Cảm biến radar đo mức, hay còn gọi là cảm biến radar mực, là thiết bị sử dụng sóng radar để đo mức chất lỏng hoặc rắn trong bể chứa, bồn silo, v.v. Nhờ khả năng hoạt động chính xác, hiệu quả và không tiếp xúc, cảm biến radar được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
Nguyên lý hoạt động
Cảm biến này hoạt động dựa trên nguyên tắc phát và thu sóng radar. Quy trình diễn ra như sau:
- Phát sóng: Bộ phận phát trong cảm biến tạo ra sóng radar với tần số cao (thường từ 4 GHz đến 24 GHz).
- Truyền sóng: Sóng radar được truyền đi trong môi trường. Khi gặp bề mặt chất lỏng hoặc rắn, sóng sẽ phản xạ lại cảm biến.
- Nhận sóng: Bộ phận thu trong cảm biến thu nhận sóng radar phản xạ.
- Xác định mức: Dựa vào thời gian từ khi phát sóng đến khi nhận được sóng phản xạ, cảm biến tính toán được khoảng cách từ cảm biến đến bề mặt chất lỏng hoặc rắn. Sau đó, giá trị này được chuyển đổi thành tín hiệu mức tương ứng.
Ưu điểm vượt trội
So với các phương pháp đo mức truyền thống như đo phao, đo áp suất, cảm biến radar đo mức sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội:
- Độ chính xác cao: Sai số đo lường thấp, đảm bảo độ tin cậy cho dữ liệu.
- Hoạt động không tiếp xúc: Không cần tiếp xúc trực tiếp với môi trường đo, phù hợp với các chất lỏng hoặc rắn có tính chất bám dính, ăn mòn hoặc độc hại.
- Khả năng chống nhiễu tốt: Ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường như bụi bẩn, bọt khí, rung động, v.v.
- Thích ứng với nhiều điều kiện môi trường: Hoạt động hiệu quả trong môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao, áp suất cao, độ ẩm cao.
- Lắp đặt đơn giản: Kích thước nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt và bảo trì.
- An toàn: Không tạo ra tia lửa điện, đảm bảo an toàn cho người sử dụng và môi trường xung quanh.
Ứng dụng rộng rãi
Nhờ những ưu điểm nổi bật, cảm biến được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như:
- Ngành hóa chất: Đo mức hóa chất, dung môi, axit, v.v.
- Ngành lọc dầu: Đo mức dầu thô, sản phẩm lọc hóa dầu, v.v.
- Ngành sản xuất thực phẩm và đồ uống: Đo mức nước, sữa, bia, nước trái cây, v.v.
- Ngành xử lý nước thải: Đo mức bùn thải, nước thải, v.v.
- Ngành xây dựng: Đo mức cát, xi măng, đá dăm, v.v.
- Ngành nông nghiệp: Đo mức nước tưới, hạt giống, phân bón, v.v.
Phân loại
Cảm biến radar đo mức có thể được phân loại dựa trên các đặc điểm kỹ thuật và ứng dụng của chúng. Dưới đây là một số phân loại phổ biến của cảm biến radar đo mức:
1. Theo nguyên lý hoạt động:
- Radar tần số vô tuyến (Frequency Modulated Continuous Wave – FMCW): Sử dụng một sóng liên tục với tần số biến thiên để đo khoảng cách. Thường có độ chính xác cao và khả năng phân biệt tốt giữa các mức độ khác nhau của chất lỏng.
- Radar tần số dao động (Pulse Radar): Sử dụng các xung ngắn để đo khoảng cách và phản xạ từ bề mặt. Thường được sử dụng trong các ứng dụng đo mức chất lỏng hoặc rắn trong điều kiện khắc nghiệt.
2. Theo thiết kế cảm biến:
- Cảm biến radar phạm vi ngắn: Thường sử dụng cho các ứng dụng trong nhà, có phạm vi đo thường từ vài mét đến khoảng 30 mét.
- Cảm biến radar phạm vi dài: Sử dụng cho các ứng dụng mà phạm vi đo lớn hơn, từ vài chục mét đến hàng trăm mét.
3. Theo tính năng và ứng dụng:
- Cảm biến radar đo mức chất lỏng: Được thiết kế đặc biệt để đo mức lượng chất lỏng trong các bể chứa, thùng chứa, hồ bơi, hệ thống cấp nước, và các ứng dụng công nghiệp khác.
- Cảm biến radar đo mức chất rắn: Sử dụng để giám sát và điều khiển mức lượng các chất rắn như bột, hạt, hoặc vật liệu xốp trong các hệ thống sản xuất và lưu trữ.
- Cảm biến radar đo mức chất khí: Được áp dụng để đo mức khí trong các bể chứa khí, hệ thống xử lý khí thải, và các ứng dụng liên quan đến quản lý môi trường.
4. Theo điều kiện hoạt động:
- Cảm biến radar đo mức ngoài trời: Có khả năng hoạt động ổn định trong môi trường ngoài trời, chịu được ánh sáng mặt trời mạnh, và điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
- Cảm biến radar đo mức trong nhà: Thích hợp cho các ứng dụng trong môi trường công nghiệp trong nhà, nơi không gian và điều kiện môi trường được kiểm soát.
