Trong các nhà máy, xí nghiệp hiện nay, việc giám sát và kiểm soát mức chất lỏng là một phần quan trọng trong quá trình tự động hóa sản xuất. Để đảm bảo quá trình vận hành liên tục, an toàn và chính xác, việc áp dụng các phương pháp đo mức chất lỏng phổ biến hiện nay trở nên cần thiết.
Tùy vào từng loại chất lỏng, yêu cầu kỹ thuật và điều kiện môi trường, các doanh nghiệp có thể lựa chọn cảm biến chênh áp, điện dung, siêu âm, radar hoặc cảm biến áp suất màng. Việc này giúp tối ưu hóa hiệu quả sản xuất và giảm thiểu rủi ro vận hành.
1. Các phương pháp đo mức chất lỏng phổ biến hiện nay
Đo mức chất lỏng bằng cảm biến điện dung
Việc giám sát và đo mức chất lỏng trong các nhà máy, xí nghiệp là yếu tố quan trọng để đảm bảo quá trình sản xuất ổn định, chính xác và an toàn. Hiện nay, có nhiều phương pháp đo mức chất lỏng phổ biến, phù hợp với các loại bồn chứa, chất lỏng và yêu cầu kỹ thuật khác nhau. Dưới đây là các phương pháp chính đang được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp.
Đo mức chất lỏng bằng chênh lệch áp suất (Differential Pressure)
Cảm biến đo mức chênh áp hoạt động dựa trên nguyên lý đo sự chênh lệch áp suất giữa hai điểm để xác định mực chất lỏng. Với bồn kín, như lò hơi, cảm biến có hai ngõ vào High và Low để đo áp suất và quy đổi thành mức nước. Đối với bồn hở, cảm biến thả chìm áp suất thấp có thể đo trực tiếp mực nước từ 0 - 2,5 m, tín hiệu xuất ra dạng 4 - 20 mA. Phương pháp này có ưu điểm độ chính xác cao, đáp ứng tiêu chuẩn an toàn trong các nhà máy lớn. Tuy nhiên, chi phí cảm biến cao, nên có thể dùng giải pháp kết hợp 2 cảm biến áp suất thường và bộ chuyển đổi tín hiệu để giảm chi phí nhưng vẫn đạt hiệu quả đo chênh áp.
Đo mức chất lỏng bằng chênh lệch áp suất
Đo mức chất lỏng kiểu điện dung (Capacitive Level Sensor)
Cảm biến điện dung đo mức chất lỏng thông qua sự thay đổi điện dung giữa que đo và bồn chứa. Với chất lỏng dẫn điện như nước, dung dịch, cảm biến nhận biết mức nước dựa trên khả năng dẫn điện. Với chất lỏng không dẫn điện như dầu, xăng hoặc chất rắn, cảm biến đo sự thay đổi điện dung giữa bề mặt môi chất và que đo. Phương pháp này thích hợp cho môi trường nhiệt độ và áp suất cao, hoạt động ổn định, giá thành cạnh tranh. Tuy nhiên, sai số nhỏ dưới 1% và cần lưu ý khi bồn có cánh khuấy.
Đo mức chất lỏng bằng sóng siêu âm (Ultrasonic Level Sensor)
Đo mức chất lỏng bằng sóng siêu âm
Cảm biến siêu âm đo mức chất lỏng không tiếp xúc với môi chất. Nguyên lý hoạt động dựa trên phát sóng siêu âm tới bề mặt chất lỏng, sóng phản xạ trở lại cảm biến và thời gian phản hồi được chuyển đổi thành tín hiệu 4–20 mA, quy đổi ra mức chất lỏng. Ưu điểm của phương pháp này là lắp đặt đơn giản, tốc độ phản ứng nhanh và dãy đo có thể điều chỉnh linh hoạt. Nhược điểm là chỉ áp dụng cho môi trường nhiệt độ và áp suất thông thường, không thích hợp với bồn chứa nhiệt độ cao hoặc áp suất lớn.
Đo mức chất lỏng bằng sóng Radar (Radar Level Sensor)
Cảm biến radar có độ chính xác cao, hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt. Có hai loại: không tiếp xúc và tiếp xúc. Radar không tiếp xúc hoạt động tương tự cảm biến siêu âm nhưng sóng radar phản hồi nhanh hơn nhờ tốc độ ánh sáng. Radar tiếp xúc phát sóng trên que đo, phản hồi khi gặp môi chất, xử lý tín hiệu và xuất ra dạng 4–20 mA. Phương pháp này đo chính xác ±2 mm trên toàn dãy, chịu được nhiệt độ, áp suất cao, thích hợp cho chất lỏng, chất rắn và môi trường công nghiệp khắc nghiệt. Nhược điểm là giá thành cao.
Đo mức chất lỏng bằng cảm biến áp suất màng
Cảm biến áp suất màng đo mức chất lỏng dựa trên áp suất tác động lên màng cảm biến. Nguyên lý tương tự cảm biến chênh áp nhưng cho độ chính xác cao hơn. Phương pháp này đo được chất lỏng có nhiều tạp chất, chất lỏng nhiệt độ cao, dung dịch nhớt hoặc đặc sệt. Dãy đo có thể cài đặt nhỏ nhất từ 0–10 mmH2O, phù hợp với các ứng dụng yêu cầu đo chi tiết và chính xác.
Cảm biến áp suất màng
2. Tiêu chí lựa chọn phương pháp đo mức chất lỏng
Khi lựa chọn phương pháp đo mức chất lỏng, các doanh nghiệp cần cân nhắc các yếu tố kỹ thuật và môi trường vận hành:
Loại chất lỏng và đặc tính vật lý của môi chất: Mỗi phương pháp đo mức chất lỏng có ưu nhược điểm riêng, phù hợp với các loại chất lỏng khác nhau. Chất lỏng dẫn điện như nước hoặc dung dịch có thể dùng cảm biến điện dung, trong khi chất lỏng không dẫn điện như dầu, xăng hoặc các chất đặc sệt cần phương pháp khác như radar hoặc áp suất màng. Ngoài ra, tính chất vật lý như độ nhớt, độ ăn mòn, nhiệt độ và áp suất của môi chất cũng quyết định lựa chọn phương pháp đo để đảm bảo cảm biến hoạt động ổn định và bền bỉ.
Yêu cầu về độ chính xác và dãy đo: Một yếu tố quan trọng khác là mức độ chính xác cần đạt được và phạm vi đo của bồn chứa. Các ứng dụng yêu cầu đo liên tục và độ chính xác cao, như lò hơi công suất lớn hoặc bồn hóa chất, sẽ ưu tiên cảm biến radar hoặc chênh áp. Trong khi đó, những ứng dụng ít nhạy cảm hơn về độ chính xác có thể sử dụng cảm biến siêu âm hoặc điện dung với sai số chấp nhận được. Dãy đo cũng cần phù hợp với chiều cao bồn chứa để tránh vượt quá giới hạn kỹ thuật của thiết bị.
Điều kiện môi trường vận hành: Môi trường xung quanh bồn chứa ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ và hiệu quả đo. Các yếu tố như nhiệt độ, áp suất, hơi hóa chất, bụi, bồn kín hoặc hở, có cánh khuấy hay không sẽ quyết định phương pháp đo. Một phương pháp đo không phù hợp với điều kiện môi trường có thể gây sai số, hư hỏng cảm biến hoặc gián đoạn vận hành.
Chi phí, bảo trì và khả năng tích hợp hệ thống: Cuối cùng, chi phí đầu tư, bảo trì định kỳ và khả năng tích hợp vào hệ thống tự động hóa hiện có là tiêu chí quan trọng. Các phương pháp đo mức như radar có độ chính xác cao nhưng chi phí đầu tư lớn, trong khi cảm biến siêu âm hay điện dung có giá thành hợp lý hơn. Doanh nghiệp cần cân nhắc giữa hiệu quả vận hành và chi phí để lựa chọn giải pháp tối ưu, dễ bảo trì và thích hợp tích hợp với hệ thống điều khiển trung tâm.
Cảm biến đo mức chất lỏng dạng phao
3. NTD - Nhà cung cấp thiết bị cảm biến đo mức chất lỏng uy tín
Công ty NTD, thành lập năm 2012, là đơn vị uy tín trong phân phối thiết bị tự động hóa, cảm biến đo mức chất lỏng và các thiết bị công nghiệp khác. NTD cung cấp giải pháp trọn gói cho nhà máy, xí nghiệp, từ khảo sát, tư vấn, thiết kế, đến thi công và lắp đặt hệ thống tự động hóa.
NTD là đại lý và nhà phân phối các hãng thiết bị hàng đầu thế giới như Honeywell, Maxon, Eclip, Abzil, M-System, Merachal, Asco, Topworx và nhiều thương hiệu khác. Các thiết bị cung cấp gồm cảm biến áp suất, cảm biến điện dung, cảm biến siêu âm, radar, van khí nén và hệ thống điều khiển tự động.
Với đội ngũ kỹ thuật giàu kinh nghiệm, NTD hỗ trợ khách hàng lựa chọn phương pháp đo mức chất lỏng phù hợp, đảm bảo độ chính xác, an toàn và chi phí tối ưu. Công ty cũng cung cấp dịch vụ bảo trì, hiệu chuẩn thiết bị và tư vấn kỹ thuật liên tục, giúp các doanh nghiệp vận hành hệ thống ổn định và bền vững.
Việc áp dụng các phương pháp đo mức chất lỏng phổ biến hiện nay mang lại nhiều lợi ích trong việc giám sát, kiểm soát và tự động hóa các quy trình công nghiệp. Lựa chọn đúng loại cảm biến và phương pháp phù hợp với từng môi trường, chất lỏng giúp tăng độ chính xác và hiệu quả vận hành. Công ty NTD với kinh nghiệm nhiều năm trong cung cấp thiết bị tự động hóa và đo lường, là đối tác uy tín giúp các doanh nghiệp triển khai các giải pháp đo mức chất lỏng chất lượng, đảm bảo tiến độ, an toàn và chi phí hợp lý.
Viết bình luận