Làm thế nào để theo dõi mức nước trong bể? Hướng dẫn thực hành về giải pháp đo mực nước

Làm thế nào để theo dõi mức nước trong bể?

Giám sát mực nước bể chứa là điều cần thiết để duy trì nguồn cung cấp nước ổn định, ngăn ngừa tràn và nâng cao hiệu quả quản lý nước.

Tùy thuộc vào kết cấu bể và yêu cầu ứng dụng, mực nước có thể được đo bằng các công nghệ khác nhau, bao gồm:

• Cảm biến mức chìm
• Cảm biến mức siêu âm
• Cảm biến mức radar

Mỗi công nghệ đều có những ưu điểm riêng. Giải pháp phù hợp phụ thuộc vào môi trường lắp đặt, độ sâu đo, yêu cầu về độ chính xác và liệu có cần giám sát từ xa hay không.

Đối với các ứng dụng đơn giản, một công tắc phao có thể là đủ. Tuy nhiên, để giám sát liên tục, điều khiển tự động và quản lý nước dựa trên IoT{1}}, cảm biến mực nước điện tử thường được ưu tiên hơn.

Làm thế nào có thể đo mực nước trong bể?

Bốn phương pháp đo mực nước bể nước thường được sử dụng

Bốn công nghệ phổ biến để theo dõi mực nước bể nước

1. Đo mức chìm

Đo thủy tĩnh là một trong những phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để theo dõi mực nước. MỘTcảm biến mức chìmđược lắp đặt ở đáy bể hoặc thân nước. Cảm biến đo áp suất do chiều cao của cột nước gây ra.

Nước càng sâu thì áp suất càng lớn. Cảm biến chuyển đổi sự thay đổi áp suất thành đầu ra điện, chẳng hạn như:

4-20mA

Mô-đun RS485

0-10V

HART

Dữ liệu có thể được gửi đến:

hệ thống PLC

Bộ ghi dữ liệu

Cổng không dây

Nền tảng đám mây

Ưu điểm của phép đo thủy tĩnh

Thích hợp để đo nước sâu

Hoạt động ổn định ở môi trường ngoài trời

Hoạt động trong cả bể mở và bể kín

Cung cấp dữ liệu cấp độ liên tục

Chi phí-hiệu quả cho việc theo dõi-dài hạn

Ứng dụng phổ biến

Bể chứa nước ngầm

Hồ chứa nước uống

Giếng nước ngầm

Hệ thống thủy lợi

Giám sát nước thành phố

2. Đo mức siêu âm

Cảm biến mức siêu âmđo mực nước mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng. Cảm biến sẽ gửi các xung siêu âm về phía mặt nước. Sau khi nhận được tín hiệu phản xạ, cảm biến sẽ tính toán khoảng cách giữa cảm biến và bề mặt chất lỏng.

Mực nước được tính bằng:

Chiều cao bể - Khoảng cách đến mặt nước=Mực nước hiện tại

Thuận lợi

Không tiếp xúc với chất lỏng

Dễ dàng cài đặt trên tank top

Thích hợp cho các ứng dụng nước sạch

Yêu cầu bảo trì thấp

Phép đo siêu âm có thể trở nên kém tin cậy hơn khi có:

Quá nhiều bọt

Hơi mạnh

Biến động nhiệt độ

Bụi nặng

Bề mặt chất lỏng không đều

Ứng dụng điển hình:

Bể chứa mở

Bể chứa nước thải

Cơ sở xử lý nước

3. Đo mức radar

Cảm biến mức radarsử dụng sóng điện từ để phát hiện vị trí của mặt nước.

So với công nghệ siêu âm, phép đo radar ít bị ảnh hưởng bởi các điều kiện môi trường như thay đổi nhiệt độ, hơi và áp suất.

Cảm biến đo mức radar FMCW hiện đại cung cấp:

Độ chính xác đo cao

Khoảng cách đo dài

Góc chùm hẹp

Hiệu suất đáng tin cậy trong điều kiện khắc nghiệt

Ứng dụng cảm biến mức radar

Bể chứa nước lớn

Bể xử lý công nghiệp

Nhà máy xử lý nước

Môi trường có nhiệt độ-cao

Radar đặc biệt phù hợp khi người dùng cần phép đo không tiếp xúc với độ tin cậy cao hơn.

4. Đo mực nước nổi

Công tắc báo mức phao sử dụng phao cơ học di chuyển theo mực nước thay đổi.

Khi phao đạt đến vị trí đặt trước, nó sẽ kích hoạt tín hiệu điện.

Thuận lợi

Thiết kế đơn giản

Bảo trì dễ dàng

Chi phí mua thấp

Hạn chế

So với cảm biến mức kỹ thuật số:

Chỉ cung cấp tính năng phát hiện cấp độ điểm

Không thể cung cấp phép đo liên tục

Khả năng giám sát từ xa hạn chế

Sử dụng phổ biến:

Điều khiển bơm

báo động cấp độ-cao

Bể chứa nước nhỏ

So sánh công nghệ đo mực nước

Làm thế nào để chọn cảm biến mực nước bể nước tốt nhất?

Việc chọn cảm biến mực nước đòi hỏi phải đánh giá một số điều kiện quan trọng.

1. Xem xét các điều kiện lắp đặt bể

2. Chọn phạm vi đo chính xác

Phạm vi cảm biến phải cao hơn một chút so với độ sâu chất lỏng tối đa.

Ví dụ:

Bể có độ sâu nước tối đa 8 mét có thể sử dụng cảm biến đo mức 0-10m

Tránh chọn phạm vi lớn hơn nhiều vì nó có thể làm giảm độ phân giải của phép đo.

3. Xác định độ chính xác cần thiết

Các ứng dụng khác nhau yêu cầu mức độ chính xác khác nhau.

4. Chọn giao diện truyền thông phù hợp

Đối với các hệ thống quản lý nước hiện đại, khả năng giao tiếp là rất quan trọng.

Các tùy chọn phổ biến bao gồm:

4-20 mA

Mô-đun RS485

HART

LoRaWAN

NB-IoT

4G

Giải pháp không dây cho phép giám sát từ xa các bể chứa nằm ở vùng sâu vùng xa.

Giải pháp giám sát mực nước cho các ứng dụng khác nhau

Câu hỏi thường gặp

1. Cần theo dõi mực nước trong bể nước thường xuyên như thế nào?

Tần suất giám sát phụ thuộc vào ứng dụng. Các hệ thống quan trọng như cấp nước đô thị hoặc quy trình công nghiệp thường yêu cầu giám sát-thời gian thực liên tục, trong khi các bể chứa nhỏ có thể chỉ yêu cầu kiểm tra định kỳ.

2. Một cảm biến mực nước có thể sử dụng cho các loại bể khác nhau được không?

Có, nhưng việc lựa chọn cảm biến phải phù hợp với điều kiện của bể, bao gồm vị trí lắp đặt, độ sâu đo, đặc tính chất lỏng và độ chính xác cần thiết.

3. Cảm biến mực nước có cần bảo trì thường xuyên không?

Hầu hết các cảm biến mức điện tử hiện đại đều yêu cầu bảo trì tối thiểu. Tuy nhiên, nên kiểm tra định kỳ đối với các ứng dụng có nước bẩn, cặn lắng hoặc tiếp xúc ngoài trời.

4. Tín hiệu đầu ra nào thường được sử dụng cho cảm biến mực nước?

Cảm biến mực nước công nghiệp thường sử dụng 4-20mA, RS485 Modbus hoặc các phương thức giao tiếp không dây như LoRaWAN và NB-IoT.

5. Dữ liệu mực nước có thể được kết nối với nền tảng đám mây không?

Đúng. Với cổng IoT hoặc cảm biến mực nước không dây, thông tin mực nước có thể được tải lên nền tảng đám mây để giám sát, cảnh báo và phân tích dữ liệu từ xa.

Về tác giả

Kỹ sư ứng dụng cao cấp tại MACSENSOR

Wang Lei là Kỹ sư ứng dụng cảm biến cấp cao tại MACSENSOR, chuyên về đo áp suất công nghiệp, giám sát mức và các giải pháp cảm biến IoT không dây. Với 12 năm kinh nghiệm trong các ứng dụng thiết bị đo lường quy trình, ông đã giúp khách hàng phát triển hơn 300 giải pháp đo lường tùy chỉnh trong các ngành như xử lý nước, hóa dầu, quản lý nhiên liệu, nông nghiệp và tự động hóa công nghiệp.

Chuyên môn của ông bao gồm lựa chọn cảm biến mức không dây, hệ thống giám sát bồn chứa từ xa, công nghệ đo áp suất và mức radar cũng như các giải pháp truyền thông công nghiệp. Ông đã tham gia thiết kế hệ thống giám sát cho các hồ chứa, bể chứa và thiết bị công nghiệp ở xa, nơi việc truyền dữ liệu đáng tin cậy và hoạt động lâu dài là rất quan trọng.

Wang Lei có bằng Cử nhân Kỹ thuật Tự động hóa và chuyên tâm áp dụng công nghệ cảm biến và các giải pháp IoT công nghiệp để cải thiện độ tin cậy đo lường, hiệu quả vận hành và chuyển đổi kỹ thuật số cho khách hàng toàn cầu.