Đo mức không tiếp xúc là một trong những công nghệ thiết yếu trong tự động hóa công nghiệp. Phương pháp này cho phép giám sát mức chất lỏng hoặc chất rắn trong bể chứa, thùng chứa hoặc kênh hở mà không cần tương tác vật lý với môi trường. Trong số các phương pháp không tiếp xúc được sử dụng rộng rãi nhất là máy đo mức siêu âm và radar. Nếu người dùng muốn áp dụng phép đo không tiếp xúc để kiểm soát mức, việc hiểu rõ hoạt động của các loại máy đo mức siêu âm và radar sẽ giúp lựa chọn phù hợp cho từng trường hợp cụ thể.
Nguyên lý hoạt động
Máy đo mức siêu âmThiết bị hoạt động bằng cách phát ra các xung sóng âm tần số cao để xác định khoảng cách từ cảm biến đến bề mặt của môi trường lỏng/rắn. Những sóng này truyền qua không khí, phản xạ từ bề mặt vật liệu và quay trở lại cảm biến. Khoảng cách có thể được xác định bằng thời gian sóng truyền đi. Do đó, thiết bị được triển khai ở khoảng cách ngay phía trên bề mặt môi trường, mà không cần bất kỳ bộ phận nào phải tiếp xúc trực tiếp hoặc ngâm trong môi trường.
Máy đo mức radarThiết bị này sử dụng sóng điện từ (vi sóng) thay vì âm thanh để xác định mức độ của môi trường lỏng hoặc rắn. Tương tự, tín hiệu vi sóng được phát ra hướng về bề mặt môi trường, sau đó phản xạ và được thu lại về thiết bị. Trong quá trình này, cũng không có sự tiếp xúc vật lý giữa thân thiết bị và môi trường. Bằng cách ghi lại thời gian truyền của tín hiệu sóng, khoảng cách từ thiết bị đến bề mặt vật liệu có thể được tính toán.
Phương pháp đo độ cao của hai loại này đều sử dụng cùng một công thức:
D = (C*T)/2
L = H - D
Ở đâu,
DKhoảng cách từ bề mặt môi trường đến dụng cụ
CTốc độ âm thanh (đối với sóng siêu âm), tốc độ ánh sáng (đối với radar)
T: Khoảng thời gian từ khi phát tín hiệu đến khi nhận tín hiệu
LMức độ trung bình cần được đo lường
HChiều cao từ đáy bình đến dụng cụ đo.
Khác với các thiết bị đo mức tiếp xúc thông thường, công nghệ siêu âm và radar loại bỏ sự tiếp xúc vật lý với chất cần đo, giúp kiểm soát mức chất lỏng ăn mòn, nhớt hoặc nguy hiểm một cách hiệu quả, tránh làm hỏng hoặc tắc nghẽn các bộ phận tiếp xúc với chất lỏng như phao, đầu dò hoặc đường ống dẫn xung. Việc lắp đặt được đơn giản hóa do thiết bị được gắn bên ngoài, và yêu cầu bảo trì cũng như thời gian ngừng hoạt động thường được giảm thiểu nhờ thiết kế không xâm lấn. Các ngành công nghiệp như chế biến hóa chất, xử lý nước và sản xuất thực phẩm có thể hưởng lợi rất nhiều từ cảm biến mức không tiếp xúc bằng siêu âm và radar nhờ tính linh hoạt và độ tin cậy trong việc kiểm soát quy trình đối với chất lỏng, dung dịch, bùn và chất rắn trong nhiều hình dạng bể chứa khác nhau.
So sánh giữa sóng siêu âm và radar
Máy đo mức siêu âm dễ lắp đặt và yêu cầu thiết lập tối thiểu. So với máy đo mức radar, máy đo mức siêu âm thường có giá thành thấp hơn và do đó được ưu tiên sử dụng trong các ứng dụng có ngân sách hạn chế. Tuy nhiên, hiệu suất của các thiết bị siêu âm dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường như bụi, bọt, nhiễu loạn không khí và nhiệt độ, độ ẩm khắc nghiệt có thể hấp thụ hoặc làm lệch hướng sóng âm và gây ra hiện tượng mất sóng.
Ngược lại, máy đo mức bằng radar nổi tiếng về độ chính xác cao, tầm hoạt động xa và độ tin cậy đã được chứng minh trong môi trường hoạt động khắc nghiệt. Nó ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố gây trục trặc cho công nghệ siêu âm. Tuy nhiên, điều đó có nghĩa là các sản phẩm radar thường đắt hơn. Hằng số điện môi là một yếu tố quan trọng khác đối với phép đo bằng radar. Vật liệu có hằng số điện môi thấp có thể làm suy yếu sự phản xạ của tín hiệu dội lại, dẫn đến phép đo không ổn định hoặc bị mất.
Tóm lại, khi người dùng quyết định áp dụng phương pháp đo mức không tiếp xúc, cảm biến siêu âm sẽ là lựa chọn lý tưởng cho điều kiện làm việc vừa phải và các dự án có ngân sách hạn chế, trong khi radar phù hợp hơn với môi trường khắc nghiệt và yêu cầu đo lường tiêu chuẩn cao. Trong mọi trường hợp, điều quan trọng là phải xác định xem đặc tính của môi trường và cấu trúc của hệ thống quy trình có phù hợp với việc triển khai phương pháp đo không tiếp xúc mong muốn hay không.
Hướng dẫn cài đặt cho các thiết bị không tiếp xúc
- ✦ Vị trí lắp đặt nên càng xa nguồn gây tiếng ồn càng tốt.
- ✦ Gioăng cao su có thể được sử dụng để lắp đặt trong môi trường rung động.
- ✦ Khoảng cách từ cảm biến đến mức ước tính cao nhất phải lớn hơn vùng mù đo lường.
- ✦ Vị trí đặt cảm biến cần giữ khoảng cách nhất định với thành thùng chứa theo góc phát xạ.
- ✦ Khu vực đo phải không có vật cản có thể gây nhiễu tín hiệu, chẳng hạn như thang hoặc thanh ngang.
- ✦ Đối với việc đo môi trường rắn, vị trí lắp đặt cần tránh khu vực cửa nạp liệu.
- ✦ Tốt nhất nên tránh sự thay đổi nhiệt độ lớn tại vị trí lắp đặt thiết bị.
- ✦ Đầu dò cảm biến phải vuông góc với bề mặt môi trường để đảm bảo hiệu suất tốt nhất.
Thượng Hải Vương NguyênChúng tôi là nhà sản xuất thiết bị đo lường giàu kinh nghiệm với hơn 20 năm kinh nghiệm cung cấp cảm biến mức không tiếp xúc siêu âm và radar cũng như các loại thiết bị đo mức khác. Vui lòng liên hệ với chúng tôi nếu bạn có thắc mắc về các sản phẩm đo mức không tiếp xúc.
Thời gian đăng: 11-03-2025