LÀM SAO PHÁT HIỆN MỨC CHẤT LỎNG TRONG BỒN MÀ KHÔNG CẦN PHAO CƠ?

Trong các hệ thống bồn chứa, máy cấp chất lỏng và thiết bị tự động hóa, cảm biến có thể được sử dụng để phát tín hiệu khi chất lỏng chạm đến mức cần giám sát (báo đầy hoặc báo cạn), hỗ trợ điều khiển quá trình cấp liệu, cảnh báo an toàn hoặc phối hợp đóng/ngắt máy bơm tự động .

Một trong những giải pháp phổ biến là cảm biến mức từ tính sử dụng phao. Tuy nhiên, nếu ứng dụng cần phát hiện mức chất lỏng tại một điểm cố định và muốn hạn chế các bộ phận chuyển động, cảm biến mức quang cũng là một lựa chọn đáng cân nhắc.

1. Cảm biến quang phát hiện mức chất lỏng bằng cách nào?

Cảm biến mức quang Carlo Gavazzi dòng VP hoạt động hoàn toàn tĩnh dựa trên nguyên lý khúc xạ và phản xạ ánh sáng hồng ngoại tại đầu dò hình lăng kính (hình nón):

• Bên trong đầu cảm biến: Tích hợp một nguồn phát tia hồng ngoại (LED) và một bộ thu quang học (Phototransistor) được đặt theo góc tính toán chính xác bên trong đầu dò nhựa kỹ thuật hoặc polysulfone/polyamide trong suốt.

• Trạng thái KHÔ (Khi đầu dò ở trong không khí): Tia hồng ngoại phát ra từ LED chạm vào bề mặt vát của đầu dò và bị phản xạ toàn phần quay ngược trở lại bộ thu quang học.

• Trạng thái ƯỚT (Khi chất lỏng dâng lên ngập đầu dò): Do chỉ số khúc xạ của chất lỏng khác với không khí, tia sáng hồng ngoại không còn phản xạ về bộ thu mà bị khúc xạ (tán xạ) ra ngoài môi trường chất lỏng. Sự suy giảm đột ngột cường độ ánh sáng tại bộ thu lập tức làm thay đổi trạng thái ngõ ra điện tử (NPN/PNP) để báo tín hiệu về PLC hoặc rơ-le điều khiển.

Nhờ thiết kế nhỏ gọn và lắp đặt trực tiếp xuyên qua thành bồn bằng ren tiêu chuẩn (như ren 1/4" NPT, 3/8" NPT hoặc M12), cảm biến mức quang giúp phát hiện điểm mức chất lỏng cố định một cách tức thời mà không cần bất kỳ cơ cấu chuyển động nào.

2. Cảm biến quang và cảm biến phao từ tính khác nhau thế nào?

Cả hai dòng cảm biến đều giải quyết bài toán báo mức điểm (Point Level Detection), nhưng mỗi công nghệ lại sở hữu cấu trúc và thế mạnh riêng biệt.

Bảng so sánh chi tiết hai công nghệ:

3. Phân tích 2 đại diện tiêu biểu từ Carlo Gavazzi: VP03E (VP Series) và ILMM5 (ILM Series)

Để giúp các kỹ sư dễ dàng lựa chọn mã thiết bị phù hợp với điều kiện vận hành tại nhà máy, dưới đây là thông số và ứng dụng thực tiễn của hai dòng sản phẩm đặc trưng từ Carlo Gavazzi (Italy):

Cảm biến quang Carlo Gavazzi VP03EP 

• Cấu tạo & Vật liệu: Thân và đầu dò bằng nhựa kỹ thuật cao cấp Polyamide 12 có khả năng kháng hóa chất, dầu mỡ và axit/kiềm vượt trội.

• Thông số nổi bật:

  • Nguồn cấp: 10 đến 40 VDC.

  • Ngõ ra bán dẫn: NPN, kết nối 3 dây chắc chắn.

  • Cấp bảo vệ: IP67, chịu áp suất làm việc lên đến 10 bar.

• Ứng dụng:

  • Bồn chứa hóa chất ăn mòn & bể xi mạ: Vật liệu Polyamide 12 không bị rỉ sét như kim loại khi tiếp xúc với hóa chất.

  • Trạm dầu thủy lực & Máy gia công CNC: Giám sát mức dầu bôi trơn, dung dịch tưới nguội (coolant) trong các bình chứa nhỏ gọn, chịu rung động cao của máy công cụ.

  • Hệ thống rò rỉ (Leak Detection): Lắp sát đáy khay hứng để phát hiện ngay lập tức sự cố rò rỉ dầu hoặc hóa chất.

Cảm biến mức phao từ tính Carlo Gavazzi ILMM5

• Cấu tạo & Vật liệu: Toàn bộ trục dẫn và quả phao được chế tạo bằng thép không gỉ Inox AISI 304 chịu nhiệt và áp suất cao.

• Thông số nổi bật:

  • Ngõ ra: Tiếp điểm Reed Switch (2 dây), dễ dàng đấu nối trực tiếp như một công tắc thường đóng (NC) hoặc thường mở (NO) bằng cách đảo chiều phao.

  • Chịu nhiệt độ làm việc cao (lên đến +120°C tùy model) và áp suất tối đa tới 10kg/cm2.

• Ứng dụng:

  • Bồn nước nóng, lò hơi (Boiler) & Hệ thống súc rửa CIP: Nơi nhiệt độ chất lỏng quá cao vượt ngưỡng chịu nhiệt của cảm biến vỏ nhựa.

  • Bồn nước thải có bọt xà phòng dày & váng dầu đặc: Phao cơ học nổi theo tỷ trọng chất lỏng nên không bị hiện tượng bọt khí hay lớp màng bẩn dày che khuất bề mặt làm báo sai.

​

4. Ứng dụng thực tế của cảm biến mức quang

Với khả năng phát hiện chất lỏng tại một điểm, cảm biến mức quang có thể được xem xét trong các ứng dụng như:

• Dầu công nghiệp:Phát hiện mức dầu trong bồn chứa.

• Nước thải: Giám sát mức chất lỏng trong hệ thống xử lý.

• Thực phẩm và đồ uống: Phát hiện mức bia, rượu vang và các dung dịch gốc nước khác.

• Hóa chất: Phát hiện mức dung dịch; cần xét khả năng tương thích hóa học của vật liệu đầu dò với môi chất cụ thể.

Đây là các ví dụ ứng dụng cần được đánh giá theo từng điều kiện cụ thể. Cảm biến phát hiện mức tại vị trí lắp đặt, không tự đo liên tục toàn bộ chiều cao chất lỏng trong bồn. Nếu cần đo mức liên tục, cần xem xét một giải pháp đo mức chuyên dụng khác.

Nên chọn loại nào?

• Chọn cảm biến quang: Khi cần phát hiện chất lỏng tại một vị trí cố định, ưu tiên thiết kế không dùng phao chuyển động và các điều kiện thực tế phù hợp với nguyên lý quang học.

• Chọn cảm biến phao từ tính: Khi cơ cấu phao phù hợp với bồn chứa, yêu cầu phát hiện mức và điều kiện vận hành; đồng thời cần tiếp điểm đóng/ngắt theo cấu hình đã chọn.

Điều quan trọng không phải là loại nào tốt hơn trong mọi trường hợp, mà là loại nào đáp ứng đúng chất lỏng, điều kiện vận hành và yêu cầu điều khiển của hệ thống.

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 #CamBienMuc #CamBienQuang #PhotoelectricSensor #IndustrialAutomation #LevelSensor