Cảm Biến Siêu Âm – Nguyên Lý, Loại, Tín Hiệu & Ứng Dụng

Cảm biến siêu âm là thiết bị sử dụng sóng âm tần số cao để xác định khoảng cách tới vật thể, đo mức chất lỏng hoặc phát hiện sự hiện diện của vật mà không cần tiếp xúc trực tiếp.

Cảm biến phát một xung siêu âm về phía đối tượng, nhận tín hiệu phản xạ trở lại và tính khoảng cách dựa trên thời gian truyền của sóng.

Trong công nghiệp, cảm biến siêu âm có nhiều dạng tín hiệu như 4–20mA, 0–10V, RS485 Modbus, HART, PNP/NPN hoặc relay. Một số loại có màn hình để cài đặt trực tiếp, trong khi các model không màn hình có thể cấu hình bằng nút nhấn, teach-in, bút từ hoặc thiết bị lập trình.

Khi lựa chọn cảm biến, ngoài khoảng đo còn phải quan tâm đến điểm mù, góc phát sóng, môi trường đo, tốc độ cập nhật và loại tín hiệu đưa về PLC.

Cảm biến siêu âm là gì?

Cảm biến siêu âm – ultrasonic sensor – là cảm biến sử dụng sóng âm có tần số cao hơn vùng nghe của con người để phát hiện vật thể hoặc đo khoảng cách.

Điểm đặc trưng của công nghệ này là đo không tiếp xúc. Cảm biến không cần chạm trực tiếp vào chất lỏng hay vật thể cần đo.

Một hệ thống siêu âm cơ bản thực hiện ba bước:

1. Phát một xung siêu âm.
2. Nhận sóng phản xạ từ vật thể hoặc bề mặt chất lỏng.
3. Tính khoảng cách dựa vào thời gian sóng đi và quay về.

Nhờ nguyên lý này, cảm biến siêu âm được sử dụng trong đo mức, đo khoảng cách, phát hiện vật thể và nhiều ứng dụng tự động hóa.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm

Nguyên lý của cảm biến siêu âm dựa trên thời gian bay của sóng – Time of Flight.

Đầu dò phát một xung siêu âm về phía vật cần đo. Khi gặp bề mặt, một phần năng lượng âm thanh phản xạ trở lại cảm biến.

Khoảng cách được tính theo công thức:

d = (v × t) / 2

Trong đó:

• d: khoảng cách từ cảm biến đến vật
• v: vận tốc truyền âm
• t: tổng thời gian sóng đi và quay trở lại

Công thức phải chia cho 2 vì thời gian đo được bao gồm cả hành trình cảm biến → vật thể → cảm biến.

Cảm biến siêu âm đo khoảng cách như thế nào?

Giả sử cảm biến được lắp phía trên một bồn.

Khi khoảng cách từ cảm biến đến bề mặt chất lỏng giảm, có thể hiểu mức chất lỏng trong bồn đang tăng lên.

Ngược lại, khoảng cách tăng nghĩa là mức chất lỏng giảm.

Đây là lý do cùng một nguyên lý ultrasonic có thể được sử dụng để:

• đo khoảng cách;
• đo mức;
• xác định vị trí;
• phát hiện vật theo khoảng cách.

Ví dụ tính thời gian truyền sóng

Giả sử vật nằm cách cảm biến 5 m.

Sóng phải đi:

5 m + 5 m = 10 m

Nếu lấy vận tốc âm thanh khoảng 343 m/s, thời gian lý thuyết là:

t = 10 / 343 ≈ 0,029 giây

Tức khoảng 29 ms.

Nhưng điều này không có nghĩa cảm biến công nghiệp bắt buộc phải cập nhật kết quả sau 29 ms.

Tại sao cảm biến siêu âm phải mất 1–2 giây mới cập nhật?

Tốc độ truyền của sóng siêu âm và thời gian đáp ứng của cảm biến là hai khái niệm khác nhau.

Sóng có thể đi và quay lại rất nhanh, nhưng cảm biến còn phải xử lý tín hiệu trước khi xuất một giá trị ổn định ra 4–20mA, Modbus hoặc màn hình.

Ringing của đầu dò

Sau khi phát một xung có năng lượng tương đối lớn, đầu dò siêu âm không thể chuyển ngay lập tức sang trạng thái nhận tín hiệu hoàn hảo.

Đầu dò cần một khoảng thời gian để dao động dư giảm xuống.

Hiện tượng này thường được gọi là ringing.

Đây cũng là một trong những nguyên nhân hình thành vùng không đo được ngay sát đầu cảm biến.

Xử lý echo

Trong thực tế, cảm biến có thể nhận được nhiều tín hiệu phản xạ cùng lúc.

Ví dụ trong một bồn có:

• thành bồn;
• thanh giằng;
• ống;
• cánh khuấy;
• bề mặt chất lỏng.

Cảm biến phải xác định đâu là echo thực sự cần đo và đâu là echo phản xạ từ vật cản.

Lọc nhiễu và damping

Nếu xuất ngay mỗi giá trị vừa đo được, tín hiệu có thể dao động mạnh.

Vì vậy cảm biến công nghiệp thường sử dụng:

• averaging;
• filtering;
• damping;
• thuật toán xử lý echo.

Kết quả là tín hiệu ổn định hơn nhưng thời gian đáp ứng cũng dài hơn.

Bù nhiệt độ

Vận tốc âm thanh thay đổi theo nhiệt độ.

Cảm biến công nghiệp thường có chức năng bù nhiệt để hạn chế sai số do sự thay đổi nhiệt độ môi trường.

Quá trình đo, kiểm tra và hiệu chỉnh này cũng là một phần trong chu kỳ cập nhật.

Vì vậy một cảm biến cập nhật sau khoảng 1–2 giây chưa chắc là “chậm”. Điều quan trọng là response time có phù hợp với quá trình cần đo hay không.

Cảm biến siêu âm có những loại nào?

Có thể chia cảm biến siêu âm thành ba nhóm phổ biến: đo liên tục, switching và module siêu âm dùng cho điện tử/Arduino.

Cảm biến siêu âm đo liên tục

Loại này trả về một giá trị khoảng cách hoặc mức liên tục.

Ví dụ:

• 820 mm
• 1.250 mm
• 3.600 mm

Tín hiệu thường gặp:

• 4–20mA;
• 0–10V;
• RS485 Modbus;
• HART.

Đây là nhóm thường dùng trong đo lường và tự động hóa công nghiệp.

Cảm biến siêu âm switching

Loại switching không nhất thiết trả về giá trị khoảng cách liên tục.

Thay vào đó, người dùng đặt một ngưỡng.

Ví dụ:

• khoảng cách < 500 mm → ON
• khoảng cách > 500 mm → OFF

Tín hiệu thường là:

• PNP;
• NPN;
• relay.

Loại này thích hợp cho phát hiện vật thể hoặc báo mức.

Cảm biến Arduino / HC-SR04

HC-SR04 và các module tương tự thường dùng chân Trigger/Echo để vi điều khiển tính khoảng cách.

Ưu điểm là:

• giá thấp;
• dễ thử nghiệm;
• phù hợp Arduino và học tập.

Nhưng không nên đánh đồng module hobby với cảm biến siêu âm công nghiệp dùng cho PLC và hệ thống vận hành liên tục.

Cảm biến siêu âm công nghiệp khác HC-SR04 như thế nào?

Cả hai đều có thể sử dụng nguyên lý phát và nhận sóng siêu âm nhưng mục đích thiết kế rất khác nhau.

Vì vậy khi tìm “ultrasonic sensor”, cần xác định rõ mục tiêu là cảm biến công nghiệp hay module điện tử.

Cảm biến siêu âm có những tín hiệu ngõ ra nào?

Tín hiệu ngõ ra quyết định cách cảm biến kết nối với PLC, bộ hiển thị hoặc hệ thống điều khiển.

Cảm biến siêu âm 4–20mA

4–20mA là một trong những tín hiệu phổ biến nhất trong đo lường công nghiệp.

Ví dụ một cảm biến được scale:

• 4 mA = 0 m
• 20 mA = 10 m

PLC đọc dòng điện analog và quy đổi thành giá trị kỹ thuật tương ứng.

4–20mA thích hợp khi:

• cần truyền tín hiệu khoảng cách tương đối xa;
• môi trường công nghiệp có nhiễu;
• PLC có analog input 4–20mA;
• cần tín hiệu đo liên tục.

Cảm biến siêu âm 0–10V

Nguyên lý tương tự 4–20mA nhưng giá trị được biểu diễn bằng điện áp.

Ví dụ:

• 0 V = 0 m
• 10 V = 5 m

0–10V thường phù hợp với hệ thống có voltage input hoặc khoảng truyền tín hiệu không quá xa.

RS485 Modbus

Cảm biến có RS485 Modbus truyền dữ liệu dưới dạng số.

PLC, HMI, gateway hoặc SCADA có thể đọc trực tiếp các thanh ghi của thiết bị.

Ngoài giá trị đo chính, tùy thiết bị có thể đọc thêm:

• trạng thái cảm biến;
• alarm;
• diagnostic;
• thông số cấu hình.

HART

HART không nên hiểu đơn giản là một ngõ ra analog riêng.

Trong các thiết bị hỗ trợ HART, thông tin digital có thể được truyền chồng trên loop 4–20mA.

Nhờ đó người vận hành có thể cấu hình hoặc đọc diagnostic mà vẫn giữ tín hiệu analog 4–20mA.

PNP/NPN hoặc relay

PNP, NPN và relay thường dùng cho cảm biến dạng switching.

Ví dụ:

Có vật trong 300 mm → Output ON.

Đây là cách sử dụng khác với transmitter 4–20mA trả về khoảng cách liên tục.

Cảm biến siêu âm có màn hình và không màn hình khác nhau thế nào?

Có màn hình hay không không làm thay đổi nguyên lý đo siêu âm. Khác biệt chính nằm ở cách cài đặt và quan sát thiết bị.

Cảm biến có màn hình thường thuận tiện khi commissioning vì kỹ sư có thể xem ngay:

• giá trị đang đo;
• đơn vị;
• trạng thái output;
• thông số cài đặt;
• một số diagnostic.

Loại không màn hình có thể sử dụng:

• nút nhấn;
• teach-in;
• bút từ;
• thiết bị lập trình;
• giao tiếp digital.

Nếu cảm biến chỉ được cài đặt một lần và ít thay đổi, màn hình không phải lúc nào cũng cần thiết.

Cảm biến siêu âm được cài đặt như thế nào?

Phương pháp cài đặt phụ thuộc vào từng model.

Loại không màn hình

Một số cảm biến không tích hợp display cho phép người dùng thiết lập bằng:

• nút nhấn;
• teach-in;
• bút từ;
• programmer.

Ví dụ, kỹ sư có thể định nghĩa vị trí tương ứng với đầu và cuối thang đo để cảm biến tự scale tín hiệu 4–20mA. Xem thêm hướng dẫn cài đặt cảm biến siêu âm ULM-53 – không hiển thị của Dinel.

Loại có màn hình

Cảm biến có màn hình thường cho phép truy cập menu trực tiếp.

Các thông số thường cần quan tâm gồm:

• đơn vị đo;
• minimum range;
• maximum range;
• damping;
• loại output;
• scaling;
• filter;
• xử lý echo.

Cấu trúc menu cụ thể phải theo manual của từng model.

Cấu hình qua HART

Với thiết bị hỗ trợ HART, một số tham số có thể được cài đặt từ xa như:

• range;
• damping;
• process variable;
• diagnostic.

Khả năng thực tế phụ thuộc từng model và phiên bản.

Điểm mù của cảm biến siêu âm là gì?

Điểm mù – dead zone – là vùng ngay trước đầu cảm biến mà thiết bị không thể đo chính xác hoặc không đảm bảo phép đo.

Sau khi phát sóng, đầu dò cần thời gian phục hồi trước khi có thể nhận echo yếu một cách đáng tin cậy.

Nếu vật thể nằm quá gần, echo quay trở lại trong lúc đầu dò chưa sẵn sàng tiếp nhận.

Ví dụ:

Nếu dead zone của một cảm biến là 250 mm thì không nên bố trí bề mặt cần đo chỉ cách đầu dò 100 mm.

Đây là thông số rất quan trọng nhưng thường bị bỏ qua khi lựa chọn cảm biến.

Khoảng đo và điểm mù có liên quan thế nào?

Khoảng đo lớn không đồng nghĩa cảm biến có thể đo từ 0 m.

Một cảm biến được quảng cáo “đo 10 m” vẫn có thể có một vùng mù ở phía đầu cảm biến.

Do đó phải kiểm tra đồng thời:

Khoảng cách nhỏ nhất ≤ khoảng cách thực tế ≤ khoảng cách lớn nhất

Trong đó khoảng cách nhỏ nhất phải nằm ngoài dead zone.

Khi thiết kế bồn, không nên chỉ lấy chiều cao bồn để chọn range mà bỏ qua khoảng cách thực tế từ đầu cảm biến đến mức cao nhất của vật liệu.

Vì sao cảm biến dải xa thường có điểm mù lớn hơn?

Để đo xa hơn, đầu dò thường cần phát đủ năng lượng để echo quay lại vẫn có thể được nhận biết.

Điều này có thể liên quan tới:

• công suất phát;
• ringing của transducer;
• thời gian phục hồi receiver;
• beam geometry;
• thuật toán xử lý echo.

Vì vậy không nên mặc định chọn cảm biến có dải đo lớn nhất.

Nếu ứng dụng chỉ cần đo 0,5–3 m, một sensor được thiết kế phù hợp cho dải này có thể hợp lý hơn một sensor 20 m.

Góc phát sóng của cảm biến siêu âm

Sóng của cảm biến siêu âm tạo thành một vùng phát – beam, không phải một tia cực nhỏ giống laser.

Nếu trong beam có vật cản như:

• thành bồn;
• ống;
• thanh giằng;
• cánh khuấy;
• kết cấu cơ khí;

cảm biến có thể nhận echo từ các vật này.

Do đó vị trí lắp đặt ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của phép đo.

Không nên chỉ nhìn khoảng cách từ cảm biến tới mục tiêu mà phải xem toàn bộ đường truyền của sóng.

Nhiệt độ ảnh hưởng thế nào tới cảm biến siêu âm?

Vận tốc âm thanh trong không khí thay đổi theo nhiệt độ.

Một công thức gần đúng thường dùng là:

v ≈ 331 + 0,6T

Trong đó:

• v: vận tốc âm thanh, m/s
• T: nhiệt độ không khí, °C

Ví dụ ở nhiệt độ cao hơn, vận tốc âm thanh cũng thay đổi.

Nếu không bù, sự thay đổi này có thể gây sai số khoảng cách.

Vì vậy cảm biến siêu âm công nghiệp thường tích hợp temperature compensation để giảm ảnh hưởng của nhiệt độ. Do cảm biến siêu âm đo thời gian truyền sóng trong môi trường khí, thay đổi nhiệt độ của lớp không khí giữa cảm biến và vật đo cũng có thể ảnh hưởng đến kết quả, không chỉ nhiệt độ của chính cảm biến.

Những yếu tố làm cảm biến siêu âm đo sai

Một số điều kiện có thể làm echo yếu, sai hoặc không ổn định:

• bọt dày trên bề mặt chất lỏng;
• hơi hoặc vapor mạnh;
• vật cản trong beam;
• bề mặt nghiêng làm sóng phản xạ lệch hướng;
• vật liệu hấp thụ âm;
• gió mạnh;
• biến thiên nhiệt độ lớn;
• bụi dày trong một số ứng dụng;
• vật nằm trong dead zone.

Do đó không nên chọn ultrasonic chỉ dựa trên thông số khoảng đo.

Môi trường thực tế đôi khi quan trọng hơn range danh nghĩa.

Cảm biến siêu âm đo khoảng cách là gì?

Cảm biến siêu âm đo khoảng cách sử dụng thời gian truyền và phản xạ của sóng để xác định khoảng cách từ đầu cảm biến tới vật hoặc bề mặt cần đo.

Có hai cách sử dụng phổ biến.

Đo khoảng cách liên tục

Cảm biến liên tục trả về các giá trị như:

• 785 mm
• 920 mm
• 1.250 mm

Tín hiệu có thể được đưa về PLC bằng 4–20mA, 0–10V hoặc Modbus.

Phát hiện vật theo khoảng cách

Người dùng đặt một threshold.

Ví dụ:

• <500 mm → ON
• ≥500 mm → OFF

Do đó “cảm biến siêu âm đo khoảng cách” không đồng nghĩa với cảm biến ON/OFF.

Cần phân biệt transmitter đo liên tục và proximity/switching sensor.

Ứng dụng cảm biến siêu âm

Cảm biến siêu âm đo mức nước

Cảm biến siêu âm được sử dụng phổ biến để đo mức nước liên tục trong bồn, bể, hồ và các hệ thống xử lý nước mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng. Cảm biến được lắp phía trên bề mặt nước, phát sóng siêu âm xuống dưới và tính khoảng cách dựa trên thời gian tín hiệu phản xạ quay trở lại.

Từ khoảng cách đo được, bộ xử lý có thể quy đổi thành chiều cao mức nước và truyền giá trị về PLC, HMI hoặc bộ hiển thị thông qua tín hiệu 4–20mA, 0–10V hoặc RS485 Modbus.

Tuy nhiên, siêu âm chỉ là một trong nhiều công nghệ dùng để đo mức nước. Tùy bồn hở, bồn kín, chiều cao đo, hơi nước, bọt hoặc yêu cầu độ chính xác, có thể sử dụng radar, cảm biến áp suất thủy tĩnh, cảm biến chênh áp hoặc các loại báo mức khác. Xem thêm bài cảm biến đo mức nước để so sánh đầy đủ các công nghệ và chọn phương pháp phù hợp cho từng ứng dụng.

Đo hóa chất

Ưu điểm của ultrasonic là đầu cảm biến không nhất thiết tiếp xúc trực tiếp với hóa chất.

Tuy nhiên cần xem xét:

• hơi hóa chất;
• foam;
• nhiệt độ;
• môi trường phía trên bề mặt.

Trong điều kiện vapor hoặc foam mạnh, radar có thể là phương án cần được cân nhắc.

Đo nước thải

Công nghệ không tiếp xúc giúp hạn chế tình trạng đầu cảm biến bị bám trực tiếp bởi chất lỏng.

Ứng dụng thường gặp gồm:

• bể nước thải;
• hố gom;
• bể xử lý.

Tuy nhiên bọt dày vẫn có thể ảnh hưởng đến echo.

Cảm biến siêu âm đo khoảng cách

Trong máy móc, ultrasonic có thể dùng để xác định:

• vị trí;
• chiều cao;
• khoảng cách tới sản phẩm;
• khoảng cách tới cơ cấu chuyển động.

Phát hiện vật thể

Cảm biến có thể phát hiện:

• chai;
• hộp;
• pallet;
• sản phẩm trên băng tải;
• vật thể có màu sắc hoặc độ trong suốt khó xử lý bằng một số nguyên lý quang.

Đo vật liệu rắn

Ultrasonic cũng có thể được sử dụng với vật liệu rắn trong một số điều kiện.

Tuy nhiên phải xem xét:

• góc của bề mặt vật liệu;
• độ hấp thụ âm;
• bụi;
• hình dạng đống vật liệu;
• độ mạnh của tín hiệu phản xạ.

Khi nào nên dùng cảm biến siêu âm?

Cảm biến siêu âm thường là lựa chọn phù hợp khi:

• cần đo không tiếp xúc;
• mục tiêu phản xạ sóng âm tốt;
• môi trường không có quá nhiều bọt hoặc hơi;
• khoảng đo nằm ngoài dead zone;
• cần tín hiệu 4–20mA hoặc Modbus về PLC;
• tốc độ đáp ứng của sensor phù hợp với quá trình;
• chưa cần sử dụng công nghệ radar.

Đây là công nghệ khá linh hoạt cho cả đo mức và đo khoảng cách.

Khi nào không nên dùng cảm biến siêu âm?

Không nên mặc định sử dụng ultrasonic cho mọi ứng dụng.

Cần cân nhắc công nghệ khác nếu:

• bề mặt có bọt rất dày;
• môi trường có vapor mạnh;
• có nhiều vật cản trong beam;
• vật phản xạ âm kém;
• khoảng cách nằm trong dead zone;
• cần response cực nhanh;
• điều kiện nhiệt độ hoặc process vượt giới hạn cảm biến;
• ứng dụng hoạt động trong chân không.

Trong chân không, sóng âm không có môi trường truyền như trong không khí nên ultrasonic không phải lựa chọn thích hợp.

Cảm biến siêu âm và radar khác nhau thế nào?

Cả radar và siêu âm đều có thể đo không tiếp xúc nhưng nguyên lý khác nhau.

Không có công nghệ nào tốt hơn tuyệt đối.

Việc lựa chọn phải dựa trên môi trường, khoảng đo, độ chính xác, tốc độ đáp ứng và ngân sách. Xem thêm: cảm biến radar là gì, nguyên lý, ứng dụng & cách chọn.

Cách chọn cảm biến siêu âm

Trước khi chọn model, nên trả lời các câu hỏi sau.

Cần đo liên tục hay chỉ ON/OFF?

Nếu cần biết giá trị chính xác liên tục, chọn transmitter có:

• 4–20mA;
• 0–10V;
• Modbus;
• HART.

Nếu chỉ cần biết có/không hoặc đầy/cạn, switching sensor có thể đơn giản hơn.

Khoảng cách nhỏ nhất và lớn nhất là bao nhiêu?

Không chỉ lấy chiều cao bồn.

Cần xác định khoảng cách thực tế từ đầu cảm biến tới:

• vị trí gần nhất;
• vị trí xa nhất.

Tốc độ phản hồi cần bao nhiêu?

Nếu ứng dụng:

• tank level → 1–2s thường không vấn đề;
• conveyor / counting / position → 1–2s có thể quá chậm.

Khi tốc độ lấy mẫu là một điều đáng lo ngại thì cảm biến đo mức radar sẽ là giải pháp đáng để cân nhắc.

Dead zone bao nhiêu?

Khoảng cách gần nhất phải lớn hơn vùng mù của model được chọn.

Chọn 4–20mA, 0–10V hay Modbus?

4–20mA: phù hợp hệ thống đo lường công nghiệp và truyền tín hiệu xa.

0–10V: phù hợp thiết bị nhận tín hiệu voltage.

Modbus: thích hợp khi muốn lấy dữ liệu digital và nhiều thông số qua cùng một đường truyền.

HART: hữu ích khi cần cấu hình và diagnostic trên loop 4–20mA.

Có cần màn hình không?

Nếu cần commissioning và kiểm tra trực tiếp ngoài hiện trường, display rất thuận tiện.

Nếu cảm biến được cấu hình một lần và ít thay đổi thì phiên bản không màn hình có thể đủ.

Kiểm tra môi trường

Cuối cùng cần kiểm tra:

• nhiệt độ;
• cấp bảo vệ IP;
• hóa chất;
• vapor;
• foam;
• áp suất;
• vật cản;
• yêu cầu lắp đặt.

Có nên chọn cảm biến có màn hình?

Không có câu trả lời chung cho mọi ứng dụng.

Loại không màn hình phù hợp khi:

• setup đơn giản;
• ít thay đổi;
• đã có HMI/PLC hiển thị;
• muốn tối ưu chi phí.

Loại có màn hình thuận tiện khi:

• cần commissioning tại hiện trường;
• muốn xem ngay giá trị đo;
• thường xuyên troubleshooting;
• cần thay đổi thông số tại thiết bị.

Màn hình chủ yếu cải thiện khả năng thao tác và quan sát, không tự động khiến nguyên lý đo chính xác hơn.

Thiết bị này dành cho ai?

Cảm biến siêu âm công nghiệp phù hợp với:

• kỹ sư tự động hóa;
• kỹ sư điện – điều khiển;
• kỹ sư bảo trì;
• nhà chế tạo máy;
• system integrator;
• đơn vị xử lý nước;
• người cần đo mức hoặc khoảng cách không tiếp xúc.

Đặc biệt phù hợp với hệ thống cần đưa tín hiệu trực tiếp về PLC, HMI hoặc SCADA.

Tại sao cảm biến siêu âm công nghiệp giá cao hơn hàng phổ thông?

Giá cảm biến công nghiệp không chỉ nằm ở phần tử phát và nhận sóng.

Một thiết bị công nghiệp còn có thể bao gồm:

• housing phù hợp môi trường nhà máy;
• cấp bảo vệ IP;
• thiết kế chống nhiễu EMC;
• mạch xử lý echo;
• temperature compensation;
• filtering và damping;
• tín hiệu 4–20mA hoặc digital công nghiệp;
• khả năng diagnostic;
• dải nhiệt vận hành rộng hơn;
• thiết kế cho vận hành liên tục.

Vì vậy không nên so sánh trực tiếp một ultrasonic transmitter dùng trong nhà máy với module HC-SR04 chỉ dựa trên nguyên lý đo.

Khi nào không cần mua cảm biến siêu âm công nghiệp?

Không phải ứng dụng nào cũng cần transmitter công nghiệp.

Nếu chỉ làm mô hình Arduino trong nhà, khoảng cách ngắn và môi trường ổn định, một module như HC-SR04 có thể đủ.

Nếu chỉ cần báo:

• bồn đầy;
• bồn cạn;
• có vật;
• không có vật;

thì một level switch hoặc proximity sensor đơn giản có thể kinh tế hơn transmitter đo liên tục.

Chỉ nên chọn thiết bị theo đúng yêu cầu thực tế thay vì mặc định sử dụng loại nhiều chức năng nhất.

Một số cảm biến siêu âm công nghiệp

ULM-53N

ULM-53N thuộc nhóm cảm biến siêu âm công nghiệp có thể được sử dụng cho các ứng dụng đo không tiếp xúc.

Tùy phiên bản, cần kiểm tra datasheet để xác định chính xác:

• khoảng đo;
• dead zone;
• output;
• nguồn cấp;
• phương pháp cấu hình;
• vật liệu process connection.

Khi chọn model không nên chỉ dựa vào khoảng đo tối đa.

ULM-70N

ULM-70N là dòng cảm biến siêu âm có giao diện hiển thị trên một số phiên bản, thuận tiện cho việc commissioning và quan sát giá trị trực tiếp.

Tùy phiên bản có thể có các lựa chọn truyền tín hiệu và chức năng khác nhau.

Khoảng đo, điểm mù, tín hiệu và điều kiện làm việc cần được xác nhận theo datasheet của đúng mã sản phẩm trước khi đặt hàng.

ULS-53N

Nếu ứng dụng chỉ cần chức năng switching, ultrasonic level switch có thể phù hợp hơn transmitter liên tục.

Điểm quan trọng là phải phân biệt rõ:

switching output ≠ continuous measurement.

Nếu hệ thống cần truyền giá trị mức liên tục về PLC thì phải chọn đúng dòng transmitter phù hợp.