Cảm biến mực nước là tên gọi chung dành cho các loại cảm biến dùng để đo chất lỏng. Từ khi có sự xuất hiện của cảm biến mực nước thay thế cho phương pháp đo truyền thống, đời sống sinh hoạt đến công nghiệp trở nên dễ dàng hơn, tiết kiệm được thời gian nhiều hơn so với trước đây.

1. Cảm biến mực nước là gì?

Cảm biến mực nước hay còn gọi là sensor mực nước, đây là một thiết bị chuyên dụng dùng để đo lường các loại chất lỏng như nước, nước thải, các chất lỏng trong công nghiệp.

Ngày xưa để đo mực nước, chúng ta phải sử dlụng những phương pháp thôh

sơ như những đường ống dài. Từ lúc cảm biến mực nước xuất hiện thì công việc đo lường này cũng trở nên dễ dàng hơn, tiết kiệm thời gian hơn.

Phạm vi sử dụng của loại sensor này khá rộng rãi, có thể đo lường các loại chất lỏng như nước, nước ngọt, nước thải, nước sinh hoạt,… Thậm chí sensor mực nước còn có thể đo những chất lỏng đặc biệt hơn như chất hóa học, các loại axit, chất độc hại của ngành công nghiệp chế tạo vật liệu,…

Ở trong đời sống hàng ngày cảm biến đo mực nước được dùng cho các loại máy bơm tự động, đồng hồ đo xăng,… Trong công nghiệp thì cảm biến mức nước còn có khả năng đo lường từ xa cho các silo, bể chứa lớn,…

Cảm biến mực nước là gì?

2. Nguyên lý hoạt động của cảm biến mực nước

Dựa vào dung dịch chất lỏng và môi trường sử dụng mà mỗi loại cảm biến mực nước sẽ có những nguyên lý hoạt động khác nhau. Để giúp các bạn dễ hiểu hơn, thì ta sẽ chia nguyên lý này thành 2 loại chính như sau:

Cảm biến đo mức nước tiếp xúc

Cảm biến đo mức nước tiếp xúc là thiết bị cảm ứng tiếp xúc trực tiếp với đối tượng cần đo. Loại cảm biến này được sử dụng phổ biến ở những hệ thống cấp nước sạch ở trong khu dân cư, khu sản xuất, bồn phòng cháy chữa cháy.

Nhược điểm của nguyên lý này là độ chính xác của chúng không tuyệt đối. Đại diện cho loại này chính là cảm biến dạng que, cảm biến điện dung,…

Lấy ví dụ cho nguyên lý ta cùng xem cách đo mực nước của cảm biến dạng que:

  • Với cấu trúc gồm 3 que cơ bản lần lượt là: 1 que đo mức thấp, 1 que đo mức cao và 1 que để so sánh.
  • Khi mực nước lên cao thì bạn so sánh que đo mức cao với que chuẩn, dựa vào kết quả nhận được về bộ hiển thị máy bơm sẽ được điều khiển ngắt bơm.
  • Ngược lại, khi mực nước xuống thấp thì bạn so sánh que đo mức thấp với que chuẩn và máy bơm sẽ nhận tín hiệu để bơm thêm nước.

Cảm biến đo mức nước tiếp xúc

Cảm biến đo mức nước không tiếp xúc

Khác với loại cảm biến trên thì cảm biến đo mức nước không tiếp xúc khi hoạt động sẽ không cần tiếp xúc với môi trường hoặc đối tượng cần đo mà vẫn có thể đưa ra được kết quả nhanh và chính xác.

Những loại cảm biến này có giá thành khá là cao, đại diện cho loại cảm biến này chính là cảm biến siêu âm và cảm biến radar,… Được sử dụng để đo ở các kênh, bồn, silo chứa hở và đặc biệt trong các môi trường không có nhiệt độ hay áp suất cao.

Ví dụ về nguyên lý hoạt động của cảm biến đo mức nước không tiếp xúc:

  • Cảm biến siêu âm hoạt động dựa vào sóng âm thanh và cơ chế thu phát. Tính khoảng cách bằng cách tính khoảng thời gian sóng âm truyền đi. Sau đó dội lại về phía đầu cảm biến.

Cảm biến đo mức nước không tiếp xúc

3. Phân loại các sensor mực nước cơ bản

Cảm biến mực nước dạng siêu âm

Đây là dòng cảm biến hiện đại và có giá thành cao nhất, được sử dụng cho nhiều loại chất lỏng khác nhau:

  • Các chất lỏng thông thường như nước, nước sinh hoạt, nước thải,…
  • Các chất hóa học độc hại như axit, chất dễ gây ăn mòn,…
  • Các nhiên liệu dễ bốc cháy như xăng, dầu,…

Loại cảm biến này hoạt động dựa vào nguyên lý thu phát sóng điện từ, sóng điện từ lan truyền trong môi trường chất lỏng chạm vào bề mặt chất lỏng cần đó và phản xạ lại cảm biến. Sau đó cảm biến bắt đầu tính toán cho ra được mức chất lỏng còn lại trong bể chứa.

Cảm biến mực nước dạng siêu âm

 

Cảm biến đo mức nước dạng điện dung

Dòng cảm biến đo mức nước điện dung hoạt động đo mực nước liên tục thông qua cảm biến được lắp từ đỉnh đến đáy của thùng chứa, bể chứa.

Thế mạnh của loại cảm biến này là đo chất lỏng lẫn chất rắn dạng bột hoặc dạng hạt. Tuy nhiên nếu bạn sử dụng trong môi trường có chất ăn mòn thì cần đặt loại có lớp bảo vệ.

Cảm biến điện dung có cấu tạo gồm 1 que điện cực gắn trong ổng, phần ống được nhứng vào trong lòng các thùng chứa, bể chứa. Cảm biến bao gồm que điện cực electrode và vỏ điện từ được gắn vào cáp, phần điện tử chuyển đổi công suất thành tín hiệu dòng hoặc điện áp.

Cảm biến mực nước là gì? Phân loại và cách chọn sensor mực nước

Cảm biến mực nước dạng thủy tĩnh

Dạng cảm biến này dùng để đo mực nước trong các bể chứa, bồn chứa có quy mô vừa và nhỏ để do l lường chất lỏng bình thường như nước, nước sinh hoạt.

Giống như cảm biến điện dung thì cảm biến dạng thủy tĩnh cũng cần thả dây cảm biến từ đỉnh đến đáy của thùng chứa. Với kết cấu rườm rà, thùng chứa cao bao nhiêu thì phải đặt chiều dài dây cảm biến bấy nhiêu.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến dạng thủy tĩnh là dựa trên sự thay đổi của áp suất thông qua sự thay đổi của mực nước. Theo như công thức đã được học là cứ xuống sâu 10m nước thì áp suất sẽ tăng lên 1 bar.

Cảm biến mực nước dạng thủy tĩnh

Cảm biến mực nước dạng xoay

Đây là dòng cảm biến báo đầy cạn chuyên dụng có thể đo lường mức nước hay mức chất rắn dạng bột mịn hoặc dạng hạt.

Với kết cấu nhỏ gọn, trong quá trình hoạt động cảm biến sẽ xoay với vận tốc không đổi. Nhưng khi mực chất lỏng hay chất rắn chạm vào cánh xoay thì cảm biến sẽ ngừng xoay và đưa về tín hiệu để báo mức một cách nhanh chóng.

Cảm biến mực nước dạng xoay

Cảm biến đo mức dạng rung

Tương tự với cảm biến đo mức dạng xoay đây cũng là dòng báo đầy báo bạn, có nguyên lý hoạt động tương đương và có cả cách thức lắp đặt gần giống với nhau.

Trong quá trình hoạt động cảm biến sẽ rung theo tần số cố định. Khi nạp chất lỏng hay chất rắn vào thùng chứa sẽ chạm vào cảm biến làm thay đổi tần số rung và từ đó sẽ báo đầy và báo cạn cho chúng ta biết.

Cảm biến đo mức dạng rung

4. Cách chọn sensor mực nước cần chú ý

Trước thị trường cảm biến đo mực nước đa dạng và phong phú, lựa chọn của người dùng cũng trở nên khó khăn hơn. Để chọn được loại cảm ứng phù hợp bạn cần chú ý đến những yếu tố dưới đây:

Môi chất cần đo

Điều này rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến sự chính xác của kết qủa đo và lâu dài ảnh hưởng đến tuổi thọ của cảm biến.

Một gợi ý cho các bạn, đối với môi trường có chất độc hại hoặc ăn mòn nên chọn loại cảm ứng không cần tiếp xúc trực tiếp.

Độ chính xác của cảm biến mức nước

Độ chính xác của cảm biến hay còn gọi là “sai số”. Người dùng thường hay bỏ quên sai số của cảm biến mực nước bởi giá thành.

Tuy nhiên, giá thành của cảm biến mức nước lại bị ảnh hưởng nhiều bởi sai số của cảm biến. Sai số càng thấp thì cảm biến đo mức nước sẽ càng cao và ngược lại.

Chức năng hiển thị có cần thiết

Ngoài chức năng hiển thị thì màn hình cũng chính là một nơi để hiệu chỉnh cảm biến đo chính xác theo điều kiện thực tế.

Một cảm biến mực nước công nghiệp có thế có hoặc không có chức năng hiển thị mức nước ngay trên thiết bị. Tuy nhiên một cảm biến mực nước có hiển thị dùng thì lúc nào cũng thích hơn so với cảm biến không hiển thị.

Khoảng cách đo mực nước

Cần biết chính xác khoảng cách cần đo dù, dù bạn sử dụng cảm biến mực nước không tiếp xúc. Chọn đúng khoảng cách đo hay độ sâu cần đo giúp chúng ta tiết kiệm chi phí và đo mực nước chính xác hơn.

Cách chọn sensor mực nước cần chú ý

>>> Xem thêm: Sensor là gì? Tổng quan về các loại cảm biến thông dụng

Hotline : 0869.01.60.60