CẢM BIẾN SIÊU ÂM ĐO MỨC TRONG SILO LÚC ĐÚNG LÚC SAI: 4 YẾU TỐ CẦN KIỂM TRA

Trong các nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi, silo giúp lưu trữ nguyên liệu dạng hạt và hỗ trợ quản lý lượng vật liệu phục vụ sản xuất. Cảm biến siêu âm có thể đo mức bằng cách phát sóng âm về phía bề mặt vật liệu, sau đó tính khoảng cách dựa trên thời gian tín hiệu phản hồi trở lại.

Khi giá trị đo trả về PLC có hiện tượng dao động bất thường, tín hiệu chập chờn hoặc "lúc đúng lúc sai", kỹ sư bảo trì cần đối chiếu ngay 4 yếu tố kỹ thuật cốt lõi dưới đây trước khi kết luận thiết bị hư hỏng.

1. Bụi phát sinh khi nạp liệu

Khi nạp thức ăn chăn nuôi, ngũ cốc hoặc nguyên liệu dạng hạt vào silo, quá trình rơi và di chuyển của vật liệu có thể tạo ra những đám bụi lớn cuộn lên bên trong silo. Nếu bụi quá dày đặc, sóng siêu âm có thể bị suy giảm trên đường truyền, khiến tín hiệu phản hồi yếu hoặc không ổn định.

Ngoài ra, bụi tích tụ trên bề mặt đầu cảm biến cũng có thể ảnh hưởng đến khả năng phát và thu sóng.

Dấu hiệu cần lưu ý:

• Giá trị đo dao động mạnh trong lúc nạp liệu.

• Tín hiệu trở nên ổn định hơn sau khi quá trình nạp kết thúc và bụi lắng xuống.

• Cảm biến thường xuyên báo mất tín hiệu hoặc trả về giá trị bất thường.

Cần kiểm tra gì?

Trước tiên, hãy so sánh giá trị đo trong và ngoài thời điểm nạp liệu. Kiểm tra bề mặt đầu cảm biến có bị bụi bám hay không, đồng thời xem xét vị trí lắp có nằm ngay phía trên dòng nguyên liệu đang rơi vào silo hay không.

Nếu silo thường xuyên có mật độ bụi cao, cần đánh giá khả năng làm việc của công nghệ siêu âm trong điều kiện thực tế. Không phải cảm biến siêu âm nào cũng phù hợp với môi trường bụi dày đặc.

2. Bề mặt vật liệu không bằng phẳng

Khác với chất lỏng thường có bề mặt tương đối phẳng, thức ăn chăn nuôi và nguyên liệu dạng hạt có thể tạo thành đống, hình nón hoặc bề mặt nghiêng bên trong silo.

Sóng siêu âm tuân theo nguyên lý phản xạ quang học. Nếu chùm sóng âm chạm vào một bề mặt vật liệu quá nghiêng, sóng phản xạ sẽ bị dội chệch hướng sang thành silo thay vì dội thẳng ngược lại màng thu của cảm biến. Điều này dẫn đến hiện tượng mất tín hiệu hoặc nhận nhầm các tín hiệu phản xạ bậc 2, bậc 3 từ vách bồn, làm kết quả đo không còn đại diện chính xác cho mức vật liệu thực tế.

Dấu hiệu cần lưu ý:

• Giá trị đo thay đổi dù lượng nguyên liệu không biến động nhiều.

• Kết quả khác biệt rõ rệt giữa các thời điểm nạp hoặc xả liệu.

• Tín hiệu không ổn định khi bề mặt vật liệu tạo thành đống hoặc hõm sâu.

Cần kiểm tra gì?

Kiểm tra hướng cảm biến có phù hợp với bề mặt vật liệu và hình dạng silo hay không. Vị trí lắp nên tránh dòng nguyên liệu đổ trực tiếp và các kết cấu có thể tạo tín hiệu phản xạ giả.

Đối với vật liệu dạng hạt, cần xem xét cả góc phát sóng, vị trí lắp và hình dạng bề mặt khi nạp hoặc xả. Nếu chỉ sử dụng một cảm biến để đo tại một điểm, kết quả cũng không nhất thiết phản ánh chính xác phân bố vật liệu trên toàn bộ mặt cắt silo.

3. Biến thiên nhiệt độ môi trường

Cảm biến siêu âm tính khoảng cách dựa trên thời gian sóng âm truyền đi và quay trở lại. Trong khi đó, tốc độ truyền âm trong không khí thay đổi theo nhiệt độ. Vì vậy, nhiệt độ biến động có thể gây sai lệch phép đo nếu thiết bị không bù nhiệt phù hợp hoặc điều kiện nhiệt độ tại vị trí đo không được phản ánh chính xác.

Một tình huống cần lưu ý là phần mái silo hoặc đầu cảm biến bị ánh nắng trực tiếp làm nóng, trong khi không khí bên trong silo có nhiệt độ khác biệt đáng kể. Khi đó, nhiệt độ tại thân cảm biến có thể không đại diện cho điều kiện truyền âm thực tế.

Dấu hiệu cần lưu ý:

• Giá trị đo có xu hướng thay đổi theo thời gian trong ngày.

• Kết quả đo khác nhau giữa các điều kiện nhiệt độ.

• Sai lệch vẫn xuất hiện dù lượng nguyên liệu tương đối ổn định.

Cần kiểm tra gì?

Kiểm tra dải nhiệt độ hoạt động của model, vị trí lắp đặt và khả năng bù nhiệt theo tài liệu kỹ thuật. Nếu thiết bị có chức năng bù nhiệt, cần xác minh chức năng đó hoạt động đúng theo cấu hình của nhà sản xuất.

Không nên mặc định mọi cảm biến siêu âm đều có cùng khả năng bù nhiệt. Khi chênh lệch nhiệt độ trong silo lớn, cần đánh giá điều kiện đo thực tế trước khi lựa chọn thiết bị.

4. Khoảng cách đo nằm ngoài vùng làm việc

Mỗi cảm biến siêu âm có một dải đo xác định, bao gồm giới hạn khoảng cách gần nhất và xa nhất. Nếu bề mặt vật liệu tiến quá gần đầu cảm biến hoặc nằm ngoài khoảng cách phát hiện tối đa, thiết bị có thể không cung cấp kết quả hợp lệ.

Đặc biệt, khi silo gần đầy, bề mặt nguyên liệu có thể tiến vào vùng mù (blind zone) ngay phía trước cảm biến. Ngược lại, khi silo gần cạn, khoảng cách từ đầu cảm biến đến bề mặt vật liệu có thể vượt quá giới hạn đo của model.

Dấu hiệu cần lưu ý:

• Cảm biến mất tín hiệu khi silo gần đầy hoặc gần cạn.

• Giá trị đo chạm giới hạn trên hoặc dưới.

• Kết quả không thay đổi hợp lý theo lượng vật liệu thực tế.

Cần kiểm tra gì?

Đối chiếu khoảng cách từ vị trí lắp cảm biến đến bề mặt vật liệu ở cả trạng thái silo đầy và gần cạn. Kiểm tra dải đo danh định, vùng mù và khoảng cách lắp đặt theo datasheet của đúng model đang sử dụng.

Nếu khoảng cách thực tế không phù hợp, cần xem xét điều chỉnh vị trí lắp hoặc lựa chọn model có dải đo thích hợp. Không nên chỉ tăng giới hạn trên phần mềm để xử lý khi cảm biến đang hoạt động ngoài vùng đo cho phép.

Checklist kiểm tra nhanh khi đo mức silo không ổn định

Trước khi thay cảm biến mới, hãy lần lượt xác minh:

1. Bụi: Tín hiệu có suy giảm khi nạp liệu hoặc khi đầu cảm biến bám bụi không?

2. Bề mặt vật liệu: Bề mặt có tạo đống, độ nghiêng hoặc hướng phản xạ bất lợi không?

3. Nhiệt độ: Model có phù hợp với điều kiện nhiệt độ và cơ chế bù nhiệt có hoạt động đúng không?

4. Dải đo: Khoảng cách thực tế có nằm trong vùng làm việc, ngoài vùng mù của cảm biến không?

Nếu đã kiểm tra các yếu tố trên mà kết quả vẫn không ổn định, hãy tiếp tục kiểm tra nguồn cấp, dây tín hiệu, cấu hình ngõ ra và trạng thái thiết bị theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Giải pháp đo mức ổn định từ Carlo Gavazzi

Để khắc phục tối đa các yếu tố gây sai số trên trong môi trường công nghiệp, dòng cảm biến siêu âm UA Series được thiết kế với các tính năng chuyên biệt:

• Tích hợp sẵn bù nhiệt tự động: Duy trì độ chính xác ổn định khi nhiệt độ môi trường trong bồn và nhà xưởng dao động.

• Tùy chỉnh góc mở chùm âm qua IO-Link (Narrow / Medium / Wide): Giúp kỹ sư dễ dàng thu hẹp chùm tia âm để tránh thành bồn hẹp hay vật cản mà không cần thay đổi vị trí cơ khí.

• Dải đo mạnh mẽ cho Silo lớn: Điển hình như model UA30ASD60APM1IO với khoảng cách phát hiện lên đến 6 m, hoạt động cực kỳ hiệu quả trong các silo chứa thức ăn chăn nuôi hoặc nguyên liệu lớn, giúp kiểm soát chính xác lượng hàng cần nạp thêm và tránh tồn kho quá mức.

NGUYÊN HÙNG VINH - NHÀ CUNG CẤP SẢN PHẨM THIẾT BỊ ĐIỆN, TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP CAO CẤP

- Địa chỉ: Số 14 đường 99, KP2, P. Cát Lái, TP.HCM

- Tel: (+84) 838 214 615

- Hotline: 0989 012 375 - 0967 644 284 

- Email: Sales@nguyenhungvinh.com.vn

- Tìm hiểu thêm: www.nguyenhungvinh.com.vn

Hashtag: #NguyenHungVinh #CarloGavazzi #CamBienSieuAm #DoMucSilo #LevelSensor #IndustrialAutomation