Cảm biến đo mức radar đang trở thành lựa chọn hàng đầu trong công nghiệp nhờ độ chính xác cao, hoạt động ổn định và phù hợp với cả chất lỏng lẫn chất rắn trong môi trường khắc nghiệt. Với khả năng đo không tiếp xúc, xuyên bụi - chịu nhiệt - chống hơi nước, cảm biến radar đo mức mang lại độ tin cậy vượt trội cho bồn chứa, silo và các ứng dụng quan trọng.
Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về nguyên lý cảm biến radar, các dòng thiết bị phổ biến cũng như ưu điểm nổi bật khi sử dụng công nghệ radar trong đo mức công nghiệp.
1. Cảm biến đo mức radar là gì?
Cảm biến đo mức radar (Radar Level Transmitter) là thiết bị dùng sóng radar tần số cao để đo mức chất lỏng, chất rắn, bột, hạt hoặc slurry trong bồn chứa và silo.
Thiết bị hoạt động không tiếp xúc, chịu được điều kiện khắc nghiệt như bụi dày, nhiệt độ cao, áp suất lớn. Vì vậy cảm biến đo mức radar được sử dụng rộng rãi trong:
- Hóa chất
- Xử lý nước – nước thải
- Xi măng, cát, đá, clinker
- Thực phẩm – đồ uống
- Dầu khí
- Nhiên liệu, hóa chất ăn mòn
→ Cảm biến đo mức Radar hiện là công nghệ đo mức ổn định và chính xác nhất hiện nay.
Xem thêm: Cảm biến báo mức chất rắn dạng xoay chính xác, hiệu quả
2. Nguyên lý cảm biến radar hoạt động như thế nào?
Cảm biến radar đo mức dựa trên nguyên lý thời gian truyền - Time of Flight (TOF). Nguyên lý hoạt động cơ bản của cảm biến radar là phát ra một xung sóng điện từ (microwave) và đo thời gian sóng truyền từ cảm biến đến bề mặt vật liệu rồi phản xạ trở lại. Thời gian truyền, phản hồi (time-of-flight) được dùng để tính toán khoảng cách đến bề mặt.
Nguyên lý hoạt động chi tiết theo từng bước
- Cảm biến phát ra một xung radar thông qua anten dạng thanh điện môi (dielectric rod antenna) hoặc kèn kim loại (metal horn antenna).
- Sóng điện từ lan truyền xuống bề mặt vật liệu cần đo và phản xạ trở lại cảm biến.
- Anten thu lại sóng phản xạ và chuyển đổi thành tín hiệu điện.
- Tín hiệu điện được khuếch đại và đưa vào hệ thống xử lý.
- Cảm biến đo thời gian sóng radar đi đến bề mặt vật liệu và quay lại theo nguyên lý time-of-flight.
- Bộ vi xử lý tính toán khoảng cách dựa trên tốc độ ánh sáng và thời gian truyền, phản hồi theo công thức: Khoảng cách = (Thời gian x Tốc độ ánh sáng)/2 (Chia 2 vì sóng mất thời gian cho cả lượt đi và lượt về.)
- Khoảng cách đo được được chuyển đổi tuyến tính thành tín hiệu dòng 4-20 mA.
- Ngoài ra, cảm biến có thể truyền dữ liệu qua RS232 hoặc RS485 để kết nối máy tính phục vụ chẩn đoán, cấu hình thông số hoặc ghi log dữ liệu.
- Từ giá trị khoảng cách, thiết bị xác định mức vật liệu thực tế trong bồn chứa.
Ưu điểm của nguyên lý radar
- Không bị ảnh hưởng bởi bụi, hơi nước, bọt, nhiệt độ, áp suất
- Độ chính xác cao: ±2 mm hoặc tốt hơn
- Không cần tiếp xúc với chất đo → tuổi thọ cao
- Phù hợp cho môi trường nguy hiểm (ATEX, Ex-proof)
3. Các loại cảm biến radar đo mức phổ biến
Cảm biến đo mức radar được thiết kế với nhiều công nghệ và cấu trúc khác nhau để phù hợp cho từng loại vật liệu và điều kiện ứng dụng. Dưới đây là những dòng radar phổ biến nhất hiện nay trong công nghiệp.
3.1. Radar sóng liên tục FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave - 80 GHz / 120 GHz)
Đây là công nghệ radar hiện đại nhất, sử dụng sóng liên tục có tần số cao, thay đổi theo thời gian.
Đặc điểm nổi bật:
- Tần số cao 80 GHz – 120 GHz → chùm sóng hẹp, chống nhiễu tốt.
- Độ phân giải cao → đo chính xác ngay cả khi bồn có cấu trúc phức tạp.
- Xuyên bụi cực mạnh, đặc biệt phù hợp silo chứa chất rắn dạng bột/hạt.
- Tầm đo xa lên đến 120 mét.
Ứng dụng:
- Silo xi măng, clinker, bột đá, bột than
- Nguyên liệu rời, thức ăn chăn nuôi
- Silo cao, nhiều bụi, điều kiện khắc nghiệt
3.2. Radar xung (Pulsed Radar – 26 GHz / 6 GHz / 10 GHz)
Công nghệ radar phát xung ngắn, đo thời gian phản hồi để tính khoảng cách. Đây là dòng phổ biến nhất hiện nay nhờ giá thành hợp lý và dễ sử dụng.
Ưu điểm:
- Đo được cho chất lỏng và chất rắn
- Chi phí thấp hơn FMCW
- Ít bị ảnh hưởng bởi hơi nước và áp suất trong bồn
- Lắp đặt, cấu hình đơn giản
Ứng dụng:
- Bể nước thô, nước thải
- Bồn hóa chất khác nhau
- Bồn dầu, nhiên liệu
- Bồn thực phẩm, dung dịch
3.3. Radar dẫn sóng (GWR – Guided Wave Radar)
Loại radar sử dụng dây hoặc que dẫn sóng để truyền và thu sóng radar, hoạt động theo nguyên lý TDR (Time Domain Reflectometry).
Đặc điểm nổi bật:
- Độ chính xác cao, đặc biệt với bồn nhỏ hoặc không gian hẹp
- Không bị ảnh hưởng bởi bụi, bọt, hơi nước
- Đo được mức giao diện 2 pha (ví dụ: nước – dầu)
- Tín hiệu mạnh và ổn định trong nhiều điều kiện
Ứng dụng:
- Bồn hóa chất, bồn áp suất
- Bể phản ứng, bồn khuấy
- Bồn nhỏ, bồn có nhiều vật cản
- Đo giao diện hai lớp chất lỏng
3.4. Radar dùng cho chất rắn (Solid Radar – 80 GHz / 120 GHz)
Dòng radar được thiết kế riêng cho môi trường nhiều bụi, độ phản xạ kém và biến thiên bề mặt lớn như chất rắn rời.
Đặc điểm:
- Công suất phát mạnh
- Anten chống bám bụi, tự làm sạch
- Thu tín hiệu tốt dù bề mặt không bằng phẳng
- Chuyên dùng cho silo cao, môi trường rung lắc
Ứng dụng:
- Xi măng, clinker
- Than, tro bay, quặng
- Hạt nhựa, đường, bột thực phẩm
- Silo và phễu lớn
3.5. Radar chống ăn mòn (PTFE / PFA / PP Antenna)
Dành cho môi trường hóa chất mạnh hoặc chất lỏng có tính ăn mòn.
Ưu điểm:
- Anten bọc PTFE/PFA/PP chống ăn mòn hóa học
- Hoạt động ổn định trong môi trường pH thấp hoặc cao
- Phù hợp bể hóa chất và axit mạnh
Ứng dụng:
- HCl, H₂SO₄, NaOH
- Polymer, dung môi
- Bể xử lý nước thải hóa chất
Matsushima có đa dạng dòng radar (26 GHz pulse, 80 GHz FMCW, antenna tùy biến) để đáp ứng nhiều ứng dụng đo mức khác nhau (chất lỏng, bột, hạt).
Tùy vào nhu cầu: nếu bạn cần đo silo bột cao, dùng FM79 80GHz; nếu bạn đo bồn bùn hoặc slurry thì dùng MWLM‑26; nếu đo hạt hoặc bột với bụi thì dòng PR26 là lựa chọn rất phù hợp.
Việc tùy biến anten giúp Matsushima dễ thích nghi với các điều kiện thi công khó (silo cao, hình dạng phức tạp, môi trường bụi), tăng độ chính xác và độ ổn định.
Đặc biệt, cảm biến radar Matsushima mang lại giải pháp đo mức ổn định, bền bỉ và ít bảo trì, rất phù hợp cho các hệ thống công nghiệp hiện đại.
4. Ưu điểm nổi bật của cảm biến đo mức radar
- Không tiếp xúc, an toàn tuyệt đối
- Không bị ảnh hưởng bởi môi trường
- Bụi dày
- Nhiệt độ cao đến 400°C
- Áp suất 40 bar
- Hóa chất ăn mòn
- Đo xa tới 120 m
- Độ chính xác ±2 mm
- Tuổi thọ cao, bảo trì thấp
- Lắp đặt dễ dàng, cấu hình nhanh qua HART/Modbus/4–20mA
Cảm biến đo mức radar là giải pháp đo mức hiện đại, chính xác và bền bỉ nhất cho cả chất lỏng và chất rắn. Với nguyên lý hoạt động dựa trên sóng radar, thiết bị mang lại độ tin cậy cao ngay cả trong môi trường khắc nghiệt.
NTD Automation tự hào là đại lý phân phối chính hãng các dòng cảm biến đo mức radar Matsushima tại Việt Nam. Chúng tôi cung cấp đầy đủ các sản phẩm Matsushima, với một số dòng nổi bật bao gồm:
-
MWLM‑PR26 – Radar xung 26 GHz cho chất rắn và chất lỏng
-
MWLM‑26 – Radar đo mức chất lỏng, bùn, slurry
-
MWLM‑FM79 – Radar FMCW 80 GHz cho silo cao, bột/hạt mịn
-
Các dòng anten tùy biến cho môi trường bụi, ăn mòn, silo phức tạp
Tại sao chọn NTD Automation?
- Hàng chính hãng: Nhập khẩu trực tiếp từ Matsushima Japan, đảm bảo chất lượng, bảo hành đầy đủ.
- Hỗ trợ kỹ thuật 24/7: Tư vấn lắp đặt, cấu hình và giải pháp đo mức phù hợp từng ứng dụng.
- Giải pháp trọn gói: Cung cấp cảm biến radar, anten, phụ kiện, và hướng dẫn tích hợp vào hệ thống PLC/SCADA.
- Chính sách bảo trì, hậu mãi: Dịch vụ thay thế, bảo dưỡng định kỳ và đào tạo vận hành.
Để được tư vấn sản phẩm Matsushima phù hợp với nhà máy của bạn và nhận báo giá nhanh, hãy liên hệ ngay với NTD nhé
NTD TECHNICAL AND INDUSTRIAL EQUIPMENT TRADING JSC
Địa chỉ: Số 28, ngõ 36 đường Cổ Linh, Tổ 7, quận Long Biên, thành phố Hà Nội
Hotline: 0971 961 212
Website: https://ntd-automation.com.vn
Email: sales@ntd-automation.com
Facebook: https://www.facebook.com/ntdautomation.vn
Viết bình luận