Sensor mực nước | Nguyên lý cảm biến mức nước

Cảm biến đo mức nước hay còn gọi là sensor mực nước là một thiết bị không thể thiếu được sử dụng để đo mức nước. Tuỳ vào điều kiện đo mà có khá nhiều loại cảm biến mực nước khác nhau. Để giúp các bạn hiểu rõ hơn về các loại cảm biến mực nước. Trong bài viết này mình sẽ giải thích các nguyên lý cảm biến mức nước nhằm giúp các bạn có cái nhìn rõ hơn về các loại cảm biến mực nước đang được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Chúng ta cùng tìm hiểu nhé.

Sensor mực nước

Sensor mực nước có thể biết đến với nhiều sự lựa chọn theo nhu cầu và ứng dụng như:

• Đo mức nước không tiếp xúc
  • Cảm biến siêu âm
  • Cảm biến radar
• Đo mức nước tiếp xúc
  • Đo mức nước dạng phao
  • Cảm biến mực nước dạng que hay điện cực
  • Cảm biến điện dung đo mức nước
  • Cảm biến áp suất, cảm biến chênh áp,…

Để hiểu rõ hơn nguyên lý cảm biến mức nước của từng loại, chúng ta cùng nhau thảo luận về những loại cảm biến trên nhé!

Nguyên lý cảm biến mức nước

Để làm chủ được một thiết bị nào đó, điều nhất thiết là chúng ta phải nắm được nguyên lý làm việc của chúng. Với các dòng cảm biến cũng không ngoại lệ. Đặc biệt hơn, với cảm biến mức nước thì chúng ta phải hiểu được nguyên lý hoạt động của từng loại, và đặc điểm của chúng dùng cho khu vực nào, loại bồn chứa, bể chứa nào,…

Trong thực tế, có nhiều loại bồn chứa, bể chứa hay silo với hình dáng, kích thước và cấu tạo từ những loại vật liệu khác nhau. Ví dụ như: bồn xây xi măng bê tông, bể chứa bằng nhựa đúc, bằng kim loại như thép, inox,… hay bể chứa đào tự nhiên…

Với đặc điểm của từng môi trường đo, sẽ có một vài loại cảm biến đo mức phù hợp với chúng. Đó là nguyên nhân tại sao cần phải hiểu được nguyên lý cảm biến mức nước để chọn được loại tương thích.

Chúng ta cùng tìm hiểu sâu vào một vài dòng phổ biến nhé:

Cảm biến đo mức tiếp xúc

Về nguyên lý cơ bản, các loại cảm biến đo mức tiếp xúc có đặc trưng là phải tiếp xúc với đối tượng cần đo. Đại diện cho loại này thì có cảm biến đo mức nước dạng que, cảm biến đo mức điện dung,…

• Cảm biến mức nước điện dung: Dựa vào sự thay đổi điện dung khi mực nước trong bồn kim loại thay đổi. Tín hiệu được chuyển đổi và truyền về bộ hiển thị báo mức nước và điều khiển bơm đóng ngắt theo mực nước trong bồn chứa.
• Cảm biến đo mức nước dạng que: Chúng thường có cấu tạo gồm 3 que: 1 que đo mức thấp (mức cạn), một que đo mức cao (mức đầy), và 1 que để so sánh. Khi mức nước trong bồn ở mức cao, tức là đầy nước thì que đo mức cao sẽ so sánh với que chuẩn. Kết quả được truyền về bộ hiển thị hoặc điều khiển ngắt bơm. Ngược lại khi mức nước ở mức thấp, que sẽ so sánh với que chuẩn và gửi tín hiệu về bộ điều khiển đóng bơm chạy.

Với yêu cầu là nước hay dung dịch cần đo phải dẫn điện, sạch. Chúng ta thường thấy các ứng dụng thường dùng cảm biến đo mức tiếp xúc như là: Đo nước sạch cấp cho căn hộ chung cư, đo nước cấp sản xuất, đo bồn nước chữa cháy,…

Loại cảm biến này thường dùng trong các bồn kín, có áp suất hoặc nhiệt độ. Đây là những môi trường được xem là lợi thế của dòng cảm biến đo mức tiếp xúc này.

Về độ chính xác thì chúng không được đánh giá cao.

Cảm biến đo mức không tiếp xúc

Nguyên lý cảm biến mức nước không tiếp xúc thì ngược lại với loại phía trên chúng ta vừa tìm hiểu. Tức là chúng không cần tiếp xúc trực tiếp với môi trường, đối tượng cần đo. Đại diện cho loại này chúng ta có cảm biến siêu âm đo mức, cảm biến đo mức radar,…

Cả 2 loại cảm biến này đều sử dụng sóng điện từ để thực hiện phép đo.

• Cảm biến siêu âm: Sử dụng sóng âm thanh với cơ chế thu phát và tính khoảng cách bằng cách tính khoảng thời gian sóng âm truyền đi và dội lại về phía đầu cảm biến. Đây là một phương pháp đo công nghệ cao, với chi phí đầu tư đắt hơn loại cảm biến đo mức tiếp xúc. Nhưng về độ chính xác cũng khá cao và chắc chắn là tốt hơn loại điện cực hay điện dung rồi.
• Cảm biến đo mức radar: Sử dụng công nghệ thu phát vi sóng đến đối tượng cần đo, cũng tương tự như cảm biến siêu âm. Nhưng với tốc độ phản hồi nhanh hơn gấp nhiều lần. Mặt khác chúng cho một kết quả đo rất chính xác. Giá thành của cảm biến radar đo mức là đắt nhất.

Nhược điểm của loại này là chỉ thích hợp đo với các kênh, bồn, silo chứa hở mà thôi, và không có nhiệt độ hay áp suất cao.

Cảm biến mực nước 5 que

Cảm biến mực nước 5 que thực chất là cảm biến đo mức dạng que hay điện cực mà chúng ta đã biết. Nhưng chúng có nhiều que dò hơn. Cụ thể là có năm que để đo mực nước. Cũng giống như cảm biến mực nước 3 que. Chúng cũng có 1 que chuẩn dùng để so sánh. Và 4 que còn lại dùng để đo mức.

Có thể thấy sự khác biệt ở đây là số que, 5 que sẽ đo chi tiết hơn là 3 que. Chúng thường được ứng dụng cho các bồn cần biết được nhiều mức trong bồn.

Có nghĩa thay vì 3 que sẽ phát hiện 2 mức nước trong bồn. Thì 5 que sẽ cho chúng ta đến 4 điểm phát hiện mức nước trong bồn chứa.

Bài viết tuy ngắn gọn, nhưng cũng đã cung cấp cho chúng ta hiểu nguyên lý cảm biến mức nước hoạt động như thế nào trong thực tế. Điều này rất có ích cho các anh chị, các bạn đang công tác trong khu vực điều khiển giám sát lưu chất trong nhà máy.

Hy vọng sẽ nhận được những đóng góp ý kiến cũng như những lượt chia sẻ bài viết đến với nhiều người đọc hơn. Chân thành cảm ơn!