Cảm biến đo mức điện dung | Chọn loại cho nước, dầu, hóa chất và silo

Cảm biến đo mức điện dung dùng điện cực tiếp xúc với chất lỏng, bột hoặc vật liệu rời để theo dõi mức liên tục trong bồn, bể và silo. Tùy model, tín hiệu có thể là 4–20mA, 0–10V hoặc 4–20mA + HART để đưa về PLC, bộ hiển thị hoặc hệ thống giám sát.

Không nên chọn cảm biến đo mức điện dung chỉ theo chiều cao bồn. Cần xác định thêm môi chất dẫn điện hay không, hằng số điện môi, vật liệu bồn, khả năng bám, nhiệt độ, áp suất và kiểu điện cực.

Nếu cần phần nền tảng về điện dung và hằng số điện môi, xem cảm biến điện dung là gì. Trang này tập trung vào chọn giải pháp, điện cực và model.

Cảm biến đo mức điện dung dùng khi nào?

Cảm biến đo mức điện dung phù hợp khi cần đo liên tục từ MIN đến MAX và bồn/silo cho phép đầu dò tiếp xúc môi chất. Công nghệ này thường được cân nhắc cho bồn nhỏ đến trung bình, tank nhiên liệu, bồn hóa chất hoặc silo có thể bố trí que/cáp theo chiều cao đo.

Nếu chưa chốt công nghệ, xem cảm biến đo mức liên tục 4–20mA, các loại cảm biến đo mức nước hoặc cách đo mức chất lỏng trong bồn.

Chọn cảm biến điện dung theo nước, dầu, hóa chất, bột và hạt

Cảm biến điện dung đo mức nước

Với nước máy và nhiều dung dịch dẫn điện, cảm biến điện dung đo mức nước thường dùng điện cực phủ FEP/PFA. Bồn kim loại và bồn nhựa không nên mặc định dùng cùng một cấu hình; bồn phi kim có thể cần ống tham chiếu hoặc điện cực đồng trục.

Vì vậy cảm biến mức nước điện dung cần được chọn theo cả môi chất và vật liệu bồn, không chỉ theo chiều cao.

Dầu và Diesel

Dầu, Diesel và nhiều nhiên liệu không dẫn điện có thể dùng điện cực trần hoặc đồng trục. Tank Diesel nhỏ trên máy móc/phương tiện nên đánh giá Dinel CLM-40. Với FO, dầu nóng hoặc dầu nhớt, xem thêm cảm biến mức dầu vì nhiệt độ và bám dính có thể đổi công nghệ phù hợp.

Hóa chất

Với hóa chất, cảm biến đo mức điện dung phải được kiểm tra theo vật liệu phủ, nồng độ, nhiệt độ và áp suất. FEP/PFA mở rộng phạm vi ứng dụng nhưng không nên xem là tương thích với mọi acid, kiềm hay dung môi.

Bột và hạt

Bột, hạt nhựa, cát, bột mì hoặc vật liệu rời có thể đo bằng que/cáp khi hằng số điện môi đủ ổn định. Độ ẩm, bám và tải cơ học do dòng nạp phải được kiểm tra. Silo cao hoặc bụi nhiều nên so sánh với cảm biến đo mức radar.

Cảm biến điện dung đo mức liên tục hoạt động như thế nào?

Khi mức vật liệu tăng quanh điện cực, điện dung của hệ đo thay đổi vì vùng điện trường tương tác với môi chất nhiều hơn không khí. Mạch điện tử chuyển sự thay đổi này thành tín hiệu liên tục.

Với cảm biến đo mức điện dung 4–20mA, MIN thường được scale gần 4mA và MAX gần 20mA. PLC tiếp tục quy đổi thành mét, %, lít hoặc m³. Phần nguyên lý chi tiết xem tại cảm biến điện dung.

Que trần, que phủ, đồng trục và dây cáp khác nhau thế nào?

Với cảm biến đo mức điện dung, chọn đúng kiểu điện cực thường quan trọng hơn chọn model trước.

Bồn kim loại và bồn nhựa chọn cảm biến điện dung khác nhau thế nào?

Bồn kim loại

Trong nhiều cấu hình, thành bồn kim loại có thể làm điện cực tham chiếu. Điện cực phải tránh chạm thành và tránh các kết cấu kim loại lớn gây thay đổi điện trường.

Bồn nhựa hoặc thủy tinh

Bồn phi kim không tạo tham chiếu giống bồn thép. Với cảm biến đo mức nước kiểu điện dung, nên đánh giá ống tham chiếu/đồng trục hoặc cấu hình được hãng xác nhận cho bồn không dẫn điện.

Môi chất dẫn điện và không dẫn điện ảnh hưởng thế nào?

Độ dẫn điện quyết định cách chọn điện cực nhưng cảm biến đo mức điện dung không đo bằng dòng dẫn qua nước. Nó đo sự thay đổi điện dung.

• Dẫn điện: ưu tiên que phủ; bồn phi kim có thể cần ống tham chiếu.
• Không dẫn điện: xem que trần/đồng trục và hằng số điện môi.
• Bột/hạt: kiểm tra độ ẩm, thành phần và bám.
• Rất dễ bám: cân nhắc radar/siêu âm nếu lớp bám gây sai số.

So sánh CLM-70, CLM-36, DLM-35 và CLM-40

Bốn dòng đều là cảm biến đo mức điện dung liên tục nhưng có vai trò khác nhau. Bảng dưới dùng để chọn nhánh; cấu hình cuối cùng xem tại Product page.

CLM-70: ưu tiên khi cần HART và màn hình. CLM-36: đa dụng, phù hợp nhiều bồn/silo và có cấu hình nhiệt độ cao/Ex. DLM-35: nhiều kiểu điện cực và kết nối, phù hợp ứng dụng cần cấu hình cơ khí chi tiết. CLM-40: chuyên Diesel/dầu cho tank 0,1–1m.

Thông tin tham chiếu hãng: Dinel CLM-70 | Dinel CLM-36 | Dinel DLM-35 | Dinel CLM-40. Khi chốt mã hàng, cần đối chiếu datasheet hiện hành của từng model.

Khoảng đo và chiều dài điện cực chọn thế nào?

Khoảng đo của cảm biến đo mức điện dung gắn với chiều dài và cấu tạo điện cực. Cần xác định vị trí lắp, MIN, MAX, cổ bồn và phần chiều dài thực sự tham gia đo.

Que cứng phù hợp bồn thấp/trung bình; cáp thuận lợi cho bồn hoặc silo sâu nhưng phải kiểm tra tải kéo và dòng nạp; đồng trục ổn định về hình học điện trường nhưng thường dùng cho range ngắn hơn.

4–20mA, 0–10V và HART nên chọn loại nào?

4–20mA

Lựa chọn phổ biến cho cảm biến đo mức điện dung truyền về PLC, bộ hiển thị hoặc datalogger; dễ scale 0–100% và phù hợp đường dây công nghiệp.

0–10V

Dùng khi hệ thống nhận điện áp; CLM-36, DLM-35 và CLM-40 có cấu hình phù hợp.

4–20mA + HART

CLM-70 phù hợp khi cần giữ vòng dòng và bổ sung cấu hình/dữ liệu số. Nếu chỉ cần một giá trị analog, 4–20mA tiêu chuẩn thường đã đủ.

Khi nào không nên dùng cảm biến đo mức điện dung?

Không nên dùng cảm biến đo mức điện dung chỉ vì bồn nằm trong range. Hãy chuyển sang công nghệ khác khi đầu dò tiếp xúc trở thành bất lợi:

• Bám rất mạnh hoặc hằng số điện môi thay đổi nhiều theo mẻ → ưu tiên đánh giá radar.
• Không muốn cảm biến chạm môi chất → radar hoặc siêu âm.
• Silo rất cao, tải kéo lên cáp lớn → so sánh radar.
• Bể nước hở, ít hơi/bọt → siêu âm có thể kinh tế hơn.
• Bồn có hơi, bọt, điều kiện lớp khí thay đổi → radar thường đáng ưu tiên hơn siêu âm.

Xem thêm cảm biến đo mức radar và cảm biến siêu âm.

Bám dính, nhiệt độ, áp suất và Ex cần kiểm tra gì?

Bám dính

Lớp bám còn lại trên điện cực có thể làm thay đổi điện dung dù mức đã hạ. Với paste, bùn đặc, dầu nhớt nặng hoặc bột ẩm, cần đánh giá vệ sinh và độ ổn định trước khi chọn cảm biến đo mức điện dung.

Nhiệt độ và áp suất

Phải kiểm tra đồng thời điện cực, lớp phủ, gioăng, kết nối quá trình và phần điện tử. Phiên bản nhiệt độ cao không có nghĩa mọi mã điện cực đều cùng giới hạn.

Ex

Với xăng dầu, dung môi hoặc hazardous area, cần xác định zone/chứng nhận và đối chiếu cả barrier, nguồn và loop tín hiệu; không chỉ kiểm tra chữ “Ex” trên model.

Cảm biến điện dung báo đầy/cạn có phải cùng loại không?

Cùng nguyên lý nhưng khác mục tiêu. Trang này tập trung cảm biến đo mức điện dung liên tục từ MIN đến MAX. Nếu chỉ cần HIGH/LOW, chống tràn hoặc chống chạy khô, xem cảm biến báo mức đầy cạn để chọn cảm biến ON/OFF phù hợp.

Cách gửi thông số để chọn đúng cảm biến đo mức điện dung

Để chọn đúng cảm biến đo mức điện dung, nên gửi đủ các dữ liệu sau:

Câu hỏi thường gặp về cảm biến đo mức điện dung

Cảm biến đo mức điện dung có đo được nước không?

Có. Cảm biến điện dung đo mức nước thường dùng điện cực phủ; bồn nhựa có thể cần tham chiếu/đồng trục.

Cảm biến mức nước điện dung có giống que dẫn điện?

Không. Cảm biến mức nước điện dung đo thay đổi điện dung; que dẫn điện cần môi chất tạo đường dẫn điện giữa các điện cực.

Điện dung có đo được Diesel không?

Có. CLM-40 chuyên Diesel/dầu; CLM-70, CLM-36 và DLM-35 cũng có cấu hình phù hợp tùy bồn.

Bồn nhựa nên dùng điện cực nào?

Ưu tiên cấu hình có điện cực tham chiếu/ống đồng trục nếu hãng yêu cầu, vì bồn phi kim không tạo tham chiếu như bồn thép.

CLM-70 hay CLM-36?

CLM-70 nổi bật với 4–20mA + HART và hiển thị; CLM-36 phù hợp 4–20mA/0–10V, nhiều điện cực và phiên bản nhiệt độ cao/Ex.

Cảm biến đo mức điện dung có dùng cho silo?

Có. Que/cáp có thể đo bột, hạt nếu đặc tính điện môi ổn định; silo nhiều bụi, bám hoặc tải kéo lớn nên so sánh radar.

Giá cảm biến đo mức điện dung bao nhiêu?

Giá phụ thuộc model, chiều dài điện cực, lớp phủ, kết nối, output, nhiệt độ và Ex. Nên báo theo mã cấu hình thay vì một mức giá chung cho công nghệ.

Nên chọn cảm biến đo mức điện dung nào?

Chọn cảm biến đo mức điện dung theo thứ tự: môi chất → vật liệu bồn → kiểu điện cực → range → nhiệt độ/áp suất → output → Ex. CLM-70 phù hợp khi cần HART và hiển thị; CLM-36 khi cần 4–20mA/0–10V và nhiều cấu hình; DLM-35 khi cần nhiều lựa chọn cơ khí; CLM-40 cho tank Diesel 0,1–1m.

Một cảm biến đo mức điện dung đúng điện cực thường quan trọng hơn một model nhiều tính năng nhưng không phù hợp với môi chất hoặc bồn.

Chịu trách nhiệm nội dung:

Lê Quân Đạt – Kỹ sư Tự động hóa

Phụ trách biên soạn và kiểm tra nội dung kỹ thuật về cảm biến đo lường, xử lý tín hiệu và truyền dữ liệu trong công nghiệp.

• Điện thoại: 0886 088 496
• Email: datle.huphaco@gmail.com
• Website: Chuyendoitinhieu.vn