Cảm biến đo mức chất rắn là gì? Nguyên lý hoạt động, Phân loại

Bạn đang cần giám sát mức xi măng, bột, hạt nhựa, ngũ cốc hoặc các loại nguyên liệu rắn trong silo? Cảm biến đo mức chất rắn là giải pháp giúp phát hiện tình trạng đầy – cạn hoặc theo dõi mức nguyên liệu tự động, hạn chế tràn silo và tránh gián đoạn quá trình sản xuất.

Tuy nhiên, mỗi loại vật liệu lại có đặc tính khác nhau nên cần lựa chọn cảm biến phù hợp. Hãy cùng Thiết Bị Cảm Biến THP tìm hiểu chi tiết cảm biến đo mức chất rắn trong bài viết dưới đây.

Cảm biến đo mức chất rắn là gì?

Cảm biến đo mức chất rắn là thiết bị dùng để giám sát mức nguyên liệu dạng rắn trong silo, bồn chứa, phễu chứa và các hệ thống lưu trữ công nghiệp. Cảm biến giúp phát hiện trạng thái đầy, báo cạn hoặc đo mức liên tục của chất rắn trong bồn chứa như xi măng, bột mì, bột gạo, cám, ngũ cốc, hạt nhựa, cát, đá và phân bón. Khi nguyên liệu đạt đến ngưỡng cài đặt, cảm biến sẽ phát tín hiệu về bộ điều khiển PLC, hệ thống cảnh báo hoặc thiết bị chấp hành để tự động đóng ngắt động cơ, kiểm soát quá trình nạp và xả nguyên liệu.

Do chất rắn thường có đặc tính khô, dễ phát sinh bụi và có thể phân bố không đồng đều trong bồn chứa, việc lựa chọn cảm biến cần căn cứ vào tính chất nguyên liệu, nhiệt độ, áp suất, mức độ bụi và điều kiện lắp đặt thực tế. Các dòng cảm biến phù hợp giúp giám sát mức nguyên liệu ổn định, hạn chế tình trạng tràn silo, thiếu nguyên liệu và gián đoạn quá trình sản xuất.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo mức chất rắn

Cảm biến đo mức chất rắn hoạt động dựa trên nguyên lý phát hiện sự hiện diện của nguyên liệu tại một vị trí cố định hoặc xác định khoảng cách đến bề mặt vật liệu để tính toán mức chứa trong silo, bồn chứa và phễu chứa. Tùy theo công nghệ đo, thiết bị có thể thực hiện chức năng báo mức điểm (đầy – cạn) hoặc đo mức liên tục. Cụ thể như sau:

Cảm biến đo mức chất rắn dạng điểm

Cảm biến đo mức chất rắn dạng điểm được lắp tại một vị trí xác định trong bồn chứa để phát hiện khi nguyên liệu đạt đến ngưỡng cài đặt. Khi vật liệu chạm vào đầu dò hoặc làm thay đổi trạng thái hoạt động của cảm biến, thiết bị sẽ chuyển trạng thái tín hiệu đầu ra để gửi về PLC, bộ điều khiển hoặc hệ thống cảnh báo. Thiết bị có 2 dạng đo phổ biến sau:

• Cảm biến báo mức dạng xoay: Motor làm quay cánh gạt liên tục. Khi nguyên liệu dâng lên và tiếp xúc với cánh gạt, chuyển động quay bị cản trở. Cơ cấu bên trong nhận biết sự thay đổi này và kích hoạt tín hiệu báo mức đầy. Khi nguyên liệu hạ xuống, cánh gạt được giải phóng và thiết bị trở về trạng thái ban đầu.
• Cảm biến báo mức dạng rung: Đầu dò được kích thích dao động ở một tần số nhất định. Khi nguyên liệu tiếp xúc hoặc bao phủ đầu dò, đặc tính dao động thay đổi. Mạch điện tử nhận biết sự thay đổi này và chuyển tín hiệu đầu ra để báo đầy hoặc báo cạn theo vị trí lắp đặt.

Tín hiệu từ cảm biến có thể được sử dụng để bật đèn, còi cảnh báo hoặc điều khiển đóng ngắt động cơ cấp liệu, giúp hạn chế tình trạng tràn silo và thiếu nguyên liệu trong quá trình sản xuất.

Cảm biến đo mức chất rắn liên tục

Loại cảm biến này giúp theo dõi sự thay đổi chiều cao nguyên liệu trong suốt quá trình nạp và xả. Thiết bị hoạt động dựa vào sóng radar hoặc sóng siêu âm, chi tiết như sau:

Đối với cảm biến đo mức radar và siêu âm, thiết bị sẽ phát sóng về phía bề mặt vật liệu rồi thu nhận tín hiệu phản xạ trở lại. Bộ xử lý xác định khoảng cách từ cảm biến đến bề mặt nguyên liệu dựa trên thời gian truyền sóng hoặc đặc tính tín hiệu, sau đó tính toán chiều cao vật liệu dựa trên chiều cao tham chiếu của bồn chứa. Kết quả đo được chuyển đổi thành giá trị mức hoặc tỷ lệ phần trăm dung lượng và truyền về hệ thống điều khiển thông qua tín hiệu như 4–20mA hoặc giao tiếp số, tùy theo model.

Các loại cảm biến đo mức chất rắn phổ biến hiện nay

Cảm biến đo mức chất rắn được chia thành nhiều loại dựa trên nguyên lý hoạt động và phương pháp đo. Mỗi công nghệ có ưu, nhược điểm riêng, phù hợp với đặc tính nguyên liệu và yêu cầu giám sát trong từng hệ thống công nghiệp.

Cảm biến đo mức chất rắn radar

Cảm biến đo mức chất rắn radar phát sóng điện từ về phía bề mặt nguyên liệu và thu nhận tín hiệu phản xạ để xác định khoảng cách. Từ đó, thiết bị tính toán mức chất rắn dựa trên chiều cao tham chiếu đã cài đặt. Đây là loại cảm biến đo mức chất rắn liên tục, thường được sử dụng trong silo xi măng, bột đá và hệ thống cần giám sát mức theo thời gian thực.

Ưu điểm:

• Đo không tiếp xúc, hạn chế hao mòn đầu dò.
• Nhiều model hoạt động tốt trong môi trường bụi và silo cao.

Nhược điểm:

• Chi phí đầu tư thường cao hơn cảm biến báo mức điểm.
• Vật cản và đặc tính phản xạ của nguyên liệu có thể ảnh hưởng đến kết quả đo.

Cảm biến đo mức chất rắn siêu âm

Cảm biến báo mức chất rắn siêu âm phát sóng âm đến bề mặt nguyên liệu và tính toán khoảng cách dựa trên thời gian tín hiệu phản xạ trở về. Đây là phương pháp đo mức chất rắn liên tục không tiếp xúc, phù hợp với môi trường có điều kiện truyền sóng âm thuận lợi.

Ưu điểm:

• Không tiếp xúc với nguyên liệu, giảm hao mòn đầu dò.
• Theo dõi mức liên tục, thuận tiện cho giám sát và điều khiển.

Nhược điểm:

• Bụi dày, luồng khí mạnh hoặc biến động nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến tín hiệu.
• Bề mặt vật liệu nghiêng có thể làm suy giảm tín hiệu phản xạ, gây sai số.

Cảm biến đo mức chất rắn dạng xoay

Cảm biến đo mức dạng xoay sử dụng motor làm quay cánh gạt bên trong silo hoặc bồn chứa. Khi nguyên liệu dâng đến vị trí lắp đặt và cản chuyển động của cánh, cơ cấu phát hiện sẽ kích hoạt công tắc, gửi tín hiệu báo mức về hệ thống điều khiển.

Ưu điểm:

• Cấu tạo đơn giản, dễ lắp đặt và bảo trì.
• Phù hợp với nhiều vật liệu rời như hạt nhựa, ngũ cốc và thức ăn chăn nuôi.

Nhược điểm:

• Cánh quay có thể bị kẹt hoặc mài mòn khi vật liệu bám dính, đóng bánh.
• Chỉ báo mức tại vị trí cố định, không đo liên tục.

Cảm biến đo mức chất rắn dạng rung

Khác với dạng xoay, cảm biến đo mức chất rắn dạng rung sử dụng đầu dò dao động ở tần số đặc trưng. Khi nguyên liệu tiếp xúc với đầu dò, dao động thay đổi và được mạch điện tử nhận biết để kích hoạt tín hiệu báo mức.

Ưu điểm:

• Không sử dụng cánh quay, hạn chế sự cố cơ khí.
• Phù hợp với nhiều loại nguyên liệu dạng bột, hạt và ứng dụng báo đầy, báo cạn.

Nhược điểm:

• Vật liệu bám dính có thể ảnh hưởng đến khả năng phát hiện.
• Cần lựa chọn theo khối lượng riêng rời và đặc tính nguyên liệu.

Cảm biến đo mức chất rắn điện dung

Cảm biến đo mức chất rắn điện dung hoạt động dựa trên sự thay đổi điện dung khi nguyên liệu tiếp xúc hoặc xuất hiện gần đầu dò. Tín hiệu này được xử lý để xác định trạng thái mức vật liệu trong bồn chứa. Thiết bị thường được sử dụng để báo mức bột, hạt nhựa và các nguyên liệu có đặc tính điện môi phù hợp.

Ưu điểm:

• Cấu tạo đơn giản, không có bộ phận chuyển động.
• Phù hợp với nhiều nguyên liệu và điều kiện lắp đặt.

Nhược điểm:

• Độ ẩm và sự thay đổi hằng số điện môi có thể ảnh hưởng đến kết quả.
• Vật liệu bám dính trên đầu dò có thể gây báo mức sai.

Ứng dụng của cảm biến đo mức chất rắn

Cảm biến đo mức chất rắn được ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy, xí nghiệp và khu công nghiệp nhằm giám sát lượng nguyên liệu dạng bột, hạt hoặc vật liệu rời trong silo, bồn chứa và phễu cấp liệu. Thiết bị giúp phát hiện tình trạng đầy cạn hoặc theo dõi mức nguyên liệu liên tục, từ đó hỗ trợ tự động hóa quá trình nạp, xả và quản lý nguyên liệu hiệu quả.

• Ngành xi măng và vật liệu xây dựng: Đo mức xi măng, bột đá, cát, sỏi, bột khoáng trong silo và phễu chứa.
• Nhà máy sản xuất thực phẩm và đồ uống: Giám sát mức bột mì, bột gạo, cà phê, bột ngọt, bột nêm, ngũ cốc và các loại hạt.
• Ứng dụng trong nông nghiệp và chăn nuôi: Đo mức cám gạo, thức ăn gia súc, ngũ cốc, hạt giống và phân bón.
• Sản xuất nhựa, hạt nhựa và hóa chất: Giám sát mức hạt nhựa, bột nhựa, phụ gia và nguyên liệu công nghiệp dạng bột, hạt.
• Ngành dược phẩm: Kiểm soát mức bột dược liệu, bột nguyên liệu và tá dược trong bồn chứa, phễu cấp liệu.
• Ngành khai khoáng và năng lượng: Giám sát mức than, tro, cát và các loại vật liệu rời trong silo, phễu chứa.
• Hệ thống lưu trữ và cấp liệu tự động: Báo đầy – cạn hoặc đo mức liên tục trong silo, bồn chứa và phễu cấp liệu, hỗ trợ điều khiển quá trình nạp, xả nguyên liệu.

Mua cảm biến đo mức chất rắn chính hãng ở đâu?

Việc lựa chọn cảm biến đo mức chất rắn phù hợp không chỉ giúp giám sát nguyên liệu chính xác mà còn hạn chế sự cố và tối ưu chi phí vận hành. Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực thiết bị đo lường công nghiệp, Thiết Bị Cảm Biến THP là địa chỉ cung cấp các giải pháp đo mức cho silo, bồn chứa và hệ thống sản xuất.

Khi lựa chọn sản phẩm tại Thiết Bị Cảm Biến THP, chúng tôi cam kết:

• Chất lượng đảm bảo: Sản phẩm chính hãng, nguồn gốc rõ ràng, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.
• Giải pháp phù hợp: Tư vấn lựa chọn cảm biến theo đặc tính nguyên liệu, dải đo và môi trường sử dụng.
• Chi phí hợp lý: Báo giá minh bạch, hỗ trợ tối ưu ngân sách đầu tư.
• Dịch vụ tận tâm: Hỗ trợ kỹ thuật, hướng dẫn lắp đặt và bảo hành theo chính sách sản phẩm.

Liên hệ Thiết Bị Cảm Biến THP qua hotline 0928.613.555 để được tư vấn giải pháp đo mức chất rắn phù hợp, nhận báo giá chi tiết và lựa chọn sản phẩm đáp ứng tốt nhất nhu cầu sử dụng!