Trong tự động hóa công nghiệp, việc đo mức chính xác là rất quan trọng để kiểm soát quy trình và đảm bảo an toàn. Máy đo mức radar và siêu âm là hai trong số những công nghệ được sử dụng phổ biến nhất.
Mỗi công nghệ đều có những ưu điểm riêng, nhưng hiểu được sự khác biệt của chúng và các tình huống áp dụng là điều cần thiết để lựa chọn công cụ phù hợp.
Nguyên tắc làm việc
Máy đo mức radar phát ra tín hiệu vi sóng truyền qua không khí và phản xạ trở lại khi chúng chạm vào bề mặt vật liệu.
Thiết bị tính toán khoảng cách đến vật liệu bằng cách đo chênh lệch thời gian giữa truyền và nhận tín hiệu. Máy đo mức radar thường hoạt động ở dải tần-cao, cụ thể là từ 6 GHz đến 80 GHz, tùy thuộc vào kiểu máy và ứng dụng.
Mặt khác, máy đo mức siêu âm sử dụng sóng âm thanh, thường truyền ở tần số từ 20 đến 200 kHz. Nguyên lý đo của chúng tương tự như radar, xác định khoảng cách bằng chênh lệch thời gian giữa sóng âm tới bề mặt vật liệu và phản xạ trở lại.
Khả năng thích ứng môi trường
Một trong những yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn radar hoặc máy đo mức siêu âm là điều kiện môi trường.
Máy đo mức radar không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi về nhiệt độ và áp suất hoặc bởi-bụi, hơi nước, bọt tại chỗ, v.v. Điều này khiến chúng trở nên lý tưởng để sử dụng trong môi trường khắc nghiệt với nhiệt độ cao, áp suất cao và mức bụi cao, chẳng hạn như nhà máy hóa chất hoặc ngành công nghiệp khai thác mỏ (Zhou và cộng sự, 2022).
Mặc dù máy đo mức siêu âm ít tốn kém hơn nhưng chúng rất nhạy cảm với các điều kiện môi trường. Sự dao động nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ truyền sóng âm, dẫn đến sai số đo. Hơn nữa, trong môi trường có nhiều hơi nước, bọt hoặc bụi, quá trình truyền sóng siêu âm có thể bị cản trở, ảnh hưởng đến độ ổn định của phép đo (Smith & Johnson, 2021).
Độ chính xác và phạm vi
Máy đo mức radar thường mang lại độ chính xác cao hơn với sai số đo thấp tới ±1 mm, đặc biệt là ở các mô hình tần số cao. Ngoài ra, máy đo mức radar có thể có phạm vi đo vượt quá 80 mét, khiến chúng phù hợp với các silo cao hoặc bể chứa lớn (Miller, 2020).
Máy đo mức siêu âm có độ chính xác tương đối thấp hơn, với phạm vi đo thường trong vòng 30 mét, phù hợp với các bể chứa có kích thước nhỏ và vừa. Hiệu suất đo lường của chúng suy giảm trong môi trường có nhiễu loạn hoặc bụi mạnh.
Chi phí và độ phức tạp
Máy đo mức siêu âm được ưa chuộng vì cấu trúc đơn giản và chi phí thấp. Chúng dễ cài đặt và bảo trì, phù hợp với các ứng dụng đơn giản trong môi trường tương đối ổn định. Tuy nhiên, trong môi trường khắc nghiệt, độ tin cậy-lâu dài của chúng có thể bị ảnh hưởng, có khả năng làm tăng chi phí bảo trì sau này.
Máy đo mức radar tuy có chi phí ban đầu cao hơn nhưng lại mang lại tính linh hoạt cao hơn cho ứng dụng và độ tin cậy cao trong môi trường phức tạp, dẫn đến chi phí bảo trì dài hạn-thấp hơn. Chúng đặc biệt tiết kiệm trong những trường hợp không cần bảo trì và hiệu chuẩn thường xuyên (Chen và cộng sự, 2021).
Ứng dụng công nghiệp
Máy đo mức radar đặc biệt thích hợp cho các lĩnh vực công nghiệp như dầu khí, hóa chất và khai thác mỏ, những nơi cần có phép đo chính xác và đáng tin cậy. Chúng duy trì hiệu suất đo ổn định ngay cả trong điều kiện áp suất cao, nhiệt độ cao và bụi bẩn.
Máy đo mức siêu âm phù hợp hơn với các môi trường đơn giản hơn chẳng hạn như bể-không chịu áp lực và cơ sở xử lý nước. Do đặc tính đo lường không-xâm lấn, máy đo mức siêu âm cũng được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm và đồ uống.
Mỗi máy đo mức radar và siêu âm đều có những ứng dụng riêng. Đối với các môi trường khắc nghiệt hoặc ứng dụng yêu cầu đo khoảng cách xa và-độ chính xác cao, máy đo mức radar chắc chắn là lựa chọn tốt hơn.
Trong những trường hợp ít đòi hỏi khắt khe hơn, máy đo mức siêu âm mang đến giải pháp-hiệu quả hơn về mặt chi phí.
Cuối cùng, việc lựa chọn công nghệ đo mức phù hợp đòi hỏi phải hiểu rõ các yêu cầu ứng dụng cụ thể cũng như những ưu điểm và hạn chế của từng công nghệ để đảm bảo kết quả đo tối ưu trong các quy trình công nghiệp.
