Thiết bị đo mức siêu âm: Từ nguyên lý đến ứng dụng thực tế
Phần 1: Giới thiệu thiết bị đo mức siêu âm
Thiết bị đo mức siêu âm (Ultrasonic Level Transmitter) là một trong những công nghệ đo mức tiên tiến, được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hiện đại. Với khả năng đo lường không tiếp xúc và ứng dụng trong nhiều môi trường khác nhau, thiết bị này đã trở thành lựa chọn hàng đầu trong việc kiểm soát và giám sát mức chất lỏng, chất rắn, hoặc các vật liệu dạng bột trong bể chứa, silo, hoặc thùng chứa.
Ngày nay, với sự phát triển của các ngành công nghiệp như hóa chất, thực phẩm, năng lượng, và xử lý nước thải, việc đo lường chính xác và an toàn mức chất liệu trong bể chứa là điều kiện tiên quyết để đảm bảo hoạt động sản xuất hiệu quả. Thiết bị đo mức siêu âm không chỉ giúp giải quyết bài toán về đo lường mà còn cải thiện hiệu suất vận hành và giảm chi phí bảo trì.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ đi sâu vào nguyên lý hoạt động, các đặc điểm nổi bật, ứng dụng thực tế, và các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn thiết bị đo mức siêu âm.
Phần 2: Nguyên lý hoạt động của thiết bị đo mức siêu âm
2.1. Cách thức hoạt động
Thiết bị đo mức siêu âm hoạt động dựa trên nguyên lý phát và thu sóng âm. Thiết bị sử dụng một bộ phát sóng siêu âm để tạo ra các sóng âm tần số cao (thường từ 20 kHz đến 70 kHz). Các sóng âm này lan truyền qua không khí, chạm vào bề mặt của chất lỏng hoặc chất rắn, và phản xạ trở lại đầu dò.
Bộ thu sẽ ghi nhận tín hiệu phản xạ và tính toán thời gian giữa lúc phát sóng và thu sóng. Từ thời gian này, thiết bị xác định khoảng cách từ đầu dò đến bề mặt chất liệu, sau đó tính toán mức chất liệu trong bể dựa trên chiều cao tổng thể của bể chứa.
2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sóng siêu âm
Nguyên lý hoạt động của thiết bị đo mức siêu âm có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sau:
- Nhiệt độ môi trường: Nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ truyền sóng âm trong không khí.
- Áp suất: Áp suất không khí có thể làm thay đổi đặc tính lan truyền của sóng âm.
- Vật liệu đo: Các bề mặt không đồng nhất hoặc dạng bọt khí có thể làm giảm độ chính xác của thiết bị.
- Tác động từ môi trường: Bụi, hơi nước, hoặc các vật cản có thể ảnh hưởng đến sóng siêu âm.
Phần 3: Ưu điểm và nhược điểm của thiết bị đo mức siêu âm
3.1. Ưu điểm
- Không tiếp xúc với vật liệu: Điều này làm cho thiết bị trở nên lý tưởng để đo các chất liệu độc hại, dễ ăn mòn, hoặc ở nhiệt độ cao.
- Đo lường chính xác: Độ chính xác cao, đặc biệt trong các ứng dụng đo khoảng cách lớn.
- Độ bền cao: Thiết kế bền bỉ, phù hợp với nhiều môi trường công nghiệp khắc nghiệt.
- Chi phí bảo trì thấp: Không có các bộ phận tiếp xúc, giảm thiểu hao mòn và bảo trì.
- Khả năng ứng dụng đa dạng: Dùng được cho cả chất lỏng, chất rắn dạng bột, hoặc hạt.
3.2. Nhược điểm
- Hạn chế về môi trường đo: Thiết bị không hoạt động tốt trong môi trường có bụi dày đặc, bọt khí, hoặc hơi nước.
- Phụ thuộc vào điều kiện không khí: Sự thay đổi nhiệt độ và áp suất không khí có thể làm giảm độ chính xác.
- Giới hạn khoảng cách đo: Một số thiết bị có giới hạn về khoảng cách đo lường, không phù hợp với bể chứa quá lớn.
Phần 4: Ứng dụng của thiết bị đo mức siêu âm
4.1. Ngành công nghiệp nước và xử lý nước thải
Trong ngành công nghiệp nước, thiết bị đo mức siêu âm được sử dụng để giám sát mức nước trong bể chứa, hồ chứa, hoặc hệ thống thoát nước. Ở các nhà máy xử lý nước thải, nó được sử dụng để đo mức bùn, chất thải, hoặc hóa chất trong các bể xử lý.
4.2. Ngành hóa chất
Thiết bị đo mức siêu âm được ứng dụng để đo các hóa chất ăn mòn, độc hại mà không cần tiếp xúc trực tiếp, đảm bảo an toàn cho con người và thiết bị.
4.3. Ngành thực phẩm và đồ uống
Trong các nhà máy chế biến thực phẩm và đồ uống, thiết bị đo mức siêu âm được sử dụng để giám sát mức nguyên liệu thô như sữa, nước trái cây, dầu ăn, hoặc bột mỳ trong các silo.
4.4. Ngành xi măng và vật liệu xây dựng
Thiết bị đo mức siêu âm phù hợp để đo mức xi măng, cát, hoặc các vật liệu rời khác trong silo, đảm bảo nguồn cung liên tục cho quá trình sản xuất.
4.5. Ngành năng lượng
Trong ngành năng lượng, thiết bị được sử dụng để giám sát mức nhiên liệu, nước làm mát, hoặc các chất lỏng khác trong hệ thống vận hành.
Phần 5: Các loại thiết bị đo mức siêu âm
5.1. Theo dải đo
- Thiết bị đo mức ngắn (short-range): Dùng cho các bể nhỏ, thường có dải đo từ 0.3 đến 5 mét.
- Thiết bị đo mức dài (long-range): Dùng cho các bể lớn, silo cao, có dải đo lên đến 30 mét.
5.2. Theo tín hiệu đầu ra
- 4-20 mA: Phổ biến nhất trong các ứng dụng công nghiệp.
- HART: Cung cấp khả năng giao tiếp hai chiều, cho phép giám sát và cấu hình từ xa.
- Modbus RTU: Giao thức truyền thông kỹ thuật số cho các hệ thống tự động hóa.
5.3. Theo kiểu lắp đặt
- Lắp đặt trên đỉnh bể: Phù hợp với các bể chứa chất lỏng hoặc bột.
- Lắp đặt bên ngoài: Một số thiết bị có thể gắn bên ngoài bể để tránh tiếp xúc trực tiếp với môi trường đo.
Phần 6: Cách chọn thiết bị đo mức siêu âm phù hợp
6.1. Xác định yêu cầu ứng dụng
- Loại chất liệu cần đo: chất lỏng, bột, hay hạt?
- Môi trường đo: Nhiệt độ, áp suất, và điều kiện bụi bẩn.
- Khoảng cách đo: Chiều cao bể hoặc silo.
6.2. Xem xét các thông số kỹ thuật
- Dải đo.
- Độ chính xác.
- Tín hiệu đầu ra.
- Khả năng chịu nhiệt và chịu áp.
6.3. Chọn thương hiệu uy tín
- Nivelco: Dòng EasyTREK và EchoTREK nổi tiếng với độ bền cao.
- VEGA: Các thiết bị VEGASON có độ chính xác vượt trội.
- Endress+Hauser: Được tin dùng trong nhiều ngành công nghiệp.
Phần 7: Bảo trì và vận hành thiết bị
- Vệ sinh định kỳ: Đảm bảo đầu dò không bị bám bụi hoặc hóa chất.
- Hiệu chuẩn thiết bị: Thực hiện định kỳ để duy trì độ chính xác.
- Kiểm tra tín hiệu: Đảm bảo tín hiệu đầu ra không bị nhiễu.
Phần 8: Kết luận
Thiết bị đo mức siêu âm là một giải pháp đo lường hiệu quả và đáng tin cậy trong nhiều ngành công nghiệp. Tuy có những hạn chế nhất định, nhưng với sự phát triển không ngừng của công nghệ, các thiết bị này ngày càng được cải tiến để đáp ứng tốt hơn các nhu cầu đa dạng của người dùng.
Nếu bạn đang tìm kiếm một giải pháp đo mức chất lỏng hoặc chất rắn phù hợp với yêu cầu sản xuất, thiết bị đo mức siêu âm chắc chắn là một lựa chọn đáng cân nhắc.
ĐẠI LÝ PHÂN PHỐI TẠI VIỆT NAM :
CÔNG TY TNHH TM-DV-KT CAO VIỆT CƯỜNG
Số 89 Nguyễn Quý Anh, P.Tân Sơn Nhì, Q.Tân Phú, HCMC
Tel: 08-3813 4681/Fax: 08-3813 4680
Hotline: 0908 507 021/ 0909 951 237 | Email: sales@caovietcuong.com
Website: www.caovietcuong.com | www.thietbidomuc.com | www.nivelco.net.vn
Các bài viết liên quan