Cảm Biến Mức Là Gì? Cấu Tạo Và Các Loại Phổ Biến
Trong các hệ thống công nghiệp hiện đại, việc kiểm soát mức chất lỏng hoặc vật liệu bên trong bồn chứa là yếu tố quan trọng. Để đảm bảo quá trình sản xuất diễn ra liên tục và an toàn thì cảm biến mức chính là thiết bị đo lường không thể thiếu. Hãy cùng Nhật An Khang tim hiểu rõ hơn về thiết bị này qua bài viết dưới đây nhé.
Cảm Biến Mức Là Gì?
Cảm biến mức (level sensor hoặc level transmitter) là thiết bị dùng để đo và giám sát mức chất lỏng hoặc chất rắn bên trong bồn chứa, silo hoặc đường ống. Thiết bị này có khả năng phát hiện vị trí của môi chất và chuyển đổi thông tin đó thành tín hiệu điện để truyền về PLC, HMI hoặc hệ thống điều khiển trung tâm.
Trong các chu trình tự động hóa, cảm biến mức đóng vai trò quan sát của hệ thống quản lý lưu chất:
- Giám sát mức tồn chứa: Theo dõi lượng chất lỏng hoặc vật liệu còn lại trong bồn chứa theo thời gian thực.
- Ngăn ngừa tràn hoặc cạn bồn: Cảm biến mức giúp cảnh báo khi mức chất lỏng vượt quá hoặc thấp hơn giới hạn cho phép.
- Tự động hóa quy trình sản xuất: Dữ liệu từ cảm biến được truyền về hệ thống điều khiển để tự động đóng mở bơm, van hoặc thiết bị cấp liệu.
Cấu Tạo Của Cảm Biến Mức
Mặc dù có rất nhiều dòng sản phẩm áp dụng các công nghệ đo khác nhau, cấu tạo của một bộ cảm biến mức tiêu chuẩn luôn bao gồm các bộ phận cốt lõi sau:
- Đầu cảm biến: Là bộ phận trực tiếp tiếp xúc hoặc hướng về phía môi chất để ghi nhận sự thay đổi của mực chất lỏng hoặc chất rắn.
- Bộ xử lý tín hiệu: Chứa bo mạch điện tử có nhiệm vụ tiếp nhận tín hiệu thô từ đầu cảm biến, tính toán và chuyển đổi thành tín hiệu điện chuẩn công nghiệp.
- Thân cảm biến: Lớp vỏ bọc bên ngoài bảo vệ bo mạch điện tử khỏi các tác động từ môi trường. Thường làm bằng nhựa chịu lực, nhôm đúc hoặc Inox.
- Bộ kết nối điện: Nơi đấu nối dây cáp nguồn và dây truyền tín hiệu từ cảm biến về tủ điều khiển.
- Kết nối cơ khí: Bộ phận dùng để gá lắp cố định cảm biến lên đỉnh hoặc thành bồn chứa. Các kiểu kết nối phổ biến gồm:
- Ren: Phổ biến nhất, vặn trực tiếp vào lỗ ren trên bồn.
- Mặt bích: Thích hợp cho bồn chứa áp lực lớn hoặc môi trường cần độ chắc chắn cao.
- Clamp: Dạng khớp nối nhanh vi sinh, chuyên dùng cho ngành thực phẩm, dược phẩm để dễ tháo lắp vệ sinh.
Nguyên Lý Hoạt Động Của Cảm Biến Mức
Tùy theo nhu cầu giám sát của hệ thống, cảm biến mức được thiết kế để vận hành theo hai nguyên lý đo độc lập:
- Đo mức liên tục: Cảm biến liên tục quét và đo đạc khoảng cách từ đầu dò đến bề mặt môi chất, xuất ra tín hiệu analog tuyến tính. Phương pháp này cho biết chính xác bồn chứa đang còn bao nhiêu lít hoặc bao nhiêu mét khối môi chất tại mọi thời điểm.
- Đo mức điểm: Cảm biến chỉ quan tâm đến các vị trí cố định được cài đặt trước. Khi môi chất dâng lên chạm vào đầu cảm biến, thiết bị lập tức đảo trạng thái tiếp điểm điện để kích hoạt dừng hoặc chạy thiết bị ngoại vi ngay lập tức.
- Chuyển đổi tín hiệu về PLC hoặc hệ thống điều khiển: Dù đo liên tục hay đo điểm, các tín hiệu điện ngõ ra. Từ cảm biến đều được dẫn truyền trực tiếp về bộ điều khiển PLC, màn hình HMI hoặc hệ thống SCADA tổng của nhà máy. Tại đây, hệ thống điều khiển sẽ tự động đưa ra các lệnh đóng thiết bị phù hợp theo thuật toán được lập trình sẵn.
