Cảm biến đo mức nước siêu âm là gì?

Ngày nay, cảm biến đo mức nước siêu âm được sử dụng rất nhiều trong ngành công nghiệp tự động hóa với độ chính xác cao. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu những thông tin về cảm biến đo mức nước siêu âm.

Bạn có thể xem nhanh bài viết tại đây:

 

cảm biến mức nước dạng siêu âm
Cảm biến đo mức nước siêu âm

Thế nào là cảm biến đo mức nước siêu âm?

Cảm biến đo mức nước siêu âm là sử dụng sóng siêu âm phát ra từ đầu cảm biến để tác động lên mặt nước, từ đó sẽ xác định được khoảng cách mức nước cần đo. Ngõ ra của cảm biến xuất ra sẽ thay đổi theo khi khoảng cách thay đổi với dạng tín hiệu là 4-20mA hoặc 0-10VDC, hoặc ngõ ra NPN hoặc PNP (dù trong hay ngoài phạm vi thì sẽ có tín hiệu báo về).

Thông số kỹ thuật cảm biến siêu âm đo khoảng cách, đo mức nước

  • Nguồn cấp: 15-30VDC.
  • Output: 4-20mm/0-10VDC, NPN/PNP.
  • IP: 67.
  • Cáp: dài 2m PVC.
  • Thời gian đáp ứng: <500ms ( loại 2200mm), <50ms (loại 400mm), <125ms (loại 900mm).
  • Power on delay: <300ms.
  • Cấp chính xác: 1% F.S.
  • Nhiệt độ hoạt động: -20~60 độ C.
  • Góc phát sóng: 7 độ hoặc 8 độ.
  • Độ phân giải: 1 mm.
  • Tải định mức: 4-20mA (500 Ohm), 0-10VDC (3KOhm).
  • Bán kính hoạt động: 450mm (tùy vào khoảng cách và tùy model sẽ có bán kính hoạt động nhỏ hơn).

Thông số kích thước cảm biến siêu âm

Trong các loại cảm biến đo mực nước thì kích thước điển hình của một cảm biến siêu âm có khoảng cách 400mm, 900mm và 2200mm.

Thông số phạm vi hoạt động của cảm biến siêu âm

Phạm vi hoạt động của cảm biến siêu âm khác nhau, tùy thuộc vào loại khoảng cách của cảm biến siêu âm. Vì thế, khi sử dụng cảm biến siêu âm cần chú ý đến các vật cản có thể gây nhiễu trong lúc đo đếm.

Cách cài đặt khoảng cách hoạt động cho cảm biến siêu âm

Cách cài đặt  cho cảm biến siêu âm loại phi 18mm và phi 30mm như sau:

1. Cài đặt khoảng cách cho loại phi 18mm (có phạm vi 2200mm trở xuống) :

  • Để đảm bảo nằm trong phạm vi hoạt động của cảm biến, đầu tiên ta xác định ngưỡng xa (P1) và ngưỡng gần (P2).
cảm biến siêu âm đo khoảng cách
Cài đặt khoảng cách hoạt động cho cảm biến siêu âm
  • Cấp nguồn cho cảm biến, sau đó đặt cảm biến vuông góc với mặt phẳng ngưỡng xa (P1). Nhấn nút  trên cảm biến một lần rồi nhả ra, khi thấy chèn sáng 1 cái rồi tắt tức là đã xong ngưỡng xa P1. Sau đó di chuyển cảm biến lại ngưỡng gần (P2), cũng nhấn 1 lần nút rồi nhả ra, thấy đèn sáng chớp 5 lần liên tiếp rồi tắt có nghĩa là đã xong (P2).

2. Cài đặt khoảng cách cho loại phi 30mm (có phạm vi 3500mm trở lên):

  • Với ngưỡng xa (P1), nhấn nút trên cảm biến 1 lần rồi thả ra, thấy đèn chớp liên tục và không tắt, vậy là đã xong ngưỡng xa P1. Sau đó di chuyển cảm biến siêu âm lại ngưỡng gần (P2), khi này đèn cảm biến vẫn chớp, nhấn nút cảm biến 1 lần rồi nhả ra, thấy đèn tắt rồi chớp lại 5 lần rồi tắt luôn, như vậy là đã cài đặt xong (P2).

Các ứng dụng điển hình đối với cảm biến siêu âm

Hiện nay, cảm biến siêu âm được sử dụng để đo mức nước, đo khoảng cách mặt phẳng, báo thể tích, báo lượng nước hiện tại, báo mức chất rắn.

Ngoài ra, nó còn được sử dụng nhiều để báo mức dầu, axit, keo, bột, báo mức thủy triều, dùng trong hệ thống xử lý nước thải,…

cảm biến đo mức nước dạng siêu âm
Các ứng dụng điển hình đối với cảm biến siêu âm

 

Không những thế, trong môi trường có nhiều bụi, cảm biến siêu âm sẽ thay thế cho cảm biến quang để đếm các sản phẩm nhờ có thêm ngõ ra NPN hoặc PNP (trong phạm vi hoạt động hoặc ngoài phạm vi hoạt động đều out). Lưu ý trong trường hợp này để sóng siêu âm có thể hoạt động được thì điều kiện cần thiết là diện tích vật phải đủ lớn.

Tuy nhiên trong trường hợp mức nước đo liên tục bốc hơi với nhiệt độ cao và lượng hơi bốc lên mạnh thì phương pháp đo mức bằng siêu âm sẽ không có tác dụng vì sẽ bị báo ảo, vì vậy quý khách phải sử dụng một loại cảm biến khác, đó là  cảm biến mức nước trong nồi hơi

Các model cảm biến siêu âm

  • Loại có khoảng cách đo từ 50~400mm: thích hợp cho những ứng dụng có không gian nhỏ hẹp.
  • Loại có khoảng cách đo trong phạm vi từ 100~900mm, hoạt động trong bán kính 150mm, thân cảm biến phi 18mm.
  • Loại có khoảng cách đo trong phạm vi từ 200~2200mm, hoạt động trong bán kính 250mm, thân cảm biến phi 18mm, nút cài đặt phạm vi nằm ngay trên thân.
  • Loại có khoảng cách đo trong phạm vi từ 250~3500mm, hoạt động trong bán kính 300mm, thân cảm biến phi 30mm, nút nhấn cài đặt khoảng cách đặt gần chỗ giây ra.
  • Loại có khoảng cách đo trong phạm vi từ 350~6000mm, hoạt động trong bán kính 450mm, thân cảm biến phi 30mm, là dòng có khoảng cách lớn nhất.
  • Các loại model cũ không còn sản xuất và hiện nay đã được thay thế bởi các model trên.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm

Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm dựa trên nguyên tắc sóng tới và sóng phản xạ. Từ các dao động của tinh thể điện áp hoặc loa để tạo ra đảm bảo với tần số >20 kHz (phụ thuộc vào khoảng cách cần đo) để tạo ra sóng siêu âm của cảm biến siêu âm.

Ví dụ, để đo mức nước trong bồn chứa, cảm biến siêu âm sẽ phát sóng siêu âm liên tục xuống đáy bồn. Khi chạm vào bề mặt nước trong bồn thì sóng siêu âm sẽ phản xạ trở lại và tín hiệu sẽ thu lại. Sau đó tín hiệu sẽ được chuyển tới bộ xử lý và xuất ra tín hiệu cho biết mức nước hiện tại trong bồn là bao nhiêu.

Các lưu ý khi sử dụng cảm biến đo mức nước siêu âm

Vị trí lắp đặt

Vị trí lắp cảm biến tính tối thiểu là 200mm với khoảng cách là 1m (từ thành Tank chứa). Bởi vì góc chiếu 10o tính từ cảm biến với thành tank chứa chất lỏng thì cần phải có khoảng cách ngắn nhất là 200mm  .

Cách kết nối ngõ ra

Đối với ngõ ra dạng nguồn Loop Power thì tín hiệu 4-20mA, tức là nguồn và tín hiệu chung 2 dây, được mắc nối tiếp với nguồn 24Vdc.

Đối với ngõ ra tín hiệu 0-10V thì chỉ cần một dây đưa tín hiệu về và cấp nguồn 24Vdc.

Như vậy cảm biến đo mức nước siêu âm được ứng dụng khá nhiều trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, nhưng lại ít ai hiểu được các thông số, cài đặt, nguyên lý hoạt động của nó. Hy vọng qua bài viết này, bạn sẽ hiểu hơn về cảm biến siêu âm mức nước và có lựa chọn tốt nhất.

 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *