Cảm biến mực nước giúp đo lường và giám sát mực nước trong các bể chứa, sông, hồ và các hệ thống nước khác, đảm bảo sự an toàn và hiệu quả trong vận hành. Vì vậy cảm biến mức nước đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ nông nghiệp đến công nghiệp. Trong bài viết này bạn hãy cùng A.I Tech tìm hiểu chi tiết về thiết bị này cũng như nguyên lý cảm biến mực nước và cách phân loại, các lợi ích ứng dụng thực tế nhé.
Cảm biến mực nước là gì?
Cảm biến mực nước, còn được gọi là cảm biến đo mực nước, là một thiết bị chuyên dụng được thiết kế để theo dõi và đo lường chính xác mức độ của các loại chất lỏng khác nhau, bao gồm nước, nước thải, và nhiều loại chất lỏng công nghiệp khác như xăng, dầu, nguyên liệu… Thiết bị này có khả năng hoạt động hiệu quả trong nhiều môi trường khác nhau, từ những hồ chứa nước sạch, bể chứa chất lỏng, bồn, đường ống.
>>Xem thêm: Sensor là gì? Phân loại, ứng dụng và các loại sensor trong công nghiệp
Có mấy loại cảm biến mực nước và nguyên lý hoạt động ra sao?
Do tính ứng dụng cao trong nhiều môi trường và ngành nghề, vì vậy cảm biến nước được phát triển thành nhiều loại khác nhau, mỗi loại sẽ có những nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm riêng, phù hợp với điều kiện sử dụng cụ thể. Tổng quan thì cảm biến mực nước công nghiệp có 6 loại phổ biến.
Cảm biến đo mức nước radar (Radar level sensor)
Đây Là loại cảm biến sử dụng sóng radar để đo mức chất lỏng. Sóng radar được phát ra từ cảm biến và phản xạ lại từ bề mặt chất lỏng, sau đó được thu nhận và xử lý để xác định mức chất lỏng. Dải đo của cảm biến này nằm trong khoảng 0-32m.
Ưu điểm của cảm biến radar là có thể đo chính xác mức chất lỏng trong môi trường có nhiệt độ cao, áp suất cao, và môi trường có bụi bẩn hoặc hơi nước nóng, tốc độ đo nhanh, tín hiệu ổn định. Tuy nhiên, nhược điểm là chi phí cao và cần kỹ thuật lắp đặt và bảo trì phức tạp.
Cảm biến mực nước siêu âm (Ultrasonic level sensor)
Thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên lý phát và thu sóng siêu âm. Sóng siêu âm được phát ra từ cảm biến, phản xạ lại từ bề mặt chất lỏng và được thu nhận để xác định mức chất lỏng. Dải đo trung bình nằm trong khoảng 0-20m
Ưu điểm của cảm biến siêu âm là không tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng, do đó không bị ảnh hưởng bởi tính chất hóa học của chất lỏng và ít bị mài mòn. Lắp đặt nhanh, độ chính xác cao. Tuy nhiên, nhược điểm là độ chính xác có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và áp suất môi trường, cũng như bởi sự hiện diện của bọt khí hoặc cặn bẩn trong chất lỏng.
Cảm biến mức nước điện dung (Capacitance level sensor)
Cấu tạo cơ bản của cảm biến bao gồm một que cảm biến mực nước điện cực được đặt bên trong bồn chứa, và khi mực nước thay đổi, diện tích tiếp xúc giữa que điện cực và chất lỏng xung quanh sẽ thay đổi, dẫn đến thay đổi giá trị điện dung. Từ đó bộ xử lý sẽ tính toán được mức nước.
Ưu điểm của cảm biến điện dung là có độ nhạy cao, giá thành rẻ, đo được nhiều loại chất lỏng khác nhau. Nhược điểm là độ chính xác có thể bị ảnh hưởng bởi độ dẫn điện của chất lỏng và cần được hiệu chuẩn thường xuyên để đảm bảo độ chính xác.
Cảm biến đo mức nước thủy tĩnh (Submersible level sensor)
Cảm biến này hoạt động dựa trên nguyên lý áp suất thủy tĩnh. Áp suất áp suất sẽ tăng lên theo độ sâu giữa cảm biến và chất lỏng (cứ xuống sâu 10m áp suất tăng 1 bar), và cảm biến đo áp suất này để xác định mức chất lỏng.
Ưu điểm của cảm biến thủy tĩnh là có thể đo chính xác mức chất lỏng trong các bồn chứa lớn và không bị ảnh hưởng bởi tính chất hóa học của chất lỏng. Nhược điểm là cần phải lắp đặt ở đáy bồn chứa, điều này có thể gây khó khăn trong một số trường hợp, và cảm biến cũng có thể bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi áp suất môi trường.
Cảm biến đo mực nước dạng phao (Float level sensor)
là loại cảm biến sử dụng một phao nổi trên bề mặt chất lỏng để xác định mức. Khi mức chất lỏng thay đổi, vị trí của phao cũng thay đổi và được cảm biến ghi nhận để xác định mức chất lỏng. Ưu điểm của cảm biến phao là đơn giản, dễ lắp đặt và bảo trì, và có chi phí thấp. Nhược điểm là có thể bị ảnh hưởng bởi sự bọt khí hoặc cặn bẩn trong chất lỏng, và không phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao.
Thước đo mực nước dạng từ tính (Magnetic level gauge)
Thiết bị này sử dụng nguyên lý từ tính để đo mức chất lỏng. Một phao từ tính có nam châm di chuyển theo mức chất lỏng và tương tác với một dãy cảm biến từ tính để xác định mức chất lỏng. Ưu điểm của thước đo mức từ tính là có thể đo mức của nhiều loại chất lỏng khác nhau và có độ bền cao. Nhược điểm là chi phí cao và cần kỹ thuật lắp đặt, bảo trì phức tạp.
Ngoài các loại cảm biến đo mực nước công nghiệp chính này ra thì còn nhiều loại cảm biến khác như cảm biến mực nước quang học, cảm biến mực nước dạng xoay, cảm biến mực nước dạng rung…
Ứng dụng thực tế của cảm biến mực nước trong công nghiệp
Cũng giống như cảm biến áp suất, cảm biến lực,… cảm biến Ứng dụng thực tế của cảm biến mực nước trong công nghiệp rất đa dạng, đóng vai trò then chốt trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất và quản lý tài nguyên.
- Cảm biến đo mực nước giúp theo dõi và điều chỉnh mức nước trong các bể chứa, bồn chứa và các hệ thống cung cấp nước, từ đó đảm bảo hiệu suất hoạt động ổn định và an toàn.
- Trong ngành sản xuất thực phẩm và đồ uống, cảm biến nước được sử dụng để kiểm soát lượng nước, nguyên liệu lỏng trong quá trình chế biến, giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm.
- Ngoài ra, trong ngành công nghiệp hóa chất, cảm biến này giúp theo dõi mức chất lỏng trong các bồn chứa, tránh tình trạng tràn đổ, từ đó giảm thiểu rủi ro và tổn thất.
- Cảm biến mức nước cũng có ứng dụng trong các hệ thống xử lý nước thải, giúp quản lý mức nước và điều chỉnh quá trình xử lý một cách hiệu quả.
Với sự phát triển của công nghệ IoT, các giải pháp chuyển đổi số của A.I Tech đang mang đến những cải tiến vượt bậc trong việc quản lý và giám sát mực nước. Hệ thống cảm biến mực nước thông minh của A.I Tech cho phép doanh nghiệp theo dõi mực nước từ xa, tự động gửi cảnh báo khi có sự cố, và tích hợp dữ liệu vào hệ thống quản lý tập trung. Điều này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả quản lý mà còn tiết kiệm chi phí, tối ưu hoạt động. Liên hệ ngay số HOTLINE 0949491355 để được tư vấn chi tiết.
Cách lựa chọn cảm biến mực nước phù hợp
Lựa chọn đúng loại cảm biến mực nước là một yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo hiệu suất và độ chính xác của hệ thống giám sát mực nước.
- Đầu tiên, bạn cần xác định rõ yêu cầu của ứng dụng cụ thể, bao gồm loại chất lỏng, dải đo mực nước, và môi trường hoạt động. Ví dụ, trong môi trường có hóa chất ăn mòn, cảm biến cần được làm từ vật liệu chống ăn mòn như thép không gỉ hoặc nhựa đặc biệt.
- Tiếp theo, lựa chọn loại cảm biến phù hợp dựa trên nguyên lý hoạt động của chúng. Cảm biến siêu âm sử dụng sóng âm để đo khoảng cách từ cảm biến đến bề mặt chất lỏng, phù hợp cho việc đo chất lỏng mà không cần tiếp xúc. Cảm biến áp suất dựa vào áp suất của cột chất lỏng để xác định mực nước, thường được dùng trong bể chứa hoặc giếng khoan. Cảm biến điện dung sử dụng sự thay đổi điện dung để phát hiện mực nước, thường được sử dụng để đo chất lỏng cần độ chính xác cao và ít bị ảnh hưởng bởi môi trường.
- Một yếu tố khác cần xem xét là khả năng tích hợp và giao tiếp của cảm biến với hệ thống điều khiển hiện có. Nhiều cảm biến hiện đại hỗ trợ các giao thức truyền thông như 4-20mA, Modbus, hay HART, giúp dễ dàng tích hợp vào hệ thống SCADA hoặc PLC. Ngoài ra, cần cân nhắc đến chi phí, độ bền, và yêu cầu bảo trì của cảm biến. Cảm biến có chi phí thấp có thể tối ưu chi phí ban đầu, nhưng nếu yêu cầu bảo trì thường xuyên hoặc không bền, chi phí dài hạn có thể tăng lên.
- Cuối cùng, hãy xem xét các tính năng bổ sung như khả năng hiệu chuẩn tự động. Các tính năng này giúp giảm thời gian bảo trì và đảm bảo độ chính xác lâu dài của cảm biến khi đo.
Lời kết
Cảm biến mực nước là thiết bị đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ tự động hóa công nghiệp đến quản lý nước sinh hoạt. Việc lựa chọn loại cảm biến phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ chính xác, phạm vi đo, điều kiện môi trường và giá thành. Hy vọng bài viết này của A.I Tech đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về cảm biến mực nước, giúp bạn lựa chọn được sản phẩm phù hợp với nhu cầu của mình.
