Cảm biến mực nước thay thế các phương pháp đo chất lỏng truyền thống, đem lại sự chính xác và tiết kiệm thời gian hơn. Trong bài viết này, chúng ta cùng nhau tìm hiểu cảm biến mực nước là gì và có bao nhiêu loại, hãy cùng theo dõi nhé.
Cảm biến mực nước là gì?
Cảm biến mực nước là tên gọi chung của thiết bị điện tử chuyên dụng dùng để đo lường các loại chất lỏng như nước, các chất lỏng dùng trong công nghiệp, nước thải,… Loại cảm biến này có thể hoạt động khá tốt trong nhiều môi trường khác nhau. Nhờ có cảm biến mực nước mà giúp con người đo lường các thông số chất lỏng hiệu quả và tiết kiệm thời gian.
Một ứng dụng của cảm biến mực nước rất thực tế và phổ biến đó là cảm biến đo mức xăng trong các phương tiện như xe máy, oto. Bạn sẽ dựa vào đồng hồ đo xăng để biết mức xăng dầu còn có trong bình. Tùy theo lĩnh vực cụ thể, một số loại cảm biến mực nước khác nhau sẽ được dùng để thực hiện các mục đích khác nhau.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến mực nước
Cảm biến đo mực nước sẽ có nguyên lý hoạt động theo 2 loại như sau:
Nguyên lý hoạt động của cảm biến mực nước tiếp xúc
Cảm biến này sẽ tiếp xúc trực tiếp với các đối tượng cần đo. Loại cảm biến tiếp xúc được sử dụng nhiều trong hệ thống cấp nước sạch ở trong khu dân cư, bồn nước phòng cháy chữa cháy, khu chế xuất,…
Nhược điểm của nguyên lý đo mực nước tiếp xúc là độ chính xác không tuyệt đối. Cảm biến dạng que, cảm biến điện dung,… là những loại cảm biến tiếp xúc nổi bật.
Nguyên lý của cách đo mực nước của cảm biến dạng que:
- Có cấu tạo với 3 que là 1 que đo mức thấp, 1 que mức cao và 1 que so sánh.
- Khi mực chất lỏng xuống thấp thì bạn so sánh que đo mức thấp với que chuẩn. Máy bơm sẽ nhận tín hiệu để bơm thêm nước vào bồn.
- Khi mực chất lỏng lên cao thì bạn so sánh que đo mức cao với que chuẩn. Dựa vào kết quả so sánh này thì bộ xử lý sẽ điều khiển động cơ.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo mức nước không tiếp xúc
Cảm biến mực nước không tiếp xúc sẽ không cần tiếp xúc với môi trường hoặc đối tượng cần đo mà vẫn đưa ra được kết quả nhanh và chính xác nhất.
Cảm biến không tiếp xúc có giá thành khá là cao, nổi bật chính là cảm biến siêu âm và cảm biến radar,… Cảm biến không tiếp xúc dùng để chất lỏng trong các kênh, silo chứa hở và đặc biệt trong các môi trường có nhiệt độ hay áp suất không cao.
Một ví dụ nguyên lý hoạt động của cảm biến mực nước không tiếp xúc:
- Cảm biến siêu âm dựa vào nguyên lý phát ra sóng âm thanh và cơ chế thu phát. Dựa vào thời gian sóng âm truyền đi và phản lại sẽ tính được khoảng cách giữa cảm biến và mực nước. Từ đó, hệ thống sẽ tính toán được mực nước trong bồn là bao nhiêu.
Phân loại cảm biến đo mực nước
Cảm biến mực nước dùng sóng siêu âm
Loại cảm biến này hoạt động dựa vào nguyên lý thu phát sóng điện từ. Sóng điện từ lan truyền và chạm vào bề mặt chất lỏng và phản xạ lại cảm biến. Sau đó cảm biến bắt đầu tính toán cho ra được mức chất lỏng hiện có trong bồn chứa.
Cảm biến siêu âm là loại hiện đại và có giá thành cao nhất, được sử dụng để đo nhiều mức chất lỏng khác nhau như:
- Các chất lỏng như nước, nước thải,…
- Các nhiên liệu dễ cháy như xăng, dầu,…
- Các chất hóa học độc hại như axit, chất gây ăn mòn,…
Cảm biến đo mực nước dùng điện dung
Cảm biến điện dung hoạt động đo mực nước liên tục thông qua các cảm biến được lắp từ đáy lên đỉnh của bể chứa chất lỏng.
Loại cảm biến có thể đo chất lỏng mà có lẫn chất rắn dạng hạt hoặc dạng bột. Nếu dùng trong môi trường có chất ăn mòn thì cần lắp dùng loại có lớp bảo vệ.
Cảm biến điện dung gồm có 1 que điện cực gắn trong ống và nhúng vào trong lòng các thùng chứa hoặc bể chứa chất lỏng. Cảm biến bao gồm que điện cực electrode và vỏ điện từ được gắn vào cáp, phần mạch điện tử có chức năng chuyển đổi tín hiệu thành tín hiệu dòng hoặc điện áp.
Cảm biến đo mực nước dạng thủy tĩnh
Cảm biến này dùng để đo mực nước trong những bồn chứa có quy mô nhỏ và vừa.
Tương tự cảm biến điện dung thì cảm biến dạng thủy tĩnh cũng cần thả đoạn dây cảm biến từ đỉnh đến đáy bồn chứa. Thùng chứa cao bao nhiêu thì sẽ cần đặt chiều dài dây cảm biến dài bấy nhiêu.
Cảm biến dạng thủy tĩnh hoạt động dựa trên sự thay đổi của áp suất khi mực nước thay đổi. Cứ xuống sâu 10m nước thì áp suất sẽ tăng lên 1 bar nên sẽ tính được độ sâu của mực chất lỏng.
Cảm biến mực nước dạng rung
Trong quá trình hoạt động cảm biến này sẽ rung theo một tần số cố định. Khi chất lỏng hay chất rắn được đưa vào thùng chứa sẽ chạm vào cảm biến khiến cho tần số rung bị thay đổi. Từ đó, cảm biến sẽ báo đầy và báo cạn để chúng ta biết.
Cảm biến mực nước dạng xoay
Đây là dòng cảm biến báo đầy cạn chuyên dụng có thể đo mức chất lỏng hay chất rắn dạng bột hay hạt mịn.
Cảm biến đo mức nước dạng xoay có thiết kế nhỏ gọn. Trong quá trình hoạt động cảm biến sẽ xoay với vận tốc không đổi nhưng sẽ ngừng lại khi chất lỏng chạm vào cánh xoay. Khi đó, tín hiệu sẽ gửi về bộ xử lý.
Lưu ý khi chọn cảm biến mực nước
Để chọn được loại cảm ứng đo mức nước phù hợp thì bạn cần chú ý đến những yếu tố dưới đây:
Môi trường chất cần đo
Việc xác định môi trường chất cần đó rất quan trọng. Cảm biến sẽ chịu ảnh hưởng của môi trường đo nên sẽ cần chọn loại phù hợp.
Một gợi ý cho các bạn, đối với môi trường có chất độc hại hoặc ăn mòn thì loại cảm ứng không tiếp xúc là sự lựa chọn tốt nhất.
Độ chính xác của cảm biến
Thông số này còn gọi là sai số của cảm biến và quyết định đến độ chính xác của kết quả đo. Giá thành của cảm biến mức nước bị ảnh hưởng nhiều bởi sai số của cảm biến. Sai số càng thấp thì cảm biến đo mức nước sẽ càng cao và ngược lại.
Khoảng cách đo mức chất lỏng
Bạn nên nắm được chính xác khoảng cách cần đo. Việc chọn đúng khoảng cách đo giúp bạn tiết kiệm chi phí và đo mực chất lỏng được chính xác hơn.
Các chức năng hiển thị của cảm biến mực nước
Chức năng hiển thị thông tin trên màn hình cũng chính là một nơi để hiệu chỉnh cảm biến đo chính xác theo điều kiện thực tế. Một cảm biến mực nước có thể có hoặc không có chức năng hiển thị mức nước ngay trên thiết bị. Tuy nhiên, nếu có thì giúp bạn thuận tiện theo dõi mức nước hơn.
Trên đây là những thông tin cơ bản về cảm biến mực nước. Hy vọng bài viết đã đem lại cho bạn những kiến thức thú vị về cảm biến và thiết bị điện tử trong đời sống.
