Để tích trữ được lượng lớn xăng dầu tiêu thụ, thông thường như các nhà máy. Họ buộc sẽ phải thiết kế các bồn chứa có kích thước lớn, như vậy có thể chứa được lượng xăng dầu lên đến hàng chục nghìn lit. Điển hình như một số khu vực Petro Limit, các bồn chứa này thường ở dạng hình cầu rất là lớn. Bên cạnh đó, còn có các dạng bồn chứa xăng dầu với kích thước vừa và nhỏ. Tuy nhiên, có một vấn đề được đặt ra đó là làm sao chúng ta có thể xác định được thể tích hoặc chiều cao mức dầu hiện tại trong bồn chứa đó là bao nhiêu. Trong bài viết chia sẽ kiến thức kỹ thuật dưới đây, cùng tôi tìm hiểu thêm 5 cách đo bồn xăng dầu bằng cảm biến nhé.
Các loại bồn dùng để chứa xăng dầu
Để tích trữ được một lượng lớn xăng dầu từ 1000 lits lên đến hàng chục trăm nghìn lits ở các khu công nghiệp hay tại các nhà máy phục vụ cho việc sử dụng. Buộc chúng tôi phải thiết kế nên được các bồn chứa có thể bằng xi măng, inox…kín sao cho có thể chứa đựng được lượng xăng dầu tương ứng.
Hiện nay, có hai loại bồn được sử dụng rộng rãi trong các khu công nghiệp để thuận tiện việc tích trữ. Đó là bồn chứa xăng dầu hình trụ tròn và bồn chứa xăng dầu hình cầu. Mỗi loại sẽ được sử dụng với mực đích khác nhau. Tuy nhiên, xét về lượng tích trữ thể tích thì dạng bồn hình cầu sẽ trữ được nhiều hơn dạng hình trụ tròn. Bồn này thường xuất hiệu tại các nhà máy chế biến xăng dầu như là Petro limited Viet Nam.
Bồn chứa xăng dầu hình trụ tròn
Bồn chứa xăng dầu hình trụ tròn là một loại bồn chứa xăng dầu có hình dạng hình trụ tròn, với đáy tròn và mặt trên cũng là hình tròn. Đây là một trong những kiểu bồn chứa xăng dầu phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau.
Bên cạnh đó, các dạng bồn chứa hình dáng như này thường sẽ dễ dàng thiết kế. Với vật liệu chủ yếu được thiết kế bằng kim loại như inox 304, 316…Cùng mình tìm hiểu thêm một số đặc điểm của loại bồn có hình dáng như này nhé:
- Khả năng chứa nhiên liệu: Bồn chứa xăng dầu hình trụ tròn có thể có dung tích khá lớn, cho phép lưu trữ một lượng lớn xăng dầu. Điều này giúp giảm tần suất nạp lại và giữ được lượng xăng dầu dự trữ đáng kể.
- Khả năng chịu lực tốt: Thiết kế hình trụ tròn giúp tăng cường khả năng chịu lực của bồn. Đáy tròn và mặt trên cũng được hỗ trợ đều đặn, giúp bồn chịu được tải trọng và áp suất từ nhiên liệu bên trong và môi trường bên ngoài.
- Dễ dàng vận chuyển và lắp đặt: Thiết kế đơn giản của bồn chứa xăng dầu hình trụ tròn làm cho việc vận chuyển và lắp đặt trở nên dễ dàng và thuận tiện.
- Tiết kiệm không gian: Hình dạng hình trụ tròn giúp tiết kiệm không gian lưu trữ và cho phép lắp đặt bồn ở các vị trí hạn chế không gian.
- Dễ dàng bảo trì và sửa chữa: Thiết kế đơn giản và dễ dàng truy cập vào các bộ phận của bồn giúp cho việc bảo trì và sửa chữa trở nên thuận tiện và nhanh chóng.
Bồn chứa xăng dầu hình cầu
Bồn chứa xăng dầu dạng hình cầu là loại bồn có hình dạng giống như một quả cầu hoặc hình cầu. Được sử dụng để lưu trữ và cung cấp xăng dầu. Điều này có thể ít phổ biến hơn so với các loại bồn chứa xăng dầu truyền thống như hình trụ tròn hoặc hình chữ nhật. Tuy nhiên, với loại này nó sẽ được dùng làm tụ điểm chứa đựng các thể tích xăng dầu rất lớn.
- Khả năng chứa lượng lớn nhiên liệu: Thiết kế hình cầu cho phép bồn chứa một lượng lớn xăng dầu mà không cần phải có diện tích mặt đất lớn. Do đó, bồn hình cầu thích hợp cho các vị trí có không gian hạn chế.
- Giảm áp suất nội bồn: Thiết kế hình cầu giúp giảm áp suất trong bồn khi nhiệt độ tăng cao, đồng thời giúp giảm nguy cơ bùng nổ hay rò rỉ do áp suất nội bồn tăng.
- Độ bền cao: Bồn chứa xăng dầu hình cầu thường được làm bằng xi măng mà xây lên. Nên chịu được tác động của xăng dầu và môi trường xung quanh, giúp tăng độ bền và tuổi thọ của bồn.
- An toàn và bảo vệ môi trường: Bồn chứa xăng dầu hình cầu thường được trang bị các thiết bị bảo vệ và an toàn, như van bảo vệ quá áp, van an toàn và cảm biến mức nhiên liệu. Để có thể đảm bảo hoạt động an toàn và giảm nguy cơ rò rỉ xăng dầu.
2 phương pháp để đo bồn xăng dầu
Để có thể xác định được kích thước hay thể tích bồn xăng dầu. Chúng ta sẽ có hai phương pháp phổ biến, đó chính là sử dụng công thức tính hình học và sử dụng cảm biến đo mức. Với công thức tính hình học, chúng ta sẽ dễ dàng ứng dụng được. Bởi vì, kiến thức này chúng ta đã từng sử dụng.
Ngược lại với phương pháp sử dụng bằng cảm biến thì lại được sử dụng xác định được mức thể tích trong bồn. Rồi thức đó chúng ta có thể xác định rõ được kích thước chiều cao. Hay thậm chí thể tích hiện tại trong bồn đó là có giá trị bao nhiêu.
Công thức tính thể thích trong hình học
Để có thể tính được thể tích cho các bồn chứa hình trụ tròn hoặc dạng thể tích hình cầu. Thì có hai công thức mà chúng ta đã được học, đó là:
Đối với các bồn ở dạng hình trụ, có thể là nằm ngang hoặc nằm thẳng đứng. Ví dụ như bồn đó có kích thước như là đường kính 1 mét và chiều cao là 1,5 mét. Thì ta có thể dễ dàng thay vào tính như sau: V= π. (1^2). 1,5 = 4,71 (m^3). Với 1 lít = 1 dm^3, vậy bồn này có thể chứa được 4710 (dm^3) = 4710 lits xăng dầu.
Đối với các bồn chứa dạng hình cầu, thì ta có thể tính công thước tương đương như hình ảnh trên. Ví như với đường kính cũng là 1 mét, thì ta dễ dàng tính được như sau V = 4/3.π. (1^3) = 4,18 (m^3). Với con số này từ đó ta sẽ dễ dàng suy ra được thể tích bồn có thể chứa là khoảng 4180 lits xăng dầu.
Sử dụng cảm biến đo mức chiều cao xăng dầu
Hiện nay, người ta thường dùng các loại cảm biến để có thể xác định rõ được mức chiều cao xăng dầu trong bồn là bao nhiêu. Để từ đó chúng ta dễ dàng xác định rõ được thể tích xăng dầu trong bồn hiện còn bao nhiêu thể tích. Phương pháp này khá là hiệu quả, nguyên do là chúng ta có thể giám sát từ xa thông qua bẳng điều khiển. Và hiển nhiên, giá trị đo được sẽ cho ra giá trị tương đối chính xác.
Vậy các loại cảm biến đo mức chiều cao bồn xăng dầu nào thường được sử dụng trong các khu công nghiệp hay nhà máy. Cùng tôi tìm hiểu 5 cách đo bồn xăng dầu bằng cảm biến mà thường xuyên được sử dụng ở phần dưới đây nhé.
5 cách đo bồn xăng dầu bằng cảm biến
Với tôi, để có thể xác định được rõ chiều cao hay mức xăng dầu hiện có trong bồn chứa kín là bao nhiêu. Buộc tôi phải sử dụng một số phương pháp đo lường dựa vào cảm biến. Việc đo lường bằng cảm biến này, sẽ giúp tôi xác định rõ được chiều cao tương ứng ra tín hiệu 4-20mA.
Cảm biến điện dung đo mức
Cảm biến điện dung đo mức xăng dầu là một loại cảm biến được sử dụng để đo mức lượng xăng dầu còn lại trong bồn chứa. Cảm biến này hoạt động dựa trên nguyên lý thay đổi điện dung khi mức xăng dầu thay đổi.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến điện dung đo mức xăng dầu như sau. Trong bồn chứa xăng dầu, cảm biến được đặt ở một vị trí cố định, thường là ở phần trên của bồn. Sao cho que điện dung cảm biến vuông gốc với mặt xăng dầu. Khi mức xăng dầu trong bồn tăng hoặc giảm, cảm biến sẽ cho ra tín hiệu tuyến tính khác nhau 4-20mA
Khi mức xăng dầu cao, cảm biến sẽ chạm vào xăng dầu và gặp nhiều chất điện môi. Cho ra một giá trị tín hiệu cao (20mA). Ngược lại, khi mức xăng dầu thấp, cảm biến gặp ít chất điện môi. Và có giá trị tín hiệu thấp (4mA).
Các thay đổi về giá trị điện dung sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu điện trở hoặc tín hiệu 4-20mA. Điều này cho phép hệ thống giám sát hay bảng điều khiển hiển thị mức xăng dầu còn lại trong bồn chứa.
Cảm biến siêu âm đo khoảng cách
Cảm biến siêu âm đo khoảng cách mức xăng dầu là một loại cảm biến sử dụng công nghệ siêu âm. Để đo khoảng cách từ cảm biến đến mặt nước hay mặt xăng dầu trong bồn chứa. Cảm biến này hoạt động dựa trên nguyên lý phát ra sóng siêu âm từ cảm biến. Sau đó đo thời gian mà sóng siêu âm phản chiếu từ mặt xăng dầu trở lại cảm biến. Từ thời gian di chuyển của sóng siêu âm, cảm biến sẽ cho ra tín hiệu tương ứng 4-20mA. Cũng tức là mức dầu trong bồn kín kia đang cao bao nhiêu mét.
Quá trình hoạt động của cảm biến siêu âm đo khoảng cách mức xăng dầu như sau:
- Cảm biến phát ra sóng siêu âm. Cảm biến siêu âm phát ra một sóng siêu âm từ bề mặt của nó xuống mặt xăng dầu.
- Phản chiếu sóng siêu âm. Sóng siêu âm sẽ phản chiếu từ bề mặt xăng dầu trở lại cảm biến sau khi chạm vào nó.
- Đo thời gian di chuyển. Cảm biến sẽ đo thời gian di chuyển của sóng siêu âm. Từ khi nó được phát ra đến khi nó phản chiếu lại. Thời gian này tương ứng với khoảng cách từ cảm biến đến mặt xăng dầu trong bồn chứa.
Cảm biến siêu âm đo khoảng cách mức xăng dầu. Đây là một phương pháp đo chính xác và không tiếp xúc. Do đó, nó được phù hợp đo mức cho các bồn chứa xăng dầu có kích thước lớn. Ví dụ như bồn chiều cao 5m, 6m, hoặc 10m. Tuy nhiên, nếu như bồn kín thì việc sử dụng cảm biến sẽ gặp nhiều khó khăn do áp suất gây nên.
Cảm biến báo mức On-Off
Việc sử dụng đo bồn xăng dầu bằng dạng cảm biến báo mức On-Off sẽ dễ dàng hơn. Bởi vì, khi tôi sử dụng loại cảm biến báo mức này. Chúng sẽ chỉ dùng để báo mức đầy hoặc là báo mức cạn xăng dầu trong quá trình vận hành.
Tuy nhiên, với cách dùng loại cảm biến này, chỉ phù hợp cho việc đo bồn xăng dầu hình trụ. Phù hợp sử dụng cho các dạng bồn lắp đặt thẳng đứng hoặc là dạng lắp đặt nằm ngang. Và hiển nhiên, tôi chỉ có thể xác định rõ được bồn xăng dầu đã đầy hoặc đang cạn. Thay vì biết rõ chiều cao mực xăng dầu hiện tại là bao nhiêu mét.
Cảm biến đo mức bằng áp suất
Cảm biến đo mức xăng dầu bằng áp suất. Là một loại cảm biến được sử dụng để đo mức lượng xăng dầu còn lại trong bồn chứa. Dựa trên nguyên lý biến thiên áp suất theo mức nhiên liệu trong bồn. Như là mức nhiên liệu cao 10m = 1 bar. Và 0-1 bar sẽ cho ra 4-20mA.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo mức xăng dầu bằng áp suất như sau. Cảm biến thường có một ống dẫn nhiên liệu chạy từ bồn chứa xăng dầu tới cảm biến. Khi mức xăng dầu còn lại cao, lượng xăng dầu trong ống dẫn nhiên liệu cũng cao. Sẽ tạo ra áp suất lớn trong ống. Ngược lại, khi mức xăng dầu thấp, lượng xăng dầu trong ống dẫn nhiên liệu cũng thấp. Tạo ra áp suất thấp trong ống.
Cảm biến đo áp suất sẽ cảm nhận các biến đổi về áp suất trong ống dẫn nhiên liệu. Từ đó, chuyển đổi thành tín hiệu điện tương ứng. Tín hiệu này sẽ được gửi đến bảng điều khiển. Hoặc hệ thống giám sát để hiển thị mức xăng dầu còn lại trong bồn chứa.
Cảm biến radar đo mức
Cảm biến radar đo mức xăng dầu là loại cảm biến sử dụng công nghệ radar. Để đo mức lượng xăng dầu còn lại trong bồn chứa với độ chính xác cao. Cảm biến này hoạt động dựa trên nguyên lý phát ra sóng radar. Sau đó, đo thời gian mà sóng radar phản chiếu từ mặt xăng dầu trở lại cảm biến.
Nguyên lý đo mức cảm biến radar đo mức tương đồng với siêu âm như sau:
- Cảm biến phát ra sóng radar. Cảm biến radar phát ra một sóng radar từ bề mặt của nó xuống mặt xăng dầu trong bồn chứa.
- Phản chiếu sóng radar. Sóng radar sẽ phản chiếu từ bề mặt xăng dầu trở lại cảm biến sau khi chạm vào nó.
- Đo thời gian di chuyển: Cảm biến sẽ đo thời gian di chuyển của sóng radar. Từ khi nó được phát ra đến khi nó phản chiếu lại. Thời gian này tương ứng với khoảng cách từ cảm biến đến mặt xăng dầu trong bồn chứa.
- Tính toán khoảng cách: Dựa vào thời gian di chuyển. Cảm biến tính toán và chuyển đổi khoảng cách từ cảm biến đến mặt xăng dầu thành. Từ đó suy ra mức xăng dầu còn lại trong bồn.
Cảm biến radar đo mức xăng dầu là một phương pháp đo chính xác cao nhất và không tiếp xúc. Chúng không ảnh hưởng đến nhiên liệu, và không bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh. Cảm biến radar đo mức xăng dầu cũng thường được ứng dụng trong các ngành công nghiệp. Và ứng dụng khác đòi hỏi đo đạc mức chất lỏng trong các bồn chứa.
Xem thêm bài viết: Cảm biến radar đo không tiếp xúc bồn chứa
