Cảm Biến Đo Mức Hóa Chất: Hướng Dẫn Toàn Diện Về Công Nghệ Radar 80GHz FMCW

Trong môi trường sản xuất công nghiệp, việc đo lường mức chất lỏng trong bồn chứa hóa chất luôn là một thách thức lớn đối với các kỹ sư vận hành. Các loại axit, kiềm, dung môi không chỉ có tính ăn mòn cao mà còn có khả năng bay hơi, tạo bọt hoặc thay đổi áp suất liên tục. Sự ra đời của dòng cảm biến EchoBeam® LR83 từ Flowline đã thiết lập một tiêu chuẩn mới cho giải pháp cảm biến đo mức hóa chất nhờ công nghệ Radar 80GHz đột phá.

1. Tại sao công nghệ Radar 80GHz là lựa chọn số 1 cho hóa chất?

Trước đây, cảm biến siêu âm thường được sử dụng nhờ giá thành rẻ. Tuy nhiên, trong môi trường hóa chất, sóng siêu âm bị nhiễu bởi hơi hóa chất và sự thay đổi nhiệt độ2. Dòng EchoBeam® LR83 khắc phục hoàn toàn những nhược điểm này bằng công nghệ FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) ở băng tần W (80GHz)

1.1. Độ chính xác và dải đo ấn tượng

Dòng LR83 được thiết kế cho các ứng dụng từ cơ bản đến thách thức nhất:

Dải đo chất lỏng: Lên đến 30m 

Dải đo chất rắn: Lên đến 15m 

Độ chính xác: Sai số cực thấp chỉ +-2mm

1.2. Góc mở chùm tia hẹp (6 độ)

Một trong những điểm yếu của các cảm biến mức là nhiễu do thành bồn hoặc các vật cản bên trong (cánh khuấy, ống dẫn). Với góc mở chùm tia chỉ 6º EchoBeam® LR83 tập trung năng lượng vào một phạm vi hẹp, đảm bảo tín hiệu phản hồi mạnh mẽ và chính xác ngay cả trong không gian bồn chứa chật hẹp

 

2. Đặc điểm kỹ thuật vật liệu: Chống ăn mòn tuyệt đối

Khi tiếp xúc với hóa chất, vật liệu của cảm biến quyết định tuổi thọ của hệ thống. LR83 được cấu tạo từ những vật liệu cao cấp nhất:

• Anten PVDF tự nhiên: Đây là loại nhựa có khả năng kháng hóa chất cực cao, chịu được hầu hết các loại axit, kiềm và dung môi hữu cơ mạnh.
• Thân vỏ PBT-FR: Vỏ máy được làm từ nhựa Polybutylene Terephthalate gia cường khả năng chống cháy, đảm bảo độ bền cơ học.
• Nắp vỏ PC trong suốt: Giúp bảo vệ màn hình hiển thị nhưng vẫn cho phép quan sát các chỉ số đo lường dễ dàng12.
• Tiêu chuẩn bảo vệ IP66/67: Cho phép thiết bị hoạt động ổn định trong môi trường ẩm ướt, tiếp xúc trực tiếp với hóa chất hoặc lắp đặt ngoài trời

3. Khả năng tương thích môi trường đo

Cảm biến đo mức hóa chất LR83 có thể đo lường mọi môi trường có hằng số điện môi

• Chất lỏng: Nước, hóa chất ăn mòn, các chất lỏng gốc dầu, xăng, dầu hỏa15.
• Chất rắn: Hạt nhựa, ngũ cốc, bột giấy, cốt liệu16.
• Lắp đặt xuyên vật cản: Nhờ sóng Radar tần số cao, thiết bị có thể đo xuyên qua nắp bồn bằng nhựa hoặc sợi thủy tinh (fiberglass), giúp giữ bồn chứa hoàn toàn kín

4. Kết nối và Quản lý thông minh qua LevelTap™ App

Flowline đã tích hợp công nghệ Bluetooth 5.0 vào dòng EchoBeam®, mang lại trải nghiệm vận hành hiện đại và an toàn.

4.1. Cấu hình không dây

Kỹ thuật viên không cần trực tiếp leo lên đỉnh bồn chứa hóa chất nguy hiểm. Thông qua ứng dụng LevelTap™, bạn có thể:

• Kiểm tra mức chất lỏng thời gian thực.
• Thay đổi các thông số cấu hình và xác minh trạng thái cảm biến.
• Khoảng cách kết nối Bluetooth lên đến 8m 

4.2. Tín hiệu đầu ra đa dạng

Để phù hợp với mọi hệ thống điều khiển tự động, LR83 cung cấp các lựa chọn:

 

• 4-20 mA với HART 7: Phù hợp cho các hệ thống điều khiển truyền thống.
• Modbus RS485 (9600 baud): Cho phép truyền dữ liệu số chính xác cao với khoảng cách lên tới 1200m.

5. So sánh các dòng EchoBeam® (LR80, LR81, LR83, LR85)

Tùy vào nhu cầu cụ thể, bạn có thể lựa chọn các model phù hợp dựa trên bảng thông số sau từ tài liệu26:

 

Đặc tính	LR80	LR81	LR83	LR85
Dải đo (Lỏng)	10m	30m	30m	120
Độ chính xác
Nhiệt độ tối đa
Kết nối	Cáp đúc sẵn 39	Cáp đúc sẵn 40	Ống dẫn dây (Conduit) 41	Ống dẫn dây (Conduit) 42
Ứng dụng				Cực kỳ khắc nghiệt 46

6. Hướng dẫn lắp đặt và tối ưu hóa hiệu suất

Để cảm biến đo mức hóa chất hoạt động hiệu quả nhất, cần tuân thủ các nguyên tắc lắp đặt sau:

 

• Vị trí lắp đặt: Tránh lắp cảm biến quá gần thành bồn (tối thiểu cách thành bồn 200mm).
• Sử dụng giá đỡ (Bracket): Flowline cung cấp các bộ giá đỡ bằng thép không gỉ 316 cho các ứng dụng lắp trên thành bồn hoặc kênh hở.
• Cài đặt Failsafe: Trong trường hợp mất tín hiệu, người dùng có thể lựa chọn giá trị đầu ra là “High”, “Low” hoặc giữ giá trị cuối cùng để đảm bảo an toàn cho hệ thống bơm49.
• Năng lượng: Thiết bị hỗ trợ dải điện áp rộng (12-30 VDC hoặc 9-27 VDC), rất lý tưởng cho các hệ thống dùng Pin hoặc Năng lượng mặt trời nhờ mức tiêu thụ điện năng thấp

7. Kết luận

Việc đầu tư vào một hệ thống cảm biến đo mức hóa chất chất lượng như EchoBeam® LR83 không chỉ giúp bảo vệ thiết bị, con người mà còn tối ưu hóa quy trình sản xuất. Với công nghệ Radar 80GHz, vật liệu PVDF kháng ăn mòn và khả năng quản lý thông minh qua Bluetooth, đây chắc chắn là giải pháp bền vững cho mọi nhà máy hóa chất

Bài viết tham khảo: Cảm biến đo mức hóa chất