Cảm Biến Siêu Âm Đo Mức Nước Và Khoảng Cách Là Gì? Ưu Điểm Và Ứng Dụng Thực Tế

Cảm biến siêu âm đo mức nước và khoảng cách là thiết bị đo không tiếp xúc được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệp hiện nay. Thiết bị hoạt động dựa trên nguyên lý phát sóng siêu âm và nhận tín hiệu phản xạ để xác định khoảng cách hoặc mức chất lỏng bên trong bồn chứa.

Nhờ khả năng đo chính xác, chống ăn mòn tốt và không tiếp xúc trực tiếp với môi chất nên cảm biến siêu âm được ứng dụng rộng rãi trong:

Bồn nước
Hồ chứa
Nước thải
Hóa chất
Thực phẩm
Hệ thống xử lý nước
Nhà máy tự động hóa

Một trong những dòng cảm biến siêu âm công nghiệp nổi bật hiện nay là ULM-70 đến từ châu Âu với khả năng đo ổn định và độ chính xác cao.

Cảm Biến Siêu Âm Đo Mức Là Gì?

Cảm biến siêu âm đo mức là thiết bị sử dụng sóng siêu âm để xác định khoảng cách từ đầu cảm biến đến bề mặt vật liệu.

Nguyên lý hoạt động:

Cảm biến phát sóng siêu âm
Sóng chạm bề mặt chất lỏng hoặc vật liệu
Tín hiệu phản xạ quay trở lại đầu dò
Bộ xử lý tính toán thời gian truyền sóng
Quy đổi thành mức nước hoặc khoảng cách

Thiết bị đo hoàn toàn không tiếp xúc nên rất phù hợp với môi trường:

Ăn mòn
Nước thải
Hóa chất
Chất lỏng bẩn
Bùn
Chất dạng sệt

Ưu Điểm Của Cảm Biến Siêu Âm Đo Mức Nước

Đo Không Tiếp Xúc

Thiết bị không chạm trực tiếp vào chất lỏng nên:

Không bị ăn mòn
Ít bám bẩn
Tuổi thọ cao
Bảo trì thấp

Độ Chính Xác Cao

Dòng ULM-70 có độ chính xác lên tới:

±0.15%

Độ phân giải:

<1 mm
<2 mm

Tùy model sử dụng.

Đo Được Nhiều Loại Môi Chất

Thiết bị phù hợp đo:

Nước sạch
Nước thải
Hóa chất
Bùn
Dung dịch đặc
Chất dạng sệt
Bể hở
Kênh hở

Lắp Đặt Dễ Dàng

Cảm biến có thể lắp:

Ren G1”
Ren G1½”
Ren G2¼”
Mặt bích

Giúp dễ dàng tích hợp vào bồn chứa hoặc hệ thống hiện hữu.

Giới Thiệu Cảm Biến Siêu Âm ULM-70

ULM-70 là dòng cảm biến siêu âm đo mức cao cấp dùng cho đo liên tục mức chất lỏng và khoảng cách trong công nghiệp.

Thiết bị tích hợp:

Bộ phát siêu âm
Bộ xử lý tín hiệu
Màn hình hiển thị OLED/LCD
Ngõ ra analog hoặc Modbus

Cảm biến có khả năng lọc nhiễu và loại bỏ echo giả rất hiệu quả trong môi trường phức tạp

Các Model ULM-70 Phổ Biến

ULM-70-02

Dải đo:
- 0.15 → 2 mét
Kết nối:
- Ren G1”

ULM-70-06

Dải đo:
- 0.25 → 6 mét
Kết nối:
- Ren G1½”

ULM-70-10

Dải đo:
- 0.4 → 10 mét
Kết nối:
- Ren G2¼”

Thông Số Kỹ Thuật Nổi Bật

Nguồn Cấp

18…36VDC

Ngõ Ra

4-20mA + HART
RS485 Modbus RTU

Chuẩn Bảo Vệ

IP67

Nhiệt Độ Làm Việc

-30…70°C

Tần Số Siêu Âm

30kHz đến 120kHz

Tùy model.

Ứng Dụng Thực Tế

Đo Mức Nước Bồn Chứa

Giám sát mức nước tự động cho:

Bồn inox
Tank nhựa
Hồ nước

Đo Nước Thải

Thiết bị hoạt động tốt với:

Nước thải sinh hoạt
Nước thải công nghiệp
Bể xử lý nước

Đo Hóa Chất

Do đo không tiếp xúc nên rất phù hợp cho:

Axit
Bazơ
Dung môi

Đo Khoảng Cách

Ứng dụng trong:

Băng tải
Hệ thống tự động
Robot
Kiểm soát vị trí

Đo Kênh Hở

Ứng dụng cho:

Kênh dẫn nước
Đập tràn
Trạm bơm

Cảm Biến Có Thể Dùng Trong Môi Trường Cháy Nổ

ULM-70 có phiên bản:

ULM-70Xi

Được thiết kế dùng trong môi trường:

Khí dễ cháy
Hơi dung môi
Nhà máy hóa chất

Thiết bị đạt chuẩn chống cháy nổ Ex ia theo tiêu chuẩn ATEX.

Màn Hình Hiển Thị Thông Minh

Thiết bị tích hợp màn hình OLED hoặc LCD giúp:

Hiển thị giá trị đo
Cài đặt nhanh
Quan sát trực tiếp mức nước
Hiệu chỉnh dễ dàng

Việc cài đặt được thực hiện bằng 3 nút nhấn ngay trên cảm biến.

Lưu Ý Khi Lắp Đặt

Để cảm biến hoạt động chính xác cần:

Lắp thẳng đứng
Tránh gần thành bồn
Tránh vật cản
Hạn chế bọt khí dày
Không lắp gần dòng chảy mạnh

Ngoài ra nên dùng cáp chống nhiễu khi kéo dây xa hoặc môi trường có biến tần công suất lớn.

Khi Nào Nên Dùng Cảm Biến Siêu Âm?

Bạn nên dùng cảm biến siêu âm khi:

Không muốn cảm biến tiếp xúc chất lỏng
Môi trường ăn mòn
Chất lỏng bẩn
Bể sâu
Cần đo liên tục
Muốn xuất tín hiệu về PLC

Tiêu chí	Cảm biến siêu âm	Phao báo mức
Độ chính xác	Cao	Trung bình
Đo liên tục	Có	Không
Không tiếp xúc	Có	Không
Chống ăn mòn	Tốt	Trung bình
Kết nối PLC	Dễ dàng	Hạn chế

Vì Sao Nên Chọn ULM-70?

ULM-70 được đánh giá cao nhờ:

Độ chính xác cao
Chống nhiễu tốt
Có HART / Modbus
Chống nước IP67
Đo ổn định
Có màn hình hiển thị
Dùng được môi trường cháy nổ
Thiết kế công nghiệp châu Âu

Kết Luận

Cảm biến siêu âm đo mức nước và khoảng cách là giải pháp đo mức hiện đại, chính xác và cực kỳ phổ biến trong công nghiệp hiện nay.

Với khả năng đo không tiếp xúc, chống ăn mòn tốt và dễ tích hợp PLC, SCADA, dòng ULM-70 là lựa chọn phù hợp cho nhiều ứng dụng như nước sạch, nước thải, hóa chất và bồn công nghiệp.

Nếu cần hệ thống đo mức ổn định, độ bền cao và dễ vận hành thì cảm biến siêu âm chính là giải pháp rất đáng đầu tư hiện nay.

Cảm biến siêu âm đo mức nước – khoảng cách. Cảm biến báo mức, khoảng cách được sử dụng phổ biến trong nghành công nghiệp. Thiết bị cảm biến đo mức nước liên tục. Cảm biến đo mức siêu âm ULM-53 là loại cảm biến đo mức không hiển thị.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến là sẽ phóng một tia sóng siêu âm từ đầu cảm biến xuống chất lỏng. Khi sóng siêu âm chạm mặt chất lỏng sẽ phản hồi lại. Cảm biến sẽ xác định được khoảng cách từ đầu cảm biến đến mực nước.

Hình cấu tạo của cảm biến siêu âm đo mức nước – khoảng cách từ 0.4 – 10m

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

Nguồn cấp cho cảm biến : 18 – 36 Vdc
Khoảng cách đo tiêu chuẩn : 0-1m; 0-2m; 0-6m; 0-10m; 0-20m
Tín hiệu ngõ ra : 4-20mA hoặc 0-10V hoặc Mobbus RTU
Sai số của cảm biến: 0.15% (đối với mức đo từ 0.4-20m)
Nhiệt độ làm việc của cảm biến từ : -20 ºC đến 60 ºC
Thời gian lấy mẫu : 0.5 giây
Áp suất chịu được Max 1 bar
Kết nối Ren G2 1/4; hoặc mặt bích

Ứng dụng cảm biến siêu âm đo mức trong thực tế

Cảm biến siêu âm được ứng dụng nhiều nhất cho xử lý nước thải. Do cảm biến không tiếp xúc trực tiếp nước bẩn, hóa chất xử lý nên đảm bảo độ bền và ổn định.

Ngoài lắp hệ thống xử lý nước thải. Cảm biến siêu âm còn được dùng đo mức dầu trong các tank chứa kín (không áp suất). Các chỉ số chống cháy nổ đạt tiêu chuẩn quốc tế.

Ứng dụng cảm biến siêu âm đo mức nước

Cân lưu ý cách lắp đăt sao cho đúng kỹ thuật nhà sản xuất yêu cầu.

Cách calip trực tiếp cảm biến siêu âm đo mức nước – khoảng cách

Ví dụ : đối với các khoảng cách đo mức như : 0-4m, 0-8m, 0-15m,…để đo chính xác mức nước tương ứng với tín hiệu 4-20mA, 0-10v thì chúng ta sẽ cài đặt lại khoảng cách đo này. Khoảng cách đo 0-4m thì chọn cảm biến 0-6m. Tương tự cho khoảng cách 0-8m chọn cảm biến 0-10m; Khoảng cách từ 0-15m chọn cảm biến 0-20m

Với cách calip này có độ chính xác cao nhất theo độ cao của chất lỏng bên trong bình chứa . Đầu tiên ta set giá tri zero khi chưa điền chất lỏng vào bình chứa tương đương với 0% bằng cách cho cảm biến bắn một tia từ cảm biến xuống đáy bình chứa.
Sau đó ta điền đầy mức chất lỏng cần đo vào bình chứa, ta cho cảm biến đo mức bằng sóng siêu âm đo giá trị này là khoảng cách bao nhiêu từ cảm biến đến bề mặt chất lỏng ( chất rắn ). Giá trị này ta gán cho mức Max .
Sau khi có hai giá trị Min & Max ta có thể cài đặt kiểu đo theo độ cao hay theo thể tích . Lúc này cảm biến đo mức bằng sóng siêu âm sẽ tự chuyển đổi tuyến tính theo giá trị Min , Max vừa cài đặt ở trên.
Đây là cách calip phổ biến và đơn giản nhất nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác. Ngoài ra còn cách calip khác sử dụng công thức tính toán mình thấy nó hơi khó hiểu nên không đề cặp đến trong bài viết này.

Cách đấu dây cảm biến siêu âm với bộ hiển thị hoặc PLC, Biến Tần như thế nào?

Việc đấu dây từ cảm biến siêu âm hoặc cảm biến áp suất,…dùng chung tín hiệu 4-20mA, thì nguyên lý đấu dây như nhau:

Xuất phát đấu dây bắt đầu từ nguồn cấp 24Vdc các bước chi tiết như sau :

Nguồn (+) 24Vdc đấu với chân cộng (+) của cảm biến
Nguồn (-) 0Vdc đấu với chân trừ (-) của bộ hiển thị hoặc PLC
Chân (-) của cảm biến đấu với chân cộng (+) bộ hiển thị hoặc PLC

Đối với các trường hợp truyền tín hiệu 4-20mA, 0-10v đi xa vài trăm mét. Tôi khuyên các bạn nên dùng thêm bộ cách ly tín hiệu hoặc bộ hiển thị có tích hợp cách ly chống nhiễu; để đảm bảo tín hiệu luôn ổn định tránh trường hợp tín hiệu chập chờn, không ổn định.

Cám ơn các bạn đã xem bài viết này. Cty TNHH Tự Động Hưng Phát cung cấp thiết bị kỹ thuật với giá cạnh tranh trên thị trường, nhân viên cty có thể trực tiếp xuống nhà máy khảo sát hoặc lắp đặt thiết bị. Mọi chi tiết xin liên hệ:

Nguyễn Long Hội

Mobi: 0939.266.845

Email: hoi.nguyen@huphaco.vn

Web: cambiendoapsuat.vn

ĐĂNG KÝ BÁO GIÁ