Cảm biến mực nước

Một trong những thiết bị giúp bạn dễ dàng đo được lượng nước trong các bể, bồn chứa đó là cảm biến mực nước. Chúng có khả năng đo lường và cung cấp kết quả chính xác, từ đó giúp người vận hành thuận tiện hơn trong việc kiểm soát lưu lượng chất trong hệ thống.

Để giúp bạn có thể hiểu rõ hơn, ở bài viết này, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu về cơ chế hoạt động của thiết bị cũng như những loại cảm biến mực nước đang được sử dụng phổ biến hiện nay.

Giải thích khái niệm cảm biến mực nước

Cảm biến đo mực nước được biết đến với rất nhiều tên gọi khác nhau như sensor đo mực nước, cảm biến đo mức chất lỏng,…và chúng có tên gọi tiếng anh chung là Level Sensor. Đây là thiết bị điện tử được dùng để đo lượng nước ở trong các bể, bồn, thùng chứa,…Nhờ có thiết bị này, chúng ta có thể dễ dàng kiểm soát mức nước trong hệ thống một cách hiệu quả. Bên cạnh đó, với khả năng thay thế hoàn toàn các công việc đo lường thủ công của con người, cảm biến mực nước cũng giúp tiết kiệm thời gian hơn.

Hiện nay, thiết bị này dần trở thành một phần quan trọng không thể thiếu trong rất nhiều hệ thống, ứng dụng khác nhau.

Ứng dụng của cảm biến mực nước

Do có khả năng đo lường chính xác mức nước có trong các bể bồn chứa, cảm biến mực nước được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Các ứng dụng phổ biến có thể nhắc đến như:

• Hệ thống cung cấp nước: giúp đo lường lượng nước trong các bể chứa, đảm bảo cấp đủ nước cho người dân sử dụng.
• Hệ thống tưới tiêu nông nghiệp: giúp người vận hành dễ dàng theo dõi, giám sát lượng nước cung cấp tưới cho cây trồng.
• Hệ thống công nghiệp chế biến thực phẩm: dùng để giám sát mức nước trong các dây chuyển sản xuất, đảm bảo chất lượng sản phẩm.
• Hệ thống tàu thủy: giúp người sử dụng dễ dàng hơn trong việc quản lý mực nước trên tàu thuyền.
• Được sử dụng để đo lường mực nước trong các khu vực nước ngọt, biển. Nhờ đó, giúp chúng ta thuận tiện trong việc theo dõi, giám sát sự thay đổi mức nước. Đồng thời quản lý tài nguyên nước một cách hiệu quả hơn, dự báo lũ lụt xảy ra được chính xác hơn,…
• Ngành công nghiệp hóa chất, dầu khí: thiết bị giúp kiểm soát mức nước trong các bể chứa, hệ thống làm mát để đảm bảo hoạt động ổn định, hiệu quả và an toàn.
• Thiết bị giúp đo mực nước trong các bình chứa làm mát động cơ của ô tô. Việc này giúp người sử dụng có thể theo dõi, giám sát và đảm bảo hệ thống làm mát được hoạt động bình thường, an toàn.

Cấu tạo và Nguyên lý hoạt động của cảm biến mực nước

Việc hiểu được cấu tạo và cách hoạt động của thiết bị sẽ giúp bạn thuận tiện hơn trong việc lắp đặt cũng như sử dụng chúng một cách hiệu quả, tối ưu nhất. Vậy nên hãy cùng theo chân chúng tôi để tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị này nhé.

Cấu tạo của cảm biến mực nước

Cảm biến mực nước có chủng loại khá đa dạng nhưng nhìn chung, chúng vẫn được cấu tạo bởi các bộ phận cơ bản sau:

• Đầu dò: để không làm ảnh hưởng đến kết quả đo lường, đầu dò thường được làm từ chất liệu không dẫn điện như nhựa hoặc thép không gỉ. Đây đồng thời cũng là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với mực nước bên trong các bồn, bể chứa.
• Bộ chuyển đổi: có chức năng chuyển đối tín hiệu về mức nước thành tín hiệu điện.
• Đơn vị đo: nhiệm vụ chính của bộ phận này là xử lý tín hiệu điện của bộ chuyển đổi. Quá trình này bao gồm việc tính toán và hiển thị mực nước. Các thông tin về mực nước có thể được biểu diễn dưới dạng đọc số, đồ thị hoặc tín hiệu điện để kết nối với các hệ thống điều khiển khác.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến mực nước

Trên thị trường hiện này có 2 dạng cảm biến mực nước phổ biến. Đó là cảm biến mực nước tiếp xúc trực tiếp và cảm biến mực nước không tiếp xúc.

Cảm biến mực nước tiếp xúc trực tiếp 

Cảm biến mực nước tiếp xúc trực tiếp hoạt động dựa trên nguyên tắc đo điện trở của nước. Tức là khi thiết bị tiếp xúc trực tiếp với mực nước, điện trở của môi trường nước sẽ làm ảnh hưởng đến điện trở của cảm biến. Từ đó, cho phép cảm biến đo được lượng nước.

Chúng ta có thể lý giải cụ thể nguyên lý này như sau: khi thiết bị cảm biến được tiếp xúc trực tiếp với dòng chảy chất, cả hai điện cực sẽ được tiếp xúc với nhau. Lúc này, nước sẽ dẫn điện và làm thay đổi điện trở giữa hai điện cực. Đồng thời truyền thông tin về lượng nước hiển thị ra bên ngoài màn hình.

Tuy nhiên, thiết bị này cần được lắp đặt tại một vị trí cố định bên trong hệ thống thì mới đảm bảo kết quả đo chính xác được. Chính vì vậy nên cảm biến mực nước tiếp xúc trực tiếp thường chỉ được sử dụng trong những ứng dụng tĩnh như bể chứa nước, bể chứa hóa chất, hồ bơi hay hệ thống xử lý nước thải,…

Cảm biến mực nước không tiếp xúc 

Nếu như loại cảm biến trên hoạt động dựa vào điện trở của nước thì cảm biến mực nước không tiếp xúc làm việc dựa trên nguyên lý đo áp suất hoặc đo khối lượng riêng của nước. Khi mực nước trong hệ thống thay đổi, áp suất hoặc khối lượng riêng của nước cũng thay đổi theo. Từ đó, thiết bị này có thể dễ dàng đo được mức nước.

Thiết bị cảm biến này bao gồm một ống chứa chất lỏng hoặc khí, và một cảm biến đo áp suất hoặc khối lượng riêng của nước. Khi mực nước trong hệ thống tăng lên, chúng sẽ đi vào ống chứa và tạo ra áp suất hoặc khối lượng riêng khác so với trạng thái ban đầu.

Sau đó, cảm biến sẽ dựa vào áp suất hoặc khối lượng riêng này để đo lường mức nước. Thông tin về mực nước sẽ được hiển thị trên màn hình giúp người vận hành có thể dễ dàng theo dõi và giám sát.

Các loại cảm biến mực nước

Do chủng loại của cảm biến mực nước tương đối phong phú, đa dạng. Vậy nên, tiếp theo đây, chúng tôi sẽ giới thiệu đến bạn một số thiết bị cảm biến được sử dụng phổ biến hiện nay.

Phân loại theo cảm biến mực nước tiếp xúc

Cảm biến mực nước điện dung 

Thiết bị này sử dụng nguyên lý điện dung để đo mức nước trong các bể, bồn chứa. Khi mực nước tăng lên, chúng sẽ tiếp xúc với điện cực và làm thay đổi dung lượng điện của cảm biến. Sau đó, dung lượng điện này sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu điện tử và gửi đến bộ điều khiển để xử lý.

Cảm biến mực nước rung 

Thiết bị này sử dụng cảm biến rung để đo mực nước của hệ thống. Thông thường, loại cảm biến này hay được ứng dụng trong các hồ bể chứa, bể phốt hay hệ thống xử lý nước thải,…

Cảm biến mực nước rung bao gồm một bộ phát rung và bộ thu sóng. Bộ phát rung có khả năng phát ra sóng rung và thường được đặt ở phía trên bền mặt nước. Khi sóng rung tiếp xúc với bề mặt nước, chúng sẽ phản xạ và được thu lại bởi bộ thu sóng. Khi mực nước trong hệ thống cao thì sóng rung sẽ phản xạ sớm, còn khi mực nước thấp, sóng rung sẽ phản xạ chậm hơn.

Cảm biến mực nước điện trở 

Thiết bị này hoạt động dựa vào sự thay đổi trở kháng của vật liệu điện dẫn khi bị ngâm trong nước. Cảm biến mực nước điện trở bao gồm 2 bộ phận chính là đầu dò và bộ đo.

Đầu dò bao gồm hai thanh điện dẫn song song với nhau. Khi bị ngâm trong nước, khoảng cách giữa hai thanh điện dẫn này sẽ thay đổi, đồng thời làm thay đổi trở kháng giữa chúng. Khi đó, bộ đo sẽ sử dụng một nguồn điện để đưa tín hiệu này qua đầu dò, đo điện áp đầu ra. Từ đó thực hiện tính toán độ sâu của mực nước.

Cảm biến mực nước phao 

Để đo được mực nước trong hệ thống, thiết bị này sẽ dựa vào sự thay đổi vị trí của phao nổi trên mặt nước. Khi mực nước này tăng, phao sẽ nổi lên và khi mực nước giảm xuống thì phao sẽ bị chìm. Thông thường, thiết bị này sẽ được gắn vào bộ đo điện tử. Việc này giúp dễ dàng theo dõi vị trí thay đổi của phao và từ đó thực hiện tính toán mực nước.

Thiết bị cảm biến phao này được đánh giá cao về độ chính xác, đem lại sự tin cậy cho người sử dụng. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của chúng là khó điều chỉnh được vị trí của phao.

Cảm biến mực nước quang học 

Thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên lý quang học, sử dụng ánh sáng để đo độ sáng của biên giới giữa môi trường nước và không khí. Do đó, thiết bị cảm biến quang học thường được ứng dụng trong hệ thống xử lý nước thải, thủy điện, nhà máy nước,…

Phân loại theo cảm biến mực nước không tiếp xúc

Cảm biến nước không tiếp xúc được chia ra làm hai loại chính là cảm biến mực nước radar và cảm biến siêu âm.

Cảm biến mực nước radar

Thiết bị này sử dụng sóng radar để đo mực nước. Ban đầu, chúng sẽ gửi tín hiệu sóng đi từ một ăng ten đến bề mặt nước. Sau đó, đo khoảng thời gian để sóng phản xạ từ bề mặt nước trở về ăng ten.

Từ đó, chúng có thể tính toán được khoảng cách từ cảm biến đến bề mặt nước. Khi lượng nước trong hệ thống thay đổi, khoảng cách từ cảm biến đến bề mặt nước cũng sẽ thay đổi theo. Lúc này, thiết bị sẽ thực hiện tính toán lại mức nước mới.

 

Cảm biến mực nước siêu âm 

Loại cảm biến này sẽ sử dụng công nghệ sóng siêu âm để đo lường khoảng cách từ thiết bị đến bề mặt nước. Bằng cách phát ra sóng và đo lường khoảng thời gian phản xạ lại, thiết bị này có thể dễ dàng tính toán được mực nước chính xác có trong bể.

Ban đầu sóng siêu âm sẽ được phát ra và chiếu vào mực nước. Lúc này, sóng siêu âm sẽ bị phản xạ lại từ mực nước và trở về thiết bị cảm biến. Khi đó, dựa vào thời gian mà sóng siêu âm đi từ thiết bị đến mực nước và quay lại, thiết bị sẽ tính toán được khoảng cách từ cảm biến đến mực nước.

Cách lựa chọn cảm biến mực nước

Để lựa chọn mua cảm biến mực nước hoạt động hiệu quả trong các ứng dụng thì bạn cần lưu ý đến những tiêu chí sau:

• Môi trường sử dụng: trước khi mua thiết bị, bạn cần xác định rõ về tính chất môi trường hoạt động. Bởi điều này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả đo lường cũng như độ bền của cảm biến. Ví dụ như đối với môi trường có tính chất ăn mòn thì nên ưu tiên lựa chọn những loại cảm biến không tiếp xúc trực tiếp. Có như vậy mới đảm bảo sự an toàn và kéo dài tuổi thọ sử dụng của thiết bị.
• Phương thức đo: như đã nói ở trên thì cảm biến có thể đo được mực nước bằng rất nhiều phương thức khác nhau như sóng siêu âm, điện dung, điện trở,…Vậy nên bạn cần xem xét và cân nhắc để lựa chọn thiết bị phù hợp.
• Khoảng đo: mỗi một thiết bị cảm biến có thể đo được khoảng cách ngắn dài khác nhau. Vậy nên bạn cần xác định được yêu cầu, mục đích khi sử dụng để lựa chọn được cảm biến phù hợp.
• Độ chính xác: độ chính xác này có ảnh hưởng rất lớn đến kết quả đo lường mực nước trong hệ thống. Do đó, bạn nên lựa chọn những thiết bị có độ chính xác cao để đảm bảo tính tin cậy của kết quả đo.
• Giá thành: bên cạnh chất lượng sản phẩm thì giá thành cũng là yếu tố cần được quan tâm khi mua hàng. Bạn nên lựa chọn những thiết bị có giá thành hợp lý, phù hợp với khả năng chi trả, ngân sách đầu tư.
• Tính năng của thiết bị: một số dòng cảm biến được tích hợp thêm nhiều tính năng như đầu ra kỹ thuật số, kết nối mạng, liên kết với các hệ thống quản lý khác. Vậy nên bạn cần tìm hiểu về các tính năng này để chọn thiết bị đáp ứng được yêu cầu hoạt động của hệ thống cũng như tối ưu hóa chi phí sử dụng.

Tổng kết

Bài viết trên chúng tôi đã cung cấp các thông tin liên quan đến thiết bị cảm biến mực nước cũng như các loại cảm biến đang được sử dụng phổ biến hiện nay. Hy vọng với những điều chúng tôi vừa chia sẻ sẽ giúp bạn lựa chọn được dòng cảm biến phù hợp và hoạt động hiệu quả bên trong hệ thống.

Nếu bạn cảm thấy khó khăn trong việc lựa chọn sản phẩm hay chưa tìm được địa chỉ mua thiết bị cảm biến uy tín thì hãy liên hệ ngay với chúng tôi – Công ty TNHH Thương mại & XNK HT Việt Nam. Với đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm, kiến thức chuyên môn sâu sắc, chúng tôi chắc chắn sẽ tư vấn, giới thiệu đến bạn những thiết bị cảm biến phù hợp và ưng ý nhất.

Cuối cùng, xin cảm ơn quý khách đã quan tâm và theo dõi bài viết của chúng tôi.