Cảm biến AIRMAR – Giải pháp cảm biến siêu âm cho công nghiệp và hàng hải

Cảm biến AIRMAR được phát triển cho các hệ thống cần đo khoảng cách, mức vật liệu, lưu lượng, tốc độ, độ sâu và các thông số môi trường bằng công nghệ siêu âm. AIRMAR Technology Corporation là nhà sản xuất của Hoa Kỳ, nổi tiếng với các dòng cảm biến và đầu dò sử dụng trong công nghiệp, tàu biển, khảo sát thủy văn, xử lý nước, máy móc tự động và thiết bị OEM.

Khác với nhiều cảm biến công nghiệp thông thường chỉ tập trung vào một đại lượng đo, danh mục của AIRMAR trải rộng từ AIRDUCER® Ultrasonic Transducer cho ứng dụng công nghiệp đến các đầu dò sonar, cảm biến hàng hải và WeatherStation®. Hãng hiện cung cấp các giải pháp cho đo mức, đo khoảng cách, đo lưu lượng, phát hiện vật thể cũng như các hệ thống ROV, USV và UUV.

Cảm biến AIRMAR tập trung vào công nghệ siêu âm

Cảm biến AIRMAR là công nghệ đo siêu âm không tiếp xúc. Đầu dò phát sóng âm về phía bề mặt cần đo, sau đó tiếp nhận tín hiệu phản xạ để hệ thống xử lý xác định khoảng cách hoặc các đại lượng liên quan. Cách đo này đặc biệt hữu ích trong những vị trí mà cảm biến khó hoặc không nên tiếp xúc trực tiếp với vật liệu.

AIRMAR cho biết các đầu dò siêu âm công nghiệp của hãng có thể được sử dụng cho đo mức chất lỏng và chất rắn, kiểm soát lưu lượng, điều khiển tự động, phát hiện khoảng cách, phát hiện vật thể, tránh va chạm và quản lý tồn kho. Các phiên bản công nghiệp được thiết kế với kết cấu kín, nhiều dòng đạt IP68 và không sử dụng bộ phận chuyển động nên giảm nhu cầu bảo dưỡng.

Dòng AIRDUCER của AIRMAR

AIRDUCER cung cấp cảm biến AIRMAR cho nhà máy. Đây chính xác hơn là các đầu dò siêu âm – ultrasonic transducer, có thể được tích hợp vào một cảm biến hoặc hệ thống đo hoàn chỉnh.

Theo AIRMAR, dòng đầu dò công nghiệp của hãng có dải tần tổng thể từ khoảng 15 kHz đến 1 MHz, với phạm vi phát hiện có thể trải từ khoảng 5 cm đến 60 m tùy model và điều kiện ứng dụng. Hãng cũng cung cấp nhiều cấu hình kích thước, kiểu ren và vật liệu vỏ khác nhau để các nhà chế tạo máy hoặc tích hợp hệ thống lựa chọn.

Cảm biến đo mức AIRMAR

Trong đo mức, sóng siêu âm cho phép xác định khoảng cách từ đầu dò đến bề mặt chất lỏng hoặc vật liệu rời mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Giải pháp này phù hợp với bồn chứa, silo, bể nước, hệ thống xử lý nước thải, thiết bị sản xuất nhựa đường và máy móc nông nghiệp.

Dòng Level Transducer của hãng hiện bao gồm nhiều model như AR20, AR30, AR41, AR50, AR50CH, ARK30, ARK41, ARK50-THD, ARK75-THD, ART15 và AT120. Tùy model, khoảng đo và tần số hoạt động thay đổi đáng kể; chẳng hạn ART15 hướng tới những khoảng đo dài trong khi AT120 phù hợp hơn với phạm vi ngắn và phát hiện vật thể.

Cảm biến đo khoảng cách AIRMAR

Cảm biến khoảng cách AIRMAR thích hợp cho hệ thống tự động cần phát hiện vị trí hoặc khoảng cách mà không yêu cầu tiếp xúc cơ khí. Sóng siêu âm có thể làm việc với nhiều loại bề mặt khác nhau, kể cả những đối tượng trong suốt, sáng bóng hoặc có màu sắc khác nhau mà một số nguyên lý cảm biến quang học có thể gặp khó khăn.

Đây là lý do các AIRDUCER có thể xuất hiện trong máy công trình, máy nông nghiệp, thiết bị tự hành, hệ thống kiểm soát vật liệu và máy OEM. Khi chọn model phải xem xét khoảng cách tối thiểu, khoảng cách tối đa, góc chùm tia, tần số và môi trường lắp đặt.

Cảm biến lưu lượng AIRMAR

AIRMAR cũng phát triển các đầu dò cho hệ thống đo lưu lượng siêu âm. Các model như AR41, AR50, AR50CH, ARK30, ARK41, ARK50-THD, ARK75-THD và AT120 được hãng chỉ định cho những ứng dụng có thể bao gồm đo hoặc kiểm soát lưu lượng.

Đối với ứng dụng này, đầu dò AIRMAR thường đóng vai trò thành phần siêu âm trong hệ thống đo thay vì một đồng hồ lưu lượng hoàn chỉnh độc lập. Khi thay thế thiết bị cũ cần đối chiếu cả part number, tần số, đặc tính điện và cấu hình cơ khí thay vì chỉ dựa vào tên model.

Một số model cảm biến AIRMAR tiêu biểu

Cảm biến AIRMAR AR50

AR50 AIRMAR là một model nổi bật trong nhóm AIRDUCER. Sản phẩm hoạt động ở 50 kHz, được AIRMAR định hướng cho các ứng dụng đo khoảng cách, lưu lượng và mức. Model này có góc chùm tia khoảng 12° ±2° tại -3 dB và cấp bảo vệ IP68.

Một điểm đáng chú ý là AR50 có thể kết hợp cấu hình vỏ phù hợp với môi trường công nghiệp và tùy chọn phục vụ bù nhiệt. Đây là dòng phù hợp để tích hợp vào thiết bị đo hoặc máy OEM cần một đầu dò siêu âm có thiết kế nhỏ gọn.

Cảm biến AIRMAR cho môi trường hóa chất

Đối với bồn hóa chất hoặc môi trường ăn mòn, AIRMAR có các cấu hình sử dụng PVDF Kynar®. Ví dụ ARK50 có kết cấu PVDF liền khối, hoạt động ở khoảng 50 kHz và được hãng định hướng cho đo mức, khoảng cách và lưu lượng.

Việc đầu dò không cần tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng trong nhiều cấu hình đo mức giúp giảm ảnh hưởng của môi chất lên bộ phận đo. Tuy nhiên việc chọn vật liệu vẫn cần căn cứ vào loại hóa chất, nhiệt độ, hơi hóa chất, áp suất bồn và vị trí lắp đặt thực tế.

Cảm biến AIRMAR trong lĩnh vực hàng hải

Ngoài thiết bị công nghiệp, AIRMAR đặc biệt mạnh trong lĩnh vực hàng hải và khảo sát. Hãng sản xuất đầu dò phục vụ sonar, đo độ sâu, khảo sát, đánh bắt thương mại và thu thập dữ liệu khoa học. Danh mục Commercial & Scientific hiện bao gồm các dòng như CS229, M157, M159, M190, M192 và M194 với nhiều tần số và công suất khác nhau.

AIRMAR cũng phát triển các cảm biến tích hợp nhiều phép đo. Một ví dụ mới là TriSonic Smart Sensor, kết hợp đo độ sâu, tốc độ nước bằng siêu âm, nhiệt độ nước cùng thông tin heel & trim trong một thiết bị.

Ứng dụng cảm biến AIRMAR tại Việt Nam

Tại Việt Nam, cảm biến AIRMAR phù hợp với các dự án xử lý nước và nước thải, bồn chứa nguyên liệu, máy công trình, dây chuyền tự động hóa, thiết bị OEM, tàu biển, cảng biển, tàu khảo sát, tàu cá, hệ thống nghiên cứu thủy văn và các phương tiện không người lái.

Khi cần thay thế một cảm biến AIRMAR đang sử dụng, thông tin quan trọng nhất nên cung cấp là model, part number, tần số, khoảng đo, kiểu vỏ, chiều dài cáp và hình ảnh tem sản phẩm. Đối với đầu dò hàng hải cần kiểm tra thêm loại lắp đặt, công suất, tần số sonar và thiết bị hiển thị đang kết nối.

Cảm biến AIRMAR cho hệ thống đo chuyên dụng

Điểm đáng chú ý của AIRMAR nằm ở khả năng cung cấp đầu dò cho nhà sản xuất thiết bị và nhà tích hợp hệ thống. Do đó nhiều sản phẩm không phải cảm biến độc lập có sẵn ngõ ra 4–20 mA như cảm biến công nghiệp truyền thống, mà là transducer được tích hợp cùng mạch phát/thu và bộ xử lý tín hiệu để tạo thành hệ thống đo hoàn chỉnh.

Việc xác định đúng loại sản phẩm này rất quan trọng khi báo giá thay thế. Một AIRDUCER cùng tần số nhưng khác đặc tính âm học, vật liệu vỏ hoặc kiểu lắp chưa chắc có thể thay thế trực tiếp cho thiết bị đang sử dụng.