Các loại cảm biến đo mực nước liên tục phổ biến nhất hiện nay

Cảm biến đo mực nước liên tục là thiết bị để đo mực nước. Vị trí đo ở trong bồn, sông, hồ, suối,… Thiết bị đo với độ chính xác rất cao. Vậy cụ thể cảm biến này là gì? Chúng được phân loại như thế nào? Tất cả sẽ được giải đáp trong bài viết dưới đây.

Cảm biến đo mức nước liên tục là gì?

Đo mức liên tục ở đây không phải đo mức nước liên tục. Bởi các cảm biến đều làm việc liên tục khi được cấp nguồn. Bất kể trong bể có nước hay không. Cảm biến đo mực nước được hiểu là cảm biến đo khoảng cách chính xác nhất. Khoảng cách được xác định từ cảm biến đến mức nước cần đo.

Có khá nhiều loại cảm biến có thể đo được cho cùng một yêu cầu. Bạn cần chọn đúng loại cho từng yêu cầu cụ thể. Các bồn chứa sẽ có một độ cao cố định trong khi đó mức nước sẽ thay đổi liên tục khi sản xuất. Cảm biến sẽ đo mức nguyên liệu từ 0-100% khi chất lỏng hoặc chất rắn trong bồn tăng hoặc giảm.

Tín hiệu analog 4-20mA / HART là tiêu chuẩn của cảm biến đo mức nước liên tục. Bên cạnh đó còn có tín hiệu 0-10V nhưng hiếm khi sử dụng. Bởi độ chính xác của nó không được chuẩn chỉnh.

Cảm biến đo mức nước liên tục được dùng khi nào?

• Cần biết mực nước thực tế trong bồn chứa là bao nhiêu
• Đo mực nước giếng là bao nhiêu mét để kích hoạt bơm
• Giám sát mức nước tại các bờ kè hay các cống dẫn nước
• Theo dõi mực nước đập thuỷ điện để tránh trường hợp mực nước vượt mức an toàn
• Giám sát mức nước lò hơi để đảm bảo an toàn mực nước. Mực nước sẽ không quá thấp để gây cháy nổ
• Giám sát mực nước thải trong các hồ chứa nước thải

Cảm biến đo mức nước liên tục dễ dàng tìm thấy trong các khu xử lý nước thải. Hay để đo mực nước bồn, giám sát mực nước giếng. Cảm biến đều có mục đích giám sát mực nước hiện có là bao nhiêu.

Cảm biến mực nước không tiếp xúc

Cảm biến mực nước không tiếp xúc được sử dụng nhiều nhất. Trong tất cả các loại cảm biến đo mực nước liên tục. Chúng được yêu thích bởi sự tiện dụng trong lắp đặt, giá thành phải chăng. Dưới đây là 2 loại cảm biến mực nước không tiếp xúc được sử dụng nhiều nhất:

Cảm biến siêu âm ULM-53N

Cảm biến siêu âm hoạt động dựa trên việc phát sóng siêu âm. Sóng siêu âm bằng tần số của âm thanh. Cảm biến siêu âm có nhiều loại với các mức giá khác nhau. Trong đó, cảm biến siêu âm ULM-53N đang được sử dụng nhiều trên thị trường. Cảm biến có nhiều ưu điểm như giá thành rẻ, dễ dàng lắp đặt.

Cùng tìm hiểu các thông số kỹ thuật của cảm biến này nhé!

• Hãng sản xuất : Dinel – Czech. Đây là 1 hãng sản xuất của châu u.
• Khoảng cách đo có nhiều lựa chọn: 1m, 2m, 6m, 10m, 20m
• Tín hiệu ngõ ra : 4-20mA, 0-10V, modbus RTU
• Version ATEX cho khu vực phòng nỗ chuẩn EX ia II T6
• Độ phân giải: 1mm
• Sai số : 0.15%
• Nhiệt độ làm việc < 70 độ C
• Áp suất làm việc < 1 bar
• Thời gian đáp ứng 0,15s …5s
• Cài đặt bằng phím bấm ngay trên cảm biến
• Kết nối ren hoặc mặt bích

Cảm biến siêu âm ULM-70N

Bên cạnh cảm biến siêu âm ULM-53N thì cảm biến ULM-70N cũng được đặc biệt quan tâm. Cảm biến ULM-70N là phiên bản nâng cấp có nhiều tính năng ưu việt hơn. Cảm biến có tích hợp màn hình OLED dễ dàng quan sát. Tất cả các thông tin sẽ được hiển thị trên màn hình. Người dùng dễ dàng ghi nhận kết quả. Cùng theo dõi thông số kỹ thuật của cảm biến siêu âm ULM-70N dưới đây nhé!

Khoảng cách đo:

• 15 – 2m
• 25 – 6m
• 4 – 10m
• 5 – 20m

Khoảng cách đo ngắn nhất 200mm

Nguồn cấp: 18-36Vdc

Tín hiệu ngõ ra: 4-20mA, HART hoặc Modbus RTU RS485

Độ chính xác:

• < 1mm đối với ULM-70N-02, ULM-70N-06
• < 2mm đối với ULM-70N-10
• < 2.5mm đối với ULM-70N-20

Sai số: 0,15% toàn thang đo

Tần số quét

• ULM-70N-02 là 120Khz
• ULM-70N-06 là 75Khz
• ULM-70N-10 là 50Khz
• ULM-70N-20 là 300Khz

Góc quét của cảm biến ULM-70N

• 10 độ đối với ULM-70N-02 và ULM-70N-06
• 15 độ đối với ULM-70N-10
• 12 độ đối với ULM-70N-20

Nhiệt độ làm việc: -30 độ C đến 70 độ C

Áp suất làm việc: 1 Bar

Thời gian đáp ứng: 1-4s

Thời gian lấy mẫu tùy chọn từ 0-99s

Từ thông số kỹ thuật trên, ta thấy rằng cảm biến ULM-70N và ULM-53N có nhiều điểm tương đồng. Nhưng vẫn có 1 số điểm khác biệt lớn dễ nhận biết. Đó chính là vỏ của cảm biến và màn hình hiển thị. Vỏ được làm nguyên khối và màn hình hiển thị OLED.

Cảm biến siêu âm đo mực nước cũng có 1 số nhược điểm nhất định. Đó là khả năng chịu nhiệt và chịu áp suất rất kém. Nên khi đo mực nước trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao. Ta cần chọn cảm biến mực nước tiếp xúc.

Cảm biến đo mực nước tiếp xúc

Cảm biến mực nước tiếp xúc được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Bởi nó có độ chính xác cao, độ tin cậy tuyệt đối. Bên cạnh đó, cảm biến có khả năng chịu được áp suất cao, nhiệt độ cao. Cảm biến sẽ được lắp từ trên xuống hoặc từ dưới lên và tiếp xúc trực tiếp với nước. Nên mực nước dâng lên tới đâu thì cảm biến sẽ báo hiệu tới đó.

Cảm biến đo mực nước radar GRLM-70N

Đo mức radar tiếp xúc là một trong những phương pháp có độ chính xác cao. Không bị ảnh hưởng bởi các tác nhân bên ngoài. Tốc độ truyền sóng radar bằng với tốc độ ánh sáng. Và nó sẽ chạy liên tục theo hướng từ trên xuống để quét mức nước. Chính vì vậy, thời gian đáp ứng và độ chính xác của cảm biến ở mức rất cao.

Chiều dài của cảm biến cũng sẽ chính là độ cao của mức nước cần đo. Mực nước tiếp xúc trực tiếp với cảm biến. Nên độ chính xác đạt mức 1mm trên toàn độ chiều cao mức nước.

Thân cảm biến được làm bằng nhôm nguyên khối. Phần kết nối được làm bằng Inox 316L sáng bóng. Màn hình tích hợp trên cảm biến radar có nhiều ưu điểm. Hiển thị chính xác mực nước đang đo và dùng để cài đặt khoảng cách đo thực tế. Các bồn chứa thường có kích thước cố định. Nhưng mực nước thực tế thường chỉ chiếm 80% bồn. Chính vì thế chúng ta cần cài đặt lại mực nước đo thực tế để kết quả đo có độ chính xác cao nhất.

Về giá thành thì cảm biến đo mức nước radar sẽ có giá thành khá là thấp. Nhưng lại có độ chính xác rất cao. Chính vì thế mà cảm biến radar GRLM-70N được rất nhiều nhà máy sử dụng. Nhược điểm duy nhất của cảm biến radar tiếp xúc chính là khoảng cách đo lớn nhất là 40m. Trong khi radar không tiếp xúc có khoảng cách đo lên tới 100m.

Cảm biến đo mực nước điện dung CLM-36N

Cảm biến đo mức nước điện dung CLM-36N là phiên bản giá rẻ của cảm biến mực nước tiếp xúc. Cách thức lắp đặt hoàn toàn giống với cảm biến Radar. Nhưng cách thức hoạt động hoàn toàn khác.

Cảm biến mức nước điện dung CLM-36N hoạt động dựa vào sự thay đổi điện dung. Chúng có sự thay đổi khi mực nước tăng hoặc giảm. Với mỗi môi trường khác nhau, chúng ta cần chọn mức điện dung khác nhau. Sao cho phù hợp nhất để cảm biến nhận biết được độ chính xác.

Khác với cảm biến radar có màn hình tích hợp đi kèm. Cảm biến điện dung sẽ không có màn hình hiển thị đi kèm. Bên trong cảm biến có 2 vít Zero và Span để cài đặt tương ứng với mức thấp và mức cao. Cảm biến đo mức nước điện dung có thể sử dụng trong môi trường có nhiệt độ cao lên tới 300 độ C.

Cảm biến đo mực nước thuỷ tĩnh

Đo mức nước thuỷ tĩnh là một phương pháp được sử dụng khá phổ biến hiện nay. Chúng được sử dụng để đo mực nước sông suối, đập thuỷ điện và nước giếng. Cảm biến đo mức thuỷ tĩnh không phụ thuộc vào đường kính bồn chứa cần đo.

Cảm biến mức thủy tĩnh thích hợp dùng để đo mực nước giếng. Bởi kích thước của cảm biến vừa vặn. Nên đây được xem là phương pháp đo hiệu quả nhất.

Đặc điểm của cảm biến áp suất thuỷ tĩnh:

• Thiết kế nhỏ gọn, dễ lắp đặt
• Khoảng cách đo sâu tới 100m
• Tín hiệu ngõ ra 4-20mA hoặc 0-10V
• Độ chính xác khá cao so với sai số 0.4% trên toàn thang đo
• Sử dụng trong hầu hết các trường hợp liên quan tới đo mực nước
• Không cần cài đặt khi sử dụng
• Độ bền cao theo năm tháng

Cảm biến đo mức thuỷ tĩnh được sử dụng rộng rãi khi đo mực nước có độ sâu lớn. Thiết kế nhỏ gọn, dễ lắp đặt chính là ưu điểm của cảm biến thuỷ tĩnh.

Đo mức nước bằng cảm biến áp suất

Đo mức nước bằng cảm biến áp suất được đánh giá là phương pháp lâu đời. Phương pháp này đạt độ chính xác rất cao. Cảm biến áp suất để đo trong điều kiện các bồn chứa hở hoặc kín. Các cảm biến áp suất có độ chính xác rất cao từ 0.1% cho đến 0.05%. Kết quả được đánh giá chính xác cao so với các phương pháp khác.

Điều kiện để sử dụng cảm biến áp suất là:

• Điều kiện đo là các bồn chứa kín hoặc hở
• Cần độ chính xác cao
• Môi chất có nhiệt độ, áp suất cao
• Thời gian đáp ứng nhanh
• Giá thành không phải là vấn đề

Cảm biến áp suất là phương pháp dùng cho các trường hợp khó nhất. Nơi mà các loại cảm biến đo mực nước liên tục không làm được. Giá thành của đo mức nước bằng áp suất cũng tương đối cao. Nên bạn cần cân nhắc sao cho phù hợp nhất.

Bộ hiển thị mực nước

Bộ hiển thị mực nước S301B được thiết kế dành riêng cho cảm biến đo mức nước liên tục. Chúng có hai cách hiển thị là hiển thị cột nước và hiển thị số.

• Hiển thị cột nước: Tương ứng với phần trăm mức nước mà cảm biến đo được
• Hiển thị số: Hiển thị độ cao mực nước hoặc quy đổi thành thể tích của bồn chứa nước
• 4 relay tích hợp để cảnh báo hoặc đóng ngắt bơm
• Truyền thông modbus RTU RS485 tích hợp

Ngoài cách dùng bộ hiển thị mực nước thì bạn có thể dùng cách khác. Đó chính là sử dụng PLC để đọc tín hiệu analog 4-20mA/ 0-10V từ cảm biến. Sau đó, xuất tín hiệu sang màn hình HMI để xem. Cả hai cách đều có chung một kết quả. Nhưng PLC dành cho các kỹ thuật chuyên dụng lập trình hơn.

Như vậy, bài viết đã tổng hợp đầy đủ thông tin về cảm biến đo mực nước liên tục phổ biến nhất. Hy vọng bài viết đã tổng hợp cho bạn những thông tin hữu ích nhất. Hãy đọc và cùng chờ đón các bài viết tiếp theo của chúng tôi nhé!