Cảm biến đo mức AIRMAR cho bồn chứa và silo công nghiệp

Cảm biến đo mức AIRMAR là giải pháp đo không tiếp xúc sử dụng công nghệ siêu âm, phù hợp cho bồn chứa chất lỏng, silo nguyên liệu, bể nước, hệ thống xử lý nước thải và nhiều thiết bị công nghiệp. Trong danh mục của AIRMAR, nhóm sản phẩm này được phát triển dưới tên AIRDUCER® Ultrasonic Transducer, với nhiều dải tần và khoảng đo để lựa chọn theo chiều cao bồn, đặc tính vật liệu cũng như điều kiện lắp đặt.

Danh mục Level Transducers hiện tại của AIRMAR có khoảng đo từ vài centimet đến khoảng 60 m, dải tần từ 15 kHz đến 300 kHz và nhiều model đạt cấp bảo vệ IP68. Hãng cũng cung cấp các cấu hình vỏ PVDF cho những môi trường có tính ăn mòn hóa học cao.

Đo mức không tiếp xúc bằng cảm biến AIRMAR

Cảm biến đo mức siêu âm, đầu dò thường được lắp phía trên bồn hoặc silo và hướng bề mặt phát sóng xuống vật liệu cần đo. Đầu dò phát một xung siêu âm, sóng truyền qua không khí đến bề mặt chất lỏng hoặc vật liệu rời rồi phản xạ trở lại cảm biến.

Hệ thống xử lý đo thời gian từ lúc phát sóng đến khi nhận được tín hiệu phản hồi. Dựa trên vận tốc truyền âm và khoảng thời gian này, bộ điều khiển xác định khoảng cách từ đầu dò đến bề mặt vật liệu. Khi biết chiều cao tổng của bồn, hệ thống có thể tính toán mức vật liệu còn lại.

Phương pháp này không yêu cầu bộ phận đo tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng. Cảm biến đo mức AIRMAR phù hợp với nhiều vị trí mà phao cơ khí hoặc cảm biến tiếp xúc khó sử dụng, đặc biệt là bồn nước, bể xử lý, silo bột và các hệ thống có yêu cầu hạn chế bảo trì.

AIRDUCER AIRMAR cho nhiều chiều cao bồn khác nhau

 AIRMAR phát triển nhiều model với tần số khác nhau nhằm tối ưu độ nhạy, góc phát và khoảng cách đo.

Đối với những silo hoặc bồn có chiều cao lớn, các dòng tần số thấp như ART15, AR20 hoặc AR30 phù hợp hơn. Với bồn tầm trung, AR41, AR50 và các biến thể ARK có thể đáp ứng tốt. Trong khi đó, AT120 và ARK120-THD phù hợp hơn với bồn nhỏ hoặc vị trí cần phát hiện mức trong khoảng cách ngắn.

ART15 AIRMAR cho silo và bồn có khoảng đo lớn

ART15 AIRMAR hoạt động ở tần số 15 kHz và được hãng định hướng cho ứng dụng đo khoảng cách và đo mức. Khoảng đo được công bố trong danh mục khoảng 1 đến 60 m, đưa ART15 trở thành một trong những đầu dò có phạm vi lớn nhất của nhóm Industrial Ultrasonic Transducers.

Model này phù hợp với các silo cao, bể lớn hoặc hệ thống cần đo khoảng cách dài. Tuy nhiên phạm vi thực tế vẫn phụ thuộc bề mặt vật liệu, góc lắp, nhiệt độ không khí, bụi, hơi và khả năng xử lý tín hiệu của hệ thống.

AR20 AIRMAR cho khoảng đo đến 40 m

AR20 được AIRMAR thiết kế cho đo khoảng cách và đo mức với phạm vi danh định khoảng 0,8 đến 40 m. Góc chùm tia được hãng công bố khoảng 7° tại -3 dB, giúp tạo vùng phát tương đối tập trung trong những ứng dụng cần đo khoảng cách lớn.

AR20 có thể được cân nhắc cho silo nguyên liệu, bể chứa kích thước lớn hoặc hệ thống đo tồn kho. Khi lắp trên silo, vị trí đầu dò cần tránh dòng vật liệu nạp vào, thanh giằng và các kết cấu có thể tạo tín hiệu phản xạ giả.

AR30 và AR41 cho các bồn công nghiệp tầm trung

AR30 AIRMAR hoạt động ở 30 kHz với khoảng đo danh định khoảng 0,8 đến 25 m. Model được hãng khuyến nghị cho cả đo khoảng cách, lưu lượng và mức, phù hợp với nhiều bồn chứa hoặc thiết bị công nghiệp có chiều cao trung bình.

AR41 sử dụng tần số 41 kHz và có khoảng đo khoảng 35 cm đến 15 m. Khi khoảng cách đo giảm, tần số hoạt động có thể được tăng lên để tạo hệ thống nhỏ gọn hơn và phù hợp với các bồn có kích thước vừa phải.

Việc lựa chọn giữa AR30 và AR41 không nên chỉ dựa vào khoảng đo tối đa. Nhà thiết kế còn cần kiểm tra góc tia, vùng chết gần cảm biến, kích thước bồn và đặc tính phản xạ của bề mặt cần đo.

AR50 AIRMAR cho bồn đo mức đến khoảng 10 m

AR50 Airducer là một trong những dòng đáng chú ý cho hệ thống đo mức công nghiệp. Model có tần số hoạt động 50 kHz, khoảng đo danh định 30 cm đến 10 m và góc tia khoảng 12° ±2° tại -3 dB. Hãng công bố khoảng đo cực đại trong điều kiện tối ưu có thể đạt khoảng 15 m.

AR50 sử dụng vỏ polyester gia cường sợi thủy tinh và cửa sổ âm học bằng epoxy gia cường. Thiết kế kín giúp đầu dò thích hợp cho hệ thống công nghiệp, đồng thời AIRMAR cho biết model có thể bố trí mạch transceiver và xử lý tín hiệu bên trong tùy cấu hình.

Với khoảng đo khoảng vài mét đến 10 m, AR50 phù hợp với bồn nước, bể xử lý nước thải, bồn nguyên liệu và nhiều máy công nghiệp cần giám sát mức liên tục.

Cảm biến đo mức AIRMAR cho môi trường hóa chất

Đối với hóa chất, việc lựa chọn vật liệu vỏ cảm biến đặc biệt quan trọng. AIRMAR phát triển các dòng AIRDUCER sử dụng PVDF Kynar® nhằm tăng khả năng làm việc trong môi trường có tính ăn mòn.

Ví dụ ARK50 AIRMAR sử dụng thân và cửa sổ âm học bằng PVDF Kynar 720. Model hoạt động ở 50 kHz, khoảng đo danh định khoảng 35 cm đến 10 m, góc tia khoảng 10° và đạt cấp bảo vệ IP68. AIRMAR mô tả kết cấu PVDF nguyên khối của model này là phù hợp với những môi trường hóa chất có tính ăn mòn cao.

ARK50 còn có tùy chọn nắp lắp với ren BSP, NPT hoặc M32, chiều dài cáp khác nhau và thermistor 10 kΩ để hỗ trợ bù nhiệt độ. Những lựa chọn này thuận lợi khi tích hợp cảm biến vào bồn hoặc thiết bị OEM.

Tuy nhiên, việc sử dụng PVDF không có nghĩa đầu dò phù hợp với mọi hóa chất. Khi lựa chọn cho axit, kiềm hoặc dung môi cụ thể, cần đối chiếu khả năng tương thích vật liệu theo nồng độ, nhiệt độ và điều kiện vận hành thực tế.

Cảm biến AT120 AIRMAR cho bồn nhỏ

Với các bồn kích thước nhỏ hoặc hệ thống cần đo khoảng cách ngắn, AT120 AIRMAR là lựa chọn đáng chú ý. Model hoạt động ở 125 kHz, có khoảng đo danh định khoảng 20 cm đến 3 m và góc tia 12° ±2°. AIRMAR cũng công bố khoảng đo tối đa trong điều kiện tốt nhất có thể đạt khoảng 7 m.

AT120 không chỉ sử dụng cho đo mức mà còn được hãng khuyến nghị cho đo khoảng cách, lưu lượng, phát hiện vật thể và proximity. Model đạt IP68 và có tùy chọn thermistor 10 kΩ để hỗ trợ bù nhiệt.

Đây là dòng phù hợp với bồn nhỏ, máy đóng gói, thiết bị OEM hoặc các hệ thống yêu cầu khoảng đo tương đối ngắn.

Các model cảm biến đo mức AIRMAR

Danh mục chính thức của AIRMAR hiện liệt kê các model trên trong nhóm Level Transducers và cho biết toàn bộ dòng cảm biến công nghiệp có thể bao phủ khoảng đo từ khoảng 5 cm đến 60 m tùy model.

Ứng dụng cảm biến đo mức AIRMAR trong nhà máy

Cảm biến đo mức AIRMAR có thể được tích hợp vào bể nước sạch, bể nước thải, bồn nguyên liệu lỏng, silo bột, thùng chứa hạt và các máy sản xuất cần theo dõi lượng vật liệu. Đo không tiếp xúc giúp giảm số bộ phận chuyển động và hạn chế tiếp xúc trực tiếp giữa phần tử đo với vật liệu.

Trong hệ thống xử lý nước, cảm biến có thể theo dõi mực nước tại bể trung gian hoặc bể chứa. Trong ngành vật liệu, AIRDUCER có thể hỗ trợ xác định lượng nguyên liệu trong silo. Với máy móc tự động, cùng một công nghệ còn có thể được sử dụng để phát hiện khoảng cách hoặc vị trí bề mặt.

Đầu dò công nghiệp AIRMAR được thiết kế để tích hợp OEM, vì vậy khi xây dựng một hệ thống hoàn chỉnh cần kiểm tra thêm bộ phát xung, bộ thu tín hiệu và bộ điều khiển xử lý kết quả đo.

Những thông số cần kiểm tra khi chọn cảm biến đo mức AIRMAR

Khoảng đo là thông số đầu tiên cần xác định. Nếu silo cao khoảng 30 m thì một model AR50 có khoảng đo danh định 10 m sẽ không phù hợp, trong khi AR20 hoặc ART15 đáng được xem xét hơn. Ngược lại, bồn chỉ cao khoảng 2 m không nhất thiết phải sử dụng đầu dò tần số thấp dành cho khoảng cách lớn.

Khoảng cách chết gần đầu dò cũng cần được chú ý. Chẳng hạn AT120 có khoảng đo danh định bắt đầu từ khoảng 20 cm, còn AR30 bắt đầu từ khoảng 80 cm. Nếu vật liệu có thể dâng quá gần mặt cảm biến, hệ thống có thể không đo chính xác trong vùng này.

Các yếu tố khác gồm nhiệt độ, hơi hóa chất, bụi, bọt trên mặt chất lỏng, góc bề mặt vật liệu, kết cấu bên trong bồn và luồng nguyên liệu nạp. Đây đều là những yếu tố có thể ảnh hưởng đến tín hiệu echo và khoảng đo thực tế.

Cảm biến đo mức AIRMAR tại Việt Nam

Tại thị trường Việt Nam, dòng sản phẩm này phù hợp với các nhà máy xử lý nước, hóa chất, thực phẩm, vật liệu xây dựng, xi măng, khai khoáng, hệ thống silo và các nhà chế tạo máy. Khi cần thay thế cảm biến đo mức AIRMAR, nên cung cấp đầy đủ model, part number, hình ảnh tem, chiều cao bồn, môi chất, nhiệt độ và kiểu kết nối cơ khí.

Đối với thiết bị AIRMAR đang được tích hợp sẵn trong máy nhập khẩu, part number là thông tin đặc biệt quan trọng. Hai đầu dò có cùng tần số và khoảng đo chưa chắc thay thế trực tiếp cho nhau nếu đặc tính điện, trở kháng, góc tia hoặc cấu hình cáp khác nhau.