Cảm biến đo mức nước thuỷ tĩnh là một trong những phương pháp đo mức nước bằng cảm biến áp suất. Cảm biến thuỷ tĩnh được sử dụng để đo mức nước bồn, bể, sông, hồ, giếng,… với khoảng cách đo lên tới 200m nước. Tín hiệu của cảm biến áp suất tĩnh có ngõ ra dạng Analog 4-20mA hoặc 0-10V tương thích với tất cả các loại màn hình hiển thị áp suất và bộ điều khiển áp suất.
Để báo mức nước liên tục chúng ta có nhiều phương pháp đo: báo ( đo ) mức nước bằng sóng radar, báo( đo ) mức nước bằng siêu âm, báo ( đo ) mức nước bằng áp suất, đo mức nước bằng chênh áp, đo mức nước bằng áp suất thủy tĩnh …
Trong bài viết này chúng tôi xin giới thiệu cảm biến đo mức nước thủy tĩnh hay còn gọi là cảm biến đo mức nước áp suất thủy tĩnh để đo mức nước liên tục. Tín hiệu đưa về dạng tín hiệu 4-20mA tương ứng với dãy đo mực nước .
Tại vị trí thấp nhất tín hiệu truyền về là 4mA tương ứng với nước cạn. Tại vị trí cao nhất tín hiệu truyền về 20mA tương ứng với nước đầy. Các bộ hiển thị mức nước chỉ cần đọc được giá trị 4-20mA là có thể hiển thị mức nước một cách chính xác.
Đo mức nước bằng cảm biến áp suất
Dùng cảm biến áp suất để đo mức nước được sử dụng khá phổ biến trong công nghiệp. Các ứng dụng đo mực nước trong bồn chứa cho tới đo mức nước giếng hay nước đập thuỷ điện. Chúng ta cùng xem tại sao cảm biến áp suất thuỷ tĩnh lại được dùng nhiều như thế nhé.
Giải pháp tuyệt vời đo mức nước sông hồ – nước giếng
Chúng ta cũng thấy rằng các sông hồ hay các giếng nước có độ sâu khá lớn. Khi sử dụng các cảm biến như radar hay siêu âm với độ sâu từ 30m trở lên thì giá thành rất cao. Cảm biến áp suất tĩnh mang tới một giải pháp đo chính xác nhưng với chi phí thấp hơn rất nhiều so với các loại cảm biến đo mức khác.
Giá thành của cảm biến thuỷ tĩnh không phụ thuộc vào độ sâu mức nước cần đo mà thay đổi theo chiều dài của dây cảm biến. Dây cảm biến càng dài thì giá thành cảm biến càng cao.
Công thức tính áp suất thuỷ tĩnh
So với mặt nước, thì càng xuống sâu thì áp suất càng tăng. Có nghĩa là áp suất tại đáy sông luôn thấp cao hơn áp suất ở mặt nước. Dựa vào nguyên lý này người ta sử dụng cảm biến áp suất thuỷ tĩnh để đo chiều cao mực nước.
Cảm biến sẽ có một dây dẩn từ đầu cảm biến về bộ hiển thị mức nước. Dây dẩn này được thiết kế chịu áp suất cao nên chúng ta không được nối dây ở dưới nước. Trong dây dẩn còn có một ống mao dẩn làm nhiệm vụ so sánh mức nước với áp suất không khí.
So sánh cảm biến đo áp suất thuỷ tĩnh HLM-25S và HLM-25C
Sẽ có khá nhiều loại cảm biến áp suất thuỷ tĩnh khác nhau đáp ứng chung một yêu cầu đo mực nước thả chìm. Tuy nhiên, chúng ta cần lưu ý về vật liệu của màng cảm biến để có sự lựa chọn phù hợp nhất. Chúng ta cùng so sánh sự khác nhau giữa cảm biến HLM-25C và HLM-25S.
| Cảm Biến Áp Suất Thuỷ Tĩnh | HLM-25S | HLM-25C |
| Hình ảnh |
 |
 |
| Khoảng cách đo | 1-100m | 1-100m |
| Nguồn cấp | 12 – 36Vdc | 12 – 34V |
| Sai số | 0.5% | 0.4% |
| Nhiệt độ làm việc | 0-70oC | 0-70oC |
| Tín hiệu ngõ ra | 4-20mA hoặc 0-10Vdc | 4-20mA hoặc 0-10Vdc |
| Tiêu chuẩn | IP68 | IP68 |
| Vật liệu màng cảm biến | 316L SS | Ceramic AL2O3 96% |
| Vật liệu Housing | Inox 303 SS | Inox 303 SS |
| Kích thước | 25 x 112 mm | 25 x 104 mm |
| Xuất xứ | Dinel – Czech | Dinel – Czech |
Khi xem các thông số kỹ thuật thì chúng ta thấy chúng tương đồng nhau chỉ khác nhau về vật liệu lớp màng và sai số. Tuy nhiên, đây lại là điểm mấu chốt khi chọn thiết bị. Với cảm biến HLM-25C có vật liệu màng Ceramic hay còn gọi là sứ sẽ chịu được sự va đập tốt hơn ( nếu có ). Ngoải ra sứ còn có khả năng chống ăn mòn cao hơn nhiều so với Inox 316L. Các môi trường nước chứa nhiều tạp chất thì chúng ta nên chọn cảm biến HLM-25C, còn nước sạch thì HLM-25S là lựa chọn tuyệt vời.
Khi nào nên dùng cảm biến đo mức nước thuỷ tĩnh
Bạn muốn chọn một cảm biến để đo mức nước dùng được cho tất cả các môi trường ? Tôi nghĩ rằng bạn nên chọn cảm biến radar vì nó sẽ đáp ứng tất cả các tiêu chí về đo mức. Điều quan trọng là bạn có sẵn sàng chi ra một số tiền lớn để đáp ứng nhu cầu đó hay không. Còn nếu bạn chỉ cần đo mức nước sông, hồ, nước giếng hay nước trong đập thuỷ điện thì cảm biến đo mức nước thuỷ tĩnh là một sự lựa chọn phú hợp nhất. Các tiêu chí khi chọn cảm biến thuỷ tĩnh là :
- Độ sâu từ 1 m trở lên cho tới 200m.
- Thích hợp cho các tank chứa có kích thướt cao nhưng đường kính nhỏ.
- Đo nước sông, hồ, nước giếng kể cả đo mực nước hồ thủy điện.
- Cần một thiết bị đo có mức giá thành thấp nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác cao.
Lưu ý khi chọn cảm biến mức nước thủy tĩnh
- Chọn dãy đo áp suất tương ứng với mực nước cần đo. Chúng ta lưu ý rằng 1 bar = 10 mH20. Như vậy cảm biến 10 bar có thể đo được 100 mH20. Đối với hồ thủy điện hay nước giếng có độ sâu 60 mH20 – 100mH20 thì cảm biến báo mức nước thuỷ tĩnh là một chọn lựa phù hợp .
- Dây Cable của cảm biến phải dài hơn hoặc bằng giá trị cột nước cần đo . Tức là nếu chúng ta chọn dãy đo 0-10 mH20 thì dây cable phải dài từ 10m trở lên .
- Tín hiệu ngõ ra có hai loại 4-20mA hoặc 0-10V. Chúng ta thường chọn dãy đo 4-20mA vì tính thông dụng cũng như tránh suy giảm tín hiệu .
Nếu bạn là người mới & đang tìm hiểu về các loại cảm biến đo mức nước thì tôi khuyên bạn nên chọn một nhà cung cấp có thể tư vấn cho bạn các giải pháp đo lường khác nhau. Một môi trường đo mực nước khác nhau sẽ có một loại cảm biến phù hợp với nó. Các loại cảm biến đo mức đều có ưu và nhược điểm riêng của nó nên chúng ta cần chọn loại đáp ứng nhu cầu để tiết kiệm chi phí.
Chúc mọi người thành công !
Kỹ Sư Cơ Điện Tử
Nguyễn Minh Hoà
Mobi : 0937.27.55.66
Mail : hoa.nguyen@huphaco.vn
