Cảm biến lưu lượng siêu âm là thiết bị đo lường phổ biến trong các hệ thống công nghiệp, đặc biệt trong ngành dầu khí, hóa chất và xử lý nước. Tuy nhiên, nhiều hệ thống thường gặp phải tình trạng mất tín hiệu định kỳ khiến hệ thống hoạt động không ổn định. Một trong những nguyên nhân chính là rung động cơ khí từ các thiết bị xung quanh.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến lưu lượng siêu âm
Cảm biến lưu lượng siêu âm hoạt động dựa trên việc phát và nhận sóng siêu âm qua dòng chất lỏng hoặc khí. Có hai loại phổ biến:
- Cảm biến thời gian truyền (Transit-time): Đo chênh lệch thời gian sóng âm truyền ngược và xuôi chiều dòng chảy
- Cảm biến Doppler: Đo độ lệch tần số do các hạt trong chất lỏng phản xạ
Để đo chính xác, tín hiệu siêu âm cần truyền liên tục và ổn định giữa các đầu phát – thu.
Hiện tượng mất tín hiệu định kỳ
Biểu hiện
- Màn hình hiển thị lỗi đo hoặc giá trị 0 trong khoảng thời gian ngắn
- Tín hiệu gián đoạn theo chu kỳ nhất định (vài giây đến vài phút)
- Chất lượng tín hiệu giảm mạnh tại các thời điểm cố định trong ngày
Nguyên nhân từ rung động cơ khí
Rung động cơ khí là tác động vật lý trực tiếp ảnh hưởng đến độ chính xác của cảm biến:
- Rung từ máy bơm: Các máy bơm ly tâm, bơm piston tạo dao động theo tần số hoạt động
- Rung từ van điều khiển: Khi van đóng/mở gây rung lắc đường ống
- Rung từ động cơ: Các thiết bị quay với tốc độ cao truyền rung qua khung giá
- Dao động áp suất: Tạo rung thủy lực trong ống dẫn
Cơ chế ảnh hưởng của rung động
- Lệch vị trí đầu dò
Rung động khiến các đầu phát – thu siêu âm lệch khỏi vị trí chuẩn, làm gián đoạn đường truyền sóng âm.
- Nhiễu tín hiệu
Dao động cơ học tạo nhiễu tần số làm suy giảm chất lượng tín hiệu, khiến bộ xử lý không phân biệt được tín hiệu thật với nhiễu.
- Thay đổi đặc tính môi trường
Rung làm xuất hiện bọt khí hoặc xáo trộn dòng chảy, gây phản xạ và hấp thụ sóng âm không đều.
Giải pháp khắc phục
Giải pháp ngắn hạn
- Kiểm tra lắp đặt: Đảm bảo cảm biến được gắn chặt, không bị lỏng lẻo
- Điều chỉnh thông số: Tăng công suất phát, điều chỉnh độ nhạy thu
- Lọc tín hiệu: Sử dụng bộ lọc nhiễu trong phần mềm cảm biến
Giải pháp dài hạn
- Giảm nguồn rung động:
- Bảo trì thiết bị quay
- Lắp đặt giá đỡ giảm chấn cho máy bơm, động cơ
- Sử dụng khớp nối mềm trên đường ống
- Cách ly cảm biến:
- Lắp đệm cao su chống rung giữa cảm biến và ống
- Sử dụng giá đỡ độc lập không liên kết trực tiếp với nguồn rung
- Lắp đoạn ống giảm chấn trước vị trí cảm biến
- Chọn vị trí lắp đặt phù hợp:
- Tránh lắp gần máy bơm, van điều khiển
- Ưu tiên đoạn ống thẳng, ít chịu tác động rung
- Tránh các điểm nối ống, khúc cong
- Nâng cấp thiết bị:
- Sử dụng cảm biến có thuật toán lọc nhiễu tiên tiến
- Chọn loại cảm biến kẹp ngoài nếu điều kiện cho phép
Kết luận
Hiện tượng mất tín hiệu định kỳ của cảm biến lưu lượng siêu âm do rung động cơ khí là vấn đề phổ biến nhưng có thể khắc phục hiệu quả. Bằng cách nhận biết đúng nguyên nhân và áp dụng các giải pháp phù hợp, bạn có thể đảm bảo hệ thống đo lường hoạt động ổn định và chính xác trong thời gian dài.
Lưu ý: Nên kết hợp nhiều biện pháp đồng thời để đạt hiệu quả tốt nhất, đặc biệt trong môi trường công nghiệp có nhiều nguồn rung phức tạp.
Xem thêm sản phẩm TẠI ĐÂY
FACEBOOK:https://web.facebook.com/Công Ty Tnhh Đầu Tư Và Thiết Bị Công Nghiệp ADM
Mọi nhu cầu tư vần hay báo giá sản phẩm liên hệ qua:
Điện thoại:0965.595.039
GMAIL: Vattunhamay01@gmail.com