Ứng dụng cảm biến siêu âm trong đo mức chất lỏng và vật liệu rời đang trở thành giải pháp phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại. Với khả năng đo lường chính xác, nhanh chóng và không cần tiếp xúc trực tiếp với bề mặt, cảm biến siêu âm mang lại hiệu quả vượt trội cho việc giám sát mức nước, nguyên liệu hạt, bột, xi măng, thực phẩm và hóa chất. Trong bài viết này, Bảo An sẽ cùng tìm hiểu chi tiết nguyên lý hoạt động, ưu điểm, các ứng dụng thực tế và những lưu ý quan trọng khi lựa chọn cảm biến siêu âm đo mức, giúp bạn tối ưu hiệu quả quản lý và vận hành hệ thống.
Bể chứa nước sạch, nước thải: Theo dõi mực nước, cảnh báo chống tràn.
Bồn chứa hóa chất: Đo mức axit, kiềm mà không cần tiếp xúc trực tiếp, đảm bảo an toàn.
Bể chứa thực phẩm, đồ uống: Giám sát mức sữa, nước trái cây trong quy trình sản xuất thực phẩm.
Ví dụ:
Trong hệ thống xử lý nước thải, cảm biến siêu âm được lắp trên bồn lắng để giám sát liên tục mức nước đầu vào và ra, giúp vận hành tự động.
Kho chứa hạt nhựa, xi măng, cát, bột: Quản lý lượng tồn kho hiệu quả.
Silo lúa gạo, ngũ cốc: Giám sát mức nguyên liệu mà không cần mở silo kiểm tra thủ công.
Ngành khai thác khoáng sản: Đo mức quặng, đá vụn trong các bể chứa.
Ví dụ:
Đo không tiếp xúc
Cảm biến không cần chạm vào vật liệu.
Tránh bị hao mòn, bám bụi hay hư hỏng cơ khí do ma sát.
Ứng dụng được với nhiều loại vật liệu khác nhau
Đo tốt cho vật liệu rời dạng hạt, bột, cát, sỏi,...
Không phụ thuộc vào đặc tính vật liệu (khô, ướt, bụi,...).
Gắn trên đỉnh silo, phễu, bể chứa, không cần thay đổi kết cấu.
Dễ dàng bảo trì mà không cần dừng sản xuất.
Chọn cảm biến siêu âm có giới hạn khoảng cách đo phù hợp với ứng dụng
Nếu silo quá nhỏ (đường kính hẹp) dễ gây nhiễu do sóng phản xạ từ thành silo.
Nếu silo quá to thì cần cảm biến có góc quét phù hợp để bao phủ toàn bộ bề mặt vật liệu.
Bụi dày đặc, hơi nước hoặc nhiệt độ cao làm suy yếu sóng siêu âm, gây lỗi đo.
Nhiệt độ cao cũng làm thay đổi tốc độ truyền sóng ➔ cần bù nhiệt.
Tuỳ vào hệ thống (PLC, HMI, SCADA), bạn phải chọn đúng loại tín hiệu đầu ra (4-20mA, 0-10V, RS485, Modbus...)
Nếu PLC trong nhà máy chỉ nhận tín hiệu analog 4-20mA ➔ chọn cảm biến hỗ trợ 4-20mA.
Nếu cần giám sát từ xa ➔ chọn loại có RS485/Modbus.
Môi trường hóa chất, ăn mòn, ẩm mốc cần vỏ cảm biến bằng chất liệu đặc biệt (như PVDF, PTFE, thép không gỉ...)
Đo mức axit ➔ chọn cảm biến siêu âm vỏ PVDF để chống ăn mòn.
Đo nước sạch ➔ dùng vỏ nhựa ABS cũng đủ.
Cân nhắc chi phí hợp lý theo ứng dụng thực tế.
Chọn thương hiệu uy tín để đảm bảo độ bền và sai số thấp.
Nhà máy cần cảm biến ổn định cho vận hành liên tục ➔ Ưu tiên hãng Siemens, Endress+Hauser, Vega,...
Nếu chỉ cần giải pháp tiết kiệm cho bể chứa nhỏ ➔ Có thể dùng các hãng như Holykell, Sino-Inst,...
Kết luận
Cảm biến siêu âm đo mức là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng cần đo mức chất lỏng và vật liệu rời một cách chính xác, an toàn và linh hoạt. Nhờ đặc tính đo không tiếp xúc, độ bền cao và khả năng hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt, cảm biến siêu âm đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong các ngành nước sạch, nước thải, hóa chất, thực phẩm, xi măng, khai khoáng... Khi lựa chọn cảm biến, bạn cần cân nhắc kỹ về dải đo, điều kiện môi trường, tín hiệu đầu ra và chất liệu vỏ để đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định và bền bỉ theo thời gian. Hãy đầu tư đúng thiết bị để tối ưu hóa hiệu quả sản xuất và vận hành hệ thống của bạn.
Cảm biến siêu âm là thiết bị dùng sóng âm tần số cao để phát hiện và đo khoảng cách đến vật thể, thường ứng dụng trong robot, xe tự hành và hệ thống tự động hóa.
Arduino kết hợp cảm biến siêu âm giúp đo khoảng cách, tránh vật cản, điều khiển robot hay thiết bị thông minh một cách chính xác và dễ lập trình.
