Cảm Biến Đo Mức Nước Thuỷ Điện Là Gì? Giải Pháp Giám Sát Mực Nước Sâu Chính Xác Và Bền Bỉ

Trong lĩnh vực thuỷ điện và quản lý tài nguyên nước, cảm biến đo mức nước thuỷ điện đóng vai trò then chốt trong việc giám sát an toàn hồ chứa, đập thuỷ điện, sông suối và giếng khoan. Với đặc thù môi trường đo có độ sâu lớn, dải đo rộng và yêu cầu độ ổn định cao, các hệ thống đo mức nước hiện đại ngày nay đang dần chuyển sang sử dụng cảm biến thuỷ tĩnh thả chìm như một giải pháp tối ưu về độ chính xác, chi phí và độ bền vận hành.

Tổng quan các công nghệ cảm biến đo mức nước trong thuỷ điện

Hiện nay, trong các công trình thuỷ điện, việc đo và giám sát mực nước liên tục thường được thực hiện bằng ba nhóm công nghệ chính gồm cảm biến thuỷ tĩnh, cảm biến siêu âm (thuỷ âm) và cảm biến radar. Mỗi giải pháp có ưu điểm riêng, tuy nhiên trong các ứng dụng đo mức nước sâu, không gian hẹp và môi trường ngoài trời khắc nghiệt, cảm biến của thước đo mực nước thuỷ tĩnh đang được các nhà máy thuỷ điện ưu tiên lựa chọn.

Tổng quan các công nghệ cảm biến đo mức nước trong thuỷ điện

Cảm biến thuỷ tĩnh hoạt động dựa trên nguyên lý áp suất cột nước, cho phép đo chính xác mực nước ở độ sâu lớn mà các công nghệ khác khó đáp ứng. Chính vì vậy, dòng cảm biến này được ứng dụng rộng rãi tại hồ thuỷ điện, đập thuỷ điện, sông, hồ tự nhiên cũng như các giếng khoan công nghiệp.

Xem thêm: Review thước đo độ sâu mực nước ngầm 

Nguyên lý đo mức nước bằng áp suất thuỷ tĩnh

Nguyên lý đo thuỷ tĩnh dựa trên mối quan hệ giữa độ sâu cột nước và áp suất tác động lên cảm biến. Theo thực tế vật lý, cứ mỗi mét nước sẽ tạo ra áp suất xấp xỉ 100 mbar. Khi cảm biến được thả chìm xuống nước, áp suất tại vị trí đó sẽ tác động lên màng cảm biến, từ đó được chuyển đổi thành tín hiệu điện tương ứng.

Tín hiệu đo thường được chuẩn hoá về dạng analog 4–20mA hoặc 0–10V, cho phép truyền xa, chống nhiễu tốt và dễ dàng tích hợp vào các hệ thống PLC, SCADA để giám sát và điều khiển tập trung trong nhà máy thuỷ điện.

Nguyên lý đo mức nước bằng áp suất thuỷ tĩnh

Cấu tạo và đặc điểm của cảm biến đo mức nước thả chìm

Về cấu tạo, cảm biến đo mức nước thuỷ tĩnh thường gồm hai phần chính là đầu cảm biến và dây cáp chuyên dụng. Đầu cảm biến chứa bộ phận cảm nhận áp suất nước, được bảo vệ bằng vỏ kim loại chống ăn mòn, trong khi dây cáp vừa đóng vai trò truyền tín hiệu vừa giúp cân bằng áp suất khí quyển, đảm bảo kết quả đo ổn định trong thời gian dài.

Nhờ thiết kế nhỏ gọn, cảm biến có thể dễ dàng lắp đặt bằng cách neo và thả xuống vị trí cần đo, ngay cả trong các không gian hẹp như giếng khoan hoặc ống dẫn nước.

Cấu tạo và đặc điểm của cảm biến đo mức nước thả chìm

Ưu điểm nổi bật của cảm biến đo mức nước thuỷ tĩnh trong thuỷ điện

Một trong những lý do khiến cảm biến thuỷ tĩnh được sử dụng rộng rãi trong thuỷ điện là khả năng đo ở dải rất sâu, có thể lên đến 100m hoặc thậm chí 200m tuỳ model. Bên cạnh đó, độ chính xác của cảm biến thường đạt khoảng 0,5% toàn thang đo, đáp ứng tốt yêu cầu giám sát an toàn hồ đập.

So với các giải pháp đo mức không tiếp xúc như siêu âm hay radar, cảm biến thuỷ tĩnh có chi phí đầu tư thấp hơn, lắp đặt đơn giản và ít yêu cầu cấu hình phức tạp. Tuổi thọ thiết bị cao, trung bình từ 5 đến 10 năm, giúp doanh nghiệp tối ưu chi phí vận hành dài hạn.

Ưu điểm nổi bật của cảm biến đo mức nước thuỷ tĩnh trong thuỷ điện

Ứng dụng cảm biến đo mức nước thuỷ tĩnh trong thực tế

Trong các công trình đập và hồ thuỷ điện, cảm biến đo mức nước thả chìm được sử dụng để giám sát mực nước liên tục, thay thế dần cho các phương pháp đo truyền thống hoặc cảm biến siêu âm vốn yêu cầu lắp đặt phức tạp. Với giếng khoan sâu từ 60 đến 70 mét, cảm biến thuỷ tĩnh đường kính nhỏ cho phép lắp đặt trực tiếp trong ống bơm mà không ảnh hưởng đến hoạt động khai thác nước.

Thước đo mực nước ngầm 100 mét Yamayo RWL100M

Đối với sông, hồ và ao có diện tích lớn, cảm biến thường được lắp đặt bên trong ống bảo vệ nhằm hạn chế tác động của dòng chảy và va đập cơ học. Trong các bồn chứa hoặc tank công nghiệp, giải pháp thả chìm kết hợp bộ hiển thị mức nước giúp theo dõi chính xác mực chất lỏng, ngay cả khi có cánh khuấy hoặc biến động dòng chảy.

Kết hợp cảm biến đo mức với bộ hiển thị và hệ thống giám sát

Do cảm biến thuỷ tĩnh không có màn hình hiển thị trực tiếp, việc kết hợp với bộ hiển thị mức nước là giải pháp cần thiết. Các bộ hiển thị đa năng như S311A cho phép hiển thị giá trị mực nước, xuất tín hiệu analog, truyền thông Modbus và tích hợp relay cảnh báo mức cao, mức thấp. Khi kết nối với PLC hoặc SCADA, toàn bộ dữ liệu mực nước có thể được giám sát tập trung, phục vụ công tác vận hành và cảnh báo an toàn cho nhà máy thuỷ điện.

Khi nào nên lựa chọn cảm biến đo mức nước thuỷ tĩnh?

Cảm biến đo mức nước thuỷ tĩnh là lựa chọn phù hợp khi cần đo liên tục mực nước trong môi trường nhiệt độ không quá cao, áp suất khí quyển bình thường và không gian lắp đặt hạn chế. Đặc biệt, với các ứng dụng yêu cầu dải đo sâu, tín hiệu ổn định và chi phí hợp lý, đây là giải pháp được nhiều chuyên gia kỹ thuật khuyến nghị.

Thước đo mực nước ngầm 50 mét Yamayo RWL50M

MVTEK - Đơn vị cung cấp cảm biến đo mức nước thuỷ điện uy tín

Với hơn 13 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực thiết bị đo lường công nghiệp, MVTEK là đối tác tin cậy của nhiều nhà máy thuỷ điện và công trình hạ tầng tại Việt Nam. MVTEK cung cấp các dòng cảm biến đo mức nước chính hãng, nguồn gốc rõ ràng, tư vấn kỹ thuật chuyên sâu và giải pháp tối ưu theo từng ứng dụng thực tế, giúp khách hàng yên tâm về chất lượng, độ bền và chi phí đầu tư lâu dài.