Hình 4.4: Hệ thống thiết bịđo quá trình
Hệ thống thiết bị đo quá trình bao gồm: Cảm biến, điều hòa truyền phát tín hiệu và chỉ
báo để biến đổi các đại lượng không điện (nhiệt độ, áp suất...) thành các đại lượng điện.
- Measurement device: Thiết bịđo
- Sensor element: Cảm biến, phần tử cảm biến
- Signal conditioning:Điều hòa tín hiệu, chuyển đổi đo
- Transmitter: Điều hòa tín hiệu + truyền phát tín hiệu chuẩn
- Transducer: Bộ chuyển đổi theo nghĩa rộng (ví dụ áp suất-dịch chuyển, dịch chuyển-
điện áp), có thể là sensor hoặc sensor + transmitter.
Đặc tính thiết bị đo: Đặc tính vận hành, phạm vi đo và dải đo, độ phân giải, dải chết và
độ nhạy, độ tin cậy, ảnh hưởng do tác động môi trường, sai số và độ chính xác, độ tuyến tính, đặc tính động học, đáp ứng bậc thang, đáp ứng tín hiệu dốc.
Chúng ta cần quan tâm đến các chuẩn truyền của tín hiệu như sau:
Tín hiệu tương tự: - Điện: 0-20 mA, 10-50 mA, 0-5V, 1-5V... - Khí nén: 0.2-1 bar (3-15 psig) Tín hiệu logic: - 0-5VDC, 0-24 VDC, 110/120VAC, 220/230 VAC... Tín hiệu xung/số: - Tín hiệu điều chếđộ rộng xung, tần số xung
- Chuẩn bus trường: Foundation Fieldbus, Profibus –PA... - Chuẩn nối tiếp thông thường: RS-485, ...
Các loại cảm biến thông dụng trong điều khiển quá trình a. Cảm biến mức
Hình 4.5: Cảm biến báo mức và đo mức
Mức chất lỏng trong một bình chứa luôn luôn là một đại lượng cần điều khiển. Trong rất nhiều trường hợp, người ta đòi hỏi vòng điều khiển mức rất nhanh để duy trì giá trị mức
độ cố định nhằm giảm tương tác tới những vòng điều khiển khác chậm hơn. Tuy nhiên, phép đo mức thường không đòi hỏi độ chính xác cao như áp suất, lưu lượng và nhiệt độ. Các phương pháp đo mức chất lỏng thông dụng có thểđược phân loại như sau:
- Phương pháp tiếp xúc bề mặt: Sử dụng phao, que dò và các phần tử cảm biến chuyển. - Phương pháp điện học: Dựa trên các hiện tượng thay đổi điện dung hoặc điện cảm.
- Phương pháp chênh áp: Dựa trên phép đo chênh lệch áp suất giữa hai vị trí có độ cao khác nhau trong bình.
khoảng cách giữa bề mặt chất lỏng và nắp.
- Phương pháp đo khối lượng: Sử dụng cảm biến trọng lượng và tính toán ra độ cao chất lỏng.