I. Nguyên lý hoạt động

• Công thức cốt lõi: Độ cao mức H = 2v × t, trong đó v là tốc độ truyền sóng vi ba trong đầu dò và t là thời gian khứ hồi của tín hiệu.
• Tập trung tín hiệu: Đầu dò giới hạn năng lượng vi sóng trong một không gian nhất định, tránh được vấn đề phân tán của tín hiệu radar không tiếp xúc lan truyền trong không khí, dẫn đến tín hiệu phản xạ mạnh hơn và ổn định hơn.

II. Các thành phần cốt lõi

1. Bộ phận điện tử: Chịu trách nhiệm tạo ra, truyền tải, nhận và xử lý tín hiệu vi sóng. Nó bao gồm một bộ vi xử lý tích hợp để tính toán và xuất dữ liệu (ví dụ: tín hiệu 4-20mA, HART, RS485).
2. Đầu dò (ống dẫn sóng): "Kênh truyền dẫn" cho tín hiệu vi sóng, với các loại phổ biến bao gồm:
   • Đầu dò dạng thanh cứng: Thích hợp cho chất lỏng có độ nhớt thấp và điều kiện không có dòng chảy rối, có khả năng chống rung tốt.
   • Đầu dò cáp thép: Lý tưởng cho các bể chứa sâu, môi chất có độ nhớt cao hoặc chứa chất rắn lơ lửng, mang lại độ linh hoạt cao.
   • Đầu dò đồng trục: Tín hiệu truyền giữa dây dẫn bên trong và bên ngoài, thích hợp cho môi trường có hằng số điện môi thấp (ví dụ: dầu nhẹ, khí hóa lỏng) với khả năng chống nhiễu được nâng cao.
3. Mặt bích/Giao diện lắp đặt: Cố định thiết bị vào đỉnh bồn chứa, với các vật liệu được lựa chọn dựa trên khả năng chống ăn mòn của môi trường (ví dụ: thép không gỉ 316L, Hastelloy).

III. Đặc điểm chính

1. Khả năng chống nhiễu mạnh mẽ trong điều kiện phức tạp

• Tín hiệu vi sóng truyền dọc theo đầu dò, giảm thiểu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường như hơi nước, bụi, bọt hoặc sương mù. Chúng vẫn ổn định ngay cả trong môi trường nhiều bọt (ví dụ: bể lên men bia) hoặc khi bị khuấy trộn mạnh.
• Miễn nhiễm với sự nhiễu sóng từ các cấu trúc bên trong bể chứa (ví dụ: máy khuấy, vách ngăn), vì tín hiệu lan truyền dọc theo đầu dò, tránh được các tiếng vọng giả thường gặp trong radar không tiếp xúc.

2. Độ chính xác và ổn định đo lường cao

• Độ chính xác đo lường thường nằm trong khoảng từ ±0,05%FS đến ±0,1%FS, với sai số lặp lại thấp tới ±0,02%FS, vượt trội hơn một số mô hình radar không tiếp xúc.
• Cường độ tín hiệu phản xạ chủ yếu phụ thuộc vào sự tiếp xúc giữa đầu dò và môi trường, do đó phương pháp này phù hợp với các môi trường có hằng số điện môi thấp (ví dụ: xăng, khí hóa lỏng).

3. Khả năng thích ứng với nhiều loại phương tiện truyền thông và môi trường khắc nghiệt

• Khả năng tương thích với nhiều loại môi chất: Có khả năng đo chất lỏng (bao gồm cả các môi chất có độ nhớt cao, dễ kết tinh như siro và xút ăn da), các hạt rắn (ví dụ: hạt nhựa, bột than), hỗn hợp sệt (ví dụ: bùn, nước ép trái cây) và các giao diện (ví dụ: giao diện dầu-nước).
• Khả năng chịu đựng môi trường: Chịu được nhiệt độ cao (-50℃ đến 400℃), áp suất cao (lên đến 40MPa) và môi trường ăn mòn cao, thích hợp cho các lò phản ứng hóa học, bể chứa áp suất cao, v.v.

4. Lắp đặt linh hoạt cho không gian hạn hẹp

• Các đầu dò có thể được đưa vào các bể chứa nhỏ, các vật chứa có hình dạng bất thường hoặc các thùng chứa có vật cản bên trong, không cần không gian mở phía trên. Chúng đặc biệt thích hợp cho các dự án cải tạo hoặc không gian hẹp.

IV. Các kịch bản ứng dụng

• Công nghiệp hóa chất: Đo mức chất lỏng trong lò phản ứng, bể chứa áp suất cao/thấp và phát hiện giao diện dầu-nước.
• Ngành Dầu khí và Hóa dầu: Đo mức chất lỏng trong các bể chứa dầu thô, bể chứa dầu nhẹ (xăng, dầu diesel) và bể chứa khí hóa lỏng.
• Thực phẩm và đồ uống: Đo mức chất lỏng trong các bể lên men tạo bọt nhiều (ví dụ: bia, sữa chua), bể chứa siro và hỗn hợp nước ép trái cây (sử dụng đầu dò đạt tiêu chuẩn thực phẩm).
• Xử lý nước: Đo mực nước trong bể xử lý nước thải và ao lắng, tránh nhiễu do bọt khí.
• Ngành công nghiệp năng lượng: Đo mức chất lỏng trong các silo chứa bột than và thùng chứa tro, và giám sát mức chất lỏng trong lò hơi nhiệt độ cao.

V. Hạn chế

1. Yêu cầu bảo trì đối với phép đo tiếp xúc: Đầu dò tiếp xúc trực tiếp với môi chất, dễ bị bám bẩn hoặc tắc nghẽn do độ nhớt, cần được vệ sinh thường xuyên. Môi chất có tính ăn mòn cao có thể gây mài mòn đầu dò, đòi hỏi phải sử dụng vật liệu đặc biệt (làm tăng chi phí).
2. Phạm vi đo hạn chế: Phạm vi tối đa được xác định bởi chiều dài đầu dò, với các mẫu thông thường có phạm vi từ 0,3m đến 30m, không phù hợp với các bể chứa cực lớn (radar không tiếp xúc có thể bao phủ phạm vi lên đến 100m).
3. Hạn chế trong các ứng dụng vệ sinh: Trong ngành thực phẩm, dược phẩm và các lĩnh vực đòi hỏi vệ sinh cao khác, quy trình xác thực việc làm sạch đầu dò rất phức tạp, có thể làm tăng chi phí tuân thủ (radar không tiếp xúc có nhiều ưu điểm hơn do không cần tiếp xúc).
4. Nguy cơ mài mòn đầu dò: Trong các trường hợp có sự khuấy trộn hoặc dòng chảy hỗn loạn của môi chất, cần phải lắp đặt các ống bảo vệ đầu dò để ngăn ngừa hư hỏng do va chạm.

VI. Những điểm khác biệt cốt lõi so với radar không tiếp xúc

Phần kết luận