Cảm Biến Đo Mực Nước – Giải Pháp Đo Mức Nước Cho Bồn, Hồ, Giếng

Cảm biến đo mực nước được dùng để đo liên tục hoặc phát hiện mức nước trong bồn, hồ, giếng và các hệ thống công nghiệp. Tùy yêu cầu đo, có thể chọn radar, radar dẫn sóng, siêu âm, cảm biến điện dung, cảm biến áp suất, thủy tĩnh hoặc các loại level switch để báo đầy/cạn.

Cảm biến đo mực nước là gì?

Cảm biến đo mực nước là thiết bị dùng để xác định chiều cao của cột nước (mức nước trong bể, sông, hồ, bồn chứa, tháp, giếng…) và chuyển đổi thành tín hiệu điện (thường là 4–20mA, 0–10V, RS485, Modbus) để đưa về PLC, bộ hiển thị hoặc hệ thống giám sát.

Mỗi loại cảm biến sẽ xác định mực nước theo một phương pháp khác nhau như sóng radar, siêu âm, áp suất thủy tĩnh hoặc điện dung. Bạn có thể xem chi tiết nguyên lý cảm biến đo mực nước để hiểu cách từng công nghệ hoạt động và lựa chọn loại phù hợp.

Các loại cảm biến đo mực nước

Cảm biến đo mức nước thường được chia thành hai nhóm chính: đo mức liên tục và phát hiện, báo mức tại một điểm. Việc lựa chọn phụ thuộc vào yêu cầu cần biết chính xác mức nước hay chỉ cần báo đầy, báo cạn để điều khiển hệ thống.

Nếu môi chất cần đo là dầu, hóa chất, dung môi hoặc chất lỏng có độ nhớt và tính ăn mòn khác nhau, cần kiểm tra thêm đặc tính hóa lý và điều kiện bồn. Xem hướng dẫn chọn cảm biến đo mức chất lỏng theo môi chất và điều kiện bồn.

Đo mức nước liên tục

Nhóm này cho biết mức nước liên tục theo chiều cao hoặc phần trăm và thường truyền tín hiệu 4–20mA, 0–10V hoặc Modbus về PLC, bộ hiển thị.

• Radar không tiếp xúc: đo từ trên xuống, không chạm vào nước.
• Radar dẫn sóng: truyền sóng dọc theo que hoặc cáp, phù hợp bồn hẹp hoặc ống bypass.
• Siêu âm: đo không tiếp xúc, phù hợp bồn hở và môi trường tương đối ổn định.
• Áp suất gauge: lắp ở đáy bồn và suy ra mức nước từ áp suất cột nước.
• Cảm biến thủy tĩnh: thả trực tiếp xuống bể, hồ hoặc giếng để đo chiều cao cột nước.
• Cảm biến chênh áp: phù hợp bồn kín hoặc bồn có áp suất phía trên chất lỏng.

Phát hiện và báo mức nước

Nhóm này chỉ xác định nước đã đạt tới một vị trí cài đặt để báo đầy, báo cạn, chống tràn hoặc điều khiển bơm.

• Cảm biến điện dung: phát hiện chất lỏng tại vị trí lắp.
• Cảm biến tần số: dùng tín hiệu tần số cao để phát hiện mức chất lỏng.
• Phao: giải pháp đơn giản để đóng/ngắt theo mức nước.
• Cảm biến siêu âm dạng switch: phát hiện mức và xuất tín hiệu ON/OFF.
• GPLS-25 xuyên thành: phát hiện chất lỏng qua thành bồn nhựa hoặc kính mà không tiếp xúc trực tiếp.
• Cảm biến điện cực / 3 que: phát hiện mức nước dựa trên tính dẫn điện của chất lỏng.

Các phương pháp đo mức nước liên tục

Cảm biến radar đo mức nước không tiếp xúc (Radar/Microwave level sensor)

• Nguyên lý: dùng sóng radar tần số cao để đo mực nước tương tự siêu âm
• Ưu điểm: chính xác cao +/-3mm, tốc độ phản hồi nhanh
• Nhược điểm: giá cao hơn siêu âm. Phù hợp ứng dụng thông thường, chùm sóng rộng, tầm đo thường ngắn hơn.

Với các ứng dụng cần đo không tiếp xúc trong bồn, silo hoặc khoảng cách lớn, cảm biến radar 80 GHz là lựa chọn phù hợp nhờ góc phát hẹp và khả năng đo ổn định. Xem thêm giải pháp cảm biến đo mức radar 80 GHz với dải đo 10 m, 30 m và 120 m.

Cảm biến radar đo mực nước thủy điện, sông, hồ, đập ( tần số 80 Ghz )

• Nguyên lý: dùng sóng radar tần số cao 80Ghz để đo mực nước với khoảng cách xa lên tới 120m, nhỏ gọn, nhẹ.
• Ưu điểm: chính xác cao +/-2mm, tốc độ phản hồi nhanh, cài đặt đơn giản. Chùm sóng hẹp, đo xa và ổn định hơn trong ứng dụng phức tạp. Công nghệ này phù hợp với bồn hẹp, silo cao, môi trường nhiều bụi hoặc có kết cấu phức tạp.
• Nhược điểm: cần phải cài đặt bằng app miễn phí của hãng trước khi lắp đặt.

Cảm biến radar dẫn sóng – dẫn hướng – radar tiếp xúc đo mức nước

• Nguyên lý: phát sóng radar dọc theo que/cáp dẫn sóng, sóng phản xạ tại mặt nước → tính mức chất lỏng.
• Ưu điểm: chính xác cao với sai số +/-2mm, ít bị ảnh hưởng bởi hơi nước, nhiệt độ, áp suất và bọt.
• Nhược điểm: phải tiếp xúc trực tiếp với môi chất, cần không gian lắp que/cáp và tránh vật cản bám vào đầu dò.

Với bồn hẹp, ống bypass hoặc vị trí có không gian lắp đặt hạn chế, có thể tham khảo cảm biến radar dẫn sóng GRLM-70 sử dụng que hoặc cáp dẫn sóng để đo mức liên tục.

Cảm biến siêu âm (Ultrasonic level sensor)

• Nguyên lý: phát sóng siêu âm xuống mặt nước, sóng dội lại → tính khoảng cách.
• Ưu điểm: không tiếp xúc, dễ lắp đặt, chính xác cao với sai số khoảng ±0,15% FS.
• Nhược điểm: bị ảnh hưởng bởi bọt, hơi nước, nhiệt độ cao, áp suất cao

Với bồn hở hoặc bể nước cần đo không tiếp xúc, cảm biến siêu âm là lựa chọn phổ biến nhờ chi phí hợp lý và ngõ ra 4–20mA/Modbus. Xem chi tiết nguyên lý, vùng mù, thời gian phản hồi và cách chọn tại bài cảm biến siêu âm.

Cảm biến áp suất gauge đo mức nước từ đáy bồn – dãy đo cố định

• Nguyên lý: đo áp suất gauge tại đáy bồn do cột nước tạo ra → quy đổi áp suất thành mức nước.
• Ưu điểm: giá rẻ, lắp trực tiếp bên ngoài thành bồn, chính xác khá cao khi chọn đúng dãy đo, ít bị ảnh hưởng bởi bọt, hơi nước hoặc vật cản.
• Nhược điểm: dải đo cố định nên cần chọn range phù hợp với chiều cao cột nước; nếu chọn dải quá lớn so với mức thực tế, độ phân giải và độ chính xác sử dụng sẽ giảm. Kết quả cũng phụ thuộc vào khối lượng riêng của chất lỏng.

Cảm biến áp suất đo mức nước – điều chỉnh được dãy đo

• Nguyên lý: đo áp suất quy đổi sang mực nước có thể điều chỉnh được dãy đo áp suất tương ứng ngõ ra 4-20mA / HART. Điều chỉnh dải đo thông qua màn hình LCD.
• Ưu điểm: đo rất chính xác, đo áp suất cao, nhiệt độ cao, bồn có cánh khuấy… điều chỉnh được tín hiệu ngõ ra theo chiều cao mực nước.
• Nhược điểm: giá cao so với các loại khác

Loại này vẫn đo áp suất gauge so với khí quyển và phù hợp bồn hở; khác với cảm biến chênh áp dùng hai cổng HP/LP cho bồn kín.

Cảm biến áp suất thủy tĩnh (Hydrostatic pressure sensor)

• Nguyên lý: đặt đầu dò chìm xuống đáy bể → đo áp suất cột nước → tính mực nước.
• Ưu điểm: đơn giản, đo được cả nước sạch và nước thải.
• Nhược điểm: phải tiếp xúc trực tiếp, dễ bị bám bẩn, đo nước thải dễ hư hỏng.

Cảm biến áp suất – chênh áp

• Nguyên lý: đo hai điểm áp suất cao và thấp. Sau đó lấy điểm cao trừ điểm thấp để tính ra mức nước thực tế.
• Ưu điểm: đo rất chính xác, đo áp suất cao, nhiệt độ cao, bồn có cánh khuấy
• Nhược điểm: giá cao so với các loại khác

Bồn hở: đo một phía Hight Pressure ( HP ), phần Low Pressure ( LP ) so với khí quyển. Mực nước là độ cao tính từ ống HP cho tới bề mặt nước.
Bồn kín có áp suất: Hight Pressure ( HP ) lấy áp đáy, Low Pressure ( LP ) lấy áp phía trên. Mực nước là AP = HP – LP.

Các loại cảm biến phát hiện và báo mức nước

Cảm biến điện dung (Capacitive level sensor)

• Nguyên lý: thay đổi hằng số điện môi theo mức nước.
• Ưu điểm: đo được nhiều loại chất lỏng dẫn điện và không dẫn điện kể cả dầu, nước cất ( nước RO )
• Nhược điểm: cài đặt khó hơn so với các loại khác như tần số

Cảm biến tần số báo mức nước cho môi trường có bọt – chất kết dính

• Nguyên lý: sử dụng tín hiệu tần số cao để phát hiện sự thay đổi của môi chất tại đầu cảm biến.
• Ưu điểm: giá rẻ, độ chính xác cao, dùng được cho chất lỏng dẫn điện và không dẫn điện, kể cả dầu; ít bị ảnh hưởng bởi bọt, cặn bám và chất lỏng nhớt/dính.
• Nhược điểm: là cảm biến báo mức điểm, không đo mức liên tục; cần cài đặt độ nhạy phù hợp với môi chất.

Công tắc phao (Float switch / Float sensor)

• Nguyên lý: phao nổi theo mực nước, đóng/ngắt tiếp điểm.
• Ưu điểm: nguyên lý đơn giản, dễ dùng
• Nhược điểm: dễ kẹt và hỏng do cơ chế phao

Cảm biến phát hiện nước xuyên ống nước

• Nguyên lý: dùng công nghệ tần số cao để phát hiện chất lỏng xuyên qua thành ống hoặc bồn bằng nhựa, thủy tinh.
• Ưu điểm: không tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng, lắp bên ngoài thành ống/bồn, dùng được cho cả chất lỏng dẫn điện và không dẫn điện.
• Nhược điểm: chỉ phù hợp với thành nhựa hoặc thủy tinh; độ dày thành bồn/ống bị giới hạn, tối đa khoảng 8 mm tùy môi chất.

Cảm biến mực nước ba que CNP-18

• Nguyên lý: dùng các que điện cực dẫn điện để phát hiện khi nước tiếp xúc, từ đó đóng/ngắt relay theo mức MIN/MAX.
• Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, độ tin cậy cao, có thể điều khiển bơm theo mức thấp – cao và chỉnh được độ nhạy.
• Nhược điểm: chỉ phù hợp với chất lỏng có khả năng dẫn điện; điện cực tiếp xúc trực tiếp với nước nên có thể bị bám cặn hoặc ăn mòn theo thời gian.

Cảm biến siêu âm báo mức nước

• Nguyên lý: phát sóng siêu âm xuống mặt nước, nhận sóng phản xạ để xác định vị trí mức và đóng/ngắt ngõ ra tại điểm ON/OFF đã cài đặt.
• Ưu điểm: không tiếp xúc với nước, không có bộ phận chuyển động, có thể cài riêng mức ON và OFF để điều khiển bơm.
• Nhược điểm: có vùng chết và dễ bị ảnh hưởng bởi bọt, mặt nước dao động mạnh, vật cản hoặc vị trí lắp đặt không phù hợp

Ứng dụng cảm biến đo mực nước

• Trạm bơm/giếng sâu → ưu tiên hydrostatic.
• Bồn nước sạch → siêu âm hoặc pressure transmitter ( cảm biến áp suất ).
• Nước thải có bọt/hơi → radar.
• Bồn kín có áp suất → differential pressure hoặc radar phù hợp.

Tiêu chí khi chọn cảm biến đo mực nước

🔑 1. Môi trường đo

Nước sạch, nước ngọt:

• Có thể dùng cảm biến siêu âm (không tiếp xúc, lắp trên đỉnh bồn) hoặc cảm biến áp suất thủy tĩnh (thả chìm xuống).
• Ưu tiên loại giá rẻ, dễ lắp đặt, ít bảo trì.

Nước thải, có bọt, cặn bẩn:

• Siêu âm dễ bị nhiễu bởi bọt, nên chọn cảm biến radar hoặc áp suất thủy tĩnh có màng chống bám bẩn.
• Radar đo không tiếp xúc và thường ít bị ảnh hưởng bởi hơi nước, bọt hoặc điều kiện môi trường hơn siêu âm.

Hóa chất ăn mòn (axit, kiềm, dung môi):

• Cần chọn cảm biến có vật liệu đặc biệt (PTFE, PVDF, Teflon) để chống ăn mòn.
• Radar hoặc điện dung thường được dùng trong môi trường này.

Bồn áp suất, nhiệt độ cao

• Cảm biến điện dung hoặc radar tiếp xúc nếu bồn chứa không có cánh khuấy
• Cảm biến áp suất dạng chênh áp, nếu bồn chứa có cánh khuấy

🔑 2. Dạng tín hiệu đầu ra

• 4–20mA / 0–10V → dễ tích hợp PLC, biến tần, bộ hiển thị.
• RS485 / Modbus → dùng trong hệ thống SCADA, giám sát từ xa.
• ON/OFF (tiếp điểm) → chỉ cần báo đầy / báo cạn (dùng công tắc phao).

🔑 3. Dải đo (range)

• Xác định chiều cao bồn/tank trước khi mua.
• Luôn chọn dải đo lớn hơn thực tế khoảng 20% để tránh vượt ngưỡng.

Ví dụ:

• Bồn cao 5m → chọn cảm biến dải đo 6–7m.
• Giếng sâu 20m → chọn cảm biến thủy tĩnh dải 25m.

🔑 4. Độ chính xác

• Nếu chỉ cần báo mức cao/thấp để bật tắt bơm → độ chính xác không quá quan trọng (công tắc phao hoặc cảm biến ON/OFF là đủ).
• Nếu cần điều khiển chính xác mức nước trong sản xuất → chọn cảm biến có sai số càng thấp càng tốt.
• Sai số các loại cảm biến như sau:
• Siêu âm: sai số ±0,15
• Radar: sai số ±1–3mm tùy theo loại, tần số
• Áp suất thủy tĩnh, chênh áp: sai số ±0,065–0,1%

🔑 5. Kiểu lắp đặt

• Trên đỉnh bồn: siêu âm, radar.
• Thả xuống đáy bồn/giếng: cảm biến áp suất thủy tĩnh.
• Cạnh thành bồn: cảm biến điện dung hoặc công tắc phao.
• Lắp bên hông đo liên tục: áp suất, chênh áp.

🔑 6. Chi phí & bảo trì

• Công tắc phao: rẻ nhất, nhưng chỉ ON/OFF.
• Cảm biến áp suất chìm: tầm trung, dễ bảo trì.
• Siêu âm: giá vừa, dễ lắp đặt, phổ biến.
• Radar: thường có giá cao hơn siêu âm nhưng phù hợp hơn khi có hơi, bọt hoặc yêu cầu độ ổn định cao.
• Áp suất: trung bình – cao, đo chính xác.

Bảng chọn nhanh cảm biến đo mức nước

Mua cảm biến mực nước ở đâu?

HUPHACO cung cấp nhiều giải pháp đo và báo mức nước cho bồn, hồ, giếng và hệ thống công nghiệp như radar, radar dẫn sóng, siêu âm, cảm biến áp suất, thủy tĩnh, chênh áp và các loại level switch.

Để chọn đúng cảm biến, cần xác định chiều cao mức nước, bồn hở hay kín, áp suất – nhiệt độ, vị trí lắp đặt, loại chất lỏng và tín hiệu đầu ra cần đưa về PLC hoặc bộ điều khiển. HUPHACO hỗ trợ tư vấn lựa chọn model phù hợp theo từng ứng dụng thực tế.

Liên hệ HUPHACO nếu cần chọn cảm biến đo mức nước, kiểm tra dải đo hoặc tư vấn phương án lắp đặt phù hợp.

📞 Hotline: 0937.27.55.66
🌐 Website: www.huphaco.vn
📧 Email: info@huphaco.vn

Chịu trách nhiệm nội dung:

Kỹ sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hòa