PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG CẢM BIẾN TRONG BẾN XUẤT XĂNG DẦU CHO XE Ô TÔ

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN
-------------

BÀI TẬP LỚN
BỘ MÔN: HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN
ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH TÍNH TỐN HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG CẢM BIẾN TRONG
BẾN XUẤT XĂNG DẦU CHO XE Ô TÔ
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
SINH VIÊN THỰC HIỆN
NHÓM 8

Th.s NGUYỄN ĐĂNG HẢI
TRẦN TUẤN ANH _ 1831040168
ĐINH ĐỨC BẢO _ 1831040116
KIỀU ĐỨC DŨNG _ 1831040110
NGUYỄN KHẮC GIANG _ 1831040135
TRƯƠNG BẢO LIÊM _ 1831040123


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

Hà nội, tháng 7 năm 2018

------------PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI BÀI TẬP LỚN
ĐỀ TÀI: Tìm hiểu, phân tích, tính toán hệ thống đo lường cảm biến trong bến xuất xăng
dầu cho xe ơtơ.

Giới hạn điều kiện:

1. Hệ thống có 3 bồn chứa: 1 bồn A92, 1 bồn A95 và 1 bồn dầu DO
2. Hệ thống có 6 họng xuất: 1 họng xuất A95, 3 họng xuất A92, 2 họng xuất dầu DO
3. Mức đo từ 0-15m (sai số 1cm)
4. Nhiệt độ từ 0-50 độ (sai số 1 độ)
5. Lưu lượng từ 0 đến 80lít/phút (sai số 1lít/phút)
u cầu:
1. Trình bày tởng quan về hệ thống xuất hàng tự động của bến xuất xăng dầu?
2. Mô tả nguyên lý vận hành hệ thống?
3. Liệt kê các cảm biến có trong hệ thống?
4. Các phương án lựa chọn cảm biến cho hệ thống?

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

2


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

5. Trình bày về loại cảm biến lựa chọn? (nguyên lý hoạt động, số lượng cảm biến)
6. Thiết kế vị trí lắp đặt, cảm biến và tính toán, xử lý, đo tín hiệu đầu ra của cảm biến để
tác động đến các đối tượng điều khiển?
7. Đánh giá về sai số của hệ thống (giới hạn, nguyên nhân biện pháp khắc phục)

Bố cục trình bày:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống thiết kế
Chương 2: Nội dung thực hiện
2.1- Yêu cầu của đề tài
2.2- Các hướng giải quyết
2.3- Lý do lựa chọn cho thiết kế
2.4- Tính chọn thiết bị

Chương 3: Kết luận
3.1- Các kết quả đạt được.
3.2- Các hạn chế khi thực hiện
3.3- Biện pháp khắc phục.
Mục lục
Tài liệu tham khảo

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

3


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, nền kinh tế của nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ, đời sống của người
dân ngày càng nâng cao. Ngành tự động hóa đang có những bước phát triển mới nên việc
ứng dụng những thành tựu khoa học vào quá trình sản xuất đang trở nên cần thiết. Với
một đất nước đang trong quá trình đổi mới, hội nhập và phát triển như nước ta hiện nay,
việc ứng dụng các công nghệ tự động hóa vào q trình sản xuất, lao động khơng chỉ giúp
giảm sức lao động và sự độc hại cho con người mà còn mang lại hiệu quả và chất lượng
sản phẩm cao, nhất là trong thời kì cuộc cách mạng cơng nghiệp 4.0 hiện nay
Từ thực tế đó, nhóm 8 lớp điện 2-k18 đã tìm hiểu về đề tài ‘Tìm hiểu, phân tích, tính tốn
hệ thống đo lường cảm biến trong bến xuất xăng dầu cho xe ôtô’. Sau thời gian nhận đề
tài, nhóm đã nghiên cứu, tìm hiểu với sự hướng dẫn tận tình của Th.s Nguyễn Đăng Hải,
báo cáo của nhóm đã hồn thiện.
Do thời gian làm báo cáo ngắn và kiến thức còn hạn chế, chắc chắn báo cáo cịn nhiều
thiếu sót. Nhóm rất mong nhận được sự quan tâm, đóng góp của thầy cơ và các bạn để
báo cáo được hồn thiện hơn.
Nhóm xin chân thành cảm ơn sự quan tâm của thầy cô và các bạn đọc!!

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

4


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THIẾT KẾ
1.1 Giới thiệu chung về hệ thống tự động hóa bến xuất xăng dầu
1.1.1 Giới thiệu về tập đoàn xăng dầu Việt Nam
-Tổng công ty Xăng dầu Việt Nam (Petrolimex) tiền thân là Tổng công ty Xăng
dầu mỡ được thành lập theo Nghị định số 09/BTN ngày 12.01.1956 của Bộ
Thương nghiệp và được thành lập lại theo Quyết định số 224/TTg ngày
17.4.1995 của Thủ tướng Chính phủ.
-Tởng cơng ty Xăng dầu Vệt Nam có: 41 Cơng ty thành viên, 34 Chi nhánh và
Xí nghiệp trực thuộc các Cơng ty thành viên 100% vốn Nhà nước, 23 Cơng ty
cở phần có vốn góp chi phối của Tổng công ty, 3 Công ty Liên doanh với nước
ngoài và 1 Chi nhánh tại Singapore.
-Là doanh nghiệp nhà nước trọng yếu, được xếp hạng đặc biệt, có quy mơ tồn
quốc, bảo đảm 60% thị phần xăng dầu cả nước; Petrolimex ln phát huy vai
trị chủ lực, chủ đạo bình ởn và phát triển thị trường xăng dầu, các sản phẩm
hoá dầu đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của nhân dân, phục vụ sự nghiệp phát triển
kinh tế của đất nước và bảo đảm an ninh quốc phòng...
-Hoạt động trong lĩnh vực ngành nghề đặc thù, nặng nhọc, độc hại, địi hỏi cao
về an tồn phịng chống cháy nổ và bảo vệ môi trường. Trong nhiều năm qua,
hệ thống các cơng trình xăng dầu của Tập đồn Xăng dầu Việt Nam liên tục
được phát triển mở rộng theo định hướng cả về quy mô và hiện đại hoá. Tập
đồn ln xác định việc cải tạo, nâng cấp các cơng trình xăng dầu cũ, mở rộng
cơng suất sức chứa kho bể, áp dụng khoa học công nghệ, trang thiết bị tiên

tiếnhiện đại hoá, nhằm nâng cao năng lực hoạt động và tăng cường hệ số an
toàn trong vận hành khai thác các cơng trình xăng dầu.
-Việc ứng dụng các tiến bộ kỹ tḥt ở Petrolimex có vai trị đặc biệt quan trọng
trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh, đảm bảo an tồn tuyệt đối
các cơng trình xăng dầu, góp phần giải quyết được những khó khăn, ách tắc
trong sản xuất kinh doanh, nâng cao năng suất lao động, cải thiện điều kiện làm
việc và môi trường lao động. Các ứng dụng kỹ thuật này đã giúp cho tập thể
người lao động nhanh chóng vươn lên tiếp cận và làm chủ cơng nghệ, tạo nền
móng vững chắc cho Tập đoàn và các đơn vị thành viên hội nhập, mở rộng hợp

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

5


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

tác với các bạn hàng dầu khí lớn trên thế giới. Nhằm giảm thiểu các thao tác
thủ công, nâng cao năng suất lao động và văn minh thương mại, tăng cường
cơng tác an tồn phịng chống cháy nở và bảo vệ môi trường tại các kho, cảng
xăng dầu đồng thời tránh tác động chủ quan trong khâu xuất hàng tại các bến
xuất xăng dầu, Petrolimex đã chủ trương áp dụng đồng bộ hệ thống xuất hàng
tự động tại các bến xuất xăng dầu từng bước tự động hoá, hiện đại hoá công
nghệ, đáp ứng tăng trưởng nhu cầu xăng dầu trong cả nước.
1.1.2 Thời kỳ xuất nhập xăng dầu thủ công
-Xuất hàng cho cho xe xitéc (xe bồn) phải dùng máy bơm qua hệ thống vịi ống
mềm, một cơng nhân đứng trên sàn thao tác và một công nhân đứng trong khu
vực nhà bơm để đóng, mở van, khi hàng đầy đến cở téc thì người trên sàn thao
tác báo hiệu, người kia sẽ đóng van lại.
-Thời kỳ này bộc lộ nhiều hạn chế, nếu hai công nhân phối hợp không tốt sẽ

dẫn đến sự cố tràn dầu. Việc đo lường, giao nhận thủ cơng như vậy có hiệu quả
thấp, mất an tồn, khơng chính xác và dễ gây ra hiện tượng thừa, thiếu hàng
trong mỗi lần xuất. Do đó, thời gian này ở khu vực bảo vệ luôn phải bố trí một
vài thùng phi, xơ chứa để bộ phận kiểm tra thực hiện rút ra hoặc thêm hàng vào
nếu thấy thừa hoặc thiếu. Công đoạn này kéo dài sẽ gây ô nhiễm môi trường,
ảnh hưởng tới sức khoẻ người lao động và luôn tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ mất
an tồn. Quá trình khai thác vận hành tại các bến xuất xăng dầu với phương
pháp thủ công đã không đáp ứng được nhu cầu cung ứng xăng dầu ngày càng
cao của toàn xã hội.
1.1.3 Bến xuất xăng dầu tự động và tích hợp truyền dẫn
-Bước sang thời kỳ tiếp theo, Công ty tiến hành đầu tư cải tạo thay thế hệ thống
vòi ống mềm bằng các cần xuất xăng dầu và lắp đặt hệ thống khởi động - dừng
máy bơm ở ngay trên giàn xuất. Với công nghệ này, xuất nhập xăng dầu tại bến
xuất chỉ cần một người vận hành. Khi xe xitéc vào vị trí, cơng nhân vận hành
sẽ ấn nút khởi động máy bơm để bơm hàng, khi hàng gần đầy đến tấm mức thì
đóng dần van trên cần xuất và ấn nút dừng máy bơm. Về cơ bản, công nghệ này
đã khắc phục được những hạn chế của các cơng nghệ trước, nhưng vẫn mang
tính bán tự động và chưa hiệu quả, nhất là về năng suất lao động và thời gian
cấp hàng. Con số này khơng ngừng tăng lên địi hỏi lãnh đạo Tập đồn, lãnh
đạo Cơng ty phải tiếp tục nghiên cứu cải tiến, ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ
thuật vào các bến xuất xăng dầu phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam.
Tập đồn và Cơng ty đã quyết định, thay vì sử dụng tấm mức để đo lường, giao
nhận hàng hoá sẽ sử dụng hệ thống lưu lượng kế kết hợp truyền dẫn số liệu từ
các họng xuất xitéc đến nhà bơm và bộ phận nghiệp vụ phát hành hóa đơn…
Sự kết hợp này đã làm cho quá trình xuất hàng trở nên linh hoạt, tḥn tiện và
chính xác hơn.

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

6

BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

-Đồng thời phương thức đo lường, giao nhận đã được thay đởi từ việc lấy chính
xitéc làm dụng cụ đo lường, giao nhận nay chuyển sang sử dụng số liệu của lưu
lượng kế được gắn trên các giàn xuất. Quá trình này được Tập đồn và Cơng ty
Xăng dầu thử nghiệm, kiểm nghiệm, đánh giá tổng thể, kỹ lưỡng trước khi đưa
vào áp dụng rộng rãi trong tồn ngành.
-Tích hợp và thu thập dữ liệu từ hệ thống công nghiệp chuyển dịch nền kinh tế
theo định hướng công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước. Khơng ngồi mục
đích đó, việc ứng dụng tự động hóa vào việc khai thác, quản lý xuất nhập xăng
dầu là rất cần thiết.
1.2 Giới thiệu chung về hệ thống tự động hóa bến xuất xăng dầu
1.2.1

Thời kỳ xuất nhập xăng dầu thủ công
-Xuất hàng cho cho xe xitéc phải dùng máy bơm qua hệ thống vịi ống mềm,
một cơng nhân đứng trên sàn thao tác và một công nhân đứng trong khu vực
nhà bơm để đóng - mở van, khi hàng đầy đến cở téc thì người trên sàn thao tác
báo hiệu, người kia sẽ đóng van lại.
-Thời kỳ này bộc lộ nhiều hạn chế, nếu hai công nhân phối hợp không tốt sẽ
dẫn đến sự cố tràn dầu. Việc đo lường, giao nhận thủ cơng như vậy có hiệu quả
thấp, mất an tồn, khơng chính xác và dễ gây ra hiện tượng thừa, thiếu hàng
trong mỗi lần xuất. Do đó, thời gian này ở khu vực bảo vệ ln phải bố trí một
vài thùng phi, xô chứa để bộ phận kiểm tra thực hiện rút ra hoặc thêm hàng vào
nếu thấy thừa hoặc thiếu. Công đoạn này kéo dài sẽ gây ô nhiễm môi trường,
ảnh hưởng tới sức khoẻ người lao động và ln tiềm ẩn nguy cơ cháy nở mất
an tồn. Quá trình khai thác vận hành tại các bến xuất xăng dầu với phương
pháp thủ công đã không đáp ứng được nhu cầu cung ứng xăng dầu ngày càng

cao của toàn xã hội.

1.2.2 Bến xuất xăng dầu tự động và tích hợp truyền dẫn
-Bước sang thời kỳ tiếp theo, Công ty tiến hành đầu tư cải tạo thay thế hệ thống
vòi ống mềm bằng các cần xuất xăng dầu và lắp đặt hệ thống khởi động - dừng
máy bơm ở ngay trên giàn xuất. Với công nghệ này, xuất nhập xăng dầu tại bến
xuất chỉ cần một người vận hành. Khi xe xitéc vào vị trí, cơng nhân vận hành
sẽ ấn nút khởi động máy bơm để bơm hàng, khi hàng gần đầy đến tấm mức thì
đóng dần van trên cần xuất và ấn nút dừng máy bơm. Về cơ bản, công nghệ này
đã khắc phục được những hạn chế của các cơng nghệ trước, nhưng vẫn mang
tính bán tự động và chưa hiệu quả, nhất là về năng suất lao động và thời gian
cấp hàng. Con số này không ngừng tăng lên địi hỏi lãnh đạo Tập đồn, lãnh
đạo Cơng ty phải tiếp tục nghiên cứu cải tiến, ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

7


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

thuật vào các bến xuất xăng dầu phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam.
Tập đồn và Cơng ty đã quyết định, thay vì sử dụng tấm mức để đo lường, giao
nhận hàng hoá sẽ sử dụng hệ thống lưu lượng kế kết hợp truyền dẫn số liệu từ
các họng xuất xitéc đến nhà bơm và bộ phận nghiệp vụ phát hành hóa đơn…
Sự kết hợp này đã làm cho quá trình xuất hàng trở nên linh hoạt, thuận tiện và
chính xác hơn.
-Đồng thời phương thức đo lường, giao nhận đã được thay đởi từ việc lấy chính
xitéc làm dụng cụ đo lường, giao nhận nay chuyển sang sử dụng số liệu của lưu
lượng kế được gắn trên các giàn xuất. Quá trình này lưu lượng kế; tính toán và

xử lý dữ liệu tại bộ điều khiển trung tâm; truy xuất dữ liệu để điều khiển máy
bơm xăng dầu và van điện là quá trình đồng bộ khép kín tởng thể. Cơng nghệ
này khơng những giải quyết được những hạn chế trước đây, mà cịn nâng cao
độ chính xác và năng suất cấp hàng. Trước đây khi xuất một xe hàng 15-16
(m3) trung bình phải mất khoảng 40-50 (phút/xe) nay giảm xuống cịn 20-25
(phút/xe). Giờ đây, tồn bộ quá trình cấp hàng từ lập đơn hàng, bơm rót hàng,
hoàn thiện thủ tục đơn hàng, cho phép phương tiện rời bến đều do hệ thống tự
động hoá thực hiện mà khơng có bất kỳ sự can thiệp nào của con người vào các
dữ liệu ban đầu. Nếu có vấn đề không đồng bộ với dữ liệu đã được lập trình thì
quá trình xuất hàng sẽ khơng thể hồn thiện được, vì vậy, khách hàng hồn tồn
n tâm về tính chính xác, tiện lợi và minh bạch. Hệ thống đo lường tại các bến
xuất đều được các cơ quan quản lý Nhà nước kiểm tra, kiểm định định kỳ về độ
chính xác và cấp giấy chứng nhận theo đúng quy định. Việc bảo quản và sử
dụng các thiết bị này tuân thủ nghiêm ngặt theo các quy trình nghiệp vụ kỹ
tḥt.
-Trong ngành cơng nghiệp nói chung, lĩnh vực xăng dầu nói riêng, tự động hoá,
hiện đại hoá quá trình cơng nghệ luôn là một trong các động lực quan trọng,
thúc đẩy công cuộc đổi mới, phát triển, tăng cường năng lực cạnh tranh của các
doanh nghiệp, các tập đoàn kinh tế, hỗ trợ cho quá trình hội nhập kinh tế quốc
tế và cải thiện môi trường làm việc của người lao động. Công nghệ tự động hoá
bến xuất xăng dầu của Tập đoàn xăng dầu Việt Nam đã đạt được những thành
quả nhất định, góp phần nâng cao năng suất lao động, tăng cường cơng tác an
tồn, phịng chống cháy nổ, bảo vệ môi trường và minh bạch hoá quá trình giao
nhận. Trong thời gian tới, Tập đồn sẽ tiếp tục triển khai và hồn thiện chương
trình tự động hoá hệ thống cửa hàng bán lẻ xăng dầu, dự án tự động hoá kho bể
và dự án quản trị nguồn lực ERP nhằm nâng cao khả năng quản trị toàn hệ
thống Petrolimex.
1.3 Giới thiệu quy trình xuất hàng của các bến xăng dầu
Bước 1: Tại phịng Phát hành hóa đơn tại cơng ty xăng dầu

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

8


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

-Khách hàng và tài xế đến đăng ký lấy hàng tại Phịng phát hành hóa đơn cơng
ty. Nhân viên Phịng phát hành hóa đơn đưa số liệu vào máy tính, sau đó phát
hành lệnh xuất hàng cho các lái xe.
-Tồn bộ thông tin (mã hợp đồng, mã khách, lượng, loại hàng, số mã xe, mã số
người lái xe, ...) được lưu tại máy chủ của Cơng ty.
Bước 2: Tại phịng cổng ra, vào
- Người lái xe cho xe Xitéc xếp hàng vào cởng xuất trình lệnh xuất hàng và
dung tích hợp pháp của phương tiện, lệnh vận chuyển hoặc sổ theo dõi xuất
hàng để nhân viên bảo vệ kiểm tra. Nhân viên xếp thứ tự vào lấy hàng căn cứ
vào tính hợp pháp của các giấy tờ trên, hướng dẫn lái xe đăng ký hoá đơn và
phương tiện đến nhận hàng theo thứ tự cho từng mặt hàng (tuân thủ quy định
có lệnh xuất hàng trước lấy trước trừ những trường hợp sự cố khác).
-Căn cứ vào lệnh xuất hàng và phương tiện đã đăng ký, nhân viên bảo vệ tiếp
tục kiểm tra các điều kiện an toàn PCCC, chiều cao nhiên liệu chứa trong bể và
hướng dẫn lái xe đưa phương tiện vào vị trí nhận hàng đảm bảo liên tục, cân
đối giữa các họng xuất cùng một mặt hàng.
Bước 3: Tại các đường xuất hàng cho xe Xitéc
-Khi xe Xitéc đã vào đường xuất, nhân viên vận hành tại dàn xuất sẽ kiểm tra
số lượng hàng xuất và thứ tự ghi trên Lệnh xuất hàng với dung tích xe, kiểm tra
độ kín, độ sạch của phương tiện, thao tác và kiểm tra an toàn (đặt họng xuất
vào miệng xe, lắp tiếp đất). Reset đồng hồ cơ khí về số 0 có sự chứng kiến của
lái xe. Nhân viên vận hành mở van tay và quá trình xuất được bắt đầu.
-Trong cả quá trình này, người nhân viên vận hành phải theo dõi chỉ số trên

đồng hồ lưu lượng kế và đến khi đạt lượng hàng theo dự kiến xuất đối với từng
ngăn của xe. Người nhân viên vận hành khóa van tay đóng nhanh khi lượng
cần xuất đã đạt được. Người công nhân vận hành cùng lái xe xác nhận chỉ số
qua tấm mức và giấy kiểm định. Khi kết thúc quá trình xuất hàng cho xe xitéc,
người tài xế lấy lệnh xuất hàng đưa cho nhân viên thao tác máy tính quản lý
hàng hoá và in các hoá đơn xuất hàng cho khách hàng, in hoá đơn với đầy đủ
thông tin yêu cầu.
-Nhân viên tại cổng kiểm tra thực tế tiến hành đo lại mức xăng dầu trong từng
ngăn xe so với tấm mức lưỡi gà và ghi thêm vào hóa đơn (ở phía sau hoá đơn).
Kẹp chì niêm phong xe đồng thời ghi số hiệu chì vào mặt sau của hoá đơn.
Nhân viên cho phép xe xi téc ra khỏi kho.

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

9


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG THỰC HIỆN
2.1 Yêu cầu hệ thống xuất hàng tự động của bến xuất xăng dầu
2.1.1 Mục tiêu kinh tế, kĩ thuật của hệ thống tự động hóa bến xuất xăng dầu
 Hệ thống có độ an toàn, tin cậy cao để phục vụ liên tục và ởn định cho quá
trình sản xuất.
 Hệ thống có độ chính xác cao trong đo đạc, cấp hàng giảm tỷ lệ hao hụt tới
mức thấp nhất.
 Hệ thống Tự động hoá phải đảm bảo việc xuất hàng được nhanh chóng và
thuận tiện, giảm tác động chủ quan của con người, nâng cao năng xuất lao
động. Tăng cường khả năng giám sát quá trình xuất hàng và kiểm tra sự cố.
 Hệ thống phải lưu trữ được số liệu trong quá trình xuất hàng (lượng thực

xuất, nhiệt độ trung bình ...) và kết nối được với hệ thống thông tin quản lý
giúp cho cơng tác quản lý chặt chẽ, chính xác, nhanh chóng và thuận tiện.
 Hệ thống tự động hoá điều khiển động cơ bơm, điều khiển van, đóng hàng
tự động một cách chính xác theo lượng hàng đặt trước
 Hệ thống đảm bảo cho việc phát triển hệ thống về sau này được dễ dàng,
tiết kiệm.
 Hệ thống không phá vỡ quy hoạch chung của Kho trong quá trình hiện đại
hoá
2.1.2 Tiêu chí an tồn về phịng chống cháy nở
- Tiêu chí an tồn về phịng chống cháy nở là một điều kiện tiên quyết trong các
hệ thống dùng trong nền cơng nghiệp xăng dầu. Vì xăng dầu là chất lỏng dễ
bay hơi, dễ bắt lửa ở nhiệt độ thấp, khơng hịa tan trong nước, có tỷ trọng nhẹ
hơn nước. Hơi xăng dầu nặng hơn khơng khí 5,5 lần, cháy ở thể hơi... Xăng
dầu có khả năng sinh tĩnh điện khi bơm rót và khi cháy tỏa ra nhiệt lượng lớn,

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

10


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

tốc độ lan truyền nhanh và tạo ra sản phẩm cháy độc hại. Vì vậy các thiết bị
đuợc chọn trong hệ thống ngoài đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ tḥt thì phải có
khả năng phịng chống cháy nở cao, khả năng xảy ra sự cố là thấp nhất.
- Thi công lắp đặt thiết bị cho hệ thống cần làm tốt những u cầu về an tồn
phịng chống cháy nở sau:
 Thi công lắp đặt đường ống và thiết bị đảm bảo an tồn, khơng được hàn
cắt tại khu vực giàn xuất và trạm bơm. Gia công ống thép bảo vệ và các tủ
điện thực hiện bên ngoài khu vực có thể gây cháy nở, nếu có hàn cắt phải

thực hiện bên ngoài khu vực nguy hiểm như kho hoặc bồn chứa, … sau đó
làm nguội mới được đưa vào lắp đặt.
 Khi cắt phá bê tông thường xuyên phải tưới nước xuống nền bê tông để
tránh phát sinh tia lửa, ngăn cách khu vực thi công bằng hàng rào di động
 Tháo lắp vận chuyển thiết bị nhẹ nhàng tránh va đập mạnh gây phát sinh
tia lửa
 Các trang thiết bị đưa vào lắp đặt và toàn bộ hệ thống cáp phải đặt trong
ống thép bảo đảm bảo tiêu chuẩn phịng chống cháy nở theo quy định
 Tiến hành đo kiểm tra cách điện toàn bộ cáp và các thiết bị có sử dụng điện
trước khi đưa vào chạy thử
 Trong thời gian thi công, các vật tư dụng cụ phải để gọn gàng không gây
ảnh hưởng tới hoạt động sản xuất tại kho và cơng tác phịng chống cháy nổ
 Đo kiểm tra nồng độ xăng dầu khu vực thi công. Nếu nồng độ xăng dầu
vượt quá quy định cho phép thì khơng được đục cắt bê tơng
 Bố trí đầy đủ trang thiết bị phịng cháy chữa cháy. Cúp cầu dao điện nếu xảy ra
cháy nổ
2.2 Các hướng giải quyết
2.2.1 Hệ thống điều khiển bộ định lưu lượng Batch Controler sử dụng bộ Accuload tự
động điều khiển quá trình xuất, nhập nhiên liệu
2.2.1.1 Giới thiệu tởng quan về hệ thống

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

11


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

Hình 2.2.1.1.1: Mơ hình hệ thống 1 họng xuất

2.2.1.2 Ngun lý vận hành hệ thống
- Hệ thống vận hành hệ thống theo 3 chế độ:
1. Tự động hoàn toàn
2. Bán tự động khi máy tính chủ dữ liệu hệ thống tự động hóa lỗi, mạng LAN
lỗi… khi đó số liệu tự động hóa sẽ được cập nhật lại vào cơ sở dữ liệu khi hệ
thống vận hành trở lại.
3. Chế độ tại chỗ là việc vận hành bơm tại chỗ, hồn tồn khơng có kết nối PLC
với Controllogix, các Batch controller vẫn hoạt động, các van điều khiển vẫn
đóng theo lượng đặt trước
2.2.1.3 Cảm biến, thiết kế vị trí lặp đặt, tính toán

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

12


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

 Mỗi bộ Accuload điều khiển một cần xuất, nhận thơng tin từ đầu đo nhiệt
độ, tín hiệu phát xung từ lưu lượng kế để điều khiển bơm và van tại từng
họng xuất.
 Mỗi họng xuất sẽ có một cảm biến nhiệt độ (Vd: Cảm biến DS18B20 có
thể đo nhiệt độ trong khoảng -55 -> +125°C. Với khoảng nhiệt độ là -10°C
tới 85°C thì độ chính xác ±0.5°C, ±0.25°C, ±0.125°C, ±0.0625°C. Điện áp
sử dụng: 3 – 5.5 V) được lắp trên đường ống xuất, sai số đo nhiệt độ nhỏ
hơn ± 0,25 (độ C). Khoảng cách đi dây giữa Accuload và sensor đo nhiệt
độ nhỏ hơn 100 (m)
 Bộ phát xung của lưu lượng kế phát xung vuông 40/60 (Hz). Trên bộ phát
xung phải có sẵn bộ lọc nhiễu điện tử. Tín hiệu phát xung tiêu chuẩn: nhỏ
hơn 1V là giá trị 0, lớn hơn 5V là giá trị 1. Điện áp cung cấp cho bộ phát

xung là 12 hoặc 24 (VDC)
 Bộ Batch Controller được điều khiển bởi PLC, việc sử dụng PLC sẽ đảm
bảo việc kết nối với phân hệ trạm bơm được đơn giản cũng như việc mở
rộng hệ thống sau này. Bộ PLC được thiết kế dự phịng nóng (redundant 2
CPU và 2 đường truyền thơng Modbus và 2 cởng truyền thơng trên
Accuload) khi có sự cố ở một bộ PLC thì PLC cịn lại sẽ chiếm quyền điều
khiển Accuload qua đường truyền thơng cịn lại và cởng truyền thơng cịn
lại. Truyền thơng giữa hai bộ PLC bến xuất bộ và trạm bơm cũng được
thiết kế dự phịng nóng hai đường Controlnet, khi bị sự cố một đường sẽ
truyền trên đường cịn lại
 Tích hợp thơng tin và hiển thị trên máy SCADA

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

13


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

Hình 2.2.1.3.1: Mơ hình tồn bộ giàn xuất với máy hiển thị SCADA

2.2.1.4 Đánh giá hệ thống
- Hệ thống có thể xuất hàng ở 3 chế độ:
 Tự động
 Bán tự động
 Chế đọ tại chỗ
-Lưu số liệu xuất hàng ở 2 chế độ Tự động và Bán tự động, bao gồm những
thông tin sau: mã lệnh, mã ngăn, mã cơng tơ (nếu có), lượng đăng ký, lượng
thực xuất, nhiệt độ trung bình.
- Dự phịng cởng truyền thơng của Batch controller, Dự phịng truyền thơng

Modbus và dự phịng SCADA nhằm mục đích tăng tính ởn định, giảm thiểu
gián đoạn cho quá trình xuất hàng do có cơ chế dự phịng nhiều cấp.
- Thông tin khách hàng và lượng xuất được quản lý trên máy tính. Hóa đơn,
quá trình xuất hàng được thực hiện qua lệnh xuất hàng, trên lệnh xuất có thơng

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

14


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

tin về khách hàng, số xe quá trình được thực lấy, mã khách, mã hàng hóa, số
thứ tự lệnh xuất, mã ngăn. Trong quá trình xuất người cơng nhân khơng thể
thay đổi lượng xuất, xuất lại lệnh đã xuất, quá trình xuất kết thúc, việc hồn
chỉnh hóa đơn qua cơ sở dữ liệu có đầy đủ lượng hàng thực sự xuất được cũng
như nhiệt độ trung bình của ca lơ hàng đó. Các thao tác và hiện tự động tối đa
từ khâu trước khi xuất đến khi hồn chỉnh hóa đơn cho khách hàng nhằm tránh
các tiêu cực, phiền hà cho khách hàng, giảm thiểu thời gian xuất.
- Các thông tin nhập trên Batch controller hiển thị bằng tiếng việt không dấu,
thao tác xuất hàng đơn giản, các thông tin báo lỗi sự cố hỏng nhiệt độ, xuất quá
lượng đặt, lưu tốc quá cao, quá thấp...vv… đều được thể hiện rõ ràng trên
Batch controller
2.2.2 Hệ thống công nghệ điều khiển bằng PLC kết hợp máy tính
2.2.2.1 Giới thiệu tởng quan về hệ thống
- Hệ thống sử dụng mơ hình PLC S7-300 của hãng Siemen. Đây là hệ điều
khiển khá phổ biến, được ứng dụng rộng rãi trong cơng nghiệp vì nhũng ưu
điểm của nó như linh hoạt, đáp ứng được những yêu cầu về thay đổi, mở rộng
quy mô sản xuất, chi phí hợp lý

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

15


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

Hình 2.2.2.1.1: Mơ hình hệ thống sử dụng bộ điều khiển PLC S7-300
2.2.2.2 Nguyên lý vận hành hệ thống
- Bộ PLC S7-300 thu nhận thông tin từ đầu đo nhiệt độ, tín hiệu phát xung từ
lưu lượng kế và điều khiển bơm, tại từng họng xuất, điều khiển đóng mở van
điện. Tại phòng điều khiển với phần mềm điều khiển SCADA, tồn bộ thơng
tin về nhiệt độ thực tế, lưu lượng bơm được chuyền về và hiển thị trên màn
hình máy tính trong thời gian thực
- Máy in in ra hóa đơn với thơng tin đầy đủ được lưu trữ trong Hệ thống Điều
khiển trung tâm bao gồm: số hóa đơn, mã khách hàng, mã số xe, loại hàng,
lượng thực xuất, nhiệt độ trung bình, hệ số VCF (hệ số hiệu chỉnh thể tích),
WCF (hệ số hiệu chỉnh khối lượng), tỷ trọng, v.v....Phát hành hoá đơn tự động
cho khách hàng.
- Công nhân vận hành sẽ nhập mã số lệnh xuất hàng vào bộ OP77A của họng
xuất. Hệ thống tự động hóa kiểm tra, xác nhận mã lệnh. Nếu mã lệnh hợp lệ (đã
đăng ký lấy hàng, đúng loại hàng hóa và chưa xuất hàng), hệ thống sẽ chuyển

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

16


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

tồn bộ thơng tin về giá trị lít đặt trước xuống PLC S7-300 và hiển thị lên bộ
OP77A để phục vụ xuất hàng cho họng xuất này. Nếu mã lệnh không hợp lệ, hệ
thống không cho phép xuất hàng.
- Công nhân vận hành, mở van tay, bấm nút Start trên bộ OP77A, trên dàn xuất
cho phép bắt đầu quá trình xuất hàng
2.2.2.3 Cảm biến, thiết kế vị trí lặp đặt, tính toán
- Hệ thống sử dụng mạng LAN ETHERNET TCP/IP để kết nối với hệ thống
điều khiển PLC S7-300 và máy in. Bộ điều khiển PLC nhận các tín hiệu điều
khiển và giám sát từ các cảm biến Các thông số hiện trên màn hình trong thời
gian thực
- Thiết bị đo nhiệt độ, bộ đo lưu lượng, van điện được lắp tại van dẫn xuất xăng
dầu đến xe lấy hàng.
2.2.2.4 Đánh giá hệ thống
- Ưu điểm:
 hệ thống dùng PLC kết hợp với máy tính
 Giải quyết những thiếu sót của quy trình xuất hàng cũ
 Có sự kết hợp chặt chẽ giữa Hệ thống thông tin quản lý và Hệ thống Tự
động hoá, quản lý chặt chẽ hao hụt, tránh thất thoát và giảm được ảnh
hưởng do yếu tố chủ quan của con người
 Hệ thống tự động hóa xuất hàng có tính an tồn cao (tiếp đất, các sự cố, các
trạng thái làm việc của các trang thiết bị được kiểm soát chặt chẽ trong quá
trình xuất hàng bởi hệ thống tự động hóa, giao nhận chính xác, giảm hao
hụt tới mức thấp nhất; van điện, máy bơm được điều khiển dừng tự động
khi lượng hàng đã bằng lượng hàng cần xuất)
 Hệ thống có độ tin cậy cao để phục vụ an tồn, liên tục và ởn định cho quá
trình sản xuất
 Đạt các hiệu quả cao về mặt kinh doanh, điều hành quản lý, năng suất lao
động, an tồn lao động, bảo vệ mơi trường và những hiệu quả vơ hình
trong sự cạnh tranh trong nền kinh tế thị trường


2.3 Lý do lựa chọn thiết kế

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

17


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

- Sau khi tìm hiểu từng phương án. Nhóm thấy có thể dùng cả 2 phương pháp
điều khiển Bath Controller, hoặc dùng bộ điều khiển lập trình PLC kết hợp với
máy tính
- Nếu dùng phương án Bath Controller (cơng nghệ điều khiển tiên tiến nhất
hiện nay cho việc xuất xăng dầu trên thế giới) có rất nhiều ưu điểm, hệ thống
đạt độ chính xác cao, nhưng giá thành của các thiết bị khá đắt, thích hợp cho
những bến xuất lớn. Việc tiếp cận và tìm hiểu các thiết bị này rất khó khăn. Vì
vậy nhóm chọn phương án dùng bộ điều khiển lập trình PLC kết hợp máy tính.
- Với quy mơ của bến xuất xăng dầu vừa phải, có 3 họng xuất hàng, hệ thống tự
động hóa thiết kế cho bến xuất xăng dầu này sử dụng phương án dùng bộ điều
khiển khả trình PLC kết hợp vơí máy tính là hợp lý, đảm bảo độ tin cậy và
chính xác cao, giá thành hợp lý, phù hợp với quy mơ của dự áN
2.4 Tính trọn thiết bị
2.4.1 Các thiết bị nằm trọng hệ thống
2.4.1.1 Hệ thống bể chứa kho xăng dầu

Hình 2.4.1.1.1: Bể chứa xăng dầu

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

18


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

* Hệ thống có 3 bồn chứa: 1 bồn A92, 1 bồn A95 và 1 bồn dầu DO
- Cấu tạo bể chứa
 Đáy bể: Gồm các tấm thép có chiều dày khác nhau hàn lại với nhau thường
chiều dày lớn dần từ thân bể ra thành bể (chiều dày có thể từ 5mm tới
12mm. Đáy bể được đặt trên phần nền móng, được gia cố cẩn thận bảo
đảm chống lún, sát với tôn đáy bể là lớp nhựa đường nhằm đảm bảo chống
nước, hạn chế ăn mòn từ dưới lên cho đáy bể
 Thành bể: Bao gồm nhiều tấm thép hàn lại với nhau. Kết cấu chiều dày
thành bể tăng dần từ trên xuống dưới do sự chịu lực thủy tĩnh tăng theo
chiều sâu của xăng dầu (phía gần đáy bể có thể chiều dày là 12mm, phía
trên nóc bể có thể chỉ 4 - 5mm)
 Mái bể: Có nhiều dạng kết cấu khác nhau như mái bể hình nón, mái bể
hình chỏm cầu. Tác dụng của mái bể là để đảm bảo sự ổn định tương đối
của bể chứa trong quá trình xuất, nhập; tránh đọng nước đồng thời là nơi để
bố trí lắp đặt các thiết bị như van an tồn, lỗ đo tính... Mái bể thường có bề
dày 3,5 – 5mm
 Lỗ ánh sáng: Vị trí nằm ở trên mái bể có kích thước lớn, nó có tác dụng
thơng gió và lấy ánh sáng trước khi bảo dưỡng, kiểm tra bể và các thiết bị
trong bể
 Lỗ người chui: Có tác dụng để người kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa có thể
chui vào để thực hiện nhiệm vụ. Lỗ người chui được đặt ngay tầng tôn thứ
nhất.
 Lỗ đo dầu: Được đặt trên mái bể, tại đây có thể lấy mẫu xăng dầu trong bể,
đo chiều cao, đo nhiệt độ bể. Đối với các bể có mái phao ở trong hoặc thiết
bị đo tự động thì dưới các lỗ đo dầu người ta thường lắp đặt các ống dẫn

hướng cho thiết bị đo và mái phao
 Điểm đo dầu: Làm điểm đo mốc chiều cao bể, nó thường được hàn vào đáy
bể và gần với thành bể nằm phía dưới theo phương thẳng đứng với lỗ đo
dầu
 Van thở và bình ngăn lửa: Được lắp trên mái bể có tác dụng điều chỉnh áp
suất dương, âm ở trong bể nằm trong phạm vi cho phép mà bể có thể chịu
được trong quá trình nhập, xuất, tồn chứa cũng như các hoạt động khác của
bể chứa. Dưới bộ phận khống chế áp suất dương, âm và tiếp giáp với mái
bể thường lắp bộ phận ngăn tia lửa có tác dụng ngăn tia lửa cháy ngược từ
ngoài vào bên trong bể chứa
 Lăng phun bọt chữa cháy cố định: Thường được lắp ở tầng tôn trên cùng
của thành bể và được nối với hệ thống bơm cố định của tởng kho. Khi xảy

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

19


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội










ra sự cố thì dung dịch bọt sẽ được phun vào bên trong bể để phủ kín bề mặt

thoáng của xăng dầu ngăn cản sự cháy
Cầu thang bể: Lắp bên ngoài bể bám theo thành bể, dẫn từ đáy bể tới mái
bể. Nó có tác dụng phục vụ cho việc đi lại trong quá trình thao tác kiểm tra,
giao nhận, bảo dưỡng....
Ống dẫn hướng: Được nối từ mái bể xuống gần sát đáy bể có tác dụng đo,
đếm tự động và được làm bằng thép hợp kim
Công nghệ xuất nhập: Bao gồm các đường ống và các van được gắn vào
thành bể ở tầng tôn cuối cùng và liên kết với các đường ống xuất nhập của
Tởng kho. Kích thước của nó đáp ứng với thơng số xuất nhập hoạt động
của bể chứa
Công nghệ hút vét, xả cặn: Thường được nối ở phía dưới của tầng tơn cuối
thành bể. Bên trong bể nó được nối với đường ống rà sát vị trí thấp nhất
của đáy bể chứa; bên ngồi nó có các đường ống, van nối với cơng nghệ
hút vét của tổng kho
Hệ thống tiếp địa: Là hệ thống truyền dẫn từ bể tiếp địa đảm bảo điện trở
tiếp đất nằm trong giới hạn cho phép, nó nối thơng mạch với hệ thống các
cột thu lôi trên mái bể.

2.4.1.2 Thiết bị bơm động lực
- Thiết bị có chức năng bơm cấp sản phẩm xăng dầu từ bể chứa ra các họng
xuất. Xăng dầu là chất lỏng có độ nhớt cao, là dung môi dễ cháy nổ nên ta sử
dụng loại bơm bánh răng là thiết bị chuyên dụng trong lĩnh vực xăng dầu và
hóa chất.
- Bơm bánh răng dùng bơm xăng dầu, bơm những chất có độ nhớt cao, những
dễ cháy nổ mà các loại bơm thông thường khác không thể hút được, những chất
lỏng có chứa hạt, bơm thực phẩm,...ta chọn bơm bánh răng ăn khớp trong hiệu
Magnus-Canada
2.4.1.2.1 Thông số kỹ thuật











Hãng sản xuất: Series 332 hiệu Magnus, Canada
Dải lưu lượng: (20 - 93) m3/h
Áp suất đầu xả max: (10-13) bar
Vật liệu tiêu chuẩn: Gang đúc, Thép
Vật liệu tùy chọn: Inox
Kiểu làm kín: Phớt cơ khí hoặc hộp chèn
Nhiệt độ chất bơm tiêu chuẩn: 25oC
Nhiệt độ chất bơm tùy chọn: 132oC
Độ nhớt: 2500,000SSU

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

20


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

 Van an toàn: Tùy chọn
 Motor: (7-15)KW, 3 Pha 380V
 Số vòng quay: (190-520) vòng/phút

2.4.1.2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm bánh răng

Hình 2.4.1.2.2.1 Cấu tạo trục bơm bánh răng
Chú thích:
Seal: Đệm chèn
Driver Gear: Trục phát động
Mounting Flange: Bích lắp ráp
Pressure Port: Lỗ tạo áp suất
Suction Port: Lỗ hút
Driver Gear: Bánh răng phát động
Idler Gear: Bánh răng dẫn động
Bushings: Ống lót ở trục
Case Seal: Vịng để chèn kín
* Ngun lý hoạt động:
Bơm thể tích có cơ cấu chấp hành ở dạng hai bánh răng ăn khớp. Các buồng
làm việc của bơm được tạo nên bằng thành thân bơm và các profin của răng.
Buồng hút nằm bên phía các răng ra khớp, buồng nén nằm bên phía các răng
vào khớp. Thể tích của buồng hút và buồng nén được thay đởi do các răng ra

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

21


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

khớp và vào khớp với nhau thực hiện chu kì hút và nén chất lỏng. Bơm bánh
răng có kết cấu đơn giản, độ tin cậy cao trong khi vận hành, kích thước nhỏ
gọn, nhẹ. Áp suất dẫn từ 10 đến 100 bar, cá biệt tới 200 bar; hiệu suất 0,870,89; hiệu suất thể tích 0,95 - 0,98; hiệu suất cơ khí 0,94; lưu lượng bơm tới
1.000 lít/phút (đối với bơm áp suất thấp). Bơm bánh răng thường được trang bị
van an toàn để chuyển chất lỏng từ buồng nén sang buồng hút khi đạt tới áp

suất tối đa
2.4.1.3 Thiết bị đo lưu lượng
2.4.1.3.1Đặc điểm:
- Mức đo có thể mở rộng từ 40 đến 90% so với những mơ hình đã đưa ra
trước đây. Điều đó có nghĩa là kích thước vật lý trở nên nhỏ hơn (kích thước từ
45 đến 70)
- Giảm tổn thất áp suất 30%, tiết kiệm chi phí năng lượng
- Thể hiện được tởng mức dịng đã chảy qua, tốc độ dịng tức thời chảy qua,
tởng số lần reset bộ đo lưu lượng
- Đơn giản hóa thiết kế và vật liệu mới cùng với lớp bọc làm tăng t̉i thọ của
thiết bị
- Có thể giao tiếp với thiết bị đo dễ dàng
2.4.1.3.2Thông số kỹ thuật:
- Bảng thông số kỹ tḥt của các mẫu Oval có kích cỡ từ 39 đến 65:
Để phù hợp với yêu cầu công nghệ, dải lưu lượng bơm tối đa là khoảng
70(m3/h) nên ta chọn thiết bị Oval có kích cỡ 59. Đường kính ống 100(mm)

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

22


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

Hình 2.4.1.3.1: Bảng thơng số kỹ tḥt của các mẫu Oval có kích cỡ từ 39 đến 65

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

23

BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

2.4.1.3.3Ngun lý hoạt động

Hình 2.4.1.3.3.1: Các vị trí của 2 oval
Bộ đo lưu lượng Oval đo dòng chất lỏng bằng cách sử dụng một áp lực chênh
lệch yếu để quay đôi bánh răng oval. Hai bánh răng ăn khớp bịt kín đầu vào và
đầu ra nhằm tạo ra độ chênh lệch áp lực. Khi sự định hướng của căp bánh răng
oval như vị trí 1 hình vẽ trên,bánh răng A nhận momen quay từ sự chênh lêch
áp suất,bánh răng B hủy lực xoắn,và bánh răng A lái bánh răng B như mơ tả ở
vị trí 2.Khi bánh răng A quay đến vị trí như hình 3,khi hết momen quay,nhưng
bánh răng B lại nhận được momen và lái bánh răng A. Cách hoạt động luân
chuyển như vậy duy trì việc quay liên hồn với momen quay gần như khơng
đởi ngoại trừ điểm chết. Vị trí 4,5,6,7,8 và 9 minh họa nguyên lý này thơng qua
1 vịng trịn kín liên hồn mang bánh răng A trở về vị trí ban đầu như vị trí 1.
Với việc quay bánh răng thiết bị có thể đo được chính xác lượng chất lỏng
trong khe hở hình lưỡi liềm hoặc đo trong khoang. Tởng số lượng chất lỏng cho
1 vòng quay của cặp bánh răng oval là 4 phần, đó chính là tốc độ quay của
bánh răng
Do độ trượt giữa bánh răng và thành buồng là rất nhỏ, cho nên việc đo không bị
ảnh hưởng bởi sự thay đổi độ nhớt của chất lỏng. Một trục đầu ra bị quay theo
1 tỷ lệ tới bánh răng oval bởi sức hút của sự ghép từ tính. Trục đầu ra này lái 1
bộ bánh răng nhằm cung cấp việc ghi bộ đếm trong bộ phận kỹ thuật theo
gallon, lít, hay pound…

Hình 2.4.1.3.3.2: Cơ cấu truyền động của 2 bánh răng Oval

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

24


BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội

Chú thích:
Driven Magnet: Trục nam châm
Rotor: Bánh răng oval
Hollow shaft: Trục truyền động rỗng
Output Gear: Bánh răng truyền động ăn khớp ra
Idler gear: Bánh răng dẫn động
Transmission Gear: Bánh răng dẫn động
2.4.1.4 Các cảm biến
2.4.1.4.1 Cảm biến đo mức dùng sóng âm
- Cảm biến mức dùng sóng âm đã có mặt trên thị trường nhiều năm nay và
được coi như một công nghệ đáng tin cậy dùng để đo mức thông qua những thử
thách khắc nghiệt trong công nghiệp. Cảm biến siêu âm đo mức là dạng đầu
tiên đo không tiếp xúc và giá cả phải chăng dùng cho phần lớn các loại bình
chứa dạng thẳng đứng.
- Bộ truyền siêu âm hoạt động dựa trên việc gửi một sóng âm, được phát ra từ
bộ biến năng áp điện, đến bề mặt của một vật liệu cần đo. Bộ truyền âm đo thời
gian từ lúc gửi tín hiệu cho tới khi nhận được tín hiệu phản hồi.
- Thành cơng của phép đo phụ thuộc vào sóng, độ phản xạ từ vật cần đo.
Những yếu tố khác như: bụi, hơi nước (chất lỏng) dày đặc; độ cản trở bình
chứa, nhiễu loạn gây bởi bề mặt; những chất tạo bọt và thậm chí là độ gồ ghề
hoặc góc tạo bởi chùm sóng với bề mặt cần đo đều góp phần tạo những thơng
tin khơng mong muốn ở tín hiệu phản hồi. Điều cần thiết là người sử dụng cần
phải cân nhắc điều kiện hoạt động sẽ ảnh hưởng thế nào tới sóng âm khi phát
ra.
- Sóng âm: điều kiện tiên quyết của phép đo là sóng âm phải đi qua chất cần

đo. Thơng thường là khơng khí, nếu mơi trường là chân khơng lại khơng phù
hợp do trong chân khơng khơng có khơng khí làm giảm khả năng truyền sóng
- Điều kiện bề mặt và những hạt bụi bẩn bám trên bề mặt của chất lỏng có thể
hấp thụ sóng âm và làm cản trở sóng phản hồi về đầu phát
- Góc tới và góc phản xạ sóng âm cần được phát và nhận theo đường thẳng,
mặt phản xạ cần là mặt phẳng

Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18

25