Cảm biến đo mức không tiếp xúc

Mến chào tất cả các bạn nhé, trong bài viết này mình xin giới thiệu đến các bạn một số dòng cảm biến đo mức không tiếp xúc mà bên mình đang cung cấp trên thị trường hiện nay. Các sản phẩm này đã được mình chọn lọc trong quá trình sử dụng cũng như cung cấp từ trước đến nay. Chúng đều có giá thành rất tốt và khả năng đáp ứng công việc cao trong tầm giá. Nếu các bạn đang tìm hiểu hay đang muốn trang bị cho mình một cảm biến như vậy thì bài viết này là dành cho các bạn. Nội dung bài viết bao gồm cảm biến không tiếp xúc là gì ? Các phạm vi có thể ứng dụng ? Các loại cảm biến không tiếp xúc hiện nay ? Các thông số kỹ thuật mà một số thông tin chi tiết khác.

Trên thị trường hiện nay sẽ có 2 dòng cảm biến đo mức đang phân phối chính thức đó là dòng cảm biến đo mức tiếp xúc và không tiếp xúc. Nói một tí về dòng cảm biến có tiếp xúc thì đây là các dòng cảm biến hoạt động theo cơ chế tiếp xúc trực tiếp tới chất cần đo. Thường loại này sẽ được cấu tạo giống như dạng dây dò được lắp từ định cho đến đáy của thùng chứa. Một số loại khác sẽ có dạng rung, cánh xoay,…Và trong bài viết này mình sẽ chỉ nói chi tiết về dòng không tiếp xúc thôi nhé.

Cảm biến đo mức không tiếp xúc là gì ?

Trước khi vào nội dung chính thì chúng ta sẽ lướt một tí quá khái niệm đã nhé. Cảm biến đo mức không tiếp xúc hay còn gọi là cảm biến đo mức từ xa, đo mức bằng sóng điện từ là tên gọi thường của các dòng cảm biến đo lường công nghiệp. Các dạng cảm biến này thường hoạt động theo cách thức đo lường thông qua các loại sóng như sóng radar, sóng siêu âm,…

Chúng không trực tiếp chạm vào chất cần đo mà thay vào đó sẽ hoat động theo cách thu và phát sóng. Một điểm chung nữa giữa các dòng cảm biến này thì đa phần là phân khúc cao cấp, giá thành cao, môi trường ứng dụng rộng và có nhiều chức năng để sử dụng.

Trong bài viết này mình sẽ giới thiệu đến các bạn 2 dòng cảm biến đo mức không tiếp xúc mà mình thấy là chất lượng và đáp ứng nhu cầu đo lường tốt nhất. Đó là dòng cảm biến đo mức siêu âm và dòng cảm biến đo mức radar, hai dòng này sẽ đến từ 2 hãng sản xuất khác nhau. Tuy nhiên thì vẫn có chung xuất xứ từ Châu Âu và đạt các tiêu chuẩn cần thiết về chất lượng cũng như tính chính xác và an toàn.

Các môi trường có thể ứng dụng cảm biến đo không tiếp xúc:

Như ở trên mình cũng đã có giới thiệu sơ về ứng dụng mà 2 dòng cảm biến này có thể sử dụng được. Chúng có khả năng hoạt động rất tốt trong nhiều môi trường khác nhau, bởi lẽ những dòng cảm biến này đều là các dòng cao cấp nhất của hãng nên việc này cũng không mấy làm lạ. Chúng có thể hoạt động tốt trong các môi trường rắn, lỏng, chất độc hại,…một cách dễ dàng cũng như vẫn đảm bảo tính chính xác và yêu cầu khắc khe của chúng ta đưa ra. Một số môi trường có thể ứng dụng là:

• Chất rắn: cảm biến đo lường chất rắn tốt trong các loại như than đá, đường, hạt nhựa, cà phê, thức ăn gia súc, hạt nêm, thực phẩm dạng viên nén, các loại phân bón không bụi, các loại bột không bụi,…Riêng với dòng cảm biến đo mức Radar chúng ta có thể đo lường trong môi trường nhiều bụi như xi măng, các loại bột, các loại hạt mịn có bụi,…
• Chất lỏng: nước cảm biến đo lường chất rắn tốt trong các loại như nước, nước thải, chất thải công nghiệp, nước giải khát, nước tương, thực phẩm dạng lỏng, chất lỏng công nghiệp, nước sinh hoạt, nhiên liệu, xăng dầu, dầu hỏa,…
• Chất độc hại: điểm mạnh của dòng này là có thể đo lường trong các môi trường có nhiều tác nhân gây ăn mòn như nước thải, môi trường axt, bazo, muối, các chất hóa học, các loại thuốc trừ sâu,…
• Và một số chất khác,…

Nguyên lý hoạt động của dòng cảm biến đo mức không tiếp xúc:

Nhìn chúng thì các dòng cảm biến đo mức liên tục dạng không tiếp xúc nói chung và cảm biến đo mức bằng sóng điện từ nói riêng sẽ có nguyên lý hoạt động tương tự nhau. Cụ thể thì trong quá trình làm việc chúng ta phát ra các loại sóng điện từ như siêu âm hay radar và truyền trong không gian thùng chứa. Khi sóng lan truyền đến bề mặt chất cần đo sẽ bị phản xạ ngược lại cảm biến, lúc này cảm biến sẽ tiếp nhận tín hiệu và bắt đầu xử lý.

Bộ phận transmitter của cảm biến sẽ nhận sóng phản hồi về và tính toán khoảng cách thông qua thời gian và vận tốc truyền về của sóng đã phát ra. Lúc này kết quả sẽ được hiển thị lên màn hình của cảm biến để chúng ta dễ dàng quan sát.

Sự khác nhau rõ nhất của 2 dòng cảm biến siêu âm và cảm biến radar:

• Về giá bán: giá thành của cảm biến radar sẽ cao hơn rất nhiều so với siêu âm
• Về loại sóng: 2 cảm biến sử dụng 2 sóng khác nhau nên tần số phát và góc phát cũng khác nhau
• Môi trường: cảm biến radar sẽ có nhiều thế mạnh hơn về đo lường các chất có nhiều bụi như xi măng, bột,…

Cảm biến đo mức không tiếp xúc dạng radar của Hawk:

Với các dòng cảm biến đo mức radar thì chúng ta sẽ có thể đo lường liên tục các loại chất rắn và chất lỏng trong công nghiệp hiện nay. So với các dòng dùng sóng để đo lường khác như siêu âm thì sẽ không thể sử dụng được cho môi trường chất rắn. Đó là lý do vì sao dòng cảm biến đo mức radar thường có giá thành cao hơn so với các dòng siêu âm là như vậy.

Và đặc biệt hơn là các môi trường có nhiều bụi như xi măng, than đá, tro bay,…Chúng hầu hết không thể được đo lường bởi bất kì dòng sản phẩm này ngoài cảm biến báo mức radar. Các bạn có thể tham khảo các thông số kỹ thuật dưới đây nhé.

• Xuất xứ: sản phẩm được mình nhập khẩu từ hãng Hawk – USA
• Dãy do: lớn nhất có thể đo được là 65m, tương ứng với cột chất lỏng cao 65m 
• Tần số phát: 4Khz, 5Khz, 9Khz, 10Khz, 20Khz, 30Khz, 40KhZ, 50KhZ. Từng mức tần số khác nhau chúng ta sẽ có dãy đo khác nhau
• Độ phân giải: màn hình có độ phân giải 1mm
• Nguồn cấp: ta có thể tùy còn trong các loại như 12-30VDC, 90-265VAC, 36-60VDC.
• Ngõ ra tín hiệu: dạng analog 4-20mA
• Có thể truyền thông qua: GosHawk, HART, Modbus, Modbus over Ethernet TCP/IP, Profibus DP, DeviceNet,
• Nhiệt độ làm việc: cảm biến hoạt động tốt trong khoảng -40÷80°C.
• Áp suất làm việc: nằm trong khoảng +/- 0.5Bar
• Sai số của cảm biến: chỉ 0.25% trên toàn dãy đo
• Góc phát của cảm biến: 4 đến 10 độ
• Tiêu chuẩn bảo vệ: đạt tiêu chuẩn IP67, chống bụi và nước rất tốt
• Trên cảm biến có màng hình hiển thị LCD với 2 dòng, dùng để hiệu chuẩn dãy đo / hiển thị / output của cảm biến.

Các dãy đo của cảm biến:

Chính hoạt động dựa trên việc phát ra sóng nên dãy đo của cảm biến cũng sẽ phụ thuộc vào tần số phát sóng, cụ thể như sau:

• Với tần số 50Khz: cảm biến có thể đo được chất lỏng dãy đo cao nhất 5m (điểm chết là 0.25m)
• Với tần số 40khz: cảm biến có thể đo được chất lỏng dãy đo cao nhất 7m (điểm chết là 0.3m)
• Với tần số 30khz: cảm biến có thể đo được chất lỏng cao nhất 11m (điểm chết là 0.35m)
• Với tần số 20khz: cảm biến có thể đo được chất lỏng cao 20m và đo được chất rắn cao nhất 10m (điểm chết là 0.45m)
• Với tần số 15khz: cảm biến có thể đo được chất lỏng cao 30m và đo được chất rắn là 20m (điểm chết 0.6m)
• Với tần số 10khz: cảm biến có thể đo được chất lỏng cao 60m và đo được chất rắn là 40m (điểm chết 1m)
• Với tần số 5khz: cảm biến có thể đo được cả chất lỏng và chất rắn với dãy đo 60m (điểm chết là 1.5m)
• Với tần số 4khz: cảm biến có thể đo được chất lỏng và rắn với dãy đo lên đến 180m (điểm chết là 1.5m)

Một lưu ý nhỏ điểm chết của cảm biến ở đây ám chỉ đây mức thấp nhất mà cảm biến có thể đo trong dãy đo cụ thể. Các bạn có nhu cầu tìm hiểu chi tiết hơn về dòng sản phẩm này có thể tham khảo bài viết Cảm biến đo mức radar

Cảm biến đo mức không tiếp xúc dạng radar của Orion:

Với dòng cảm biến đo mức radar của Orion thì chúng ta sẽ có rất nhiều lợi thế hơn so với dòng cảm biến radar của Hawk. Đầu tiên có thể kể đến về giá cả, với cảm biến của Orion thông thường trong cùng phân khúc thì giá sẽ thấp hơn gần 1 nữa so với các dòng sản phẩm cảm biến đo mức dạng radar của Hawk.

Hơn nữa thì chúng ta cần được trang bị thêm tính năng đo lường thể tích của một số dạng thùng chứa hay silo chứa nữa đấy. Đặc biệt hơn nữa là chúng ta có thể xuất ra các dạng tín hiệu như analog 4-20ma, relay on/off và có cả modbus RS485.

Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng cảm biến đo mức radar có model là RDR350A-24DC được sản xuất bởi hãng Orion – USA. Các thiết bị này sẽ được lắp ráp tại Thổ Nhĩ Kì và đảm bảo được các tiêu chuẩn khắc khe của Châu Âu. Các bạn có thể tham khảo một vài thông số kỹ thuật của cảm biến dưới đây nhé.

Thông số kỹ thuật của cảm biến radar Orion:

• Model: sản phẩm có mã là RDR350A-24DC
• Xuất xứ: được nhập khẩu từ hãng Orion – USA sản xuất tại Turkey
• Vật liệu của cảm biến: PP
• Kết nối: dạng ren M63X2
• Nhiệt độ hoạt động: nằm trong khoảng –20 – 80°C,
• Tiêu chuẩn bảo vệ: đạt tiêu chuẩn IP68, chống bụi chống nước rất tốt
• Dãy đo: chúng ta có thể tùy chọn thang đo lên đến 50m
• Nguồn cấp: sản phẩm sử dụng nguồn 24VDC
• Tín hiệu ngõ ra: tín hiệu dạng analog 4-20mA, Relay Out 250V/1A  và Modbus RS485
• Sai số: +/- 2 mm hoặc +/- 0,2 % trên toàn dãy đo
• Thời gian bảo hành: lên đến 12 tháng 1 đổi 1 nếu có lỗi do nhà sản xuất

Theo mình đánh giá thì nếu các bạn sử dụng cảm biến để đo lường cho chất rắn hay các loại chất rắn có nhiều bụi như xi măng, than đá, tro bay,…thì nên sử dụng dòng radar của Orion là tối ưu chi phí nhất mà vẫn đảm bảo hoàn thành công việc và có một sản phẩm chuẩn Châu Âu.

Cảm biến đo mức không tiếp xúc dạng siêu âm:

Với cảm biến đo mức dạng siêu âm thì mình sẽ giới thiệu đến các bạn các dòng cảm biến đo mức của hãng Orion – USA. Đây là các dòng cảm biến đo mức siêu âm có nhiều thang đo khác nhau để chúng ta có thể lựa chọn tùy vào nhu cầu của mình. Cảm biến đo mức theo phương thức phát sóng siêu âm sẽ thường được sử dụng cho các loại chất lỏng như nước, nước thải, hóa chất, axit, xăng dầu, nhiên liệu, dầu cháy,….Cụ thể như thế nào thì các bạn tham khảo một vài sản phẩm dưới đây nhé.

Cảm biến đo mức siêu âm ECH203:

Với model ECH203 này chúng ta sẽ có thể đo lường trong khoảng 0-3m chất lỏng. Dòng này được xem là một dòng cơ bản nhất của cảm biến siêu âm vì chúng chỉ có thể đo lường mà không có màn hình hiển thị. Những ứng dụng chỉ cần đo lường trong khoảng đo dưới 3m và chuyển tín hiệu về PLC xử lý sẽ có thể sử dụng được dòng cảm biến này. Các bạn tham khảo một vài thông số kỹ thuật dưới đây nhé.

• Model: sản phẩm có mã là ECH203
• Thương hiệu: đến từ hãng Orion – USA
• Sản xuất: được sản xuất tại Turkey (Thổ Nhĩ Kì).
• Hệ số cách ly chống nhiễu: cảm biến có khả năng chống nhiễu tín hiệu 4-20mA đạt 2000 VAC. Giúp cách ly tín hiệu tốt trong các môi trường có tác nhân gây nhiễu như motor bơm, biến tần hay động cơ điện
• Khả năng chịu áp: chống chịu được áp suất lên đến 3 Bar.
• Tiêu chuẩn bảo vệ: khả năng kháng bụi và nước đạt IP68
• Độ phân giải tín hiệu: 1mm
• Dãy đo: cảm biến có dãy đo lớn nhất là 3m có thể đo bất kỳ dãy đo từ 3m trở xuống.
• Nguồn cấp: cảm biến dùng nguồn 24VDC
• Ngõ ra (Output): ngõ ra dạng analog 4-20mA có thể truyền đi xa lên đến 400m
• Mức sai số: sai số tín hiệu là 0,2% trên toàn dãy đo của cảm biến
• Tần số phát: tần số phát của cảm biến là 75Khz
• Nhiệt độ làm việc: thiết bị hoạt động tốt trong khoảng từ -20÷90°C.
• Thời gian bảo hành: 12 tháng 1 đổi 1 nếu xảy ra lỗi từ nhà sản xuất
• Kiểu ren của cảm biến là R2″

Cảm biến đo mức siêu âm ECH306 và ECH312:

Với dòng cảm biến siêu âm model ECH306 chúng ta sẽ có nhiều nâng cấp đang giá hơn so với dòng cảm biến ECH203. Sản phẩm này được trang bị màn hình hiển thị để chúng ta có thể dễ dàng cài đặt thông số và quan sát giá trị đo đạc. Hơn nữa thì với dòng cảm biến siêu âm này chúng ta có thể đo đạc được khoảng cách từ 0-6m thậm chí có thể cao hơn.

Tín hiệu ngõ ra được cấp thêm bao gồm analog 4-20ma, relay on/off, modbus rs485. Các bạn có thể tham khảo một vài thông số kỹ thuật của dòng cảm biến này dưới đây nhé.

• Model: sản phẩm có mã là ECH306 và ECH312
• Thương hiệu: đến từ hãng Orion – USA
• Sản xuất: được sản xuất tại Turkey (Thổ Nhĩ Kì).
• Hệ số cách ly chống nhiễu: cảm biến có khả năng chống nhiễu tín hiệu 4-20mA đạt 2000 VAC.
• Khả năng chịu áp: chống chịu được áp suất lên đến 3 Bar.
• Tiêu chuẩn bảo vệ: khả năng kháng bụi và nước đạt IP68
• Dãy đo: cảm biến có dãy đo lớn nhất là 6m, 12m có thể đo bất kỳ dãy đo từ 6m, 12m trở xuống. 
• Nguồn cấp: cảm biến dùng nguồn 24VDC
• Độ phân giải tín hiệu: 1mm
• Mức sai số: sai số tín hiệu là 0,2%.
• Tần số phát: tần số phát của cảm biến là 75Khz
• Nhiệt độ làm việc: thiết bị hoạt động tốt trong khoảng từ -20÷90°C.
• Ngõ ra (Output): cảm biến có 3 ngõ ra:
  • Ngõ ra dạng analog 4-20mA
  • Ngõ ra tín hiệu Modbus RTU RS485
  • Ngõ ra relay ON/OFF.
• Thời gian bảo hành: 12 tháng 1 đổi 1 nếu xảy ra lỗi từ nhà sản xuất
• Cảm biến có màn hình hiển thị và cài đặt thông số.
• Kiểu ren: ren kết nối của cảm biến là R2″
• Thời gian bảo hành: lên đến 12 tháng 1 đổi 1 nếu có lỗi từ nhà sản xuất

Các bạn có nhu cầu tìm hiểu chi tiết hơn về dòng sản phẩm này có thể tham khảo bài viết Cảm biến đo mức siêu âm

Các ưu điểm khi sử dụng cảm biến:

• Có thể dễ dàng hiệu chỉnh lại dãy đo phù hợp với môi trường.
• Có khả năng chịu áp và tiêu chuẩn bảo vệ cao.
• Tuổi thọ của thiết bị luôn trên 5 năm
• Cảm biến có mức sai số rất thấp
• Đảm bảo chống nhiễu tốt trong môi trường có nhiều tác nhân gây nhiễu.
• Hàng luôn có sẵn để cung cấp cho thị trường

Màn hình hiển thị mực nước:

Khi sử dụng cảm biến đo mức siêu âm thì chúng ta sẽ có lúc cần dùng đến các loại màn hình hiển thị rời bên ngoài để sử dụng. Nguyên nhân là do các loại cảm biến áp suất này thường không có màn hình hiển thị, hoặc nếu có thì cũng chỉ để cài đặt thông số chứ rất khó để quan sát.

Bên cạnh đó thì nếu chúng ta đo lường trên các silo cao tầm 7-10m thì rất khó để có thể tiếp cận và quan sát. Nên việc sử dụng một màn hình rời để quan sát là một việc rất cần thiết. Các bạn có thể tham khảo một vài thông số bên dưới nhé.

• Model: thiết bị có mã là OM402UNI
• Xuất xứ: nhập khẩu từ hãng Orbit Merret thuộc Cộng Hòa Séc. Bên mình hiện đang là đại lý cung cấp sản phẩm độc quyền của hãng tại thị trường Việt Nam
• Ngõ vào (Input): nhận được các tín hiệu pt100, 4-20mA, 0-20mA, 0-10v, 0-5v, 2-10v,… tùy theo nhu cầu mà các bạn có thể cài đặt.
• Ngõ ra (Output): xuất ra được các tín hiệu Analog 4-20mA, 0-20mA, 0-10v, 0-5v, 2-10v,… Ngoài ra có thể tùy chọn dạng REPLAY ON/OFF để điều khiển đóng/ngắt thiết bị nạp liệu.
• Nguồn cấp: 80÷250VAC, ngoài ra có thể tùy chỉnh cấu hình là 10÷30VDC. Thông thường sẽ dùng nguồn 220VAC và 24VDC
• Sai số: 0,1% trong quá trình hiển thị
• Kích thước bộ hiển thị: 48 x 96 x 120 (mm).
• Hệ số cách ly, chống nhiễu: 4000VAC.
• Thời gian bảo hành: 18 tháng, 1 đổi 1 nếu có lỗi từ nhà sản xuất.
• Màn hình hiển thị dưới dạng số và phần trăm. Giúp cho việc quan sát mực nước trở nên dễ dàng hơn.

Lời kết:

Trên đây là các thông tin liên quan đến cảm biến đo mức không tiếp xúc hy vọng sẽ giúp ích cho những bạn cần tìm hiểu. Ngoài ra mình còn cung cấp các loại cảm biến đo mức khác nhau có giá cạnh tranh trên thị trường, các bạn có thể tham khảo thêm nhé. Mọi thắc mắc các bạn vui lòng liên hệ mình qua các thông tin sau:

Phone – Zalo: 0779 81 81 84 (An Nguyễn)

Email: An.nguyen@bff-tech.com