Đang tải... (xem toàn văn)
Đo mức dùng phao Đo mức dùng áp suất Đo mức dùng phao từ tính Đo mức dùng cảm biến điện dung Đo mức dùng tia laser Đo mức dùng sóng siêu âm Đo mức dùng sóng radar Đo mức dùng phóng xạ Nguyên lý làm việc: đơn giản, phao là một vật nổi đặt trên mặt chất lỏng do trọng lực của chất lỏng và không khí phía trên tác động. Để theo dõi mức độ dao động của chất lỏng gắn một thiết bị cơ khí với phao.
Cảm biến đo mức Trần chánh phát Phan viỆt tuấn Nguyễn văn nguyên Thái bình minh TỔNG QUAN - Phương pháp đo • Đo mức dùng phao • Đo mức dùng áp suất • Đo mức dùng phao từ tính • Đo mức dùng cảm biến điện dung • Đo mức dùng tia laser • Đo mức dùng sóng siêu âm • Đo mức dùng sóng radar • Đo mức dùng phóng xạ đo mức dùng phao Nguyên lý làm việc: đơn giản, phao vật đặt mặt chất lỏng trọng lực chất lỏng không khí phía tác động Để theo dõi mức độ dao động chất lỏng gắn thiết bị khí với phao Ưu nhược điểm: Phương pháp không giới hạn mức cao bồn, độ xác không cao, phí đầu tư thấp, giới hạn mức áp suất làm việc đo mức dùng áp suất • Đo mức dùng ống thủy Nguyên lý làm việc: Ống thủy hoạt động dựa định luật Archimedes Ống thủy nhúng chất lưu Chất lưu ống thủy đậm đặc bình chứa Khi chất lưu bình chứa dâng chất lưu ống thủy dâng tương ứng Mức chất lưu ống thủy thay đổi tạo áp lực Kiểm soát thay đổi áp lực đó, ta biết thay đổi mức chất lưu bình chứa đo mức dùng áp suất • Đo mức phương pháp sủi bọt Nguyên lý làm việc: Cảm biến mức kiểu sủi bọt có ống dẫn khí xuống đáy bình chứa để tạo bọt khí Khi khí dẫn vào, áp suất ống tăng thắng áp suất chất lỏng bình Giám sát áp suất ống dẫn khí, ta tính mức chất lỏng bình chứa đo mức dùng áp suất • Đo mức theo nguyên lý chênh áp Nguyên lý làm việc: Cảm biến áp suất vi sai đo mức cách đo độ chênh lệch áp suất tổng đáy bình chứa áp suất tĩnh hay gọi áp suất khoảng không khí bình chứa để tính mức chất lỏng Loại cảm biến lấy không khí bên làm tham chiếu đo mức dùng phao từ tính Nguyên lý làm việc: Một phao từ tính đặt ống phụ gắn thông đầu với bình chứa Do vậy, mức chất lỏng bình chứa tăng mức chất lỏng ống phụ tăng tương ứng ngược lại Và phao từ tính ống phụ dâng lên hạ xuống tương ứng theo mức chất lỏng ống phụ Một thoi hình hiển thị chuyển động theo phao từ tính, ta xác định mức chất lỏng Thước đo từ tính hoạt động ống phụ làm vật liệu không hấp thụ từ tính Thước đo từ tính sử dụng nơi có nhiệt độ, áp suất cao, hay chất lỏng ăn mòn đo mức dùng cảm biến điện dung Nguyên lý làm việc: Cảm biến mức điện dung hoạt động dựa khác biệt số điện môi chất lưu không khí Điều kiện cần thiết để áp dụng phương pháp số điện môi chất lưu phải lớn số điện môi không khí, thường gấp đôi Khi mức chất lưu thay đổi số điện môi thay đổi tương ứng đo mức dùng tia laser Nguyên lý làm việc: Cảm biến mức tia laser có nguyên lý hoạt động đơn giản, dùng tốc độ ánh sáng để xác định mức Cảm biến laser đặt bình chứa phát tia laser xuống bề mặt chất lưu Tia bị phản xạ ngược lại tới phát cảm biến Đo thời gian tia sáng tính toán mức chất lưu Lợi tia laser không bị phân tán, không bị ảnh hưởng âm truyền thẳng qua không khí Phương pháp đo tia laser có độ xác cao, điều kiện môi trường nước hay bọt bóng, có khoảng cách đo lớn Đây phương pháp lý tưởng bình chứa có nhiều vật cản, có áp suất nhiệt độ cao đo mức dùng sóng siêu âm Nguyên lý làm việc: Cảm biến mức dùng sóng siêu âm có nguyên lý làm việc cảm biến mức dùng tia laser, nhiên dùng tốc độ sóng siêu âm để xác định mức thay dùng tốc độ ánh sáng để xác định mức Cảm biến mức dùng sóng siêu âm xác định mức cách đo khoảng thời gian từ lúc truyền sóng tới lúc nhận sóng phản hồi bề mặt vật liệu Cảm biến mức sóng siêu âm sử dụng sóng dải tần số 10 KHz Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào loại khí nhiệt độ khí bên bình chứa đo mức dùng sóng siêu âm đo mức dùng sóng radar Nguyên lý làm việc: Cảm biến mức radar sử dụng antenna đặt bình chứa phát chùm sóng radar xuống bề mặt chất lưu Tính toán khoảng cách từ đầu antenna tới bề mặt chất lưu dựa vào thời gian di chuyển sóng radar từ lúc phát tới lúc nhận Ở phương pháp này, số điện môi chất lưu thấp ảnh hưởng tới chất lượng kết đo, lượng lượng sóng phản hồi phụ thuộc vào số điện môi chất lưu Nếu số điện môi thấp, sóng radar bị hấp thụ vào dung dịch xuyên qua Sóng radar bị phân tán giống sóng siêu âm đo mức dùng sóng radar Nguyên lý làm việc (tt): Thành bình chứa, cặn bám vào antenna, hay vật cản gây tín hiệu sai lệch cho cảm biến Để khắc phục nhược điểm này, thuật toán phức tạp sử dụng logic mờ tích hợp cho phát tín hiệu Nhưng lại xảy khó khăn khác việc lập trình trở nên phức tạp phải thay đổi theo môi trường Một giải pháp coi câu trả lời cho khó khăn loại cảm biến radar dẫn sóng Một ống dẫn sóng làm vật liệu cứng hay dây antenna làm thiết bị dẫn sóng radar từ bình chứa xuống bề mặt chất lưu đưa tín hiệu nhận Phương pháp tỏ hiệu nhiều so với phương pháp trước đo mức dùng phóng xạ Nguyên lý làm việc: Đo mức dùng phóng xạ phương pháp đo không tiếp xúc, lắp bên bồn cần đo mức Phù hợp với môi trường nhiệt độ áp suất cao, vật liệu ăn mòn Tuy nhiên đòi hỏi yêu cầu an toàn nghiêm ngặt giá cực cao, sử dụng phải có giấy phép sử dụng, chứng nhận kiểm tra Một số loại cảm biến đo chất lưu khác Cảm biến độ dẫn: Các cảm biến loại dùng để đo mức chất lưu có tính dẫn điện (độ dẫn điện ~ 50μScm-1) Một số loại cảm biến đo chất lưu Sơ đồ cảm biến hình a gồm hai điện cực hình trụ nhúng chất lỏng dẫn điện Trong chế độ đo liên tục, điện cực nối với nguồn nuôi xoay chiều ~ 10V (để tránh tượng phân cực điện cực) Dòng điện chạy qua điện cực có biên độ tỉ lệ với chiều dài phần điện cực nhúng chìm chất lỏng Sơ đồ cảm biến hình b sử dụng điện cực, điện cực thứ hai bình chứa kim loại Một số loại cảm biến đo chất lưu Sơ đồ cảm biến hình c dùng để phát ngưỡng, gồm hai điện cực ngắn đặt theo phương ngang, điện cực lại nối với thành bình kim loại,vị trí điện cực ngắn ứng với mức ngưỡng Khi mức chất lỏng đạt tới điện cực, dòng điện mạch thay đổi mạnh biên độ Một số loại cảm biến đo chất lưu Cảm biến tụ điện: Khi chất lỏng chất cách điện, tạo tụ điện hai điện cực hình trụ nhúng chất lỏng điện cực kết hợp với điện cực thứ hai thành bình chứa thành bình làm kim loại Chất điện môi hai điện cực chất lỏng phần điện cực bị ngập không khí phần chất lỏng Một số loại cảm biến đo chất lưu Cảm biến tụ điện (tt): Việc đo mức chất lưu chuyển thành đo điện dung tụ điện, điện dung thay đổi theo mức chất lỏng bình chứa Điều kiện để áp dụng phương pháp số điện môi chất lỏng phải lớn đáng kể số điện môi không khí (thường gấp đôi) Một số loại cảm biến đo chất lưu Cảm biến từ giảo: sử dụng vật liệu sắt từ để xác định vị trí nam châm dịch chuyển theo chiều dài Thân chúng giữ cố định, nam châm gắn với đối tượng cần đo dịch chuyển dọc theo thân cảm biến Một số loại cảm biến đo chất lưu Nguyên lý hoạt động dựa theo tính chất từ giảo vật liệu sắt từ Ảnh hưởng từ trường lên vật liệu gây thay đổi kích thước hình dạng chúng Vật liệu thuận từ nở ra, vật liệu nghịch từ co lại bị từ hóa Những nguyên tố thường dùng cảm biến từ giảo kim loại sắt, côban, niken…