Cảm Biến Đo Mức Thủy Tĩnh

Cảm biến đo mức thủy tĩnh thường được ứng dụng để đo các bể nước ngầm, hoặc các giếng nước sâu. Vậy cảm biến đo mức thủy tĩnh là gì? Nó hoạt động như thế nào chúng ta cùng tìm hiểu nào.

Cảm biến đo mức thủy tĩnh là gì?

Cảm biến đo mức thủy tĩnh là một thiết bị nhỏ gọn có thể đo được mức nước trong công nghiệp. Nó được ứng dụng nhiều để đo nước, nước giếng, nước thủy điện, các mức nước có độ ô nhiễm nhẹ trong công nghiệp.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến đo mức thủy tĩnh

Cấu tạo của cảm 

Cảm biến đo mức thủy tĩnh có cấu tạo gồm: Dây điện, mạch điện chuyển đổi, mao dẫn, bộ phận cảm nhận áp suất vật lý. Dây dẫn của cảm biến được thiết kế có thể chịu được áp suất cao. Bộ phận cảm nhận áp suất vật lý được làm từ vật liệu Ceramic AL2O3 96%, khá bền bỉ. Mạch chuyển đổi có tác dụng tính toán chuyển đổi từ áp suất thành chiều cao mực nước. Trên dây của cảm biến có một ống đó là ông mao dẫn. Ống này có chức năng so sánh áp suất không khí và áp suất nước.

Nguyên lý hoạt động

Cảm biến đo mức thủy tĩnh hoạt động theo nguyên lý áp suất thủy tĩnh. Cột nước càng cao thì áp suất càng lớn. Cảm biến sẽ nằm ở gần đáy của bồn nước (sông, hồ…). Cảm biến sẽ cảm nhận áp suất đó và chuyển đổi thành tín hiệu chiều cao. Chiều cao và áp suất liên hệ với nhau theo công thức:

Trong đó:      P – áp suất

ρ – khối lượng riêng trung bình của chất lỏng

g – gia tốc trọng trường (g khoảng 9,8 m/s²)

h – chiều cao nước

Để dễ tính toàn và đo đạc người ta sử dụng thang đo chuyển đổi chuẩn. Trong thang đo này cứ 10m ta có áp suất là 1 bar. Dựa theo nguyên lý và thang đo chuẩn đó các nhà sản xuất chế tạo ra cảm biến đo mức thủy tĩnh.

Ứng dụng

Cảm biến đo mức thủy tĩnh đo liên tục được ứng dụng để đo các bồn xử lý chất thải. Bồn nước sạch, bể bơi, các chất lỏng trung hòa về mặt hóa học. Cảm biến còn được ứng dụng trong các hồ thủy điện để đo mức nước trong hồ. Hệ thống xử lý nước, đo trong các bồn có chiều cao lớn… Để đo các chất lỏng khác ngoài nước các bạn nên tham khảo ý kiến từ bên cung cấp để có giải pháp tốt nhất.

Thông số kĩ thuật của cảm biến thủy tĩnh HLM-25C

• Nguồn nuôi:12 – 34VDC
• Tín hiệu ra: 4 – 20mA, 0 – 10VDC
• Nhiệt độ hoạt động: 0 – 50 độ C
• Chuẩn chống nước: IP68
• Sai số đo: 0,4%
• Khoảng cách đó: từ 1 đến 100m
• Khối lượng: 180g với đầu cảm biến, 60g với 1m dây điện

Hướng dẫn nối dây cảm biến

Đối với cảm biến đo mức thủy tĩnh HLM-25C có 3 dây. Một dây nguồn màu đỏ, một dây tín hiệu màu đen và một dây cáp bảo vệ. Đối với bộ điều khiển không có hiển thị không có nguồn ra như PLC ta nối như sau:

Dây nguồn của cảm biến đo mức thủy tĩnh nối với dây nguồn của bộ nguồn. Dây âm của cảm biến ta nối với chân dương (chân đọc tín hiệu analog) của PLC. Chân âm của PLC ta nối với chân âm của nguồn. Còn cáp bảo vệ ta nối đất để bảo vệ cảm biến.

Đối với bộ hiển thị có nguồn phát ra (mình sử dụng bộ hiện thị STR551) ta nối dây như sau:

Chân dương của cảm biến đo mức thủy tĩnh ta nối với chân số 10 của bộ hiện thị. Chân âm của cảm biến ta nối với chân số 14 của bộ hiển thị. Cáp bảo vệ ta nối đất để bảo vệ cảm biến.

Những lưu ý khi lắp đặt cảm biến

Khi lắp đặt ta cần lưu ý những điều sau

Vị trí thả cảm biến chạm

Cảm biến đo mức HLM-25C có tấm màng để đo áp suất đáy. Nếu các bạn thả cảm biến chạm đáy cảm các cặn bẩn có thể làm thủng tấm mạng làm cho cảm biến không thể đo chính xác. Khi thả cảm biến các bạn nên thả cảm biến xuống gần tới đáy để đảm bảo đo chính xác. Khi các bạn thả cảm biến các bạn cũng nên nhẹ nhàng. Khi thả quá mạnh cũng có thể gây thủng tấm màng đo.

Chống rung lắc cho cảm biến

Khi thả cảm biến cảm biến đo mức thủy tĩnh HLM-25C không nên thả cảm biến khi có dòng nước quá mạnh làm cảm biến rung lắc. Cảm biến rung lắc khiến cho áp suất liên tục chênh lệch làm cho sai lệch đi kết quả đo. Nếu dòng nước lớn các bạn nên đặt một ống bảo vệ để cảm biến để tránh dòng lớn gây rung lắc cảm biến.

Cần chú ý nhiệt độ môi trường

Khi lắp đặt cảm biến cần chú ý đến nhiệt độ môi trường. Nhất là nhiệt độ đáy nơi đặt cảm biến. Không nên để đáy đặt cảm biến đo mức HLM-25C bị đóng băng. Điều này dẫn đến cảm biến không thể đo đạc thậm chí có thể làm thủng màng cảm biến.

Môi trường sử dụng cảm biến

Cảm biến đo mức thủy tính HLM-25C có một lớp màng mỏng. Đối với các môi trường ít bụi bẩn cảm biến có thể chịu được. Đối với các môi trường có nhiều rác thải cần có 1 ống chắn rác. Nếu không rác thải có thể chọc thủng màng đo áp suất bên trong cảm biến.

Không nên sử dụng cảm biến trong môi trường có nhiều chất ăn mòn. Trong môi trường ăn mòn nó sẽ ăn mòn vỏ bảo vệ bên ngoài cảm biến gây hư hại cho cảm biến. Tốt nhất khi sử dụng cảm biến đo mức thủy tĩnh các bạn nên sử dụng trong môi trường nước sạch, nước thải không rác, các dung dịch có môi trường trung tính.

Không dùng cảm biến trong môi trường có áp suất và nhiệt độ cao. Với môi trường có nhiệt độ cao làm nóng cảm biến, tăng áp suất bên trong cảm biến khiến cảm biến đo không chính xác. Đối với những bồn có áp suất cao thì khi sử dụng áp suất quá cảm làm thủng tấm màng bên trong cảm biến đo mức thủy tĩnh HLM-25C làm cho cảm biến chết không thể đo đạc được.
Kĩ sư cơ – điện tử
Phạm Đức Thắng
mobi:0368216443