Thiết bị đo mức VEGA

NHÓM 3:

THIẾT BỊ ĐO MỨC VEGA
Thiết bị đo mức Vega có nhiều loại như: đo mức dùng phao, đo mức
dùng áp suất, đo mức dùng cảm biến điện dung, đo mức dùng laser, đo mức
dùng sóng siêu âm, đo mức dùng sóng radar, đo mức dùng phóng xạ
1. Nguyên lý hoạt động
Hiện nay đo mức được thực hiện trong nhiều lĩnh vực công nghệ theo những
nguyên lý hoạt động khác nhau, tuỳ thuộc vào kích thước, hình dáng của
bồn, nhiệt độ và áp suất hoạt động, và các đặc tính của vật liệu, nhưng phổ
biến nhất là phép đo mức dùng phao, đo mức dựa vào áp suất thuỷ tĩnh, đo
mức dùng cảm biến điện dung, đo mức dùng sóng siêu âm, đo mức bằng
dùng radar, đo mức dùng phóng xạ....
a) Đo mức dùng phao
Phao có nguyên lý làm việc rất đơn giản, phao là một vật nôt đặt trên mặt
nước do trọng lực của chất lỏng và không khí phía trên tác động. Để theo dõi
mức độ dao động của chất lỏng, ta gắn một thiết bị cơ khí với phao, những
hệ thống phao đầu tiên sử dụng thiết bị cơ khí như dây cáp, thước dây, ròng
rọc và bánh răng, để theo dõi mức dao động của chất lỏng. Ngày nay người
ta thường sử dụng phao từ. Phương pháp này không giới hạn về mức cao của
bồn, độ chính xác không cao, phí đầu tư thấp, giới hạn về mức áp suất làm
việc
b) Đo mức dùng áp suất
Có nhiều phương pháp đo mức dùng áp suất như : đo mức dùng ống thuỷ, đo
mức bằng phương pháp sùi bọt và đo mức theo nguyên lý chênh áp. Ống
thuỷ hoạt động dựa trên định luật Archimedes. Ông thuỷ được nhúng trong
chất lỏng. Chất lỏng trong ống thuỷ đặc hơn ở ngoài bình chứa, khi chất lỏng
trong bình chứa dâng thì chất lỏng trong ống thuỷ cũng dâng lên tương ứng,
mực chất lỏng thay đổi sẽ tạo ra một áp lực, kiểm soát được sự thay đổi áp
lực đó ta biết được sự thay đổi mực chất lỏng trong bình chứa
c) đo mức dùng phao từ tính

Một chiếc phao từ tính đặt trong ống phụ gắn thông 2 đầu với bình chứa. Do
vậy, khi mức chất lỏng trong bình chứa tăng thì mức chất lỏng trong ống phụ cũng sẽ
tăng tương ứng hoặc ngược lại. Và phao từ tính trong ống phụ cũng dâng lên hoặc hạ
xuống tương ứng theo mức chất lỏng trong ống phụ. Một con thoi trên màn hình hiển thị
chuyển động theo phao từ tính, do vậy ta xác định được mức chất lỏng. Thước đo từ tính
chỉ hoạt động được khi ống phụ được làm bằng vật liệu không hấp thụ từ tính. Thước đo
1


từ tính có thể được sử dụng ở những nơi có nhiệt độ, áp suất cao, hay trong những chất
lỏng ăn mòn.
d) đo mức dùng cảm biến điện dung
Cảm biến mức điện dung hoạt động dựa trên sự khác biệt hằng số điện môi
giữa chất lỏng và không khí. Điều kiện cần thiết để áp dụng phương pháp này là hằng số
điện môi của chất lỏng phải lớn hơn hằng số điện môi của không khí, thƣờng là gấp đôi.
Khi mức chất lỏng thay đổi thì hằng số điện môi cũng thay đổi tương ứng.
e) đo mức dùng tia laser
Cảm biến mức tia laser có nguyên lý hoạt động đơn giản, dùng tốc độ của ánh sáng để
xác định mức. Cảm biến laser được đặt trên nóc bình chứa phát một tia laser xuống bề
mặt chất lỏng. Tia này bị phản xạ ngược lại tới bộ phát hiện của cảm biến. Đo thời gian đi
của tia sáng và tính toán ra mức của chất lỏng. Lợi thế của tia laser là không bị phân tán,
không bị ảnh hưởng bởi âm thanh và đƣợc truyền thẳng qua không khí. Phương pháp đo
bằng tia laser có độ chính xác cao, ngay cả trong điều kiện môi trường hơi nước hay bọt
bóng, và có khoảng cách đo lớn. Đây là phương pháp lý tưởng trong những bình chứa có
nhiều vật cản, có áp suất và nhiệt độ cao
f) đo mức dùng sóng siêu âm
Cảm biến mức dùng sóng siêu âm có nguyên lý làm việc như cảm biến mức
dùng tia laser, tuy nhiên dùng tốc độ sóng siêu âm để xác định mức thay vì dùng tốc độ
ánh sáng để xác định mức. Cảm biến mức dùng sóng siêu âm xác định mức bằng cách đo
khoảng thời gian từ lúc truyền sóng tới lúc nhận được sóng phản hồi tại bề mặt vật liệu.

Cảm biến mức sóng siêu âm sử dụng sóng ở dải tần số 10 KHz. Tốc độ truyền của sóng
phụ thuộc vào loại khí và nhiệt độ của khí bên trong bình chứa
g) đo mức dùng sóng radar
Cảm biến mức radar sử dụng antenna đặt trên nóc bình chứa phát ra những
chùm sóng radar xuống bề mặt chất lỏng. Tính toán khoảng cách từ đầu antenna tới bề
mặt chất lỏng dựa vào thời gian di chuyển của sóng radar từ lúc phát đi tới lúc nhận được.
Ở phương pháp này, nếu hằng số điện môi của chất lỏng thấp có thể ảnh hưởng tới chất
lỏng của kết quả đo, vì lượng năng lượng sóng phản hồi phụ thuộc vào hằng số điện môi
của chất lỏng. Nếu hằng số điện môi thấp, sóng radar sẽ bị hấp thụ vào dung dịch hoặc đi
xuyên qua.
Sóng radar cũng bị phân tán giống như sóng siêu âm. Thành bình chứa, cặn
bám vào antenna, hay các vật cản cũng có thể gây ra tín hiệu sai lệch cho cảm biến. Để
khắc phục nhược điểm này, những thuật toán phức tạp sử dụng logic mờ được tích hợp
cho bộ phát tín hiệu. nhưng nếu như vậy lại xảy ra một khó khăn khác đó là việc lập trình
trở nên phức tạp và phải thay đổi theo từng môi ttrường. Một giải pháp được coi là câu trả
lời cho những khó khăn trên đó là một loại cảm biến radar dẫn sóng. Một ống dẫn sóng
làm bằng vật liệu cứng hay một dây antenna làm thiết bị dẫn sóng radar từ nóc bình chứa
xuống bề mặt chất lỏng và đưa tín hiệu về bộ nhận. Phƣơng pháp này tỏ ra hiệu quả hơn
nhiều so với phương pháp trước.
h) đo mức dùng phóng xạ
Đo mức dùng phóng xạ là phương pháp đo không tiếp xúc, lắp bên ngoài bồn cần đo
mức. Phù hợp với môi trường nhiệt độ áp suất cao, vật liệu ăn mòn. Tuy nhiên đòi hỏi các
yêu cầu về an toàn nghiêm ngặt và giá cực cao, khi sử dụng phải có giấy phép sử dụng,

2


chứng nhận và kiểm tra

3