Lắp cảm biến siêu âm và cách đấu dây, chọn dây dẫn đúng như khuyến cáo của nhà sản xuất, không phải ai cũng biết và quan tâm đến những chi tiết này trong file hướng dẫn sử dụng từ nhà sản xuất.
Các trường hợp lắp cảm biến siêu âm đo mức đúng yêu cầu
Hướng lắp cảm biến siêu âm
Lắp cảm biến siêu âm đo mức ở vị trí thẳng đứng vào nắp trên của bồn hoặc bể chứa, bằng cách sử dụng một cái vấu, đai ốc buộc hoặc mặt bích sao cho trục của thiết bị vuông góc với bề mặt của chất lỏng cần đo như hình minh hoạ bên dưới.
Các bạn lưu ý: Không nên dùng máy để siết, mà nên dùng tay để siết để kiểm soát được lực vặn, tránh làm hỏng răng của thiết bị hoặc mặt bích lắp đặt.
Một vấn đề quan trọng nữa cần lưu ý là lắp cảm biến siêu âm chỉ nên chọn những nơi không có nguy cơ gây hư hỏng cơ học ở mặt trước của cảm biến.
Khoảng cách lắp cảm biến siêu âm
Khoảng cách tối thiểu từ thành bể khi lắp cảm biến siêu âm vào nắp hoặc trần bể được mô tả trong hình ảnh bên dưới.
Như vậy, như hình ảnh mô tả, giá trị “d” là giá trị chúng ta cần quan tâm.
Ví dụ:
- Code ULM-53-01, ULM-53-02, ULM-53-10 thì có giá trị d tối thiểu là 200mm hay chúng ta dựa vào công thức d> c/12 để xác định khoảng cách từ thiết bị đến thành bồn nhé
- Tương tự: ULM-53-06 thì d tối thiểu 200mm hay d> c/8
- ULM-53-20 sẽ có d> c/10
Khi lắp cảm biến siêu âm trong một kênh mở (bể phốt, cống, v.v.), hãy lắp thiết bị lên gá đỡ và điều chỉnh càng gần càng tốt với vị trí có mức tối đa dự kiến.
Vùng chết- điểm mù của cảm biến
Mặt phẳng tham chiếu cho phép đo là cạnh dưới của đầu dò (Hình 2).
Theo nguyên tắc đo, không có tín hiệu nào được phản xạ trong khu vực ngay bên dưới thiết bị (gọi là vùng chết hay điểm mù của thiết bị). Vùng chết hay điểm mù là vị trí xác định khoảng cách tối thiểu có thể giữa đầu dò và mức chất lỏng cao nhất. Khoảng cách này cũng có đề cập chi tiết trong phần thông số kỹ thuật của thiết bị.
Vì thế, khi tiến hành chọn vị trí lắp cảm biến siêu âm, thì thiết bị phải được lắp đặt sao cho có khoảng trừ hao giá trị “m” này. Nghĩa là mặt đầu dò không nằm trong vùng chết khi bể được đổ đầy đến mức tối đa. Nếu đầu dò nằm trong vùng chết hay điểm mù này, sẽ ảnh hưởng đến khả năng đo của cảm biến, thiết bị sẽ không đo lường đúng được.
Lắp cảm biến siêu âm tránh vòi chảy
Theo khuyến cáo từ nhà sản xuất. Tuyệt đối không được lắp cảm biến siêu âm ngay trong hoặc trên vòi chảy (Hình bên dưới). Vì kết quả đo lường có thể bị ảnh hưởng bởi dòng chảy vào.
Bộ horn lắp cảm biến siêu âm
Dùng bộ horn để cải thiện khả năng thu tín hiệu truyền, thường sử dụng trong các kênh mở, bể chứa, hầm, bồn chứa, … ví dụ như dòng ST-G0,75 (G1, G1,5, G2,25) theo loại ULM.
Bộ horn cải thiện khả năng thu tiếng vang sóng âm yếu (do các nguyên nhân như: bề mặt nhấp nhô không ổn định, vật liệu đo lỏng, có bọt trên mặt chất lỏng…) và giảm nguy cơ phản xạ sai.
Có nhiều cách lắp bộ horn như: trình G3/4’’, (ST-G0,75) hoặc G1’’, (ST-G1) hoặc G1½’’ (ST-G1,5) hoặc G 2 ¼’’ (ST-G2,25).
Khoảng cách an toàn với thành bồn gồ ghề
Cần chọn vị trí lắp cảm biến siêu âm đo mức để tín hiệu sóng âm phát ra không bị ảnh hưởng bởi các vật thể gần đó (cốt thép, giá đỡ, thang, que nhiệt, bộ trộn, …). Những chướng ngại này có thể dẫn sóng phản xạ sai, làm giảm độ chính xác của phép đo (như hình bên dưới).
Trong bể có bọt nhiều trên bề mặt
Khi dòng chảy vào bồn chứa, sẽ tạo ra nhiều bọt trên bề mặt chất lỏng trong quá trình làm đầy bồn.
Nếu lớp bọt dày quá sẽ hấp thụ đáng kể tín hiệu sóng siêu âm và có thể gây hỏng hóc thiết bị (như hình ảnh).
Trong những trường hợp đó, cần phải kiểm tra thiết bị trước hoặc liên hệ với nhà sản xuất. Trong trường hợp có một lớp bọt mỏng, cũng có thể sử dụng bộ móng định hướng để cải thiện việc thu phản xạ sóng âm.
Trong bể có cánh khuấy
Tín hiệu sóng âm có thể bị phân tán hoặc suy giảm nếu bề mặt được khuấy hoặc gợn vừa phải (do máy trộn, dòng chất lỏng, …). Điều này có thể dẫn đến việc giảm phạm vi đo hoặc gây sai số cho thiết bị, làm thiết bị không còn đo chính xác (Hình ảnh bên dưới). Đối với mức gợn hoặc xoáy, bạn có thể sử dụng bộ móng định hướng để dẫn hướng tín hiệu sóng âm.
Phản xạ bề mặt sai của tín hiệu sóng âm và sai số của thiết bị có thể xuất phát từ các lưỡi dao xoay trộn trộn làm gợn sóng bề mặt.
Không nên lắp đặt thiết bị ở những nơi có nguy cơ phản xạ sai tín hiệu sóng âm từ các lưỡi dao trộn (Hình minh hoạ).
Lưu ý khi lắp ngoài trời
Lắp cảm biến siêu âm đo mức cần tránh lắp đặt ở những nơi có ánh sáng mặt trời trực tiếp và phải được bảo vệ chống lại điều kiện thời tiết. Ánh sáng mặt trời trực tiếp ảnh hưởng đến bộ bù nhiệt độ tích hợp!
Nếu việc lắp đặt ở những nơi có ánh sáng mặt trời trực tiếp là không thể tránh khỏi, thì cần phải lắp nắp che chắn phía trên thiết bị (như hình dưới).
Nên giữ cáp dưới tuyến cáp (chùng xuống) như trong hình bên dưới để tránh sự xâm nhập của độ ẩm. Do đó, mưa và nước ngưng tụ có thể được thoát ra tự do.
Tuyến cáp cũng như đầu nối phải được siết chặt đủ để tránh sự xâm nhập của hơi ẩm.
Đấu điện khi lắp cảm biến siêu âm
Ở Việt Nam chúng ta, đôi khi rất xem nhẹ việc lựa chọn dây dẫn cho đúng với yêu cầu của quy chuẩn đấu điện lắp cảm biến siêu âm của nhà sản xuất. Thường chúng ta sử dụng một vài loại cáp có sẵn mà không quan tâm đến tiết diện, đường kính dây dẫn, miễn lắp vừa đầu giắc là xài thôi. Điều này cũng là một nguyên nhân dẫn đến nhiễu tín hiệu, sai lệch kết quả.
Mục này, mình sẽ bám sát với thông tin nhà cung cấp để hướng dẫn cách đấu điện khi lắp cảm biến siêu âm, ví dụ như dòng ULM-53, ULS-53 mà mình chia sẻ ngay bên dưới.
Đấu cáp loại G
Loại cáp G được sử dụng khi lắp cảm biến siêu âm dòng ULM hay ULS có đường kính ngoài từ 6 đến 8 mm (mặt cắt dây khoảng 0,5 đến 0,75 mm2). Cáp được lắp vào một bộ nối ISO có thể tháo rời. Quan sát hình ảnh bên dưới các bạn sẽ dễ hình dung hơn. Đầu nối không thể tháo rời IP67 loại cáp PVC dài 5 m có thể được cung cấp dưới dạng tùy chọn có phí.
Kết nối cáp với thiết bị:
- Rút đầu nối ra khỏi thân thiết bị bằng tuốc nơ vít phù hợp.
- Tháo phần bên trong của đầu nối bằng tuốc nơ vít phẳng (chèn tuốc nơ vít vào khoảng trống được đánh dấu bằng một mũi tên).
- Rút dây cáp và kéo cáp cung cấp bên trong đầu nối.
- Kết nối dây cáp với các đầu nối vít như trong Hình (đầu ra tín hiệu dòng 4-20 mA),
- Chèn các đầu cáp trở lại trong đầu nối để đầu cáp NC chỉ ra khỏi tuyến cáp. Chốt tuyến cáp.
- Kiểm tra đầu nối và gắn đầu nối trở lại thân thiết bị.
Ví dụ cụ thể một vài model
Model ULS-53-…-S-G
Cực dương + U được nối với dây màu nâu hoặc với chân kết nối 1, cực âm với dây màu xanh hoặc với chân kết nối 2.
Model ULS-53-…P-G
Cực dương + U được nối với dây màu nâu hoặc với chân kết nối 1, cực âm với dây màu xanh hoặc với chân kết nối 2. Tải được kết nối với dây màu đen hoặc với chân kết nối 3.
Đấu cáp qua đầu nối M12
Loại cáp C được sử dụng khi lắp cảm biến siêu âm dòng ULM hay ULS; có đường kính ngoài từ 4 đến 6 mm (mặt cắt dây khoảng 0,5 đến 0,75 mm2) thông qua ổ cắm đầu nối với cáp đúc (dài 2 hoặc 5 m) hoặc qua ổ cắm đầu nối có thể tháo rời mà không cần cáp. Cáp được lắp vào một bộ nối ISO có thể tháo rời. Quan sát hình ảnh bên dưới các bạn sẽ dễ hình dung hơn.
Model ULM-53-…-I-C
Cực dương + U được nối với chân kết nối 1 hoặc dây màu nâu của cáp được kết nối, cực âm được kết nối với chân kết nối 3 hoặc dây màu xanh của cáp được kết nối.
Model ULM-53-…-U-C
Cực dương + U được nối với chân 1 hoặc dây màu nâu của cáp được kết nối; cực âm được kết nối với chân 3 hoặc dây màu xanh của cáp được kết nối. Đầu ra điện áp được kết nối với chân 4 hoặc dây cáp màu đen.
Model ULS-53-…-S-C
Cực dương + U được nối với chân 1 hoặc dây màu nâu của cáp; cực âm được kết nối với chân 3 hoặc dây màu xanh của cáp.
Model ULS-53-…-P-C
Cực dương + U được nối với chân 1 hoặc dây màu nâu của cáp; cực âm được nối với chân 3 hoặc dây màu xanh của cáp được kết nối. Tải là kết nối với chân 4 hoặc dây cáp màu đen.
Kết nối qua tuyến PG 11 hoặc tuyến cho ống bảo vệ
Đấu cáp loại B hoặc H khi lắp cảm biến siêu âm bằng cáp PVC cố định dài 5 m. PG 11 (B) hoặc ống lót nhựa có ren cho ống bảo vệ (H) có thể được sử dụng làm tuyến cáp.
Sơ đồ kết nối được hiển thị trong Hình 25, 26, 27, 28 và 29.
Model ULM-53-…-I-B(H)-
Cực dương + U được nối với dây màu nâu của cáp được kết nối; cực âm được kết nối với dây màu xanh của cáp được kết nối
Model ULM-53-…-U-B(H)-
Cực dương + U được kết nối với dây màu nâu của cáp được kết nối; cực âm được kết nối với dây màu xanh của cáp được kết nối. Điện áp đầu ra được kết nối với dây màu đen của cáp.
Model ULM-53-…-M-B(H)-
Khi lắp cảm biến siêu âm đo mức để kết nối với đầu vào PLC (RS-485); chúng ta chú ý đấu dây như sau: Cực dương + U được kết nối với dây màu nâu của cáp; cực âm được kết nối với dây màu xanh của cáp. Chân A và B của dòng RS-485 được kết nối với dây truyền thông màu vàng và màu xanh lá cây. Dây nối đất của RS-485 được kết nối với vỏ cáp.
Model ULS-53-…-S-B(H)-
Cực dương + U được kết nối với dây màu nâu của cáp; cực âm được kết nối với dây màu xanh của cáp được kết nối.
Model ULS-53-…-P-B(H)-
Cực dương + U được kết nối với dây màu nâu của cáp; cực âm được kết nối với dây màu xanh của cáp được kết nối. Tải được nối với dây màu đen của cáp.
Lời kết
Qua bài viết này, mình hy vọng khi các bạn có dịp tiếp xúc; sử dụng; lắp cảm biến siêu âm đo mức các model ULM hay ULS thuộc dòng không hiển thị của hãng Dinel sẽ có thêm những thông tin để chọn được vị trí lắp đặt cho phù hợp; cho chính xác với mục đích đo mà không bị lỗi lắp đặt. Cũng như có thêm những thông tin về việc lựa chọn dạng kết nối; cũng như loại cáp kết nối cho phù hợp với mục đích sử dụng và điều khiển từ hệ thống.
Các bạn cần tư vấn thêm về thiết bị; cũng như hướng dẫn về việc lắp đặt cũng như đấu nối các cảm biến siêu âm từ hãng Dinel; vui lòng liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ kịp thời!
