Giới thiệu về Đo Mức trong Dụng Cụ Đo Lường Công Nghiệp

Đo mức là một thông số cơ bản trong dụng cụ đo lường công nghiệp, đề cập đến việc xác định chiều cao hoặc thể tích của các chất (chất lỏng, chất rắn hoặc bùn) trong các bồn, thùng chứa hoặc silo. Quá trình này rất quan trọng đối với việc quản lý hàng tồn kho, kiểm soát quy trình, đảm bảo an toàn và hiệu quả hoạt động trong các ngành như dầu khí, xử lý nước, chế biến hóa chất và dược phẩm. Hệ thống đo mức có thể được phân loại rộng rãi thành hai loại: đo liên tục, cung cấp dữ liệu mức theo thời gian thực trên một phạm vi, và phát hiện mức điểm, kích hoạt báo động hoặc điều khiển khi mức đạt đến các ngưỡng cụ thể. Dụng cụ đo mức hiện đại tích hợp các cảm biến, bộ phát và giao thức truyền thông (ví dụ: 4–20 mA, HART, PROFIBUS) để cho phép truyền dữ liệu liền mạch đến các hệ thống điều khiển, hỗ trợ tự động hóa và các chiến lược bảo trì dự đoán. Việc lựa chọn công nghệ đo mức phù hợp phụ thuộc vào các yếu tố như tính chất của chất, điều kiện môi trường, yêu cầu về độ chính xác và các ràng buộc về chi phí.

Nguyên tắc hoạt động và các công nghệ chính

Các công nghệ đo mức tận dụng các nguyên tắc vật lý đa dạng để đáp ứng các nhu cầu ứng dụng khác nhau. Áp suất thủy tĩnhbộ phát tính toán mức bằng cách đo áp suất do cột chất lỏng tác dụng, phù hợp với chất lỏng ăn mòn hoặc nhớt nhưng yêu cầu bù mật độ. Siêu âmDựa trên laserradarcảm biến sử dụng các nguyên tắc thời gian bay, với các thiết bị siêu âm phát ra sóng âm và radar sử dụng sóng điện từ để đo không tiếp xúc; radar vượt trội trong môi trường bụi hoặc có hơi, trong khi hệ thống siêu âm tiết kiệm chi phí cho chất lỏng sạch. Điện dungcảm biến phát hiện sự thay đổi mức bằng cách đo các biến đổi điện dung giữa đầu dò và thành bình, lý tưởng cho chất lỏng, chất rắn và bùn nhưng dễ bị bám dính vật liệu trên đầu dò. Dựa trên phaoDựa trên lasercông nghệ từ trởcung cấp khả năng phát hiện mức điểm đáng tin cậy hoặc theo dõi liên tục thông qua liên kết cơ học hoặc tương tác từ trường, tương ứng. Các phương pháp tiên tiến như radar sóng dẫn(GWR) kết hợp radar với hướng dẫn đầu dò cho các môi trường khó, và cảm biến mức laser

cung cấp độ chính xác cao cho chất lỏng trong suốt. Mỗi công nghệ có những ưu điểm riêng biệt: các phương pháp không tiếp xúc tránh ô nhiễm, trong khi các thiết kế tiếp xúc như bộ dịch chuyển xử lý môi trường áp suất/nhiệt độ cao.

Các kịch bản ứng dụng trong các ngành công nghiệpDụng cụ đo mức giải quyết các thách thức độc đáo trong các lĩnh vực khác nhau. Trong ngành dầu khí, radar và bộ phát thủy tĩnh giám sát dầu thô trong các bồn chứa, với GWR được sử dụng để phát hiện giao diện giữa dầu và nước, đảm bảo an toàn và tuân thủ. Xử lý nước và nước thảicác cơ sở dựa vào cảm biến siêu âm để đo lưu lượng kênh hở và định lượng hóa chất, trong khi công tắc điện dung ngăn chặn bơm chạy khô trong các bể chứa. Ngành chế biến hóa chấtsử dụng bộ phát radar chống ăn mòn để kiểm soát mức lò phản ứng và cảm biến điện dung cho bùn mài mòn, ưu tiên độ chính xác trong môi trường khắc nghiệt. Thực phẩm và đồ uốngcác ứng dụng sử dụng cảm biến radar hoặc siêu âm vệ sinh để trộn và đóng gói nguyên liệu, với thiết kế vệ sinh cho phép khử trùng tại chỗ (CIP). Trong khai thác mỏ và xử lý chất rắn, công tắc nĩa rung và cảm biến laser quản lý vật liệu dạng hạt trong silo, tránh các vấn đề tích tụ. Ngoài ra, dược phẩm

---

các ứng dụng sử dụng cảm biến quang học không xâm lấn để xử lý theo lô chính xác trong các bồn vô trùng.

Tiêu chí lựa chọn và các phương pháp thực hành tốt nhất khi triển khai

Việc lựa chọn công nghệ đo mức phù hợp đòi hỏi phải đánh giá nhiều thông số. Các tính chất của chất như độ dẫn điện, độ nhớt và hằng số điện môi xác định tính phù hợp—ví dụ, radar hoạt động tốt đối với vật liệu có điện môi thấp, trong khi đồng hồ đo mức từ tính phù hợp với chất lỏng dẫn điện. Các điều kiện môi trường như nhiệt độ khắc nghiệt (ví dụ: -40°C đến 400°C), xếp hạng áp suất (lên đến 400 bar đối với radar) và sự hiện diện của bọt/bụi ảnh hưởng đến việc lựa chọn công nghệ; radar vượt trội hơn siêu âm trong môi trường có hơi. Nhu cầu về độ chính xác dao động từ ±0,1% đối với chuyển giao quyền sở hữu (ví dụ: bộ phát từ trở) đến ±1% đối với kiểm soát quy trình cơ bản. Các ràng buộc về lắp đặt như hình dạng bình và các tùy chọn lắp đặt quy định vị trí cảm biến, với các giếng tĩnh giảm thiểu sự nhiễu loạn trong các bồn khuấy. Các phương pháp thực hành tốt nhất khi triển khai bao gồm hiệu chuẩn về không và khoảng, sử dụng che chắn cho các cảm biến điện tử trong môi trường ồn ào và tích hợp chẩn đoán thông qua IO-Link để bảo trì dự đoán. Đối với các khu vực nguy hiểm, các chứng nhận như ATEX/IECEx đảm bảo an toàn.

Ưu điểm, hạn chế và xu hướng mới nổiMỗi công nghệ đo mức cung cấp những lợi ích và hạn chế riêng biệt. Radar cung cấp độ chính xác cao (±0,5%) và độ tin cậy trong điều kiện khắc nghiệt nhưng với chi phí cao hơn, trong khi cảm biến siêu âm có giá cả phải chăng nhưng dễ bị nhiễu môi trường. Bộ phát thủy tĩnh tiết kiệm chi phí cho chất lỏng nhưng yêu cầu bù mật độ và các thiết bị điện dung xử lý các môi trường đa dạng nhưng cần làm sạch thường xuyên. Các xu hướng mới nổi bao gồm tích hợp IIoT, trong đó các cảm biến thông minh với các giao thức không dây (ví dụ: WirelessHART) cho phép phân tích dữ liệu theo thời gian thực và giám sát từ xa. Chẩn đoán nâng caotrong các bộ phát hiện đại phát hiện các lỗi bám dính hoặc đầu dò, giảm thời gian ngừng hoạt động. Dựa trên laservà công nghệ hình ảnh 3Dnâng cao độ chính xác cho chất rắn và chất lỏng đục, và thu nhỏmở rộng các ứng dụng trong thiết bị nhỏ gọn. Sự chuyển đổi sang bản sao kỹ thuật số

cho phép tối ưu hóa dựa trên mô phỏng, cải thiện hiệu quả vòng đời.

Kết luận: Nâng cao hiệu quả công nghiệp bằng Đo Mức Chính xác

Dụng cụ đo mức là then chốt cho tự động hóa công nghiệp hiện đại, kết hợp độ chính xác, độ tin cậy và khả năng thích ứng với các ứng dụng đa dạng. Bằng cách chọn các công nghệ phù hợp với các nhu cầu cụ thể—chẳng hạn như radar cho các điều kiện khắc nghiệt hoặc siêu âm cho các dự án nhạy cảm về chi phí—các ngành công nghiệp có thể đạt được khả năng kiểm soát quy trình, an toàn và tính bền vững tối ưu. Những tiến bộ trong tương lai về cảm biến thông minh và IIoT sẽ củng cố hơn nữa vai trò của việc đo mức trong các hệ sinh thái công nghiệp dựa trên dữ liệu.

-Endress+Hauser-

ALLEN BRADLEY 

-YOKOGAWA 

-MTL

-P+F

Limited có hơn 10 năm kinh nghiệm trên thị trường Tự động hóa Công nghiệp, chuyên bán lại các Đầu dò, Cảm biến, DCS, rào cách ly, HMI, PLC, Bộ điều hợp, đầu nối Profibus và cáp được niêm phong tại nhà máy từ các Thương hiệu như BENTLY NEVADA, Endress+Hauser, YOKOGAWA, MTL, Allen-Bradley, Pepperl+Fuchs, Rosemount, ASCO, Schneider, Lenze, Pro-face, Mitsubishi, Omron, Lenze, Delta, Honeywell, Siemens, v.v. Nếu bạn có bất kỳ yêu cầu nào, vui lòng liên hệ với chúng tôi.