Sensor đo mức nước

Xin chào tất cả các bạn nhé, trong bài viết này mình sẽ giới thiệu đến các bạn các dòng sensor có khả năng đo lường mực nước hiện nay trong công nghiệp. Vì nhu cầu đo lường các loại chất lỏng hay mực nước hiện nay ngày càng tăng cao do quy mô sản xuất ngày càng được mở rộng. Nếu các bạn đang là một trong số đó và muốn tìm hiểu cũng như chọn mua cho mình 1 dòng sensor phù hợp thì có thể tham khảo bài viết này. Bài viết sẽ có các nội dung chính như sensor đo mức nước là gì ? Các phạm vị có thể ứng dụng của từng loại ? Phân loại và chức năng, nguyên lý, ứng dụng của từng loại cũng như một vài thông tin có liên quan khác.

Sensor đo mức nước là gì ?

Sensor là một từ Tiếng Anh có nghĩa là cảm biến, một số khác có thể gọi là đầu dò là một thiết bị có khả năng cảm nhận được các tác nhân vật lý như nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, các kích thước, chiều cao của vật thể,…Sensor đo mức nước cũng tương tự như vậy, chúng là một loại cảm biến có khả năng đo lường được mực nước hay độ sâu mực nước và chất lỏng theo một cách thức nào đó. Hơn nữa các dòng sensor đo mực nước và chất lỏng sẽ phải có tín hiệu ngõ ra dạng analog tuyến tính 4-20ma hay 0-10v. Sensor có thể bao gồm hoặc không bao gồm màn hình hiển thị để cái đặt thông số về dãy đo.

Trong bài viết này mình sẽ giới thiệu đến các bạn top 8 dòng sensor đo mức nước và chất lỏng bao gồm sensor đo mức nước bằng radar, sensor đo mức nước bằng siêu âm, sensor đo mức nước bằng thủy tĩnh, sensor đo mức nước bằng điện dung. Bên cạnh đó thì mình sẽ giới thiệu thêm một vài dòng cảm biến báo đầy báo cạn mực nước và chất lỏng để các bạn có thể tham khảo nếu có nhu cầu nhé.

Ứng dụng của Sensor đo mức nước là gì ?

Nhìn vào tên gọi thì phần nào chúng ta cũng có thể biết được các loại sensor mình sắp liệt kê dưới đây dùng ở những đâu rồi đúng không nào ? Tuy nhiên không dừng lại ở việc đo lường mực nước mà một số loại còn có thể đo lường tốt cho toàn bộ các loại chất lỏng như nước sạch, nước thải, nước sinh hoạt, nước dùng cho thực phẩm, nước giải khát, các loại nhiên liệu – xăng dầu, nước lò hơi, các loại hóa chất độc hại, axit, bazo, các loại nước chưa được xử lý,…

Một số dòng cao cấp hơn còn có thể được sử dụng trong các ứng dụng đo lường chất rắn như xi măng, hạt nhựa, ngũ cốc,…Cụ thể ở từng loại mình sẽ nêu chi tiết hơn nhé.

Sensor đo mức nước bằng sóng điện từ:

Sensor đo mức nước và chất lỏng bằng sóng hay còn gọi là cảm biến đo mức không tiếp xúc. Đây là dòng cảm biến hiện đại nhất hiện nay trong công nghiệp, hoạt động thông qua việc thu phát sóng điện từ. Cụ thể thì chúng ta có 2 loại là cảm biến đo mức bằng siêu âm và cảm biến đo mức bằng radar. Trong quá trình hoạt động sensor sẽ phát ra sóng truyền theo phương thẳng đứng, khi sóng chạm vào bề mặt chất lỏng hay chất rắn sẽ phản xạ lại cảm biến.

Từ đó có thể cho ra đo mức môi chất hiện đang có trong bồn chứa, một hệ thống housing có nhiệm vụ phân tích dữ liệu thu về và quy đổi sang độ cao vật liệu để xuất ra tín hiệu analog tương ứng. Và vì chúng hoạt động mà không cần tiếp xúc với chất cần đo nên cơ bản tuổi thọ rất cao so với các dòng đo tiếp xúc.

Sensor đo mức nước bằng siêu âm của Orion:

Dòng sensor đo mức bằng siêu âm này chúng ta có thể sử dụng tốt cho toàn bộ các loại chất lỏng hiện nay như nước sạch, nước thải, nước sinh hoạt, nước dùng cho thực phẩm, nước giải khát, các loại nhiên liệu – xăng dầu, nước lò hơi, các loại hóa chất độc hại, axit, bazo, các loại nước chưa được xử lý,…

Tùy vào hãng sản xuất mà chúng ta sẽ có nhiều tính năng khác nhau, tuy nhiên có một điểm chung là thường chúng sẽ có tín hiệu ngõ ra là 4-20ma, dãy đo trong khoảng 0-6m, 0-10m, 0-12m, 0-18m, 0-24m,…Riêng với dòng siêu âm của Orion thì ta có thêm tín hiệu truyền thông rs485 và 2 ngõ ra relay để đóng ngắt. Hơn nữa dòng này còn có khả năng đo lường thể tích, đo lường nhiệt độ môi trường nữa đấy.

Thông số của sensor đo mức bằng siêu âm của Orion:

• Model: sản phẩm có mã là ECH306L, ECH310L, ECH318L, ECH324L
• Thương hiệu: đến từ hãng Orion – USA
• Sản xuất: được sản xuất tại Turkey (Thổ Nhĩ Kì).
• Dãy đo: cảm biến có các dãy đo tùy chọn như 0-6m, 0-10m, 0-18m và 0-24m. Có khả năng đo lường thể tích trong những loại bồn chứa có hình dạng hình học nhất định.
• Nguồn cấp: cảm biến dùng nguồn 24VDC
• Ngõ ra (Output): cảm biến có 3 ngõ ra:
  • Ngõ ra dạng analog 4-20mA
  • Ngõ ra tín hiệu Modbus RTU RS485
  • Ngõ ra 2 x relay ON/OFF.
• 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
• 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.
• Thời gian bảo hành: 12 tháng 1 đổi 1
• Cảm biến có màn hình hiển thị và cài đặt thông số.
• Kiểu ren của cảm biến là R2″

Sensor đo mức nước bằng radar của Orion:

Dòng sensor radar là thiết bị có thể nói là hiện đại nhất hiện nay trong công nghiệp. Hơn nữa thì nếu đến từ thương hiệu Orion – USA thì các bạn có thể tự tin về khả năng hoạt động của dòng này có thể phục vụ cho toàn bộ các loại môi chất trong công nghiệp. Không những có thể đo được mức chất lỏng – chất rắn mà còn có thể đo được thể tích.

Đặt biệt hơn với các môi trường có nhiều bụi là một điểm yếu của siêu âm thì với dòng radar này sẽ không là vấn đề. Các ứng dụng như đo mức xi măng liên tục, đo mức bột liên tục hay đo mức nước với dãy đo lớn như 0-20m, 0-50m nước giờ đây không còn là một vấn đề nan giải nữa.

Thông số của sensor đo mức bằng radar của Orion:

• Model: sản phẩm có mã là RDR350A-24DC
• Xuất xứ: được nhập khẩu từ hãng Orion – USA sản xuất tại Turkey
• Dãy đo: 0-20m và chúng ta có thể tùy chọn thang đo lên đến 0-50m
• Ứng dụng của cảm biến: đo mức, báo mức và đo thể tích chất rắn, bột, vật liệu rắn có nhiều bụi,…Đo mức nước, chất lỏng,…
• Nguồn cấp: sản phẩm sử dụng nguồn 24VDC
• Tín hiệu ngõ ra: tín hiệu dạng analog 4-20mA, 2x Relay Out 250V/1A  và Modbus RS485
• Tần số phát cảm biến: 24Ghz
• Hiển thị: có màn hình hiển thị tích hợp trên cảm biến
• Sai số: +/- 2 mm hoặc +/- 0,2 % trên toàn dãy đo
• Vật liệu của cảm biến: PP
• Vật liệu vỏ bảo vệ cảm biến: nhôm
• Kết nối: mặt bích DN100 hoặc vòng treo PN16
• Nhiệt độ hoạt động: nằm trong khoảng -20÷80°C
• Áp suất hoạt động: nằm trong khoảng 2Bar
• Độ phân giải đo được: 1cm
• Tiêu chuẩn bảo vệ: đạt tiêu chuẩn IP68, chống bụi chống nước rất tốt
• Thời gian bảo hành: lên đến 12 tháng 1 đổi 1 nếu có lỗi do nhà sản xuất

Sensor đo mức nước bằng siêu âm của Hawk:

Dòng này cũng tương tự dòng siêu âm bên trên của Orion về nguyên lý hoạt động cũng như về môi trường ứng dụng. Tuy nhiên thì không thể đo lường thể tích và cũng không có relay đóng ngắt mà chỉ cho ra tín hiệu dạng 4-20ma thôi nhé. Các bạn tham khảo các thông số kỹ thuật bên dưới.

Thông số của cảm biến siêu âm Hawk:

• Model: sản phẩm sẽ có model MWB1A
• Xuất xứ : Hawk – USA (được sản xuất tại Australia)
• Dãy đo: có thể tùy chọn 0-1m, 0-2m, 0-3m, 0-4m, 0-5m, 0-6m, 0-7m, 0-8m, 0-9m, 0-10m, 0-12m…40m
• Đo được các chất lỏng như: nước, nước thải, dầu, nhớt,…
• Vị trí lắp: trên đỉnh của tank, silo, hoặc điểm cao nhất của nơi cần đo.
• Ngõ ra (Output): Có thể tùy chọn ngõ ra 4-20mA / 20-4mA / 4-20mA Hart.
• Sai số: chỉ 0.25%
• Độ phân giải: 1mm
• Tần số phát: 50Khz
• Nhiệt độ làm việc: –40÷60°C
• Áp suất làm việc: -0.5÷3bar
• Có màn hình hiển thị ngay trên cảm biến với hai dòng led, giúp dễ dàng cài đặt và hiệu chuẩn dãy đo.
• Tiêu chuẩn bảo vệ: chống nước và chống bụi IP67.
• Nguồn cấp: 7÷28 VDC
• Độ phân giải của tín hiệu analog: 14 bit

Sensor đo mức nước bằng radar của Hawk:

Dòng này có khả năng đo lường được với dãy đo lên đến 65m cơ đấy. Dùng tốt cho môi chất là chất lỏng và chất rắn kể cả chất rắn có nhiều bụi. Các silo lớn chứa xi măng sẽ thường dùng loại này.

Thông số kỹ thuật:

• 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  -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: IP67, chống bụi và nước.
• Thời gian bảo hành: lên đến 12 tháng 1 đổi 1
• Trên cảm biến có màn hình hiển thị LCD với 2 dòng, dùng để hiệu chuẩn dãy đo / hiển thị / output của cảm biến.

Sensor đo mức nước bằng áp suất thủy tĩnh:

Các dòng đo lường mức nước bằng thủy tĩnh sẽ có một thế mạnh là có thể đo lường cho mực nước với dãy đo rất cao lên đến 100m nước. Tuy nhiên điểm yếu là chỉ có thể được sử dụng cho nước mà thôi nhé. Nguyên lý hoạt động sẽ dựa theo đại lượng áp suất thủy tĩnh, cứ xuống sâu 10m nước áp suất sẽ tăng thêm 1 bar. Chính vì thế mà dòng này thường được sử dụng để đo lường độ sâu của giếng nước, ao hồ, sông suối và là một giải pháp tiết kiệm cho các dãy đo cao.

Sensor đo mức nước bằng áp suất thủy tĩnh của Dinel – Cộng Hòa Séc:

• Model: sản phẩm có mã là HLM 25S
• Xuất xứ: được nhập khẩu từ hãng Dinel – Czech
• Nguồn cấp: cảm biến sử dụng nguồn dạng 24VDC.
• Ngõ ra (Output): cảm biến sử dụng tín hiệu LOOP 4-20mA/0-10V
• Sai số: trong khoảng 0.5% trên toàn dãy đo
• Dãy đo: có thể đo lường lớn nhất lên đến 100m nước, các bạn có thể chọn các dãy đo thấp hơn như 6m, 10m, 15m,…tùy vào nhu cầu nhé
• Nhiệt độ làm việc: cảm biến làm việc tốt trong khoảng từ 0-70°C
• Thời gian bảo hành: sản phẩm được bảo hành lên đến 12 tháng 1 đổi 1
• Vỏ bảo vệ của cảm biến được làm bằng SS316
• Dây cáp chịu nước với vật liệu Plastic PE

Sensor đo mức nước bằng áp suất thủy tĩnh của JSP – Cộng Hòa Séc:

• Model: sản phẩm có mã là D2415L
• Xuất xứ: được sản xuất bởi hãng JSP – Cộng Hòa Séc 
• Dãy đo: cảm biến có các dãy đo để chúng ta lựa chọn như 1m, 1.6m, 2.5m, 4m, 6m, 10m, 16m, 25m, 40m, 60m,…100m
• Mức sai số: cảm biến có sai số là 1%, 0.5% và 0.25%, tùy vào nhu cầu sử dụng mà ta lựa chọn cho phù hợp nhé.
• Thời gian phản hồi: trong vòng 10ms
• Tiêu chuẩn bảo vệ: khả năng kháng nước, kháng bụi đạt IP68
• Chịu nhiệt: khả năng chịu nhiệt cảm biến trong khoảng -10-80°C
• Màn cảm biến được làm bằng SS316.
• Tín hiệu ngõ ra (Output): ngõ ra của cảm biến là dạng analog 4-20mA
• Chiều dài: với phần dây cáp ta có thể tùy chọn, chú ý là chúng ta phải chọn chiều dài cáp lớn hơn hoặc bằng dãy đo. Ví dụ dãy đo 10m thì ta sẽ sử dụng dây cáp dài 12m
• Nguồn cấp cho cảm biến: sử dụng nguồn trong khoảng 12-36VDC, nhưng phổ biến là 24vdc
• Thời gian bảo hành: lên đến 12 tháng 1 đổi 1 nếu phát sinh lỗi từ phía nhà cung cấp

Sensor đo mức nước bằng điện dung:

Đây là dòng sensor đo mức dãy đo thấp, thường sẽ dưới 2m và có khả năng chịu nhiệt cao. Dòng này rất thích hợp cho các loại nồi hơi trong công nghiệp. Cảm biến có khả năng chịu nhiệt lên đến 200°C và chịu áp tận 35bar. Cảm biến sẽ hoạt động theo nguyên lý điện dung phát ra tần số trong quá trình hoạt động, mức chất lỏng dâng đến đâu sẽ tiếp xúc với que đo và cho ra tín hiệu đến đấy. Loại này có thể ứng dụng trong nhiều loại vật liệu khác như từ chất lỏng cho đến chất rắn nữa đấy.

• Model: sản phẩm có mã là CLM 36N
• Xuất xứ: được bên mình nhập khẩu từ Châu Âu
• Dãy đo: có thể tùy chọn nhiều dãy đo khác nhau lên đến 2000mm
• Tín hiệu ngõ ra (Output): tín hiệu analog 4-20ma
• Đường kính: cảm biến có đường kính trong khoảng 8-10mm
• Nhiệt độ làm việc: cảm biến có khả năng chịu nhiệt lên đến 200°C ở mức áp suất 35bar.
• Kết nối: kiểu ren cơ khí G1/2, G1, G3/8,…
• Nguồn cấp: cảm biến sử dụng nguồn 6-30VDC
• Tiêu chuẩn bảo vệ: chống bụi và chống nước IP68
• Thời gian bảo hành: lên đến 12 tháng 1 đổi 1 nếu phát sinh lỗi từ nhà sản xuất. 

Bộ hiển thị mực nước:

Nếu các bạn sử dụng cảm biến đo mức liên tục thì chắc hẵn sẽ phải sử dụng đến bộ hiển thị mực nước đúng không nào ? Sensor chỉ có khả năng đo lường chứ không có khả năng hiển thị trừ các dòng đo mức bằng sóng như radar hoặc siêu âm. Bộ hiển thị không chỉ đọc tín hiệu và còn có thể điều khiển nữa đấy. Thiết bị có thể xuất ra các dạng tín hiệu tuyến tính như 4-20ma, 0-20a, 0-5v, 0-10v, 1-5v, relay on/off, modbus rs485, profibus,…

Mình xin giới thiệu dòng hiển thị và điều khiển có model là OM402UNI được sản xuất tại Cộng Hòa Séc. Thiết bị có thể đọc được toàn bộ các dòng cảm biến đo mức liên tục hiện nay. Có khả năng hiển thị đơn vị m, m3, mm, Cm,…bao gồm 6 LED có thể cài đặt thông số thông qua 5 phím bấm vật lý.

Thông số của bộ hiển thị:

• Model: thiết bị có mã là OM402UNI
• Xuất xứ: sản phẩm được sản xuất tại hãng Orbit Merret – Cộng Hòa Séc.
• Ngõ vào (Input): 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): 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.
• Màn hình hiển thị dưới dạng số và phần trăm. Giúp cho việc quan sát mực nước trở nên dễ dàng hơn.
• Nguồn cấp: 80÷250VAC, ngoài ra có thể tùy chỉnh cấu hình là 10÷30VDC.
• 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: 12 tháng, 1 đổi 1 nếu có lỗi từ nhà sản xuất.

Sensor báo đầy báo cạn mức nước:

Đồng hành với việc đo mức nước và chất lỏng một cách liên tục thì nhu cầu đo mức đầy cạn cũng không ngừng tăng cao. Chính vì thế mà ta sẽ có thêm một vài dòng có khả năng báo mức nước dạng on/off rất tốt đến từ Châu Âu. Một số sẽ có thể đo lường cho chất lỏng và cả chất rắn, tín hiệu ngõ ra sẽ là dạng NO, NC hay relay on/off để cảnh báo.

Sensor báo đầy báo cạn mức nước bằng điện dung của Orion:

• Model: sản phẩm có mã là LSHD315
• Xuất xứ: được bên mình nhập khẩu từ hãng Orion – USA (made in Turkey)
• Tín hiệu ngõ ra (Output): ngõ ra của cảm biến dạng Relay NO/NC.
• Khả năng chịu áp: chịu áp suất lên đến 10bar
• Chiều dài: chiều dài của cảm biến khoảng 150mm. Các bạn có thể tùy chọn các chiều dài khác như 400mm, 650mm, 1150mm
• Thời gian phản hồi tín hiệu: độ trễ relay cao nhất 1s, gần như chúng ta không thể thấy được sự trễ tín hiệu
• Trọng lượng: cận nặng cảm biến là 0.8kg
• Nguồn cấp: cảm biến sử dụng nguồn điện 24VDC
• Tiêu chuẩn bảo vệ: khả năng kháng nước và kháng bụi IP68
• Nhiệt độ làm việc: cảm biến làm việc tốt trong khoảng nhiệt -20÷100°C
• Tần số hoạt động: cảm biến phát ra tần số 1.5MHZ
• Kiểu nối ren: kiểu ren cơ khí R1 1/2
• Thiết bị đạt các chứng chỉ EN 6100-6-4:2001, EN 61000-6-2:2005, EN 61010-1:2001
• Cảm biến có khả năng chỉnh độ nhạy cho phù hợp từng vật liệu.

Sensor báo đầy báo cạn mức nước bằng điện dung của Dinel:

• Model: sản phẩm có mã là CLS-23N và DLS-27N
• Xuất xứ: nhập khẩu từ hãng Dinel – Cộng Hòa Séc
• Ngõ ra (Output): tín hiệu ngõ ra của cảm biến dạng PNP, relay on/off
• Chiều dài cảm biến: chúng ta có thể chọn từ 50mm đến 1000mm. Tuỳ theo vị trí lắp  mà chúng ta lựa chọn chiều dài thích hợp.
• Nguồn cấp: nguồn cấp cho cảm biến là 6-30VDC
• Thời gian đáp ứng cảm biến: phản hồi tín hiệu trong 0.1s
• Khả năng chịu nhiệt: cảm biến chịu nhiệt độ trong khoảng từ -30-150°C hoặc 200°C
• Khả năng chịu áp suất: cao nhất 30bar tại 150 độ C.
• Tiêu chuẩn bảo vệ: khả năng kháng nước và bụi đạt IP68
• Thời gian bảo hành: lên đến 12 tháng 1 đổi 1 nếu có lỗi từ nhà sản xuất
• Cảm biến có thể hiệu chuẩn độ nhạy phù hợp các chất lỏng khác nhau.
• Khả năng chống cháy nổ nếu dùng trong xăng dầu

Tham khảo thêm thiết bị này tại bài viết cảm biến đo mức chất rắn

Trên đây là những thông tin cũng như các kiến thức cần thiết về các dòng Sensor đo mức nước và chất lỏng, hy vọng sẽ giúp ích cho những bạn có như sử dụng. Ngoài ra bên mình còn cung cấp các loại cảm biến đo mức thủy tĩnh, Cảm biến đo mức siêu âm các bạn có thể tham khảo nếu có nhu cầu. Mọi thắc mắc cần tư vấn các bạn có thể liên hệ mình qua các thông tin sau:

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

Email: An.nguyen@bff-tech.com