Cảm biến đo mức vật liệu rời cho bột, hạt và silo

Landing này tập trung vào việc chọn nhóm cảm biến và model Flowline, Dinel phù hợp để mua hoặc yêu cầu báo giá. Nếu bạn vẫn đang phân tích bụi, mặt vật liệu nghiêng, dòng nạp và vị trí lắp, hãy xem bài cách đo mức vật liệu rời trong silo. Với ứng dụng chuyên biệt cho clinker hoặc bột xi măng, xem thêm đo mức xi măng trong silo.

Cảm biến đo mức vật liệu rời dùng khi nào?

Cảm biến đo mức vật liệu rời phù hợp khi cần giám sát lượng nguyên liệu đang chứa trong silo, phễu, bunker, bin, máy cấp liệu hoặc khu vực tồn trữ. Vật liệu có thể ở dạng hạt tương đối đồng đều như hạt nhựa và ngũ cốc; dạng bột mịn như bột mì, cám hoặc xi măng; hoặc dạng hạt thô như than, cát và đá nghiền.

Vật liệu rời thường tạo góc nghỉ, mặt nghiêng và có mật độ khối thay đổi. Vì vậy, trước khi chọn model phải xác định hệ điều khiển cần chiều cao, trạng thái HIGH–LOW hay khối lượng thực.

• Đo liên tục: PLC hoặc bộ hiển thị cần biết mức từ 0–100% để theo dõi tồn kho và điều khiển quá trình.
• Báo điểm: hệ thống chỉ cần phát hiện mức HIGH hoặc LOW để chống tràn, chống cạn hay khóa liên động.
• Đo khối lượng: hệ thống cần giá trị kg/tấn để nhập liệu, định lượng hoặc quản lý tồn kho.

Nếu silo kín, có áp suất, chân không hoặc điều kiện cơ khí riêng, cần đối chiếu thêm bài đo mức trong bồn kín trước khi khóa cấu hình.

Chọn nhanh theo mục tiêu đo

Đo liên tục 0–100%

Nhóm đo 0–100% gồm radar 80 GHz, radar dẫn sóng, điện dung và siêu âm. Radar 80 GHz thường được khảo sát trước cho silo cao, bụi; radar dẫn sóng hoặc điện dung dùng khi cho phép đầu dò tiếp xúc; siêu âm phù hợp hơn với silo ít bụi. Tín hiệu thường là 4–20 mA, HART hoặc RS485 Modbus RTU. Xem thêm cảm biến đo mức liên tục.

Báo đầy/cạn HIGH–LOW

Nếu chỉ cần dừng nạp khi đầy hoặc cảnh báo gần cạn, một hoặc hai cảm biến báo điểm sẽ kinh tế hơn transmitter liên tục. DLS-27, DLS-35 và cánh xoay là các hướng cần đối chiếu theo vật liệu. Xem thêm cách tổ chức tín hiệu HIGH–LOW tại cảm biến báo mức ON/OFF.

Quản lý khối lượng kg/tấn

Khi cần khối lượng thực, loadcell đúng bản chất hơn cảm biến chiều cao. Radar chỉ cho giá trị kg/tấn ước tính sau khi quy đổi theo hình học silo và mật độ khối.

Bảng chọn cảm biến theo điều kiện silo

Điều kiện	Hướng ưu tiên	Lý do và lưu ý
Silo cao, bụi nhiều hoặc nạp khí nén	Radar 80 GHz	Không tiếp xúc, chùm đo tập trung; vẫn phải tránh dòng nạp và kiểm tra khả năng phản xạ của vật liệu.
Silo hoặc bin nhỏ, ít bụi	LR80 hoặc ULM-70	Có thể tối ưu chi phí nếu khoảng đo, vùng mù, luồng khí và vật cản phù hợp.
Cho phép đầu dò tiếp xúc vật liệu	GRLM-70 hoặc điện dung	Phù hợp khi đánh giá được bám dính, hằng số điện môi, mài mòn và tải kéo lên đầu dò.
Chỉ cần báo đầy hoặc báo cạn	DLS-27, DLS-35 hoặc cánh xoay	Đúng chức năng, cấu hình đơn giản hơn transmitter liên tục.
Cần khối lượng thực theo kg/tấn	Loadcell	Đo tải trọng silo; cần kết cấu cơ khí và hiệu chuẩn hệ cân đúng.

Radar không tiếp xúc cho vật liệu rời

Radar 80 GHz là nhóm cảm biến đo mức vật liệu rời nên ưu tiên khảo sát khi silo cao, nhiều bụi hoặc cần chùm sóng hẹp. Cảm biến đặt trên nóc và không chịu tải cơ học trực tiếp từ vật liệu.

Trong dòng Flowline EchoBeam, dải đo cho chất rắn được nhà sản xuất phân loại riêng: Flowline LR80 đến 5 m; Flowline LR81 và Flowline LR83 đến 15 m; Flowline LR85 đến 60 m. LR85 được định vị cho silo cao, bunker và điều kiện bụi rất nặng; LR80 phù hợp hơn với bin nhỏ và bụi vừa.

LR81 có lựa chọn 4–20 mA/HART, Modbus hoặc SDI-12 tùy phiên bản; LR83 hỗ trợ 4–20 mA/HART hoặc Modbus và thao tác tại thiết bị; LR85 dành cho khoảng đo chất rắn lớn và điều kiện khó. Xem thêm cảm biến đo mức radar.

Radar dẫn sóng và cảm biến điện dung

Dinel GRLM-70 radar dẫn sóng

Dinel GRLM-70 là radar dẫn sóng TDR với đầu dò que, cáp hoặc đồng trục. Thiết bị có lựa chọn 4–20 mA/HART hoặc RS485 Modbus RTU và biến thể cho khu vực nguy hiểm.

GRLM-70 không nên được chọn chỉ dựa trên chiều dài cáp. Vật liệu khi nạp/xả có thể kéo, uốn hoặc va đập vào đầu dò; vì vậy phải kiểm tra tải kéo, vị trí neo nếu cần, nguy cơ bám và khoảng cách đến thành silo.

Dinel CLM-70, CLM-36 và DLM-35

Điện dung phù hợp khi vật liệu cho phép tiếp xúc và hằng số điện môi đủ ổn định. Dinel CLM-70 có đầu dò que, cáp hoặc đồng trục và ngõ ra 4–20 mA/HART. Dinel CLM-36 có nhiều cấu hình điện cực cho silo; Dinel DLM-35 phù hợp với bồn và phễu chứa theo cấu hình cụ thể.

Độ ẩm làm thay đổi hằng số điện môi; bột bám trên đầu dò có thể làm điểm zero và độ tuyến tính thay đổi. Với cáp dài, tải kéo khi vật liệu dịch chuyển là tiêu chí bắt buộc phải kiểm tra. Để chọn sâu theo dạng đầu dò, xem Landing cảm biến đo mức điện dung.

Siêu âm cho silo nhỏ và ít bụi

Dinel ULM-70 là cảm biến siêu âm đo liên tục không tiếp xúc, có cấu hình cho vật liệu rời và hỗ trợ 4–20 mA/HART hoặc RS485 Modbus RTU. Đây là hướng có thể đánh giá cho silo nhỏ hoặc trung bình khi bụi không dày kéo dài, luồng khí không quá mạnh và vùng phát sóng không bị thanh giằng hay thành silo cản trở.

Siêu âm không ưu tiên cho bột tạo mây bụi dày khi nạp khí nén vì echo có thể suy giảm. ULM-53 không phải model chính trong Landing này; ULM-70 phù hợp hơn để đưa vào danh sách khảo sát vật liệu rời.

Cảm biến báo đầy và báo cạn chất rắn

Khi PLC chỉ cần trạng thái tại một cao độ cố định, cảm biến báo điểm giúp giảm chi phí. Dinel DLS-27 và Dinel DLS-35 đều có cấu hình cho bột và vật liệu rời; ngõ ra và chứng nhận Ex phải chọn đúng theo phiên bản.

DLS-35 có độ nhạy cao và phù hợp với vật liệu có hằng số điện môi thấp theo giới hạn nhà sản xuất. DLS-27 có thể điều chỉnh độ nhạy và hysteresis, đồng thời có các biến thể cho khu vực bụi cháy nổ. Với bột bám nhiều, cần kiểm tra khả năng tích tụ quanh điện cực và chọn vị trí tránh dòng vật liệu va đập trực tiếp.

Công tắc cánh xoay cũng là một hướng báo đầy/cạn cho hạt và bột. Tuy nhiên, chỉ nên liên kết sang trang Product cánh xoay khi model đó còn được kinh doanh và có dữ liệu kỹ thuật rõ ràng; không dùng một trang cánh xoay cũ để đại diện cho toàn bộ nhóm cảm biến báo mức chất rắn.

Khi nào nên dùng loadcell cho silo?

Radar, siêu âm, điện dung và radar dẫn sóng chủ yếu xác định mức hoặc khoảng cách. Loadcell đo tải trọng tác dụng lên chân silo hoặc kết cấu cân. Vì vậy, nếu yêu cầu cuối cùng là khối lượng xuất nhập theo kg/tấn, loadcell thường phù hợp hơn việc lấy chiều cao nhân với thể tích và mật độ ước tính.

Chuyendoitinhieu.vn không cung cấp cảm biến loadcell, nhưng có thể hỗ trợ phần xử lý tín hiệu mV/V sau khi hệ cân đã được thiết kế. Seneca Z-SG nhận tín hiệu loadcell và chuyển sang analog hoặc Modbus RS485; Seneca Z-SG3 phục vụ xử lý và truyền dữ liệu cân về hệ thống điều khiển. Pixsys STR561 có thể được đánh giá khi cần hiển thị và xử lý tín hiệu cân tại tủ điện.

So sánh model cảm biến đo mức vật liệu rời

Bảng dưới đây giúp lọc nhanh model theo mục tiêu sử dụng. Cấu hình cuối cùng vẫn cần đối chiếu vật liệu, khoảng đo, bụi, nhiệt độ, áp suất, khu vực Ex, kết nối cơ khí và tín hiệu.

Danh mục chính thức của Dinel xác nhận CLM-70, CLM-36, DLM-35, GRLM-70 và ULM-70 thuộc nhóm đo liên tục có ứng dụng cho bulk solids hoặc powders; DLS-27 và DLS-35 thuộc nhóm báo mức điểm. Có thể đối chiếu tại Dinel continuous level meters và Dinel limit level sensors.

Thông tin cần gửi để chọn cảm biến

Để chọn đúng cảm biến đo mức vật liệu rời và tránh đổi model sau khi đặt hàng, nên gửi đủ các thông tin sau:

1. Tên vật liệu: bột xi măng, hạt nhựa, gạo, cám, bột mì, cát, than hoặc loại khác.
2. Kích thước silo: chiều cao, đường kính, đáy phẳng hay đáy côn và khoảng cách đo thực tế.
3. Mức bụi: bụi nhẹ, bụi theo từng đợt nạp hay bụi dày kéo dài.
4. Cách nạp/xả: nạp khí nén, vít tải, băng tải; vị trí ống nạp và cửa xả.
5. Mục tiêu: đo liên tục 0–100%, báo điểm HIGH–LOW hay khối lượng kg/tấn.
6. Điều kiện quá trình: nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, tính mài mòn và nguy cơ bám.
7. Khu vực lắp: trong nhà, ngoài trời hoặc vùng có yêu cầu phòng nổ bụi/khí.
8. Tín hiệu: 4–20 mA, HART, RS485 Modbus RTU, SDI-12 hoặc ngõ ra ON/OFF.
9. Kết nối cơ khí: ren, mặt bích, kích thước cổ lắp và không gian thao tác trên nóc silo.

Ảnh tổng thể silo, ảnh nóc, vị trí dòng nạp và bản vẽ kích thước giúp rút ngắn đáng kể thời gian đối chiếu. Với khu vực Ex, cần cung cấp zone, nhóm bụi/khí và nhiệt độ bề mặt yêu cầu; không chọn chứng nhận chỉ theo tên gọi “silo bụi”.

Câu hỏi thường gặp về cảm biến mức chất rắn

Cảm biến đo mức vật liệu rời nào phù hợp silo nhiều bụi?

Radar 80 GHz thường là nhóm nên khảo sát trước vì đo không tiếp xúc và có chùm sóng tập trung. LR85 phù hợp hơn cho silo cao và bụi rất nặng; LR81/LR83 dùng cho khoảng đo chất rắn đến 15 m. Model cuối cùng vẫn phụ thuộc vật liệu, vị trí lắp, dòng nạp và yêu cầu Ex.

Silo hạt nhựa nhỏ có cần dùng LR85 không?

Không nhất thiết. Nếu khoảng đo chất rắn không quá 5 m và bụi ở mức vừa, LR80 có thể là hướng kinh tế hơn. Với khoảng đo đến 15 m hoặc cần giao tiếp/chứng nhận khác, đánh giá LR81 hoặc LR83.

Radar và điện dung khác nhau thế nào khi đo bột?

Radar 80 GHz đo không tiếp xúc nên không chịu tải kéo từ vật liệu. Điện dung dùng đầu dò tiếp xúc và cần quan tâm hằng số điện môi, độ ẩm, bám dính cùng tải cơ học. Điện dung có thể phù hợp khi silo cho phép đầu dò tiếp xúc và điều kiện vật liệu tương đối ổn định.

Có thể dùng siêu âm cho xi măng không?

Có thể đánh giá trong điều kiện bụi thấp và môi trường truyền âm ổn định, nhưng siêu âm không phải lựa chọn ưu tiên khi nạp xi măng tạo bụi dày kéo dài. Với silo xi măng cao hoặc nạp khí nén, radar 80 GHz thường nên được khảo sát trước.

Cảm biến báo mức chất rắn có đo được 0–100% không?

Không. DLS-27, DLS-35 và công tắc cánh xoay chỉ phát hiện vật liệu tại vị trí lắp. Muốn theo dõi liên tục cần radar, siêu âm, điện dung hoặc radar dẫn sóng; muốn khối lượng thực cần đánh giá loadcell.

Radar có hiển thị trực tiếp số tấn trong silo không?

Radar đo khoảng cách, mức hoặc thể tích quy đổi. Khối lượng từ radar chỉ là giá trị tính toán dựa trên hình học và mật độ khối. Nếu yêu cầu kiểm soát chính xác kg/tấn, hệ cân loadcell phù hợp hơn.

Chịu trách nhiệm nội dung:

Lê Quân Đạt – Kỹ sư Tự động hoá

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