Tìm hiểu cảm biến mực nước 4-20mA

Trong một thế giới bị thống trị bởi công nghệ kỹ thuật số, có vẻ đáng ngạc nhiên khi cảm biến mực nước 4-20mA vẫn được sử dụng rộng rãi. Tại sao phải sử dụng phương pháp tương tự này khi có sẵn các tùy chọn kỹ thuật số? Để trả lời câu hỏi này, hãy cùng BKCEMS tìm hiểu và đi sâu vào cách hoạt động của cảm biến mực nước 4-20mA và ưu điểm của chúng nằm ở đâu? 

I. CẢM BIẾN MỰC NƯỚC 4-20 MA HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO? 

• Tín hiệu 4-20mA là giao thức phổ biến được sử dụng trong nhiều ngành khác nhau cho nhiều ứng dụng. Nó liên quan đến việc truyền tín hiệu tương tự thông qua một vòng dòng điện hai dây. Phương pháp này thường được sử dụng để đo các đại lượng vật lý không dùng điện như nhiệt độ, áp suất và vị trí. Tín hiệu biểu thị các giá trị trên thang đo 4-20mA.
• Cảm biến chuyển đổi đại lượng vật lý được đo thành tín hiệu điện, thường nằm trong khoảng từ 0 đến 100% công suất của cảm biến. Ví dụ: trên cảm biến áp suất 50PSIg, 4mA tương ứng với 0 PSIg, trong khi 20mA đại diện cho mức tối đa là 50 PSIg. Tín hiệu thay đổi giữa 4mA và 20mA cho biết những thay đổi trong phép đo theo thời gian.
• Để tín hiệu hoạt động, cảm biến 4-20mA cần có nguồn điện để tạo ra số đọc. Chúng thường được cấp nguồn bằng điện áp DC từ 9 đến 24VDC, có sẵn trong nhiều ngành công nghiệp.

II. ƯU ĐIỂM CỦA CẢM BIẾN MỰC NƯỚC 4-20 MA 

• Cảm biến 4-20mA mang lại những lợi thế mà cảm biến kỹ thuật số không thể sao chép được. Tín hiệu 4-20mA ổn định hơn và ít bị nhiễu hơn so với tín hiệu điện áp và tín hiệu số. Sự ổn định này cho phép khoảng cách truyền dài hơn mà không ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu.
• Hơn nữa, tín hiệu vẫn không bị ảnh hưởng bởi sự sụt giảm điện áp trong dây kết nối và vòng lặp có thể cấp nguồn cho thiết bị. Ngay cả khi có điện trở đáng kể trên đường dây, bộ phát vòng lặp dòng điện vẫn duy trì dòng điện chính xác, đến khả năng điện áp tối đa.
• Một ưu điểm khác là tính năng “live zero”. Nếu cáp bị cắt, vòng lặp hiện tại bị đứt, dẫn đến tín hiệu 0mA. Điều này cho thấy sự mất tín hiệu rõ ràng, giúp phát hiện và khắc phục sự cố dễ dàng hơn so với truyền thông kỹ thuật số, vốn có thể không cung cấp các dấu hiệu rõ ràng như vậy.

III. CẢM BIẾN MỰC NƯỚC 4-20MA TRONG HỆ THỐNG ĐO ONLINE TỪ XA 

• Trái ngược với suy nghĩ thông thường, cảm biến 4-20mA có thể được sử dụng trong các hệ thống từ xa truyền dữ liệu không dây. Nhiều hệ thống đo từ xa hỗ trợ giao thức 4-20mA. Khả năng tương thích này giúp đơn giản hóa việc khắc phục sự cố bằng cách cho phép người dùng giám sát việc đọc 4-20mA thô để phát hiện bất kỳ sự gián đoạn nào.
• Hơn nữa, cảm biến 4-20mA mang lại tính linh hoạt, dễ dàng chuyển đổi từ ứng dụng này sang ứng dụng khác. Ví dụ, một cảm biến được sử dụng trong hệ thống đo từ xa có thể được tái sử dụng cho bộ điều khiển VFD của máy bơm nếu cần, đảm bảo hoạt động liên tục trong các hệ thống quan trọng.

IV. KẾT LUẬN VỀ CẢM BIẾN ĐO MỰC NƯỚC

4.1. Phần kết luận về cảm biến mực nước 4-20mA

• Sự phổ biến lâu dài của tín hiệu 4-20mA và các cảm biến sử dụng nó là điều hiển nhiên trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Việc chọn cảm biến phù hợp cho một ứng dụng cụ thể sẽ đảm bảo việc giám sát và kiểm soát đáng tin cậy và hiệu quả.

4.2. Lựa chọn cảm biến đo mực trong quan trắc nước ngầm

Việc lựa chọn cảm biến đo mực nước ngầm cũng tùy thuộc vào nhiều yếu tố như mục đích sử dụng, điều kiện địa phương và ngân sách. Dưới đây là một số loại cảm biến đo mực nước ngầm trong quan trắc nước ngầm phổ biến mà bạn có thể xem xét:

1. Cảm biến áp suất (Pressure Transducers): Cảm biến áp suất đo mức nước bằng cách đo áp suất nước ở một điểm cụ thể và chuyển đổi nó thành mức nước tương ứng. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng nước ngầm sâu.
2. Cảm biến điện dung (Capacitance Probes): Cảm biến này hoạt động bằng cách đo thay đổi điện dung giữa hai điện cực khi mức nước thay đổi. Chúng thích hợp cho việc đo mức nước trong các giếng hoặc các ứng dụng khác có mức nước thấp.
3. Cảm biến siêu âm (Ultrasonic Sensors): Cảm biến siêu âm gửi sóng siêu âm qua mặt nước và đo thời gian mà sóng mất để quay lại. Dựa trên thời gian này, cảm biến tính toán mức nước. Chúng thích hợp cho việc đo mực nước trong các giếng, hồ chứa, hoặc các dòng nước ngầm có cấu trúc phức tạp.
4. Cảm biến từ trường (Magnetic Level Sensors): Cảm biến này sử dụng nguyên lý của từ trường để đo mức nước. Chúng thích hợp cho các ứng dụng đo mực nước trong các hồ chứa hoặc giếng nước ngầm.
5. Cảm biến điện trở (Resistance Sensors): Cảm biến điện trở đo mực nước bằng cách đo điện trở của nước giữa hai điểm cụ thể. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng giếng nước hoặc hồ chứa.

6. Cảm biến điện từ (Electromagnetic Sensors): Cảm biến này sử dụng nguyên lý từ trường để đo mực nước. Chúng thích hợp cho các ứng dụng trong môi trường nước ngầm có chứa chất rắn hoặc cặn bẩn.

Đọc thêm: https://bkcems.com/thiet-bi-quan-trac-muc-nuoc-ngam-tu-dong-model-hpt607/