Cập nhật lần cuối ngày 04/07/2023 lúc 02:04 chiều
Cảm biến siêu âm đo mức là dòng cảm biến đo mức có dạng siêu âm. Các cảm biến đo mức nước dạng siêu âm này hoạt động dựa trên phương pháp phát và thu sóng điện từ còn được gọi là sóng siêu âm.
Các cảm biến siêu âm đo mức nước này là dòng cảm biến đo mức nước không tiếp xúc, nó không có bộ phận cảm biến là không tiếp xúc trực tiếp với lưu chất. Chính nhờ đặc điểm này, cảm biến siêu âm đo mức nước được sản phẩm được sử dụng rất phổ biến.
Cảm biến siêu âm đo mức nước là dòng cảm biến đo mức liên tục, các cảm biến siêu âm đo mức nước giúp xác định chính xác mức lưu chất ở trong bồn, bể chứa và kiểm soát chính xác lưu chất trong bồn chứa.
Cảm biến siêu âm đo mức nước có tên tiếng Anh là Ultrasonic lever sensor.
Các cảm biến siêu âm đo mức được lắp đặt trên nắp bồn chứa để đo mức nước trong bồn chứa bằng sóng siêu âm.
Cảm biến siêu âm đo mức sẽ chuyển đổi năng lượng điện được cấp thành sóng siêu âm. Các cảm biến này sẽ truyền một sóng siêu âm tới bề mặt lưu chất. Sóng siêu âm này khi gặp mặt nước sẽ phản xạ lại và truyền lại về cảm biến siêu âm đo mức nước.
Để có thể xác định được khoảng cách của mặt nước và cảm biến siêu âm, thời gian di chuyển của sóng siêu âm này được tính toán, nó sẽ tính thời gian trễ giữa tín hiệu truyền và nhận được của cảm biến siêu âm thông qua một bộ vi xử lý trên bo mạch.
Khoảng cách từ cảm biến siêu âm đến bề mặt chất lỏng bằng công thức đó là:
Khoảng cách = (tốc độ sóng âm thanh trong không khí) / 2.
Sau khi tính được khoảng cách từ bề mặt chất lỏng đến máy siêu âm, mức chất lỏng được tính toán bằng công thức đó là:
Mức = chiều cao bể – khoảng cách.
Tất nhiên, tất cả các công việc này đều được thực hiện bởi bộ vi xử lý tính toán của cảm biến siêu âm đo mức này.
Các sản phẩm cảm biến siêu âm đo mức dễ dàng lắp đặt trên bể rỗng và trên bể chứa chất lỏng, các thiết bị cảm biến siêu âm đo mức này thích hợp lắp đặt với nhiều ứng dụng.
Quá trình lắp đặt các cảm biến siêu âm cũng rất đơn giản, quá trình hiệu chuẩn cảm biến siêu âm có thể được thực hiện chỉ trong vài phút.
Các cảm biến siêu âm là các cảm biến không tiếp xúc, nó không tiếp xúc với lưu chất và không có bộ phận chuyển động. Vì vậy, các cảm biến siêu âm này hầu như không cần đến sự bảo trì.
Và cũng bởi vì cảm biến siêu âm là cảm biến không tiếp xúc vì vậy kết quả đo của cảm biến siêu âm không bị ảnh hưởng bởi các đặc điểm của lưu chất ví dụ như độ nhớt của lưu chất, mật độ chất lỏng… Các cảm biến siêu âm này thích hợp với cả những chất lỏng có độ ăn mòn, các chất lỏng hóa chất…
Tốc độ của dòng sóng siêu âm cũng có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ của lưu chất, tuy nhiên tình trạng này có thể được khắc phục được thông qua việc bù nhiệt độ thích hợp.
Sản phẩm cảm biến siêu âm đo mức cũng không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi của áp suất của chất lưu trong bồn chứa.
Cảm biến siêu âm đo mức bị ảnh hưởng bởi hơi nước nên cần tránh các ứng dụng chứa hơi nước. Các ứng dụng này cũng không sử dụng được trong các ứng dụng chân không.
Cảm biến siêu âm cũng bị ảnh hưởng bởi bọt nước xuất hiện trên bề mặt.
Các chi tiết khác ở trong bồn như các thanh thép, đường ống hay một vật nào đó có trong bồn chứa cũng sẽ gây ảnh hưởng đến sóng âm thanh được truyền trong bồn.
Các sản phẩm cảm biến siêu âm đo mức cũng có thể được sử dụng để đo các chất rắn tuy nhiên sẽ khó hơn rất nhiều so với chất lỏng.
Trước hết cần biết được các thông số có liên quan trước khi hiệu chỉnh đó là:
BD: Khoảng cách chặn
SD: Khoảng cách an toàn
E: Hiệu chuẩn rỗng
D: Đường kính vòi phun
L: Mức.
Cần thực hiện hiệu chuẩn ban đầu hay hiệu chuẩn rỗng. Trước tiên cần nhập thông số E, khoảng cách này được tính từ mặt cảm biến đến mức tối thiểu (là đáy của bồn chứa), cần lưu ý một số bồn chứa có đáy dạng parabol thì điểm 0 được xác định sẽ xa hơn so với điểm sóng siêu âm phản xạ.
Sau khi đã thiết lập được thông số E, tiến hành đặt điểm hiệu chuẩn cao, tức là khoảng cách từ mặt cảm biến đến mức đầy của bình hoặc nhập khoảng cách từ điểm hiệu chuẩn thấp đến mức đầy của bồn.
Điểm 0 cũng cần được thiết lập, điểm 0 được thiết lập là vị trí dưới cùng của đáy bể.
Khoảng cách F cần được thiết lập, khi thiết lập khoảng cách F này cần phải lưu ý đến khoảng cách chặn BD và khoảng cách an toàn SD. Tại đó, vùng BD là vùng sóng không thể tiếp cận được, tại vùng SD là vùng cảnh báo, vùng báo động.
Cảm biến siêu âm đo mức có ứng dụng rất đa dạng. Các cảm biến siêu âm này là dòng cảm biến đo mức dạng không tiếp xúc, cảm biến không có bộ phận chuyển động. Cảm biến siêu âm có thể thích hợp với các ứng dụng đo chất lỏng hoặc chất rắn.
Các cảm biến siêu âm này được ứng dụng để đo mức trong một số các ứng dụng cụ thể như sau:
Được sử dụng trong một số các ứng dụng xử lý nước, nước thải.
Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, được lắp đặt trong các nhà máy sản xuất thực phẩm, đồ ăn, thức uống, sữa, rượu, bia…lắp đặt tại các bồn chứa các nguyên liệu.
Các cảm biến siêu âm còn được ứng dụng trong ngành công nghiệp hóa chất, đo các lưu chất như sơn, dầu, dầu thô, nhựa…
Cũng được ứng dụng trong ngành công nghiệp hóa dầu, kiểm soát mức của các loại lưu chất như diesel…
Để các cảm biến siêu âm đo mức hoạt động tốt nhất, cho kết quả đo chính xác nhất thì trong quá trình lắp đặt và sử dụng cần phải lưu ý đến một số đặc điểm như sau:
Nên lắp đặt các cảm biến siêu âm tại các ứng dụng có lưu chất tĩnh, ít có biến động và nên lắp đặt các cảm biến siêu âm tại các bồn chứa có độ rộng phù hợp, các bồn chứa có kích thước quá hẹp không nên sử dụng sản phẩm cảm biến siêu âm này, bởi với kích thước hẹp, thành bồn chứa sẽ cản trở quá trình truyền sóng siêu âm của thiết bị, dẫn đến kết quả sai.
Các sản phẩm cảm biến siêu âm đo mức cũng không nên lắp đặt tại các ứng dụng lưu chất rắn, với các lưu chất rắn khả năng phản xạ sóng siêu âm kém hơn cho nên kết quả cũng khó chính xác hơn.
Khi lắp đặt cảm biến siêu âm không nên có các vật cản nằm tại các vị trí phía sau ăng ten cảm biến.
Không nên lắp đặt cảm biến siêu âm tại vị trí có dòng chảy, gần vị trí cấp vào của chất lưu trong bồn chứa. Dòng chảy sẽ chắn đường sóng siêu âm gây ảnh hưởng đến kết quả truyền của sóng siêu âm.
Thực hiện lắp đặt theo đúng kỹ thuật lắp đặt, với kiểu lắp ren nên tiến hành siết phần ren dưới tại phần kép, phần dây đấu thiết kế sao cho tránh gây nhỏ giọt, dẫn nước đến đầu cảm biến gây chập, cháy, hư, hỏng.
Xem thêm: Phao báo mức nước
Le Dang (xác minh chủ tài khoản) –
Cảm biến siêu âm đo mức