Các loại cảm biến mức thông dụng và nguyên lý hoạt động của chúng

Có nhiều loại cảm biến đo mức, bao gồm cảm biến đo mức bằng laser, cảm biến đo mức bằng radar, cảm biến đo mức bằng siêu âm, cảm biến đo mức bằng thủy tĩnh và cảm biến đo mức bằng phao, trong đó sáu loại phổ biến hơn cả. Chúng có những đặc điểm riêng về nguyên lý đo và cấu tạo.

1. Bộ phát mức laser

Máy đo độ phẳng bằng laser là một thiết bị đo độ phẳng không tiếp xúc, độ chính xác cao với hiệu suất tuyệt vời. Nó hoạt động rất giống với máy đo độ phẳng siêu âm, ngoại trừ việc sử dụng sóng ánh sáng thay vì sóng siêu âm. Tia laser rất mảnh nên nó có thể hoạt động chính xác ngay cả khi mực chất lỏng rất gồ ghề. Máy đo độ phẳng bằng laser thường sử dụng ánh sáng cận hồng ngoại, sử dụng gương bán trong suốt để xử lý ánh sáng laser phát ra từ dòng quang học.

2. Đồng hồ đo mức bằng radar

Cảm biến đo mức bằng radar có những ưu điểm tương tự như nguyên lý đo bằng laser, không phụ thuộc vào môi trường đo, ít bị ảnh hưởng bởi môi trường bên ngoài và không cần hiệu chuẩn nhiều lần. Đồng hồ đo mức bằng radar 4-20mA đặc biệt thích hợp cho việc đo mức trong các bể chứa lớn có hơi nóng, chẳng hạn như dầu cặn, nhựa đường và các khu vực giám sát khác.

3. Đồng hồ đo mức siêu âm

Nguyên lý hoạt động của bộ truyền tín hiệu đo mức bằng sóng siêu âm là tính toán chiều cao mực chất lỏng bằng cách theo dõi sự chênh lệch thời gian giữa phát xạ và phản xạ sóng siêu âm. Thiết bị này dễ lắp đặt và có tính linh hoạt cao, nhưng dễ bị ảnh hưởng bởi sự suy hao năng lượng truyền sóng siêu âm, và không phù hợp với môi trường hấp thụ sóng trong lĩnh vực giám sát bọt, bụi và hơi.

4. Bộ truyền mức thủy tĩnh

Nguyên lý đo của cảm biến mức thủy tĩnh là thu được giá trị áp suất bằng cách lắp đặt một cảm biến áp suất ở đáy, sau đó tính toán và chuyển đổi thành chiều cao mực chất lỏng. Ưu điểm là nó không bị ảnh hưởng bởi chiều cao mực chất lỏng. Tuy nhiên, chiều cao càng lớn thì yêu cầu về độ chính xác của cảm biến mức càng cao, khi sử dụng trong thời gian dài hoặc khi thay thế chất lỏng, cần phải hiệu chuẩn lại. Cảm biến mức thủy tĩnh được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực giám sát cấp thoát nước đô thị, xử lý nước thải, hồ chứa, sông, biển, v.v.

5. Bộ truyền tín hiệu mức phao

Cảm biến mức chất lỏng kiểu phao đo sự thay đổi mực chất lỏng bằng cách nâng và hạ phao, đây là một loại cảm biến cơ học, có độ lặp lại kém, không thích hợp cho chất lỏng nhớt hoặc chứa tạp chất, và dễ gây tắc nghẽn phao. Cảm biến mức chất lỏng kiểu phao được sử dụng rộng rãi, tiết kiệm và thiết thực, thường được sử dụng trong các hố ga, bể chữa cháy, xử lý nước thải và các khu vực giám sát khác, nhưng không thích hợp cho ngành công nghiệp vệ sinh thực phẩm.

6. Công tắc mức rung bằng âm thoa

Cảm biến mức rung kiểu âm thoa được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển công nghiệp. Chúng phù hợp với hầu hết các lĩnh vực giám sát chất lỏng, ví dụ như giám sát mức liên tục của các bể chứa chất làm mát và chất bôi trơn trong nhà máy. Các cảm biến mức được trang bị mạch bảo vệ ngược cực và mạch bảo vệ giới hạn dòng điện, do đó cảm biến sẽ không bị hư hỏng khi các cực dương và âm được đấu nối ngược chiều trong quá trình lắp đặt.