Đo mức nước cất dường như là một việc không hề đơn giản bởi nước cất được xem là nước tinh khiết và không dẩn điện. Các phương pháp đo mức nước thông thường gần như không đủ tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm và không thể đo được. Hãy xem tại sao nước cất lại đặc biệt như thế nhé.
Nước cất là gì ?
Nước cất còn được gọi là nước tinh khiết với công thức hoá đọc H20 gồm hai thành phần Hydro và oxy như chúng ta từng được học trên ghế nhà trường. Nước cất được chia thành 3 loại nước cất 1 lần, nước cất 2 lần, nước cất 3 lần tương ứng với số lần chưng cất.
Nước cất có dẩn điện không ?
Một dung dịch muốn dẩn điện thì bản chất nó phải là dung dịch điện li có nghĩa là nó có khả năng phân li thành ion. Dòng điện chỉ truyền qua dung dịch khi có sự di chuyển giữa các electron giữa các nguyên tử. Để các electron có thể di chuyển tự do giữa các nguyên tử thì các nguyên tử phải thừa hoặc thiêu electron hay nói cách khác là các nguyên tử có thể cho và nhận electron.
Nguyên tử có thể cho hoặc nhận electron gọi chung là điện tích hay ion. Nước cất tinh khiết có độ phân li 10ˆ-7 nên được xem như không phân li dù trong nước có H+ và OH+ nhưng rất ít. Nó không đủ khả năng dẩn điện do đó nước cất sẽ có điện trở suất rất lớn và khả năng dẩn điện rất thấp – gần như bằng không.
Vì thế chúng ta chắc chắn rằng nước cất tinh khiết không dẩn điện.
Tại sao nước bình thường dẩn điện ?
Các vụ điện giật gây chết người do truyền dẩn của nước trái ngược với những gì chúng ta kết luận rằng nước không dẩn điện. Thật vậy, nước ngoài tự nhiên, nước máy sinh hoạt và kể cả nước uống có chứa nhiều tạp chất. Tôi lấy ví dụ nước sinh hoạt chúng ta sẽ có nhiều NACL ( natri clorua ) hoặc CL ( Clorua ). Natri ( Na + ) , Clorua ( CL – ) dể dàng phân li và kết hợp với các chất khác nên làm cho nước có khả năng dẩn điện.
Như vậy, bản chất nước nói chung không dẩn điện nhưng các tạp chất có trong nước làm cho nước dẩn điện. Vì thế, trong cuộc sống bạn đừng nghĩ rằng nước không dẩn điện & không gây ra điện giật.
Nước cất có uống được hay không ?
Nước cất tinh khiết được loại bỏ hoàn toàn các tạp chất nên hoàn toàn phù hợp với tất cả mọi người thậm chí còn là rất tốt cho những người bệnh hoặc có người có sức khoẻ kém dể mắc bênh.
Nhưng,
Tôi khuyên mọi người không nên uống nước tinh khiết trong cuộc sống hằng ngày bởi :
- Nước cất bị loại bỏ hết tạp chất hoàn nên các khoáng chất cần thiết cho cơ thể cũng mất theo.
- Dù được loại bỏ hết tạp chất nhưng quá trình chưng cất, bảo quản chưa chắc đạt đủ độ tinh khiết như lúc hơi nước vừa ngưng tụ.
Uống nước cất không có hại cho sức khoẻ nhưng cũng không có các khoáng chất trong nước cần có. Việc uống hay không là do sở thích và quan điểm của bạn.
Đo mức nước cất tinh khiết như thế nào ?
Như chúng ta đã biết nước cất được hình thành qua quá trình chưng cất, khi nước được đun sôi thì hơi nước ngưng tụ lại thành nước cất. Điều này đồng nghĩa với việc đo mức nước cất sẽ rất nóng có thể cao hơn 100oC do đây là hơi nước.
Một điểm rất quan trọng trong việc đo nước cất đó chính là không dẩn điện nên rất khó chọn thiết bị cho phù hợp. Việc lựa chọn được các tiêu chí :
- Chịu được nhiệt độ cao
- Không dẩn điện
- Thiết bị đạt chuẩn vi sinh
- Chính xác
- Đạt tiêu chuẩn vi sinh
Để làm được điều này chúng ta cần có kiến thức nhất định về các phương pháp đo mức nước. Chúng ta cùng xem loại nào tối ưu nhất nhé.
Cảm biến siêu âm
Tôi chắc rằng bạn sẽ nghĩ ngay đến cảm biến siêu âm được dùng để đo mức nước. Nhưng đây là một ý kiến chưa được khả thi nếu chọn cảm biến siêu âm đo mức nước cất
Bởi :
Cảm biến siêu âm có khả năng chịu được nhiệt độ không quá 80oC. Trong khi bồn chứa nước cất sẽ có nhiệt độ lên tới 100oC hoặc cao hơn trong quá trình ngưng tụ.
Trong quá trình đo khi nhiệt độ lên tới 80oC thì cảm biến sẽ xảy ra trường hợp treo không xuất ra được tín hiệu truyền về PLC hoặc hiển thị. Chúng ta không nên dùng cảm biến siêu âm để đo nước cất mà chỉ có thể dùng để đo nước không có nhiệt độ cao và cánh khuấy bên trong.
Cảm biến điện dung
Cảm biến điện dung sử dụng công nghệ đo tiếp xúc trực tiếp như Radar nhưng có độ chính xác không cao bằng. Điều quan trọng là nó đạt chuẩn an toàn thực phẩm bởi phần tiếp xúc với nước được bọc bởi FPE và PTFE. Cảm biến điện dung không chỉ đo được tất cả các loại dung dịch mà còn đo được cả nước tinh khiết.
Trong đó, giải pháp đo mức nước cất tối ưu nhất chính là sử dụng cảm biến điện dung CLM-36N-32 được thiết kế đặc biệt cho môi trường chất lỏng không dẩn điện. Khoảng cách đo sâu lên tới 20m nước cùng khả năng chịu được nhiệt độ cao tới 130oC giúp đáp ứng những điều kiện khó khắn nhất.
Độ dài của dây cáp chính là khoảng cách mức nước cần đo. Bên dưới là cục đối trọng giúp căng dây đo chính xác hơn. Dây cable được bọc một lớp nhựa FPE và cục đối trọng được làm vật liệu PTFE dùng được cho môi trường chuẩn vi sinh.
Tín hiệu ngõ ra 4-20mA tương thích với tất cả các bộ hiển thị mức nước và PLC. Chúng ta dể dàng kết nối – hiển thị – điều khiển mức nước thông qua tín hiệu ngõ ra của cảm biến.
Cảm biến áp suất đo mức nước
Đo mức nước bằng áp suất được xem là một trong phương pháp đo mức chính xác nhất so với các loại cảm biến đo mức nước khác. Màng của cảm biến phải chọn bằng vật liệu 316L dùng trong ngành được phẩm, thực phẩm để đảm bảo chuẩn vi sinh.
Khi nào nên dùng cảm biến áp suất đo mức nước :
- Cần độ chính xác cao
- Cài đặt nhanh, dể dàng
- Thời gian đáp ứng nhanh
Một thiết bị đo cao cấp chính xác cao thì đồng nghĩa với việc giá thành cao. Đây chính là rào cản lớn nhất của việc sử sử dụng cảm biến áp suất đo mức nước cất.
Cảm biến đo mức bằng áp suất FKE được sử dụng để đo mức nước và các loại dung dịch đòi hỏi tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm với màng tiếp xúc là vật liệu 316L. Độ nhạy cao, thời gian đáp ứng nhanh, sai số 0.165% trên toàn thang đo.
Nguyên lý đo dựa vào áp lực nước tác động lên màng với 1 bar tương ứng 10m nước. Từ độ cao mức nước đo được thì cảm biến có thể tự quy đổi ra : m3, lít, mét, mmH20 …
Tin hiệu 4-20mA từ cảm biến đo mức sẽ được truyền về bộ ghi dữ liệu – datalogger để đọc tín hiệu một cách liên tục. Dữ liệu được ghi lại & vẽ biểu đồ ngay trên chính thiết bị & có thể coppy ra đọc trên máy tính thông qua USB 2.0 thông thường.
Tóm lại,
Để đo mức nước cất chúng ta sẽ có 2 phương án đo tối ưu nhất chính là điện dung CLM-36NT-32 và cảm biến đo mức bằng áp suất FKE. Tuỳ thuộc vào mức tài chính chúng ta có thể chọn loại cảm biến cho phù hợp. Nếu giá thành không là vấn đề thì cảm biến FKE là một sự lựa chọn tối ưu bởi sự chính xác, đáp ứng nhanh.
Nếu bạn chưa nắm rõ thông số kỹ thuật về các loại cảm biến này thì bạn nên cần sự hổ trợ của nhà cung cấp để có sự chọn lựa phù hợp nhất. Mỗi điều kiện đo sẽ có nhiều loại thiết bị khác nhau phù hợp nhất.
Chúc các bạn thành công !
Kỹ sư Cơ Điện Tử
Nguyễn Minh Hoà
Mobi : 0937.27.55.66
Mail : [email protected]
