Mến chào tất cả các bạn nhé, trong bài viết này mình xin giới thiệu đến các bạn các dòng cảm biến đo lường trong môi trường đặc biệt như hóa chất, axit, chất độc hại, chất thải công nghiệp, chất ăn mòn. Nếu các bạn đang có nhu cầu chọn mua cho mình một thiết bị như vậy thì có thể tham khảo bài viết này của mình nhé. Cảm biến đo mức hóa chất là gì ? Phạm vi sử dụng của loại cảm biến này ở đâu ? Có các loại cảm biến đo mức hóa chất nào ? Các thông số kỹ thuật của từng loại ra sao ? Chúng có ưu và nhược điểm gì ? Và đó cũng chính là những nội dung chính mà mình muốn chia sẻ đến các bạn trong bài viết này, hy vọng sẽ phần nào giúp ích các bạn trong quá trình tìm hiểu và chọn mua.

Trong các ngành công nghiệp nói chung hay các nhà máy, xí nghiệp chuyên sản xuất, chế tạo nói riêng thì việc tiếp xúc hoặc làm việc với hóa chất hay axit là một điều khá bình thường. Và hơn hơn thế nữa, các ngành công nghiệp này đã và đang phát triển rất nhiều trong thời buổi hiện nay. Có thể nói đây là một lĩnh vực có tầm quan trọng khá lớn đối với đời sống của chúng ta hiện nay. Chính vì thế mà nhu cầu đo lường các hóa chất công nghiệp trong quá trình sản xuất hiện nay đang dần tăng lên. Và đó cũng chính là mục tiêu mà mình muốn đề cập đến để giới thiệu về cảm biến đo mức hóa chất, một thiết bị công nghiệp đang khá phổ biến hiện nay.

Tóm tắt bài viết

1 Cảm biến đo mức hóa chất – axit là gì ?
2 Phạm vi sử dụng của loại cảm biến đo mức hóa chất này ở đâu ?
3 Có các loại cảm biến đo mức hóa chất nào ?

Cảm biến đo mức hóa chất – axit là gì ?

Trước khi tìm hiểu sâu về loại cảm biến này thì chúng ta sẽ cần hiểu sơ lược về định nghĩa cũng như khái niệm của chúng nhé. Cảm biến đo mức hóa chất hay axit là một thiết bị công nghiệp có khả năng đo lường mức hóa chất công nghiệp hay các chất độc hại trong các nhà máy một cách chính xác và hiệu quả. Với các tính năng sẵn có cộng với các cách thức đo lường đặc biệt thì loại thiết bị này có thể dễ dàng đo lường một cách nhanh chóng trong các môi trường độc hại để thay thế con người.

Phạm vi sử dụng của loại cảm biến đo mức hóa chất này ở đâu ?

Về phạm vi ứng dụng của loại cảm biến này cũng khá đa dạng. Chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp chúng trong các nhà máy sản xuất các loại chất lỏng độc hại dùng trong sinh hoạt như các loại thuốc diệt muỗi, côn trùng,…Cho đến các nhà máy sản xuất thuốc trừ sâu, phân bón, các hóa chất tạo màu,…Chúng ta cũng có thể thấy cảm biến đo mức hóa chất trong các khu công nghiệp chế biến các loại keo, hồ, chất kết dính độc hại,… Thiết bị này có thể hoàn toàn thay thế con người trong các ứng dụng này để hoàn thành công việc.

Ngoài ra các loại cảm biến đo mức hóa chất còn có thể dùng để đo các chất lỏng thông thường như nước, nước thải, nước giải khát,…Nói chung thì chúng có khá nhiều phạm vi sử dụng với khả năng hoạt động tốt nhất là trong các môi trường chất lỏng trong các bể chứa, thùng chứa lớn hay các silo chứa

Có các loại cảm biến đo mức hóa chất nào ?

Trên thị trường hiện nay có khá nhiều loại cảm biến đo mức hay báo mức hóa chất công nghiệp. Mỗi loại đều có những đặc điểm và thế mạnh riêng, tuy nhiên trong bài viết này mình chỉ giới thiệu đến các bạn 4 dòng cảm biến được dùng rộng rãi và phổ biến nhất hiện nay. Đó là cảm biến đo mức bằng sóng siêu âm, cảm biến đo mức bằng điện dung và cảm biến đo mức bằng sóng siêu âm. Các bạn sẽ có thể biết thêm về các thông tin cũng như cách thức đo lường của các thiết bị này một cách chi tiết nhất.

Cảm biến đo mức hóa chất – axit bằng siêu âm ORION ECH306 VÀ ECH310:

Cảm biến siêu âm model ECH306:

Dòng cảm biến này sẽ hoạt động tốt nhất trong khoảng đo từ 0-6m tính từ vị trí lắp cho đến đáy thùng chứa hay silo chứa vật liệu. Có thể đo lường trong hầu hết các môi trường mình vừa đề cập bên trên. Các thông số các bạn cần quan tâm là:

Model: sản phẩm có mã là ECH306
Thương hiệu: đến từ hãng Orion – USA
Sản xuất: được sản xuất tại Turkey (Thổ Nhĩ Kì).
Dãy đo: cảm biến có dãy đo lớn nhất là 6m có thể đo bất kỳ dãy đo từ 6m trở xuống.
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 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″

Cảm biến siêu âm model ECH312:

Với dòng cảm biến siêu âm này thì chức năng sẽ hoàn toàn tương tự và cũng có khả năng đo lường trong các môi trường kể trên. Tuy nhiên điểm khác nhau rõ nhất là nằm ở khoảng đo, dòng này cho phép chúng ta đo lường trong khoảng từ 0-12m cũng tính từ vị trí lắp đến đáy thùng chứa. CÁc thông số cần quan tâm như:

Model: sản phẩm có mã là ECH312
Thương hiệu: đến từ hãng Orion – USA
Sản xuất: được sản xuất tại Turkey (Thổ Nhĩ Kì).
Dãy đo: cảm biến có dãy đo lớn nhất là 12m có thể đo bất kỳ dãy đo từ 12m trở xuống.
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 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″

Cảm biến đo mức hóa chất – axit bằng siêu âm HAWK MWB1A:

Cảm biến đo mức siêu âm hay còn gọi là cảm biến báo mức chất lỏng bằng sóng siêu âmChính vì các cảm biến dạng siêu âm hiện nay được dùng quá rộng rãi trong các công ty, nhà máy, xí nghiệp chế biến và sản xuất hiện nay. Không chỉ có cách thức đo lường hiện đại và phạm vi sử dụng của dòng cảm biến này cũng khá rộng, thiết bị có thể hoạt động tốt trong hầu hết các loại chất lỏng hiện nay. Để hiểu thêm chi tiết các bạn có thể đọc tiếp theo mình trình bày dưới đây.

Nguyên lý hoạt động:

Về nguyên lý hoạt động của loại cảm biến này rất thú vị là không kém phần hiện đại. Trong quá trình làm việc mà cụ thể là đo lường, cảm biến sẽ phát ra sóng điện từ dạng siêu âm. Tín hiệu sóng này sẽ lan truyền trong môi trường cần đo như chất lỏng, axit hay hóa chất công nghiệp. Sóng lan truyền sẽ đến bề mặt chất lỏng hay hóa chất bên trong bể chứa và sau đó phản xạ ngược lại truyền về cảm biến.

Tại đây bộ phận của cảm biến có nhiệm vụ tính toán và xử lý các thông số trong quá trình truyền sóng điện từ. Dựa vào tốc độ và thời gian phản hồi của sóng truyền về mà có thể cho ra giá trị mức hóa chất hay chất lỏng đo được một cách dễ dàng.

Các thông số kỹ thuật:

Các bạn có thể tham khảo một số thông số kỹ thuật cơ bản của cảm biến siêu âm tại đây.

Model: có mã sản phẩm là 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,…Thậm chí là axit hay hóa chất công nghiệp
Ngõ ra (Output): Có thể tùy chọn ngõ ra 4-20mA / 20-4mA / 4-20mA Hart.
Nhiệt độ làm việc: -40÷60°C
Áp suất làm việc: -0.5÷3bar
Sai số: chỉ 0.25%
Độ phân giải: 1mm
Tần số phát: 50Khz
Có màn hình hiển thị ngay trên cảm biến với hai dòng led, giúp dễ dàng cài đặt và hiệu chuẩn dãy đo.
Vị trí lắp: trên đỉnh của tank, silo, hoặc điểm cao nhất của nơi cần 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

Cảm biến đo mức siêu âm — **Màn hình hiển thị của cảm biến**

Các ưu điểm của cảm biến:

Các ưu điểm có thể kể đến của dòng cảm biến siêu này là:

Có khả năng đo lường hầu hết các chất lỏng hiện nay trong công nghiệp.
Có tín hiệu ngõ ra là dạng analog 4-20mA có thể truyền đi xa mà không sợ bị nhiễu gây sai số.
Là dòng cảm biến được tích hợp màn hình hiển thị giá trị đo được.
Có tuổi thọ khá lâu khoảng 10 năm.

Các nhược điểm của cảm biến:

Bên cạnh những ưu điểm thì cảm biến cũng có một số nhược điểm cần nói đến như:

Vì là sản phẩm cao cấp và nhiều ứng dụng nên giá thành sẽ có phần cao hơn so với các loại cảm biến khác.
Cần phải tuân thủ một số yêu cầu lắp đặt để đảm bảo cảm biến hoạt động tốt nhất.

Cách lắp đặt cảm biến:

Và trong phần này mình sẽ hướng dẫn các bạn cách thức lắp đặt sao cho hiệu quả nhất mà không gây sai số. Cụ thể trước tiên các bạn cần tuân thủ một số yêu cầu như sau:

Ưu tiên lắp cảm biến theo phương vuông góc với mực chất lỏng hay hóa chất.
Tránh lắp cảm biến ngay các cánh khuấy (đối với các bể chứa có cánh khuấy)
Lắp đặt sao cho phần phát sóng của cảm biến nằm bên trong lòng bể chứa.

Để dễ hình dung mình sẽ cung cấp các hình ảnh mô phỏng bên dưới để các bạn có thể tham khảo.

Link chi tiết sản phẩm Tại đây.

Cảm biến đo mức hóa chất dạng sóng radar:

Với dòng cảm biến này, chúng ta sẽ có loại cảm biến với nguyên lý làm việc tương tự như cảm biến siêu âm vừa nói trên. Cũng hoạt động dựa trên nguyên lý thu phát sóng điện từ trong môi trường. Thiết bị này cũng sẽ hoạt động rất tốt trong môi trường hóa chất độc hại hay axit trong công nghiệp. Bên canh đó còn có thể đo lường trong các ứng dụng khác như than đá, xi măng, bột, nước, nước thải,…

Nguyên lý hoạt động:

Cảm biến đo mức dạng sóng radar có nguyên lý hoạt động như sau:

Cảm biến sẽ hoạt động dựa trên nguyên lý phát sóng điện từ. Cụ thể là trong quá trình làm việc thì cảm biến sẽ phát ra sóng với tần số cố định (tần số sẽ ảnh hưởng đến dãy đo của cảm biến). Sau đó sóng điện từ sẽ lan truyền trong không gian và truyền đến bề mặt xi măng hay vật liệu cần đo. Tiếp theo đó sóng điện từ sẽ bị phản xạ lại, lúc này bộ phân transmitter của cảm biến có nhiệm vụ tính toán các thông số.

Bằng cách tính toán các thông số vận tốc và thời gian thu phát sóng sẽ cho ra được khoảng cách từ cảm biến đến mức xi măng mà cho ra mức nguyên liệu cụ thể.

Bộ phận transmitter của cảm biến sẽ có nhiệm vụ chuyển tín hiệu khoảng cách đo được thành tín hiệu hiệu điện dạng 4-20mA hoặc 0-10V. Với tín hiệu này chúng ta có thể truyền đi với khoảng cách xa một cách dễ dàng mà không lo bị nhiễu gây sai số.

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:

50Khz: thì có thể đo được chất lỏng dãy đo cao nhất 5m (điểm chết là 0.25m)
40khz: thì có thể đo được chất lỏng dãy đo cao nhất 7m (điểm chết là 0.3m)
30khz: thì có thể đo được chất lỏng cao nhất 11m (điểm chết là 0.35m)
20khz: thì có thể đo được chất lỏng cao 20m và đo được chất rắn cao nhất 10m (điểm chết là 0.45m)
15khz: thì có thể đo được chất lỏng cao 30m và đo được chất rắn là 20m (điểm chết 0.6m)
10khz: thì có thể đo được chất lỏng cao 60m và đo được chất rắn là 40m (điểm chết 1m)
5khz: thì có thể đo được cả chất lỏng và chất rắn với dãy đo 60m (điểm chết là 1.5m)
4khz: thì 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.

Ưu điểm của dòng cảm biến dạng sóng radar:

Các ưu điểm của dòng cảm biến này phải kể đến như:

Hoạt động tốt trong các môi trường như mực nước sông, giếng ướt, màn hình đầu vào, bể chứa, bể chứa, trạm bơm, tháp nước, đập, mực nước lưu vực, lưu trữ hóa chất.
Dùng tốt trong khai thác mỏ: băng tải, máng chặn, kho dự trữ, máy xếp, thu hồi, silo lưu trữ, vv
Còn có thể dùng trong trạm điện, hầm lò hơi, hầm than thô, hố tro, silo tro, v.v.
Các môi trường khác: thực phẩm, xi măng, nhựa, ngũ cốc, hóa chất, giấy, thủy lợi, mỏ đá.
Chống nhiễu do sóng radar tần số thấp xuyên qua bụi, khói, sương, …

Link chi tiết sản phẩm cảm biến siêu âm đo mức

Cảm biến đo mức hóa chất dạng điện dung:

Và đây cũng chính là loại cảm biến cuối cùng mà mình muốn đề cập trong bài viết này. Dòng cảm biến này hoạt động dựa vào nguyên lý điện dung. Tức là cảm biến sẽ có 1 bộ phận dây dẫn được lắp từ đỉnh cho đến đáy của bể chứa. Trong lúc nạp hóa chất hay chất lỏng thì dây dẫn sẽ tự cảm nhận và truyền tín hiệu để cảm biến xử lý và cho ra giá trị mực chất lỏng cần đo.

Các thông số kỹ thuật:

Cảm biến đo mức hóa chất dạng điện dung sẽ có một số thông số kỹ thuật như sau:

Xuất xứ: Hawk – USA, sản xuất tại Australia.
Dãy đo: ≤ 1m.
Nhiệt độ hoạt động: 200°C
Áp suất làm việc : ≤ 75bar tại 30°C, ≤ 50bar tại 85°C, ≤ 45bar tại 120°C, ≤ 40bar tại 150°C và ≤ 35bar tại 200°C.
Ngõ ra (Output): tín hiệu dạng analog 4-20mA.
Sai số: 0.1% trên toàn dãy đo.
Kiểu kết nối: G3/4, M27x2, M30x1.5, NPT 3/4.
Vật liệu cảm biến: INOX có bọc lớp PTFE.
Chiều dài dây cáp: 1÷5m

Các ưu điểm của cảm biến điện dung:

Cảm biến sẽ có một số ưu điểm như sau:

Đo lường hiệu quả các chất độc hại như axit, hóa chất công nghiệp,…
Khả năng chịu áp suất cao.
Sai số cực thấp trên toàn dãy đo, đảm bảo làm việc chính xác.
Là một trong những thiết bị đo lường hiện đại nhất hiện nay.

Bộ hiển thị giá trị mực hóa chất đo được:

Khi nào chúng ta cần dùng đến bộ hiển thị giá trị đo đạc của cảm biến đo mức hóa chất ? Như các bạn cũng đã biết thì hầu hết các loại cảm biến đo mức hiện nay trên thị trường vẫn chưa được trang bị màn hình hiển thị. Riêng cảm biến siêu âm thì được tích hợp màn hình nhưng chỉ có thể quan sát ở khoảng cách gần.

Tuy nhiên, các loại cảm biến vừa kể trên luôn hoạt động trong môi trường hóa chất độc hại nên việc thường xuyên giám sát các giá trị đo đạc là một điều bất khả thi. Về lâu dài sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe, chính vì thế mà ta cần đến bộ hiển thị để có thể quan sát giá trị đo ở khoảng cách xa để bảo đảm an toàn.

Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng hiển thị mực nước hay chất lỏng có model OM402UNI được công ty mình nhập khẩu từ Cộng Hòa Séc. Đây là một trong những thị trường sản xuất thiết bị công nghiệp hàng đầu hiện nay.

Thông số kỹ thuật:

Model: sản phẩm có mã là OM402UNI
Xuất xứ: được sản xuất bởi 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.
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.

Ứng dụng của bộ hiển thị:

Mình sẽ lấy một ví dụ cụ thể để các bạn có thể hình dung về ứng dụng của thiết bị này:

Cụ thể là chúng ta có nhu cầu đo lường một bể hóa chất công nghiệp, và hơn thế nữa chúng ta cần quan sát thường xuyên để lưu trữ các số liệu đo được. Các bạn có thể lắp đặt một hệ thống bao gồm các thiết bị như sau:

Cụ thể là trong quá trình làm việc thì cảm biến lắp ở các bể chứa sẽ truyền tín hiệu analog 4-20ma về cho bộ hiển thị. Bộ hiển thị các bạn có thể lắp đặt tại nơi dễ quan sát nhất. Tại đây bộ hiển thị có nhiệm vụ hiển thị giá trị mà cảm biến đang đo được tại từng mốc thời gian khác nhau. Và hơn thế nữa từ bộ hiển thị các bạn có thể xuất tín hiệu analog truyền tiếp về cho PLC để xử lý.

Hoặc nếu không có PLC các bạn có thể xuất tín hiệu Relay để tự động đóng ngắt các động cơ nạp hóa chất phòng trường hợp hóa chất gần đầy bể.

Trên đây là những thông tin cũng như các kiến thức cần thiết về cảm biến đo mức hóa chất, 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 khác như cảm biến đo mức nhiên liệu 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

[Total: 1 Average: 5/5]