Lựa Chọn Và Sử Dụng ” Cảm Biến Đo Mức Radar ” Đúng Cách

Cảm biến đo mức radar như cảm biến radar đo khoảng cách, cảm biến radar đo mức nước, cảm biến radar đo chất rắn, cảm biến radar đo chất lỏng có bọt hay cảm biến radar đo cho các loại chất rắn có nhiều bụi. Đặc biệt cảm biến radar còn được dùng để đo Axit HCL, H2S04 torng các bồn chứa mà các loại cảm biến đo mức khác khó có khả năng hoạt động tốt.

Vậy cảm biến radar là gì, cảm biến đo mức radar có những đặc điểm gì, nguyên lý hoạt động của cảm biến radar như thế nào. Tất nhiên, tôi sẽ nêu ưu và nhược điểm của loại cảm biến radar đo khoảng cách trong công nghiệp.

Cảm biến radar là gì?

Cảm biến radar là một thiết bị được sử dụng để đo khoảng cách và phát hiện các đối tượng trong một môi trường bằng cách sử dụng sóng radar. Sóng radar là sóng điện từ có tần số cao từ 26Ghz, 80 Ghz, 120 Ghz và có thể lan truyền qua không gian mà không cần môi trường vật chất để truyền. Tốc độ đo nhanh và chính xác là đặc điểm vượt trội của phương pháp đo bằng sóng radar.

Cảm biến radar có khả năng đo được không chỉ khoảng cách, mà còn cung cấp thông tin về tốc độ, hướng di chuyển và thậm chí kích thước của đối tượng. Chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như giao thông, công nghiệp, hàng hải và hàng không vì khả năng hoạt động chính xác và ổn định trong các môi trường khác nhau.

Ngoài ra, cảm biến radar có nhiều ưu điểm như khả năng hoạt động trong điều kiện thời tiết xấu như mưa, sương mù và bụi, không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng môi trường và có khả năng xuyên qua các vật liệu như nhựa, kim loại và bê tông. Tuy nhiên, chúng cũng có một số hạn chế như chi phí cao hơn so với các loại cảm biến khác và khó khăn trong việc phân biệt giữa các đối tượng gần nhau nằm trong phạm vi đo.

Nguyên lý cảm biến radar đo khoảng cách

Nguyên lý hoạt động của cảm biến radar đo khoảng cách khá đơn giản. Nó dựa trên việc gửi ra một tia sóng điện từ gọi là sóng radar và sau đó đo thời gian mà sóng radar mất để đi từ cảm biến tới đối tượng và quay trở lại.

Khi cảm biến radar gửi sóng radar, sóng này sẽ di chuyển qua không gian và chạm vào các đối tượng nằm trong phạm vi đo. Khi sóng radar chạm vào đối tượng, nó sẽ bị phản xạ lại và quay trở lại cảm biến.

Cảm biến sẽ lắng nghe sóng radar phản xạ và tính toán thời gian mà sóng mất để đi tới đối tượng và quay trở lại. Bằng cách biết tốc độ lan truyền của sóng radar trong không gian (được biết trước), cảm biến có thể tính toán khoảng cách từ cảm biến tới đối tượng bằng cách nhân thời gian đo với nửa tốc độ lan truyền của sóng radar.

Ví dụ, nếu thời gian đo là 0,01 giây và tốc độ lan truyền của sóng radar là 300.000 km/giờ, cảm biến sẽ tính được khoảng cách là 1,5 km (0,01 giây x 300.000 km/giờ ÷ 2).

Điều này cho phép cảm biến radar đo khoảng cách từ nó tới các đối tượng xung quanh, như xe cộ trên đường, tàu thuyền trên biển, hoặc vật thể trong công nghiệp. Kết quả đo khoảng cách này có thể được sử dụng để kiểm soát và theo dõi các hoạt động trong môi trường đo.

Tóm lại, cảm biến radar đo khoảng cách bằng cách gửi sóng radar tới đối tượng và tính toán thời gian mà sóng mất để đi tới đối tượng và quay trở lại. Bằng cách biết vận tốc của sóng radar, cảm biến có thể tính toán khoảng cách từ nó tới đối tượng.

Ưu nhược điểm của cảm biến đo mức radar

Bất kỳ một cảm biến nào có công nghệ càng cao thì ưu điểm càng nhiều. Cảm biến radar cũng không ngoại lệ. Đo mức bằng sóng radar là một trong những phương pháp đo tối tân nhất, chính xác nhất tại thời điểm hiện tại. Chúng ta cùng xem ưu nhược điểm của cảm biến đo mức radar trong công nghiệp như thế nào nhé.

Ưu điểm cảm biến đo mức radar

Cảm biến đo mức radar có nhiều ưu điểm quan trọng trong việc đo mức nước, đo mức chất rắn có bụi và đo mức hóa chất ăn mòn:

Khả năng đo mức chính xác: Cảm biến radar có độ chính xác cao trong việc đo mức, cho phép bạn biết chính xác mức nước, chất rắn hoặc hóa chất trong bể chứa hoặc hệ thống. Điều này giúp bạn kiểm soát và quản lý nguồn tài nguyên một cách hiệu quả.

Hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt: Cảm biến radar hoạt động tốt trong môi trường có áp suất, nhiệt độ và độ ẩm biến đổi, như trong các bể chứa nước, nhà máy sản xuất hoặc các khu vực công nghiệp. Nó không bị ảnh hưởng bởi bụi, mưa, sương mù hay ánh sáng môi trường, đảm bảo độ tin cậy và độ ổn định cao.

Khả năng xuyên qua vật liệu: Cảm biến radar có khả năng xuyên qua các vật liệu như nhựa, kim loại, bê tông và thủy tinh. Điều này cho phép nó đo được mức lưu lượng trong các bể chứa hoặc hệ thống có vật liệu bên trong không trong suốt hoặc không dễ dàng tiếp cận.

Chống ăn mòn và chịu hóa chất: Khi đo mức hóa chất ăn mòn, cảm biến radar có thể được thiết kế để chịu được môi trường ăn mòn. Với vật liệu chống ăn mòn và bảo vệ phù hợp, nó có thể hoạt động hiệu quả trong các ngành công nghiệp hóa chất.

Độ tin cậy và bảo trì thấp: Cảm biến radar thường có tuổi thọ cao và ít yêu cầu bảo trì. Chúng không có bộ phận chạm vào chất lỏng hoặc chất rắn, giảm thiểu rủi ro hỏng hóc và tiết kiệm chi phí bảo trì.

Tích hợp và giao tiếp dễ dàng: Cảm biến radar thường có khả năng tích hợp và giao tiếp với các hệ thống kiểm soát và quản lý khác. Nó có thể kết nối với các thiết bị và mạng để truyền tải thông tin mức đo, giúp bạn theo dõi và điều khiển quy trình một cách hiệu quả.

Tóm lại, cảm biến đo mức radar có nhiều ưu điểm quan trọng trong việc đo mức nước, chất rắn có bụi và hóa chất ăn mòn. Chúng cung cấp độ chính xác cao, hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt và có khả năng xuyên qua vật liệu. Đồng thời, chúng cũng chịu được hóa chất ăn mòn, tin cậy và dễ dàng tích hợp vào hệ thống quản lý.

Nhược điểm của cảm biến radar không tiếp xúc

Nhược điểm duy nhất của cảm biến radar không tiếp xúc chính là giá thành. Do sở hữu công nghệ mới nhất, đo chính xác nhất, thời gian phản hồi nhanh nên chi phí sản xuất của cảm biến radar sẽ cao hơn khá nhiều so với cảm biến siêu âm và các loại cảm biến đo mức khác.

Tất nhiên, bên mình cũng có những dòng sản phẩm cảm biến radar giá rẻ.

Các loại cảm biến đo mức radar bạn nên biết

Cảm biến đo mức radar 26Ghz – LPRS.K.01

Cảm biến đo mức radar 26GHz là một thiết bị đặc biệt có thể đo đạc mức chất lỏng và chất rắn trong các bể chứa hoặc hệ thống. Nó có những ưu điểm sau:

Độ chính xác cao: Cảm biến này có khả năng đo đạc mức với độ sai số chỉ khoảng ±3mm, tức là rất chính xác. Bạn có thể biết chính xác mức chất lỏng hoặc chất rắn trong bể chứa, giúp quản lý tài nguyên một cách hiệu quả.

Chịu được nhiệt độ rộng: Cảm biến radar 26GHz hoạt động tốt trong môi trường có nhiệt độ từ -40°C đến 85°C. Điều này có nghĩa là nó có thể hoạt động trong các quy trình công nghiệp có nhiệt độ cao hoặc biến đổi.

Bền với chất ăn mòn: Với vật liệu AISI316, cảm biến này có khả năng chịu được các hóa chất và không bị ăn mòn. Điều này làm cho nó phù hợp trong môi trường chứa các chất ăn mòn.

Dễ dàng lắp đặt và sử dụng: Cảm biến có thiết kế gọn nhẹ và dễ dàng lắp đặt trong các bể chứa hoặc hệ thống. Bạn có thể kết nối nó với các thiết bị kiểm soát và nhận dữ liệu mức một cách dễ dàng.

Tùy chỉnh góc chiếu: Tùy theo model mà bạn lựa chọn sẽ có các góc chiếu khác nhau 18° hay 12° hay 8°. Điều này cho phép bạn tùy chỉnh cảm biến cho phù hợp với kích thước và hình dạng của bể chứa. Góc chiếu càng nhỏ thì càng chính xác và càng tốt.

Tóm lại, cảm biến đo mức radar 26GHz có độ chính xác cao, chịu được nhiệt độ rộng, bền với chất ăn mòn và dễ dàng sử dụng. Điều này làm cho nó trở thành một công cụ hữu ích trong việc đo đạc mức chất lỏng và chất rắn trong các ứng dụng công nghiệp.

Thông số kỹ thuật của cảm biến Radar LPRS.K.01 :

Thang đo: 0-20m

Sai số: ± 5mm (0.025% trên tổng thang đo)

Nguồn cấp: 15-36Vdc hoặc 220Vac (option)

Ngõ ra: 4-20mA HART

Tần số: 26GHz

Kết nối: dạng ren hoặc mặt bích

Vật liệu: nhôm (housing), PP/PTFE (sensor)

Có màn hình LCD hiển thị

Nhiệt độ làm việc tiêu chuẩn: -40ºC…+85ºC

Nhiệt độ làm việc nâng cao: -40ºC…+250ºC

Áp suất làm việc: -1…+3Bar

Tiêu chuẩn phòng nổ: II 1/2G Ex a IIC T4 Gb(Ga), Ex IA II C T6 Ga, Ex d II C T6 Gb

Cấp bảo vệ: IP67

Cài đặt qua nút nhấn trên cảm biến

Sản xuất tại Thổ Nhĩ Kỳ

Cảm biến đo mức radar 26Ghz – LPRS.K.02

Cảm biến đo mức radar LPRS.K.02 có hoạt động tương tự như LPRS.K.01 nhưng có thêm một lựa chọn khác đó chính là khoảng cách đo lớn nhất là 30m. Với khoảnh cách đo này chúng ta dễ dàng đo cho các silo cao như xi măng, than, cát, đá..

Một điểm khác biệt giữa hai dòng này chính là góc chiếu 20 độ cho LPRS.K.01 và 8 độ cho LPRS.K.02. Điển khác biệt này đáng giá hơn rất nhiều so với các các thông số khác.

Ngoài ra áp suất làm việc và nhiệt độ làm việc cung cao hơn : max 150oC và max 40 bar.

Tham khảo thông số kỷ thuật của cảm biến radar LPRS.K.02

Thang đo: 0-30m

Sai số: ± 5mm (0.0168% trên tổng thang đo)

Nguồn cấp: 15-36Vdc hoặc 220Vac (option)

Kích thước phần antenna: 50-100mm

Búp sóng: 8º, 12º, 18º

Ngõ ra: 4-20mA HART

Tần số: 26GHz

Kết nối: dạng ren hoặc mặt bích

Vật liệu: nhôm (housing), SS316 (sensor)

Có màn hình LCD hiển thị

Nhiệt độ làm việc tiêu chuẩn: -40ºC…+85ºC

Nhiệt độ làm việc nâng cao: -40ºC…+250ºC

Áp suất làm việc: -1…+40Bar

Tiêu chuẩn phòng nổ: II 1/2G Ex IA IIC T4 Gb(Ga), Ex IA II C T6 Ga, Ex d II C T6 Gb

Cấp bảo vệ: IP67

Cài đặt qua nút nhấn trên cảm biến

Sản xuất tại Thổ Nhĩ Kỳ

Cảm biến đo mức radar 26Ghz – LPRS.K.03

Cảm biến đo mức radar không tiếp xúc của Desta cho chúng ta thêm một lựa chọn đó chính là khoảng cách đo xa tới 30-50-70m với version LPRS.K.03 mà góc chiếu vẫn là 8 độ.

Với loại cảm biến radar không tiêp xúc có nhiều khoảng cách thì sẽ cho chúng ta nhiều sự lựa chọn tối ưu hơn cho các ứng dụng cụ thể. Điểm mà tôi khá ưa thích trên cảm biến radar LPRS.K.03 chíng là điểm chết chỉ có 300mm trên khoảng cách đo xa từ 30-50-70m. Đây là con số khá ấn tượng đối với các loại cảm biến radar không tiếp xúc.

Một vài thông số tham khảo :

Thang đo: 0-70m

Sai số: ± 15mm (0.022% trên tổng thang đo)

Nguồn cấp: 15-36Vdc hoặc 220Vac (option)

Kích thước phần antenna: 50-100mm

Búp sóng: 8º, 12º, 18º

Ngõ ra: 4-20mA HART

Tần số: 26GHz

Kết nối dạng mặt bích: DN50, DN80, DN100, DN200

Vật liệu: nhôm (housing), SS316 (sensor)

Có màn hình LCD hiển thị

Nhiệt độ làm việc tiêu chuẩn: -40ºC…+85ºC

Nhiệt độ làm việc nâng cao: -40ºC…+250ºC

Áp suất làm việc: -1…+40Bar

Tiêu chuẩn phòng nổ: II 1/2G Ex IA IIC T4 Gb(Ga), Ex IA II C T6 Ga, Ex d II C T6 Gb

Cấp bảo vệ: IP67

Cài đặt qua nút nhấn trên cảm biến

Sản xuất tại Thổ Nhĩ Kỳ

Cảm biến đo mức radar 80Ghz- LPRS80

Cảm biến radar 80 GHz là một thiết bị đặc biệt có thể được sử dụng để đo mức trong các môi trường bụi như xi măng, hóa chất ăn mòn và khu vực có nhiệt độ cao từ -40 đến +150 độ C, chịu được áp suất cao trong các bồn kín có áp suất. Nó có những đặc điểm sau:

Độ chính xác cao: Cảm biến này có khả năng đo mức với độ sai số chỉ 3mm, tức là rất chính xác. Bạn có thể biết chính xác mức chất trong bể chứa một cách chi tiết và chính xác mà không cần lo lắng về sai số.

Chịu được áp suất cao: Cảm biến radar 80 GHz có khả năng chịu áp suất làm việc từ -1 đến +100 bar. Điều này làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng các bồn chứa khí có áp suất cao.

Chống ăn mòn: Với vật liệu lớp lót PTFE, cảm biến này có khả năng chống ăn mòn cao. Nhờ lớp lót PTFE mà cảm biến không bị tác động của các chất hóa học ăn mòn trong môi trường xi măng và hóa chất.

Hoạt động ổn định trong môi trường bụi: Cảm biến được thiết kế để hoạt động hiệu quả trong môi trường có nhiều bụi như xi măng. Nó có khả năng loại bỏ tác động của bụi và cho phép bạn đo mức chất một cách chính xác.

Góc chiếu hẹp: Cảm biến có góc chiếu là 8°, tức là nó chỉ phát ra tia radar trong một góc hẹp. Điều này giúp tập trung vào một vùng cụ thể trong bể chứa và cung cấp độ chính xác cao hơn. Đối với các tank nhỏ thì gây khó khăn cho việc chọn cảm biến nhưng với cảm biến radar 80 Ghz thì điều này trở nên dễ dàng hơn rất nhiều.

Tóm lại, cảm biến radar 80 GHz có độ chính xác cao, chịu được áp suất cao, chống ăn mòn và hoạt động hiệu quả trong môi trường bụi. Điều này làm cho nó phù hợp cho việc đo mức trong các ngành công nghiệp như xi măng, hóa chất ăn mòn và khu vực có nhiệt độ cao.

Thông số kỹ thuật cảm biến radar LPRS80

Thang đo: 0-8m, 0-15m, 0-30m

Sai số: ± 2mm

Độ phân giải: 1mm

Nguồn cấp: 18-36Vdc

Thời gian đáp ứng: <2s

Búp sóng: 8º

Ngõ ra: 4-20mA HART

Tần số: 80GHz

Kết nối ren: G1 1/2″

Vật liệu: nhựa PP

Nhiệt độ làm việc tiêu chuẩn: -40ºC…+80ºC

Áp suất làm việc: -1…+3Bar

Tiêu chuẩn phòng nổ: II 1/2G Ex IA IIC T4 Gb(Ga), Ex IA II C T6 Ga, Ex d II C T6 Gb

Cấp bảo vệ: IP67, IP68

Cài đặt qua nút nhấn trên cảm biến

Sản xuất: tại Thổ Nhĩ Kỳ

Cảm biến đo mức radar 80Ghz- DYOT

Cảm biến đo mức radar 80Ghz – DYOT cho khoảng cách đo lên tới 150m với các lựa chôn 30m, 70m, 100m, 150m với nhiều sự lựa chọn hơn về vật liệu, nhiệt độ làm việc, áp suất làm việc cao hơn.

Điểm nổi bật của cảm biến radar 80Ghz là góc chiếu nhỏ hơn chỉ 3 độ và khả năng khử nhiễu – Thông số kỹ thuật cảm biến đo mức radar DYOT:

Thang đo: 0-30m, 0-70m, 0-100m, 0-150m

Sai số: ± 5mm

Nguồn cấp: 16-36Vdc hoặc 220Vac (option)

Búp sóng: 3º

Ngõ ra: 4-20mA HART

Tần số: 80GHz

Kết nối dạng mặt bích: DN50, DN80, DN100, DN200

Vật liệu: nhôm (housing), SS316 (sensor)

Có màn hình LCD hiển thị

Nhiệt độ làm việc tiêu chuẩn: -40ºC…+85ºC

Nhiệt độ làm việc nâng cao: -40ºC…+250ºC

Áp suất làm việc: -1…+100Bar

Tiêu chuẩn phòng nổ: II 1/2G Ex IA IIC T4 Gb(Ga), Ex IA II C T6 Ga, Ex d II C T6 Gb

Cấp bảo vệ: IP67

Cài đặt qua nút nhấn trên cảm biến

Sản xuất tại Thổ Nhĩ Kỳ

Cảm biến đo mức radar 120Ghz- DRSO

Cảm biến radar không tiếp xúc tần số 120 Ghz sử dụng cho các môi trường khắc nghiệt nhất như : cần góc chiếu nhỏ, nhiệt độ cao tới 250oC và max 1000oC khi đi kèm ống giảm nhiệt, áp suất cao tới 50 bar và option tới 230 bar và đặc biệt là sai số chỉ 0,7mm.

Điểm ấn tượng nhất của cảm biến radar không tiếp xúc DRSO chính là khả năng lảm việc tại môi trường max 1000oCv với ống giảm nhiệt được thiết kế riêng của hãng. Trong khi đó tiêu chuẩn thì cảm biến radar DRSO đã chịu được lên tới 200oC.

Các thông số kỹ thuật gần như giải quyết mọi vấn đề khó khăn nhất trong đo lường. Cảm biến đo mức radar bằng sóng 120 Ghz được dùng cho tất cả các ứng dụng liên quan tới đo mức từ chất rắn có nhiều bụi, hóa chất …

Thông số kỹ thuật cảm biến radar 120Ghz DRSO

Thang đo: 0-50m, 0-100, 0-150m

Sai số: ± 0.7mm

Nguồn cấp: 16-36Vdc hoặc 220Vac (option)

Búp sóng: 0.7º

Độ phân giải: 0.008mm

Ngõ ra: 4-20mA HART

Tần số: 120GHz

Kết nối dạng mặt bích: DN50, DN80, DN100, DN200

Vật liệu: nhôm (housing), SS316 (sensor)

Có màn hình LCD hiển thị

Nhiệt độ làm việc tiêu chuẩn: -40ºC…+85ºC

Nhiệt độ làm việc nâng cao: -40ºC…+1000ºC

Áp suất làm việc: -1…+100Bar

Tiêu chuẩn phòng nổ: II 1/2G Ex IA IIC T4 Gb(Ga), Ex IA II C T6 Ga, Ex d II C T6 Gb

Cấp bảo vệ: IP68

Cài đặt qua nút nhấn trên cảm biến

Sản xuất tại Thổ Nhĩ Kỳ

Cảm biến radar DRSO thuộc loại cao cấp có độ chính xác cao, khử bụi mịn tốt cũng như dùng được trong môi trường hóa chất. Chính vì thế mà giá thành của loại cảm biến radar không tiếp xúc 120Ghz cũng không hề dễ chịu. Tuy nhiên, sẽ có những điều kiện mà chỉ có cảm biến Radar tiêu chuẩn cao mới đáp ứng được.

Kỹ Sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hòa

Mobi : 0937.27.55.66

Mail : hoa.nguyen@huphaco.vn