Cảm Biến Dòng Chảy | Báo dòng chảy đường ống

Cảm biến dòng chảy là gì? Chúng hoạt động như nào? Cảm biến dòng chảy là một thiết bị không thể nào thiếu trong các hệ thống dẫn nước, dầu bằng đường ống. Chúng thường được gắn ở các đầu van xả, đầu bơm để phát hiện được dòng chảy bên trong với vận tốc cao.

Hầu hết các đường ống dẫn trong công nghiệp được làm bằng vật liệu sắt thép hoặc nhựa, nên không thể nào nhìn dòng chảy bằng mắt thường được. Chính vì điều này cácnhaf kỹ sư đã thiết kế ra một dòng cảm biến đo đạc và cảm nhận được dòng chảy có đnag chảy trong đường ống hay không. Và bài viết hôm nay mình và các bạn cùng đi tìm hiểu về dòng cảm biến này nhé.

Cảm biến dòng chảy

Cảm biến dòng chảy hay được biến đến với nhiều cái tên như công tắc dòng chảy, cảm biến báo dòng chảy. Đây là thiết bị dùng để nhật biết dòng chảy lưu lượng trong đường ống dẫn, các vòi xả hay các hệ thống bơm. Và chúng chuyển thín hiệu đo lường được thành tín hiệu điện rồi truyền về hệ thống để thực hiện xử lý, phân tích và điều khiển. Có hai loại công tắc dòng chảy.

Thứ nhất đó là loại công tắc dòng chảy báo tín hiệu On/Off. Chúng ứng dụng hầu hết để cảnh báo khi dòng chảy quá mạnh hoặc quá yếu hoặc đôi khi cảnh báo đường ống có nước hay không.

Còn loại thứ hai là loại có tín hiệu đầu ra đặc biệt hơn đó là tín hiệu analog 4-20mA. Loại này ứng dụng đo tốc độ dòng chảy trong ống tối đa lên đến 200m/s. Ví dụ bạn có thang đo cần đo lường là Min = 10m/S và Max = 100m/S thì chúng ta thực hiện cài đặt cảm biến này với 4mA ~ 10m/S và 20mA ~ 100m/S.

Cấu tạo công tắc cảm biến dòng chảy

Các loại công tắc dòng chảy thường có cấu tạo gồm các phần như sau:

Đầu dò cảm biến: Đây là phần đặc biệt và quan trọng nhất tạo lên cảm biến dòng chảy. Phần này thường được thiết kế từ thép SS316, Titanium hoặc vật liệu cao cấp hơn. Đầu này thường được gắn trực tiếp vào môi trường đo để nhận biết dòng chảy trong đường ống đó. Với cấu tạo từ thép cao cấp thì chúng có thể đo được những chất ăn mòn cao, Axit, nước muối….

Phần thân cảm biến: Đây là bộ phận chưa bảng mạch điện của các biến. Lớp bảo vệ bên ngoài thường làm từ inox các nhiệt để bảo vệ cho những bộ phận bên trong nó. Bên trong gồm một mạch chuyển tín hiệu đo được từ đầu dò thành tín hiệu điện 4-20mA.

Cáp dẫn điện: Đây là phần dây dẫn giúp cảm biến kết nối với các bộ điều khiển PLC. Thông thường bên trong sợi dây này chúng có 4 dây trong đó hai dây là dây tín hiệu còn lại một dây là dây cấp nguồn. Các dây này được bọc trong một cáp chống nhiều tín hiêu. Chính vì vậy nên có thể truyền tín hiệu đi xa hơn và không bị nhiễu.

Ứng dụng cảm biến dòng chảy

Với cấu tạo như phần bên trên thì chúng được ứng dụng khá nhiều trong các hệ thống đo lường và giám sát dòng chảy trong công nghiệp.

Cảm biến dòng chảy cho máy bơm

Đây là ứng dụng thường thấy nhất của cảm biến dòng chảy. Chúng sẽ được gắn ở đầu ra của bơm để phát hiện có nước chảy tỏng bơm hay không. Dành cho bạn nào chưa biết thì khi bơm hoạt động chúng phải có nước trong ống thì cánh quạt của bơm mới hút nước và bơm bơm vào dường ống. Nếu ống đo không có nước máy bơm sẽ hoạt động ở trạng thái không tải, rất dễ gây cháy bơm.

Cảm biến sẽ được gắn ở đầu ra và báo tín hiệu về bộ điểu khiển trung tâm. Khi trong đường ống có nước thì chúng sẽ để bơm hoạt động bình thường, còn gi không có nước hoặc nước trong đường ống không chảy thì chúng sẽ ngay lấp tức báo tín hiệu về PLC để cắt bơm không để bơm hoạt động.

Rơ le cảm biến dòng chảy

Rơle cảm biến dòng chảy hay chúng còn gọi là công tắc báo dòng chảy. Dòng cảm biến này sẽ cho phép các bạn cài đặt ngững báo tín hiệu ON/OFF ở một mức nhất định cài đặt.

Các biến này hoạt động như sau: Khi nước chảy trong đường ống liên túc thay đổi tốc độ. Để cảnh báo mức nước chảy khi chúng quá mạnh tại một ngưỡng tốc độ nào đó thì cảm biến này sẽ hoạt động. Chúng sẽ báo tin hiệu dạng ON/OFF về bộ điều khiển để điều khiển van hoặc bơm để giảm tốc độ dòng nước hoặc đóng ngắt van.

Cảm biến dòng chảy điện tử

Dành cho bạn nào chưa biết thì các loại cảm biến loại cơ thông tường thì chúng sử dụng nguyên lý vị trí tuyến tính giữ đầu dò để biết được tốc độ dòng chảy bên trong là bao nhiêu. Bởi vì sử dụng nguyên lý vị trí tuyến tính này cho nên loại cơ có độ chính xác thấp và dễ gây hư hỏng.

Chính vì vậy các loại cảm biến dạng điện tử ra đời dần thay thể các loại cơ như truyên thống. Chúng không chỉ đáp ứng tín hiệu một cách nhanh chong, chính xác mà chúng còn khá bên. Bởi vì các phần tiếp xúc giữa đầu dò và lưu lượng nước trong đường ống được bọc hoàn toàn bằng vỏ kín không một kẻ hở. Ngoài ra thì chúng có tín hiệu ngo ra khá đa dạng analog 4-20mA, 0-10Vdc, On/Off, …

Cách lắp công tắc cảm biến dòng chảy

Lắp đặt cảm biến cũng là một vấn đề khá quan trọng. Khi lắp đặt đúng cách và chính xác thì cảm biến sẽ cho các bạn một kết quả tốt nhất, chính xác và ổn định nhất. Để làm được điều này thì khi các bạn lắp đặt cần lưu ý điều sau.

Bước 1: Cắt đường ống đang sài làm đôi

Bước 2: Gắn co hình chữ T để nối hai đường ống lại

Bước 3: Lắp công tắc dòng chảy vào ống chữ T còn lại

Lựa chọn loại cảm biến mình phù hợp với đường ống của mình. Mình sẽ giới thiệu hai mẫu công tắc dòng chảy phi 21 và phi 27.

Cách đấu cảm biến dòng chảy

Các dòng cảm biến này thông thường chúng sẽ có 4 dây lần đượt đó là:

• Dây màu nâu: Dây được cấp nguồn điện 24Vdc cho cảm biến
• Dây màu xanh: Dây cấp nguồn điện 0V cho cảm biến
• Dây màu trắng: Dây tín nhiệu dạng 4-20mA (tuỳ từng model)
• Dây màu đen: Dây tín hiệu dạng On/Off (tuỳ từng model)

Nhìn vào sắc chúng ta có thể dễ dàng đấu nối chúng với các thiết bị như các bộ hiển thị hoặc bộ điều khiển…

Công tắc cảm biến dòng chảy phi 27

Cảm biến dòng chảy này có đường kích kích thước ren là 27 tương ứng với ren G1/2. Thông thường rất it hãng sản xuất dòng cảm biến thiết kế với đầu ren này mà chủ yếu là loại phi 21 rồi dùng một đầu chuyển ren sang ren 27.

Cảm biến dòng chảy phi 21

Loại này thì phổ biến hơn. Chúng được ứng dụng cho các đường ống khác nhau từ đường ống phi 21 hay G1/2 trở lên. Các bạn có thể thấy bản vẽ dưới đây để hình dung về loại này.

Bộ hiển thị và điều khiển PID tín hiệu dòng chảy

Bộ điều khiển tín hiệu là một thiết bị nhận tín hiệu analog từ cảm biến dang 4-20mA; và xử lý điều khiển xuất tín hiệu analog 4-20mA để điều khiển van đóng mở; điều tiết sao cho dòng chảy ở ngưỡng cài đăt cho phép.

Khi nhận tín hiệu 4-20mA thì bộ hiển thị này sẽ dùng thuật toán PID; tính toán tự động các thông số và cho ra tín hiệu ngõ ra phù hợp nhất và chính xác nhất.

Giá cảm biến dòng chảy

Giá cảm biến dòng chảy trên thị trường cũng rất đa dạng. Nhưng chủ yếu chia làm hai dòng; thứ nhất là loại bằng cơ thì chúng có giá giao động chỉ khoảng 500k- 1.000k. Nhưng đối với ccas dòng điện tử thì giá của chúng mắc hơn khá nhiều. Chúng có thể giao động khoảng 3.000k…. 5.000k tuỳ từng opstion. Khi mua các loại cảm biến này; mọi người cũng nên cân nhắc đến ưu nhược điểm của tùng loại để lựa chọn nhé.

Bài viết tham khảo: Cảm biến đo mực nước

 

Liên hệ

Kỹ sư cơ điện tử Mr Trọng

Mobi/Zalo: 0975 116 329

Mail: trongle@huphaco.vn