển. Loại này sử dụng sẽ không biết được chính xác bên trong. Với độ chính xác cao giá thành hợp lý thì nó được dùng nhiều nhất.

Cảm biến điện dung đo mức xăng – dầu

Có nhiều người thường hay nghĩ rằng cảm biến điện dung không thể đo được xăng dầu. Vì nó có dẫn điện đâu mà đo được. Điều này hoàn toàn sai nhé. Cảm biến đo mức điện dung chắc chắn đo được dầu.

Đo mức xăng dầu bằng cảm biến điện dung
Đo mức xăng dầu bằng cảm biến điện dung

Bởi vì công nghệ hiện đại ngày nay. Cảm biến đo mức bằng điện dung có thể cảm nhận được rất nhiều chất khác nhau. Người ta dùng cảm biến đo mức bằng điện dung dùng để đo mức xăng, dầu, nhiên liệu vì nó có độ nhạy cao, an toàn khi sử dụng để đo.

Cảm biến điện dung đo mức nước

Đo mức nước hiện nay có rất nhiều cách đo khác nhau như: đo mức nước bằng điện dung, đo mức nước bằng siêu âm, đo mức nước bằng radar, đo mức nươc bằng phao… Trong tất cả các cách đo thì đo bằng phao có chi phí rẻ nhất.

Đo mức bằng phao có giá rẻ nhưng độ chính xác và độ nhạy của nó không quá cao. Nó chỉ đủ dùng trong các trường hợp không cần chính xác chỉ cần báo là đủ. Kích thước của phao cũng lớn không phù hợp dùng cho bồn chứa nhỏ.

Báo mức nước bằng cảm biến
Báo mức nước bằng cảm biến

Biện pháp thay thế phao báo mức tốt nhất là dùng cảm biến điện dung báo mức nước. Cảm biến nhỏ gọn, dùng được trong nhiều môi trường đo, thậm chí còn đo được cả những chất không dẫn điện. Nhược điểm của nó là giá thành cao hơn phao đo mức nước. Nếu bạn có chi phí thấp thì phao đo mức nước là lựa chọn rất tốt đó.

Đo acid bằng điện cực

Đo acid, bazo dùng cảm biến điện dung nhiều nhất. Bạn biết đo acid có tính ăn mòn cao. Nếu bạn dùng bất kì phương pháp nào khác sẽ làm ăn mòn mất phần cảm biến đo. Bạn không thể nào dùng phao để đo acid. Nó ăn mòn luôn cả phao đến khi không còn gì cả.

Với phương pháp đo mức bằng siêu âm sẽ không tiếp xúc với acid sẽ tốt hơn. Tuy nhiên có một vài loại acid bốc hơi lên. Ăn mòn luôn cả cảm biến lúc này giải pháp cuối cùng là cảm biến đo mức acid bằng điện dung.

Đo acid có lớp vỏ bảo vệ
Đo acid có lớp vỏ bảo vệ

Với môi trường này cảm biến đo acid bằng điện dung sử dụng một lớp bọc PFA chống ăn mòn ở que dò. Vì thế bạn có thể đo acid mà không sợ bị ăn mất que dò.

Đo bùn và các chất kết dính

Ở đây có nhiều cách đo bùn và chất kết dính khác nhau. Bạn có thể đo không tiếp xúc bằng siêu âm, bằng radar… Với loại này thì bạn phải đảm bảo chắc rằng chất kết dính và bùn không được dính vào cảm biến. Giá thành của phương pháp này khá cao.

Với cảm biến đo mức bằng điện dung thì có thể đo được. Với công nghệ chống kết dính hiện đại thì đo bằng điện dung mang lại giải pháp tốt nhất cho các chất kết dính, bùn. Trong một vài trường hợp bạn chỉ cần biết chất kết dính còn hay hết thì cảm biến điện dung cực kì hưu dụng và giá rẻ.

Đo bùn và chất kết dính
Đo bùn và chất kết dính

Cảm biến điện cực đo chất rắn

Có nhiều loại chất rắn mà cảm biến điện dung có thể đo được. Lấy ví dụ trong nông nghiệp người ta cần báo mức đầy của cà phê, lúa, hạt điều… Trong công nghiệp người ta cần đo mức xi măng, cát, đá sỏi,… Các chất này đều có thể đo được bằng điện dung.

Đo chất rắn bằng điện dung
Đo chất rắn bằng điện dung

Đo bằng điện dung ở các môi trường này an toàn hơn so với khi bạn sử dụng radar, siêu âm. Có những biến thể của cảm biến đo mức điện dung được thiết kế đặc biệt dùng trong môi trường đo sữa, đo bột sữa, bia…

Các loại cảm biến điện dung của hãng Dinel

Mình đã nói nhiều về ứng dụng của cảm biến điện dung rồi. Vậy thì trên thị trường có những loại cảm biến điện dung nào? Trong phần này mình sẽ giới thiệu đến các bạn cảm biến đo mức của hãng Dinel – một trong những hãng chuyên về sản xuất cảm biến đo mức.

Cảm biến đo mức điện dung có hiển thị CLM-70

Đây là loại cảm biến điện dung cao cấp của hãng Dinel. Cảm biến cho ra tín hiệu 4-20mA, Hart, modbus RS485. Độ chính xác của cảm biến CLM-70 khá cao. Cảm biến này thường dùng để đo acid, đo các chất lỏng có nồng độ cao, chất lỏng không dẫn điện…

Dòng cảm biến CLM-70
Dòng cảm biến CLM-70
Thông tin kĩ thuật của cảm biến CLM-70
  • Hãng sản xuất: Dinel – Séc
  • Các biến thể: CLM-70_-00, CLM-70_-10,…,CLM-70_-61.
  • Nguồn cấp: 18-36V DC
  • Output: 4-20mA, Hart
  • Capacity range: 0 đến 3000pF
  • Sai số: 0,01% từ 0 đến 300pF, 0,1% từ 300 đến 3000pF
  • Kháng bụi, kháng nước: IP67
  • Màn hình hiển thị: OLED 128×64 pixel
  • Màu hiển thị: đơn sắc vàng
  • Chất liệu:
    • Mặt kính: polycarbonate.
    • thân: aluminium alloy with coating
    • Ren: St. Steel W. Nr. 1.4404 (AISI 316 L )
    • Que dò: St. Steel W. Nr. 1.4404 (AISI 316 L )
    • Vỏ bảo vệ que dò: PFA
  • Kiểu ren kết nối: G 1′, NPT 1″

Cảm biến đo không hiển thị DLM-35N

Khác so với cảm biến CLM-70. Cảm biến DLM-35N cần có bộ hiển thị để có thể biết được giá trị của nó. Cảm biến này đo mức tuyền tính cho các môi trường dẫn điện, không dẫn điện, chất rắn…

Cảm biến này có giá thành rẻ hơn so với CLM-70. Tuy nhiên bạn cần có bộ hiển thị để đọc giá trị hoặc PLC để điều khiển.

Thông tin kĩ thuật của cảm biến DLM-35N
  • Hãng sản xuất: Dinel – Czech
  • Nguồn nuôi: 12…34V DC
  • Output: 4-20mA, 0-10V
  • Sai số: 0,1%
  • Nhiệt độ hoạt động: -40 … + 85°C
  • Chiều đài que đo: từ 100mm đến 2000mm tùy vào biến thể
  • Đèn hiển thị trạng thái: Xanh – hoạt động, cam – cài đặt
  • Chất liệu vỏ: AISI 304
  • Chất liệu que dò: AISI 316L
  • Vỏ bảo vệ que dò: FEP, PFA
  • Ren kết nối: G1” G3/4”, NPT 3/4,M30x1,5, M27x2…

Cảm biến báo mức dầu CLS-23N-10

Cảm biến đo mức xăng dầu CLS-23N-10 là cảm biến chuyên dùng để báo mức xăng dầu. Cảm biến có thể báo mức dầu trong bồn chưa, tank chứa, các thiết bị chứa đặc biệt. Cảm biến báo xăng dầu ON/OFF, báo đa điểm. Cài đặt dễ dàng bằng bút từ đi kèm.

Cảm biến điện dung báo mức dầu
Cảm biến điện dung báo mức dầu
Thông tin kỹ thuật
  • Hãng sản xuất: Dinel – Czech
  • Nguồn cấp: 6…30V DC
  • Output: PNP
  • Dòng chuyển mạch: 100 mA
  • Thời gian delay: 0,1s
  • Bảo vệ: IP68
  • Nhiệt độ hoạt động: -25°C … +105°C
  • Chiều dài que dò: 30mm
  • Chất liệu vỏ: Nhựa PP
  • Chất liệu ren: AISI 303
  • Chất liệu que dò: AISI 303
  • Ren kết nối: M18x1,5, M20x1,5, G3/8”, G1/2” , 1/2 NPT, 1/4 NPT.

Cảm biến ON/OFF chống nhiễu DLS-35N

Cảm biến DLS-35N được dụng cho chất lỏng, chất rắn. Cảm biến có thể điều chỉnh độ nhạy để sử dụng trong môi trường có nhiễu từ. Có 2 đèn led hiển thị cài đặt và trạng thái. Cài đặt cảm biến dễ dàng bằng bút từ. Có nhiều biến thể sử dụng được trong nhiều môi trường khác nhau.

Dòng cảm biến DLM-35
Dòng cảm biến DLM-35
Thông tin kĩ thuật
  • Nguồn nuôi: 7…36V DC
  • Output: PNP, NPN
  • Dòng chuyển mạch: 300mA
  • Bảo vệ: IP67, IP68
  • Chất liệu vỏ: stainless steel W.Nr. 1.4301 (AISI 304)
  • Chất liệu que dò: stainless steel W.Nr. 1.4301 (AISI 304)
  • Ren kết nối: G1”, G3/4”, NPT 3/4,…

Cảm biến điện dung điều chỉnh nhạy DLS-27

Cảm biến DLS-27 được sử dụng tại các vị trí cần thay đổi độ nhạy và độ trễ theo ý muốn. Thay đổi độ nhạy để có thể chống nhiễu từ tính. Thay đổi độ trễ để có thể dùng trong môi trường cần tín hiệu sớm hơn hoặc muộn hơn.

Cảm biến báo mức CLS-27N
Cảm biến báo mức CLS-27N
Thông tin kĩ thuật
  • Nguồn nuôi: 7..36V DC
  • Output: PNP, NPN
  • Dòng chuyển mạch: 200 mA
  • Bảo vệ: IP67
  • Chất liệu vỏ: W.Nr. 1.4301 (AISI 304)
  • Chất liệu que dò: W.Nr. 1.4404 (AISI 316 L)
  • Ren kết nối: G3/4”, M27x2, M30x1,5,…

Bộ hiển thị và báo mức

Bộ hiển thị và báo mức là một thiết bị không thể thiếu nếu bạn sử dụng cảm biến điện dung. Với cảm biến báo ON/OFF thì có lẽ không cần đến. Nhưng với cảm biến 4-20mA nó là một phụ kiện cực kì cần thiết.

Với phụ kiện này bạn có thể điều khiển ON/OFF đơn giản hoặc là hiển thị mức nước và báo về PLC. Bộ hiển thị là một phụ kiện quan trọng nếu bạn có ý định sử dụng cảm biến báo mức chính xác.

Bộ hiển thị mức nước
Bộ hiển thị mức nước

Có nhiều bộ hiển thị mà các bạn có thể sử dụng. Mình giới thiệu đến các bạn bộ hiển thị S311A của Seneca.

Thông tin kĩ thuật

  • Hãng sản xuất: Seneca – Italy
  • Model: S311A
  • Hiển thị: LED 4, 6, 8, 4+7 digit
  • Nguồn cấp: 80-265 Vac
  • Input: mA, V, potentiometer, Pt100, TC (J, K, R, S, T, B, E, N)
  • Nguồn cấp cho cảm biến: 17V
  • Output: mA, V
  • Cách ly bảo vệ: 1500Vac
  • Kích thước: 96x48x98 mm

Kết luận

Cảm biến điện dung là một trong những cảm biến được ưa chuộng sử dụng rất nhiều trong công nghiệp. Nó có thể đo được trong mọi môi trường khác nhau. Từ môi trường ăn mòn đến môi trường không ăn mòn, dẫn điện không dẫn điện, môi trường an toàn đến nguy hiểm.

Dinel là một hãng chuyên gia về cảm biến đo mức, báo mức. Cảm biến của hãng đạt tiêu chuẩn của Châu Âu về độ an toàn và các thiết bị dùng trong môi trường an toàn. Với kinh nghiệm hơn 20 năm trong lĩnh vực đo lường. Hãng có những giải pháp đo mức tốt nhất.

Công ty Hưng Phát tự hào là đơn vị phân phối của hãng Dinel. Chúng tôi cung cấp tất cả các giải pháp đo lường của hãng Dinel. Chúng tôi cam kết cung cấp đến bạn hãng chính hãng của hãng. Với chế độ bảo hành 1 đổi 1 nếu là lỗi đến từ nhà sản xuất.

Nếu có bất kì thắc mắc nào về giải pháp đo mức, cảm biến đo mức. Vui lòng liên hệ theo thông tin sau để được tư vấn.

 

Liên hệ

Kỹ Sư Cơ – Điện Tử

Mr. Trọng

Mobi/Zalo: 0975 116 329

Mail: trongle@huphaco.vn



BÀI VIẾT LIÊN QUAN

cảm biến đo khí Gas xuất xứ Châu Âu Cảm biến áp suất khí Gas | Phòng Nổ Atex, Ex,…

Cảm biến áp suất khí gas là một trong những thiết bị không thể nào thiếu trong các nhà máy sản xuất Gas. Các bạn có bao giờ thắc mắc rằng trong các nhà máy sản xuất, phân phối Gas người ta dung loại cảm biến áp suất nào không? Mình tự hỏi rằng trong […]

Ánh sáng tia laser truyền trong môi trường Cảm biến Laser | Những điều bạn cần biết

Trong cuộc sống thường nhật hiện nay có rất nhiều công cụ mới nhằm đáp ứng nhu cầu hiện đại hóa của con người. Các sản phẩm được thiết kế để đạt mức tiện dụng tối ưu nhưng lại cho kết quả chính xác. Ngay cả việc đo đạc trước đây người ta thường dùng […]

Khí LPG trong công nghiệp Khí LPG là gì? | Giám sát khí LPG bằng cách nào?

Khí LPG (Liquid Petroleum Gas) đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp như là một nguồn nhiên liệu hiệu quả và tiện lợi. Nó được sử dụng trong quá trình sản xuất, luyện kim, cắt kim loại, sưởi ấm, sản xuất hóa chất và nhiều ứng dụng khác. Khí LPG cung cấp năng […]