Tình trạng nguyên liệu đầy tràn silo hoặc cạn phễu chứa có thể làm gián đoạn quá trình sản xuất và gây khó khăn cho việc kiểm soát cấp liệu. Để hạn chế những sự cố này, cảm biến đo mức dạng rung được sử dụng nhằm phát hiện trạng thái vật liệu tại các ngưỡng đã xác định. Thiết bị giúp hệ thống tự động nhận biết khi nguyên liệu chạm đến đầu dò, từ đó kích hoạt cảnh báo hoặc điều khiển thiết bị cấp liệu phù hợp.

Nội dung bài viết

Cảm biến đo mức dạng rung là gì?

Cảm biến đo mức dạng rung (Vibrating Level Switch) là thiết bị công nghiệp sử dụng nguyên lý dao động của thanh rung hoặc càng rung để phát hiện trạng thái đầy – cạn của vật liệu trong bồn chứa, silo và phễu chứa. Khi vật liệu tiếp xúc với đầu dò, sự thay đổi dao động sẽ được cảm biến nhận biết và chuyển thành tín hiệu đầu ra để cảnh báo hoặc điều khiển thiết bị như máy bơm, vít tải và hệ thống cấp liệu.

Cảm biến mức rung được sử dụng để báo mức Min/Max cho các loại vật liệu rắn dạng bột, hạt và chất rắn rời rạc như xi măng, bột mì, cám, gạo, hạt nhựa… Một silo có thể lắp nhiều cảm biến đo mức tại các vị trí khác nhau để giám sát mức đầy, mức cạn hoặc mức trung gian tùy theo yêu cầu vận hành.

Cấu tạo cảm biến đo mức dạng rung

Cảm biến đo mức dạng rung được cấu tạo từ các bộ phận chính sau:

Đầu dò rung: Bộ phận tiếp xúc trực tiếp với vật liệu, thường có dạng thanh rung hoặc càng rung bằng thép không gỉ. Có nhiệm vụ tạo dao động và phát hiện sự thay đổi khi vật liệu chạm vào đầu dò.
Bộ phận kích thích dao động: Tạo và duy trì chuyển động rung ổn định cho đầu dò, thường sử dụng cơ chế điện từ hoặc bộ truyền động tích hợp tùy theo thiết kế.
Bộ phận cảm biến: Tiếp nhận sự thay đổi về biên độ hoặc tần số dao động khi đầu dò tiếp xúc với vật liệu, từ đó xác định trạng thái có hoặc không có vật liệu tại vị trí đo.
Mạch xử lý tín hiệu: Phân tích tín hiệu từ bộ phận cảm biến và chuyển đổi thành tín hiệu đầu ra để báo mức hoặc truyền về hệ thống điều khiển.
Thân vỏ bảo vệ: Bao bọc và bảo vệ các linh kiện bên trong khỏi bụi bẩn, độ ẩm, rung động và những tác động từ môi trường công nghiệp.
Bộ phận kết nối cơ khí: Dùng để cố định cảm biến lên thành bồn, silo hoặc phễu chứa. Tùy model, thiết bị có thể sử dụng kết nối dạng ren hoặc mặt bích.
Đầu kết nối điện: Vị trí cấp nguồn và truyền tín hiệu từ cảm biến đến tủ điều khiển, PLC hoặc hệ thống cảnh báo.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo mức dạng rung

Cảm biến báo mức dạng rung hoạt động dựa trên nguyên lý thay đổi dao động cơ học khi đầu dò tiếp xúc với vật liệu. Thiết bị thường sử dụng đầu dò dạng càng rung hoặc thanh rung, được kích thích dao động ở một tần số cộng hưởng nhất định. Khi chưa tiếp xúc với vật liệu, đầu dò rung tự do và duy trì trạng thái dao động ổn định.

Khi vật liệu trong bồn chứa hoặc silo dâng lên và chạm vào đầu dò, lực cản và tác động giảm chấn của vật liệu sẽ làm thay đổi biên độ và tần số dao động. Thông thường, biên độ rung giảm đáng kể, thậm chí đầu dò có thể ngừng rung tùy theo đặc tính vật liệu và thiết kế cảm biến.

Bộ phận cảm biến bên trong sẽ ghi nhận sự thay đổi này, sau đó truyền tín hiệu đến mạch xử lý để phân tích và chuyển đổi thành tín hiệu đóng/ngắt ON/OFF. Tín hiệu đầu ra được truyền về PLC, bộ điều khiển hoặc hệ thống cảnh báo nhằm thực hiện các thao tác như bật/tắt động cơ, điều khiển van hoặc kiểm soát quá trình nạp và xả vật liệu.

Đặc điểm nổi bật và hạn chế của cảm biến đo mức dạng rung

Cảm biến đo mức dạng rung được sử dụng phổ biến trong công nghiệp nhờ khả năng phát hiện mức ổn định, cấu tạo đơn giản và dễ tích hợp vào hệ thống điều khiển. Tuy nhiên, thiết bị vẫn có những hạn chế nhất định, đặc biệt khi làm việc với môi chất có độ bám dính cao hoặc yêu cầu đo mức liên tục.

Điểm nổi bật của cảm biến đo mức dạng rung

Độ nhạy cao, phát hiện nhanh: Khi vật liệu tiếp xúc với đầu dò, trạng thái dao động thay đổi và cảm biến nhanh chóng phát tín hiệu báo mức, giúp kiểm soát quá trình nạp và xả liệu.
Đo mức chính xác, hoạt động ổn định: Thiết bị phát hiện sự hiện diện của vật liệu tại vị trí lắp đặt, hỗ trợ cảnh báo đầy hoặc cạn và hạn chế tình trạng tràn bồn, thiếu nguyên liệu.
Phù hợp với vật liệu dạng bột và hạt nhỏ: Có thể sử dụng để phát hiện các loại nguyên liệu như xi măng, bột mì, cám, gạo, hạt nhựa và một số loại vật liệu rời khác. Một số model còn có khả năng phát hiện bụi mịn.
Ít hao mòn, không cần bảo trì thường xuyên: Cấu tạo không sử dụng cơ cấu chuyển động phức tạp giúp hạn chế hao mòn trong quá trình vận hành, có khả năng tự làm sạch đầu dò, giảm tình trạng vật liệu bám dính.
Nguồn cấp đa dạng: Dải nguồn 20–250V AC/DC, tần số 50–60Hz, thuận tiện tích hợp vào nhiều hệ thống điều khiển công nghiệp.

Hạn chế của cảm biến báo mức dạng rung

Chỉ phát hiện mức tại một điểm: Cảm biến chủ yếu dùng để báo mức đầy, mức cạn hoặc mức trung gian tại vị trí lắp đặt, không cung cấp giá trị mức liên tục từ 0–100% như cảm biến radar hoặc siêu âm.
Có giới hạn về kích thước và đặc tính vật liệu: Thiết bị phù hợp hơn với vật liệu dạng bột, hạt nhỏ và chất rắn rời. Với các loại vật liệu có kích thước lớn như đá, đá nghiền hoặc các khối vật liệu thô, cần kiểm tra khả năng chịu lực và tính tương thích của đầu dò trước khi lựa chọn.
Kết quả phụ thuộc vào vị trí lắp đặt: Nếu đầu dò đặt không phù hợp, vật liệu có thể không tiếp xúc đúng với vùng cảm biến hoặc gây tác động cơ học quá lớn, ảnh hưởng đến khả năng phát hiện và tuổi thọ thiết bị.
Cần lựa chọn độ nhạy phù hợp: Với các loại vật liệu có mật độ khác nhau, cần điều chỉnh độ nhạy theo hướng dẫn của nhà sản xuất để hạn chế tình trạng báo mức sai hoặc không ổn định.

Những hệ thống công nghiệp sử dụng cảm biến đo mức dạng rung

Cảm biến đo mức dạng rung được sử dụng trong nhiều hệ thống công nghiệp để giám sát mức cao, mức thấp, cảnh báo đầy hoặc cạn và hỗ trợ điều khiển quá trình cấp xả nguyên liệu. Một số hệ thống ứng dụng phổ biến gồm:

Hệ thống silo chứa nguyên liệu: Giám sát mức bột xi măng, bột mì, hạt nhựa, thức ăn chăn nuôi và các vật liệu rời, giúp cảnh báo đầy hoặc thiếu nguyên liệu.
Hệ thống bồn chứa chất lỏng: Phát hiện mức nước, dầu và hóa chất phù hợp, hỗ trợ chống tràn bồn và bảo vệ bơm khi mức chất lỏng xuống thấp.
Hệ thống sản xuất thực phẩm và đồ uống: Kiểm soát mức bột, đường, ngũ cốc và chất lỏng trong bồn chứa, thiết bị chế biến và dây chuyền sản xuất.
Hệ thống cấp liệu tự động: Giám sát nguyên liệu trong phễu chứa, băng tải và thiết bị cấp liệu, hỗ trợ điều khiển quá trình nạp xả thông qua PLC.
Hệ thống sản xuất và lưu trữ hóa chất: Phát hiện mức chất lỏng hoặc nguyên liệu dạng bột, hạt trong bồn chứa, đảm bảo quá trình cấp xả diễn ra ổn định.

Cảm biến báo mức dạng rung là giải pháp phù hợp để phát hiện mức đầy, mức cạn hoặc mức trung gian trong các silo, bồn chứa và hệ thống sản xuất công nghiệp. Nhờ khả năng nhận biết sự thay đổi dao động khi vật liệu tiếp xúc với đầu dò, thiết bị giúp kiểm soát mức nguyên liệu, hạn chế tình trạng tràn hoặc cạn bồn và hỗ trợ tự động hóa quá trình vận hành. Khi lựa chọn, người dùng cần căn cứ vào đặc tính vật liệu, mật độ, nhiệt độ, áp suất và điều kiện lắp đặt để chọn model phù hợp.

Nếu bạn đang cần tìm thiết bị phù hợp, Thiết Bị Cảm Biến THP cung cấp các dòng cảm biến đo mức công nghiệp với nhiều lựa chọn theo đặc tính vật liệu và điều kiện vận hành. Chúng tôi hỗ trợ tư vấn model, chiều dài đầu dò, kiểu kết nối và phương án lắp đặt phù hợp với từng ứng dụng. Liên hệ Hotline 0928.613.555 để được hỗ trợ kỹ thuật và nhận báo giá cảm biến đo mức dạng rung.

Cảm biến đo mức dạng rung là gì? Cấu tạo, Nguyên lý hoạt động và Ưu điểm