- Giới thiệu
Cảm biến đo mức chất lỏng là thiết bị đo mức chất lỏng liên tục. Thiết bị có thể được sử dụng để xác định mức chất lỏng hoặc chất rắn dạng khối tại một thời điểm cụ thể. Thiết bị có thể đo mức chất lỏng của các môi trường như nước, chất lỏng nhớt và nhiên liệu, hoặc mức chất rắn dạng khối và chất rắn dạng bột.
Cảm biến đo mức chất lỏng có thể được sử dụng trong nhiều điều kiện làm việc khác nhau như bồn chứa, bể chứa, thậm chí cả sông, hồ và giếng. Những cảm biến này thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp xử lý vật liệu, thực phẩm và đồ uống, điện, hóa chất và xử lý nước. Bây giờ, hãy cùng xem xét một số loại cảm biến đo mức chất lỏng thường được sử dụng.
- Cảm biến mức chìm
Dựa trên nguyên lý áp suất thủy tĩnh tỷ lệ thuận với độ cao của chất lỏng, cảm biến mức chìm sử dụng hiệu ứng áp điện trở của cảm biến silicon hoặc gốm khuếch tán để chuyển đổi áp suất thủy tĩnh thành tín hiệu điện. Sau khi bù nhiệt độ và hiệu chỉnh tuyến tính, tín hiệu được chuyển đổi thành tín hiệu đầu ra dòng điện chuẩn 4-20mADC. Bộ phận cảm biến của cảm biến áp suất thủy tĩnh chìm có thể được đặt trực tiếp vào chất lỏng, và bộ phận cảm biến có thể được cố định bằng mặt bích hoặc giá đỡ, rất thuận tiện cho việc lắp đặt và sử dụng.
Cảm biến mức chìm được làm bằng phần tử nhạy cảm silicon khuếch tán loại cách ly tiên tiến, có thể được đặt trực tiếp vào thùng chứa hoặc nước để đo chính xác chiều cao từ đầu cảm biến đến mặt nước và xuất mực nước thông qua dòng điện 4 – 20mA hoặc tín hiệu RS485.
- Cảm biến mức từ tính
Cấu trúc cánh từ dựa trên nguyên lý ống bypass. Mực chất lỏng trong ống chính đồng nhất với mực chất lỏng trong thiết bị chứa. Theo định luật Archimedes, lực đẩy do phao từ tạo ra trong chất lỏng và phao cân bằng trọng lực tạo ra sẽ tác động lên mực chất lỏng. Khi mực chất lỏng trong bình đo dâng lên và hạ xuống, phao xoay trong ống chính của đồng hồ đo mực chất lỏng cũng dâng lên và hạ xuống. Thép từ vĩnh cửu trong phao sẽ điều khiển cột đỏ và trắng trong đồng hồ đo xoay 180° thông qua bệ ghép từ.
Khi mực chất lỏng dâng lên, phao chuyển từ màu trắng sang màu đỏ. Khi mực chất lỏng hạ xuống, phao chuyển từ màu đỏ sang màu trắng. Ranh giới màu trắng-đỏ là chiều cao thực tế của mực chất lỏng trong bình chứa, giúp nhận biết mức chất lỏng.
- Cảm biến mức chất lỏng từ tính
Cấu tạo của cảm biến mức chất lỏng từ giảo bao gồm ống thép không gỉ (thanh đo), dây từ giảo (dây dẫn sóng), phao di động (có nam châm vĩnh cửu bên trong), v.v. Khi cảm biến hoạt động, phần mạch của cảm biến sẽ kích thích dòng điện xung trên dây dẫn sóng và từ trường dòng điện xung sẽ được tạo ra xung quanh dây dẫn sóng khi dòng điện lan truyền dọc theo dây dẫn sóng.
Một phao được bố trí bên ngoài thanh đo của cảm biến, và phao di chuyển lên xuống dọc theo thanh đo theo sự thay đổi của mực chất lỏng. Bên trong phao có một bộ vòng từ vĩnh cửu. Khi từ trường dòng điện xung gặp từ trường vòng từ do phao tạo ra, từ trường xung quanh phao sẽ thay đổi, do đó dây dẫn sóng làm bằng vật liệu từ giảo sẽ tạo ra xung sóng xoắn tại vị trí của phao. Xung được truyền ngược dọc theo dây dẫn sóng với tốc độ cố định và được cơ cấu phát hiện. Bằng cách đo chênh lệch thời gian giữa dòng xung truyền đi và sóng xoắn, vị trí của phao có thể được xác định chính xác, tức là vị trí của bề mặt chất lỏng.
- Cảm biến mức vật liệu tiếp nhận tần số vô tuyến
Công nghệ điều khiển mức bằng sóng vô tuyến là công nghệ điều khiển mức mới được phát triển từ công nghệ điều khiển mức điện dung, có độ tin cậy, độ chính xác và khả năng ứng dụng cao hơn. Đây là bản nâng cấp của công nghệ điều khiển mức điện dung.
Độ dẫn truyền tần số vô tuyến (Radio Frequency Intaken) là nghịch đảo của trở kháng trong điện, bao gồm thành phần điện trở, thành phần điện dung và thành phần cảm ứng. Tần số vô tuyến là phổ sóng vô tuyến của đồng hồ đo mức chất lỏng tần số cao, do đó độ dẫn truyền tần số vô tuyến có thể được hiểu là đo độ dẫn truyền bằng sóng vô tuyến tần số cao.
Khi thiết bị hoạt động, cảm biến của thiết bị sẽ tạo ra giá trị dẫn truyền với thành và môi trường đo. Khi mức vật liệu thay đổi, giá trị dẫn truyền cũng thay đổi tương ứng. Bộ phận mạch chuyển đổi giá trị dẫn truyền đo được thành tín hiệu mức vật liệu đầu ra để thực hiện phép đo mức vật liệu.
- Máy đo mức siêu âm
Máy đo mức siêu âm là thiết bị đo mức kỹ thuật số được điều khiển bởi bộ vi xử lý. Trong quá trình đo, sóng siêu âm xung được cảm biến phát ra, sóng âm được cảm biến thu nhận sau khi phản xạ từ bề mặt vật thể và chuyển đổi thành tín hiệu điện. Khoảng cách giữa cảm biến và vật thể cần kiểm tra được tính toán bằng thời gian giữa lúc sóng âm truyền và lúc sóng âm nhận được.
Ưu điểm là không có bộ phận cơ học chuyển động, độ tin cậy cao, lắp đặt đơn giản và thuận tiện, đo không tiếp xúc và không bị ảnh hưởng bởi độ nhớt và mật độ của chất lỏng.
Nhược điểm là độ chính xác tương đối thấp, dễ có vùng mù trong phép thử. Không được phép đo bình chịu áp suất và môi trường dễ bay hơi.
- Máy đo mức radar
Chế độ hoạt động của máy đo mức chất lỏng radar là phát và phản xạ. Ăng-ten của máy đo mức chất lỏng radar phát ra sóng điện từ, sóng điện từ này bị phản xạ bởi bề mặt của vật thể đo và sau đó được ăng-ten thu nhận. Thời gian sóng điện từ từ phát đến thu tỷ lệ thuận với khoảng cách đến mực chất lỏng. Máy đo mức chất lỏng radar ghi lại thời gian của sóng xung, và tốc độ truyền sóng điện từ là hằng số, từ đó có thể tính toán khoảng cách từ mực chất lỏng đến ăng-ten radar, từ đó xác định được mực chất lỏng.
Trong ứng dụng thực tế, máy đo mức chất lỏng radar có hai chế độ: sóng liên tục điều chế tần số và sóng xung. Máy đo mức chất lỏng sử dụng công nghệ sóng liên tục điều chế tần số có mức tiêu thụ điện năng cao, hệ thống bốn dây và mạch điện tử phức tạp. Máy đo mức chất lỏng sử dụng công nghệ sóng xung radar có mức tiêu thụ điện năng thấp, có thể được cấp nguồn bằng hệ thống hai dây 24 VDC, dễ dàng đạt được độ an toàn nội tại, độ chính xác cao và phạm vi ứng dụng rộng hơn.
- Máy đo mức radar sóng dẫn hướng
Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo mức radar sóng dẫn hướng tương tự như cảm biến đo mức radar, nhưng nó truyền các xung vi sóng qua cáp hoặc thanh cảm biến. Tín hiệu chạm vào bề mặt chất lỏng, sau đó trở về cảm biến, rồi đến vỏ máy phát. Các thiết bị điện tử tích hợp trong vỏ máy phát xác định mức chất lỏng dựa trên thời gian tín hiệu truyền dọc theo cảm biến và trở về. Các loại cảm biến đo mức này được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp thuộc mọi lĩnh vực công nghệ quy trình.
Thời gian đăng: 15-12-2021