Cảm Biến Đo Mức Nước Siêu Âm

Dựa vào nguyên lý cảm biến siêu âm chúng ta có thể dùng cảm biến siêu âm đo khoảng cách hoặc cảm biến siêu âm đo mức nước hay cảm biến siêu âm đo mức chất lỏng. Để làm được điều đó chúng ta phải chọn loại cảm biến siêu âm công nghiệp với khả năng chống nước khi lắp đặt ngoài trời với tiêu chuẩn chống nước IP67 – IP68.

Tìm hiểu cảm biến siêu âm

Cảm biến siêu âm được sử dụng rộng rãi trong trường học dùng để nghiên cứu cũng như trong thực tế được sử dụng rộng rãi. Tuỳ vào ứng dụng thực tế chúng ta có thể dùng cảm biến siêu âm trong ngành y tế để phát hiện khối u hoặc siêu âm sự phát triển em bé …Trong công nghiệp thì cảm biến siêu âm được dùng để phát hiện vật cản và đo mức chất lỏng.

Cảm biến siêu âm SRF05 | HC-SR04 Arduino

Mạch đo khoảng cách dùng cảm biến siêu âm SRF05 phù hợp cho các bạn sinh viên hoặc các bạn cần tìm hiểu về nguyên lý cảm biến siêu âm bởi giá thành tương đối thấp. Modul cảm biến siêu âm SRF05 được kết nối với bo mạch Arduino để xử lý tín hiệu và hiển thị.

Mạch cảm biến siêu âm SRF05 và HC-SR04 có cấu tạo và chức năng tương tự nhau chỉ khác nhau về phiên bản nên chúng ta có thể chọn một trong hai modul này. Mục đích xác định khoảng cách trong phạm vi nhỏ có độ ổn định khá tốt trong phạm vi nhỏ, kết nối dể dàng với các bo mạch Arduino , ARM , PIC , AVR …

Khoảng cách đo của cảm biến siêu âm HC-SR04 từ 20…4500mm thoải mái cho chúng ta sử dụng để đo khoảng cách. Để sử dụng được cảm biến chúng ta cần phải có chương trình nạp vào để đọc được tín hiệu một cách chính xác. Code ( nguồn internet ):

const unsigned int TRIG_PIN=13;

const unsigned int ECHO_PIN=12;

const unsigned int BAUD_RATE=9600;

void setup() {

pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);

pinMode(ECHO_PIN, INPUT);

Serial.begin(BAUD_RATE); }

void loop() {

digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);

const unsigned long duration= pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);

int distance= duration/29/2;

if(duration==0){

Serial.println(“Warning: no pulse from sensor”);

}

else{

Serial.print(“distance to nearest object:”); Serial.println(distance);

Serial.println(” cm”);

}

delay(100);

}

Cảm biến tiệm cận siêu âm

Cảm biến tiệm cận siêu âm được sử dụng để đo khoảng cách ngắn. Với thiết kế nhỏ gọn dể dàng lắp đặt cho các khu vực có vị trí nhỏ hẹp. Hình dáng bên ngoài nhỏ như cảm biến tiệm cận phát ra sóng siêu âm nên còn được gọi là cảm biến tiệm cận siêu âm.

Nhược điểm lớn nhất của cảm biến tiệm cận siêu âm chính là tia sóng âm bị phân tán rất lớn. Để đo 02 mét thì độ rộng của tia phân tán 300mm tính từ tâm cảm biến, tương đương đường kính 600mm để đo 2m.

Sóng âm có độ phân tán lớn là nhược điểm của cảm biến siêu âm tiệm cận

Khoảng cách càng dài thì độ phân tán càng lớn, cần phải có độ rộng đủ lớn mới sử dụng được loại cảm biến siêu âm này.

Cảm biến siêu âm công nghiệp

Điểm khác biệt lớn nhất giữa cảm biến siêu âm công nghiệp và các loại cảm biến siêu âm khác chính thiết kế chuẩn công nghiệp. Thân cảm biến được thiết kế chắc chắn bằng kim loại hoặc nhựa cứng có khả năng chống va đập cũng như chống thời tiết khắc nghiệt.

Tất nhiên …

… sự khác nhau còn rất nhiều điểm khác như : tín hiệu ngõ ra chuẩn analog 4-20mA , 0-10V mà không cần lập trình. Tất cả các thông tin đều được tích hợp ngay trên cảm biến để có thể điều chỉnh một cách dể dàng.

Cảm biến siêu âm dùng để làm gì ?

• Trong y khoa, các máy siêu âm được sử dụng để phát hiện các vật thể bất thường trong cơ thể con người. Dựa vào kết quả siêu âm, bác sĩ sẽ chuẩn đoán được các bất thường để đưa ra các hướng điều trị.
• Hiện đại hơn, cảm biến vân tay siêu âm đã được tích hợp vào các điện thoại thông minh giúp màn hình điện thoại lớn hơn & làm tăng trải nghiệm người dùng. Đây là cuộc đua công nghệ mới của các ông lớn như Samsung , Apple , Oppo …
• Trong công nghiệp, cảm biến siêu đóng vai trò quan trọng trong việc đo mức nước hoặc phát hiện các vật thể đi qua vùng đo của cảm biến siêu âm.

Cảm biến siêu âm đo khoảng cách | phát hiện vật cản

Cảm biến laze được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực đo lường , tự động hoá , phát hiện vật và cả đo khoảng cách. Tuy nhiên, các nhược điểm như :

• Lắp đặt làm lệch góc quang học dẩn đến cảm biến hoạt động sai
• Lựa chọn chùm tia không phù hợp dần tới kết quả báo sai
• Ánh sáng làm phát xạ tín hiệu của tia laze
• Bụi bẩn làm cảm biến bao sai khoảng cách
• Nhầm lẫn giữa bề mặt gương tạo ra phản xạ – không đảm bảo cường độ ánh sáng nhận được

Chính vì các lý do trên mà cảm biến siêu âm được xem là một giải pháp tuyệt vời để đo khoảng cách & gần như loại bỏ được các nhược điểm của cảm biến laze.

Cảm biến siêu âm được sử dụng để đo khoảng cách từ cảm biến cho tới vật cản trong phạm vi đo của cảm biến. Thông qua tín hiệu truyền về chúng ta biết được khoảng cách từ cảm biến cho tới vật cản là bao nhiêu mét.

Tín hiệu ngõ ra chuẩn Analog 4-20mA hoặc 0-10V dể dàng giao tiếp với các bộ hiển thi khoảng cách.

Cảm biến siêu âm đo mức nước

Cảm biến siêu âm công nghiệp phải có khả năng chống nước để lắp đặt ngoài trời chịu được thời tiết khắc nghiệt với thời tiết mưa, nắng …tại khí hậu Việt Nam.

Ngoài khả năng đo khoảng cách thì cảm biến siêu âm còn được dùng để đo mức nước

Cấu tạo cảm biến siêu âm gồm : đầu phát tín hiệu sóng siêu âm và bo mạch điều khiển. Đầu phát sóng siêu âm vừa phát tín hiệu vừa nhận tín hiệu phẩn hồi.

Sau khi phát một chùm sóng siêu âm tới mực nước, sau đó sóng siêu âm sẽ bị phản hồi ngược lại tới đầu cảm biến siêu âm.

Các bo mạch xử lý tín hiệu của sóng âm phản hồi về để xác định được mực nước cần đo. Dùng cảm biến siêu âm đo mức chất lỏng hay đo mức nước có kết quả ngược so với đo khoảng cách.

Bởi vì …

Cảm biến đo được mức nước dâng lên tính từ đáy tank nó hoàn toàn ngược với việc đo khoảng cách để phát hiện vật cản

Báo giá cảm biến siêu âm mực nước

Để nhận có được báo giá cảm biến siêu âm mực nước chính xác chúng ta cần phải xác định rõ yêu cầu :

• Khoảng cách cần đo
• Cảm biến siêu âm có hiển thị hay không
• Loại tín hiệu ngõ ra : 4-20mA hay 0-10V
• Vùng mù của cảm biến siêu âm

Trong đó ,

• Khoảng cách đo của cảm biến siêu âm phải lớn hơn khoảng cách đo thực tế để có kết quả chính xác nhất.
• Hiển thị tại chổ không những giúp chúng ta xác định được khoảng cách đo mà còn giúp chúng ta cài đặt dể dàng hơn
• Tín hiệu chuẩn 4-20mA được dùng trong hầu hết các bộ hiển thị mức nước và trong PLC

Công ty Hưng Phát nhận tư vấn thiết kế, lắp đặt hệ thống dùng cảm biến siêu âm đo mức chất lỏng trong công nghiệp.

Đừng ngần ngại hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn và hổ trợ kỹ thuật liên quan đến các loại cảm biến siêu âm công nghiệp.

Kỹ Sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hòa

Mobi : 0937 27 55 66

Mail : hoa.nguyen@huphaco.vn