Cảm biến mực nước là gì?
Cảm biến mực nước là một thiết bị đặc biệt dùng để đo đạc các chất lỏng như nước, nước thải và các chất lỏng trong ngành công nghiệp. Với tính năng và thông số đặc trưng của sản phẩm, cảm biến này có thể hoạt động hiệu quả trong nhiều môi trường khác nhau, thay thế hoàn toàn các công việc đo lường thủ công của con người và giúp tiết kiệm thời gian.
Ví dụ cụ thể là khi bạn lên xe, thói quen của bạn là kiểm tra bình xăng trên màn hình điện tử để biết liệu có cần đổ xăng hay không. Đây là nhờ kết quả đo đạc của một cảm biến được lắp đặt trong bình xăng. Trong các lĩnh vực khác của cuộc sống, sẽ có sự áp dụng của các loại cảm biến nước khác nhau để phục vụ các mục đích khác nhau.
Cấu tạo của cảm biến mực nước
Cấu tạo của một Sensor mực nước có thể khá đa dạng tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể và công nghệ sử dụng, nhưng dưới đây là một bộ phận cơ bản mà cảm biến có thể có:
- Đầu dò: Đầu dò là phần tiếp xúc trực tiếp với mực nước trong bồn hoặc hồ chứa. Nó thường được làm bằng vật liệu không dẫn điện như nhựa hoặc thép không gỉ để tránh ảnh hưởng đến kết quả đo. Đầu dò có thể có hình dạng và kích thước khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể. Nó thường được đặt ở các vị trí khác nhau để đo mức nước tại các điểm khác nhau trong bồn.
- Bộ chuyển đổi: Bộ chuyển đổi là phần của cảm biến mà chuyển đổi tín hiệu về mức nước thành tín hiệu điện. Có nhiều công nghệ khác nhau được sử dụng trong bộ chuyển đổi, bao gồm điện trở, điện dung, ánh sáng, siêu âm, và sóng vô tuyến. Mỗi công nghệ có ưu điểm và hạn chế riêng, và sẽ được chọn dựa trên yêu cầu của ứng dụng cụ thể.
- Đơn vị đo: Đơn vị đo là phần của cảm biến mà xử lý tín hiệu điện từ bộ chuyển đổi để tính toán và hiển thị mức nước. Nó thường bao gồm các thành phần như vi mạch, vi xử lý, mạch điều khiển và màn hình hiển thị. Đơn vị đo có thể cung cấp thông tin về mức nước dưới dạng đọc số, đồ thị, hoặc tín hiệu điện để kết nối với các hệ thống điều khiển khác.
Ngoài ra, một cảm biến có thể có các phụ kiện bổ sung như cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất hoặc cảm biến dòng điện để cung cấp thông tin bổ sung về điều kiện môi trường xung quanh mực nước.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến mực nước
Với mỗi loại chất lưu được sử dụng trong hệ thống, ta sẽ lắp đặt và sử dụng các thiết bị cảm biến khác nhau. Vì vậy, đối với từng loại thiết bị cảm biến, nguyên tắc hoạt động sẽ khác nhau. Hãy cùng tìm hiểu chi tiết về nguyên tắc hoạt động của các loại cảm biến mực nước.
Cảm biến đo mức nước tiếp xúc
Cảm biến mực nước tiếp xúc trực tiếp thường vận hành dựa trên nguyên tắc đo điện trở của nước. Khi cảm biến tiếp xúc trực tiếp với mực nước, điện trở của môi trường nước sẽ ảnh hưởng đến điện trở của cảm biến, cho phép cảm biến đo được mức nước trong bình chứa hoặc hệ thống.
Cụ thể, khi thiết bị cảm biến này tiếp xúc trực tiếp với dòng lưu chất trong bình chứa, gồm hai điện cực đều được tiếp xúc. Khi đó, nước sẽ dẫn điện, bắt đầu làm thay đổi điện trở giữa hai điện cực và truyền thông tin đo đạc được về lượng nước ra màn hình hiển thị.
Với loại thiết bị này, cần được lắp cố định ở vị trí cố định trong bể chứa. Vì vậy, chúng thường được áp dụng trong các ứng dụng tĩnh như bể chứa nước, bể chứa hóa chất, thùng chứa, hồ bơi hoặc các hệ thống xử lý nước thải.
Cảm biến đo mức nước không tiếp xúc
Cảm biến không tiếp xúc với mực nước vận hành dựa trên nguyên lý đo áp suất hoặc khối lượng riêng của nước. Khi mực nước bắt đầu thay đổi, áp suất hoặc khối lượng riêng của nước biến thiên theo, giúp cảm biến đo được mức nước.
Thiết bị này thường bao gồm một ống chứa chất lỏng hoặc khí, cùng với một cảm biến đo áp suất hoặc khối lượng riêng của nước. Khi mực nước tăng, nước sẽ nhập vào ống chứa và tạo ra áp suất hoặc khối lượng riêng khác so với trạng thái ban đầu.
Thiết bị cảm biến sẽ đo áp suất hoặc khối lượng riêng để xác định mức nước, và sau đó truyền thông tin này đến màn hình hiển thị để người sử dụng có thể dễ dàng nhận biết lượng nước trong bình chứa.
Phân loại các sensor mực nước cơ bản
Hiện tại Sensor mực nước được chia thành các dạng cơ bản sau:
Cảm biến mực nước dạng siêu âm
Thiết bị cảm biến mực nước sử dụng công nghệ siêu âm để đo khoảng cách từ thiết bị đến mực nước. Bằng cách phát sóng siêu âm và đo thời gian truyền và phản xạ, thiết bị có thể xác định được mức nước trong bể.
Sau khi phát ra, sóng siêu âm sẽ bị phản xạ từ mực nước và quay trở lại thiết bị cảm biến. Thiết bị sẽ tính toán khoảng cách từ mực nước đến thiết bị bằng cách đo thời gian mà sóng siêu âm đi từ thiết bị đến mực nước và trở lại.
Cảm biến đo mức nước dạng điện dung
Cảm biến được sử dụng phổ biến để đo mực nước trong bể chứa, hồ bơi, đường ống và các ứng dụng lưu chất khác. Nguyên lý hoạt động của cảm biến điện dung để đo lượng nước. Khi mực nước tăng, nó sẽ tiếp xúc với điện cực và thay đổi dung lượng điện của cảm biến. Dung lượng điện này được chuyển đổi thành tín hiệu điện tử và gửi đến bộ điều khiển để xử lý.
Cảm biến mực nước dạng thủy tĩnh
Đây là dòng cảm biến đặc biệt được sử dụng để đo mực nước trong các bể chứa, bồn chứa có quy mô vừa và nhỏ. Với thiết kế sản phẩm này có thể tiết kiệm chi phí khi lựa chọn, vì thiết bị chỉ đo lường chất lỏng thông thường như nước, nước sinh hoạt. Đặc biệt thiết bị có thể được sử dụng trong silo, bể chứa nhỏ hoặc thậm chí trong các thùng chứa nhỏ để đo lường lượng nước sử dụng hàng ngày từng hộ gia đình.
Cảm biến hoạt động theo nguyên tắc sự thay đổi áp suất để đo mực nước. Theo kiến thức thông thường, áp suất sẽ tăng 1 bar mỗi khi chúng ta đi sâu 10m dưới mặt nước. Đây cũng là tiêu chuẩn đo lường cho cảm biến tĩnh.
Điểm nổi bật của loại cảm biến này là Có thể đo lường mực nước hoặc chất lỏng một cách chính xác với độ sai số khá thấp, chỉ 0.1%. Có ngõ ra dạng analog 4-20mA để truyền tín hiệu một cách dễ dàng với khoảng cách xa. Cảm biến thủy tĩnh được bảo vệ bởi lớp màng bảo vệ, cho phép đo lường trong các loại chất lỏng có tính ăn mòn.
Cảm biến mực nước dạng xoay
Đây là dòng cảm biến đa năng được sử dụng đặc biệt để đo mực nước hoặc mực chất rắn như bột mịn hay hạt. Với thiết kế nhỏ gọn và tiện lợi, bạn có thể sử dụng nó một cách dễ dàng.
Trong quá trình vận hành, cảm biến sẽ quay với vận tốc không thay đổi. Khi mực chất lỏng hoặc chất rắn va chạm vào cánh quay, cảm biến sẽ dừng quay và đưa ra tín hiệu để báo mức một cách nhanh chóng. Thông thường, chúng ta cần lắp đặt 2 đến 3 cảm biến trong một thùng chứa để báo đầy và báo cạn trong quá trình nạp xả chất lỏng. Nếu bạn muốn báo mức trung bình, có thể lắp thêm một cảm biến thứ ba.
Cảm biến đo mức dạng rung
Là một thiết bị đo mức nước, nó sử dụng nguyên lý hoạt động của cảm biến rung. Được áp dụng trong việc đo mức nước trong hồ chứa, bể phốt, hệ thống xử lý nước thải và các ứng dụng khác.
Cảm biến rung mực nước bao gồm bộ phát rung và bộ thu sóng. Bộ phát rung được đặt trên bề mặt nước và tạo ra sóng rung. Khi sóng rung va chạm với bề mặt nước, nó sẽ phản xạ và được thu bởi bộ thu sóng. Khi mực nước cao, sóng rung sẽ phản xạ sớm hơn, và ngược lại, khi mực nước thấp, sóng rung sẽ phản xạ muộn hơn.
Cách chọn sensor mực nước cần chú ý
Với thị trường cảm biến đo mực nước đa dạng và phong phú, việc lựa chọn trở nên khó khăn hơn. Để chọn được cảm biến phù hợp, bạn cần quan tâm đến những yếu tố sau đây:
Môi chất cần đo
Môi trường chất đo cực kỳ quan trọng vì nó có ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả đo và độ bền của cảm biến trong thời gian dài.
Đối với môi trường có chứa chất độc hại hoặc có tính ăn mòn, ưu tiên lựa chọn cảm biến không cần tiếp xúc trực tiếp nhằm đảm bảo tính an toàn và bền bỉ khi sử dụng thiết bị.
Độ chính xác của cảm biến mức nước
Độ chính xác của cảm biến, còn được gọi là “sai số”, là một yếu tố quan trọng mà người dùng thường dễ bỏ qua khi xem xét giá trị của Sensor mực nước.
Tuy nhiên, đáng chú ý là giá trị của cảm biến phụ thuộc rất nhiều vào sai số của nó. Khi sai số càng thấp, độ chính xác của cảm biến đo mực nước càng cao và ngược lại.
Chức năng hiển thị có cần thiết
Ngoài việc hiển thị, màn hình cũng đóng vai trò quan trọng trong việc hiệu chỉnh cảm biến để đảm bảo độ chính xác với điều kiện thực tế.
Trong các ứng dụng công nghiệp, một cảm biến mực nước có thể có hoặc không có màn hình hiển thị mức nước trực tiếp trên thiết bị. Tuy nhiên, việc sử dụng một cảm biến có màn hình hiển thị thường luôn được ưu tiên hơn so với cảm biến không có màn hình.
Khoảng cách đo mực nước
Cần xác định chính xác khoảng cách cần đo, dù bạn sử dụng Sensor mực nước tiếp xúc hoặc không. Lựa chọn đúng khoảng cách hoặc độ sâu cần đo sẽ giúp tiết kiệm chi phí và đo mực nước một cách chính xác hơn.
Ứng dụng của cảm biến mực nước
Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của Sensor mực nước:
- Đo mực nước trong hồ, ao, sông, và biển: Cảm biến được sử dụng để đo đạc mực nước trong các khu vực nước ngọt và biển khác nhau. Thông qua việc theo dõi thay đổi mực nước, cảm biến này giúp trong việc quản lý tài nguyên nước, dự báo lũ lụt, đo lường năng lượng thủy điện và quản lý môi trường.
- Ứng dụng trong hệ thống cấp nước: Sử dụng trong hệ thống cấp nước để kiểm soát mức nước trong bể chứa, hồ chứa nước và bồn chứa nước. Điều này giúp đảm bảo nguồn nước ổn định và giúp giám sát mức nước để tránh quá trình tràn bể hoặc hạn chế cung cấp nước.
- Ứng dụng trong công nghiệp: Sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp công nghiệp hóa chất, dầu khí, và sản xuất. Thiết bị có thể được sử dụng để kiểm soát mức nước trong bồn chứa, hệ thống làm mát, và quá trình sản xuất để đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn.
- Ứng dụng trong ô tô: Được sử dụng trong ô tô để đo mức nước trong bình chứa làm mát động cơ. Điều này giúp giám sát mức nước và đảm bảo hệ thống làm mát hoạt động trong khoảng mức nước an toàn.
- Ứng dụng trong nhà thông minh: Trong các hệ thống nhà thông minh, cảm biến có thể được sử dụng để theo dõi mức nước trong bể chứa nước, máy giặt, máy rửa chén và hệ thống cấp nước trong nhà. Điều này giúp giảm thiểu lãng phí nước hàng tháng.
Trên đây là toàn bộ thông tin chi tiết về cảm biến mực nước mà Tuấn Hưng Phát gửi đến mọi người. Mong rằng những thông tin này sẽ giúp mọi người đánh giá tổng quan được sản phẩm cũng như có được lựa chọn tối ưu phù hợp với mục đích sử dụng. Cùng theo dõi Tuấn Hưng Phát để cập nhật thêm nhiều tin tức bổ ích hơn nữa nhé.