#Top 5 cách đo bồn xăng dầu bằng cảm biến | Giải pháp đo mức trong công nghiệp khoáng dầu
Để lưu trữ lượng lớn xăng dầu tiêu thụ, như trong các nhà máy, việc thiết kế các bồn chứa có kích thước lớn là không thể tránh khỏi. Thường, những bồn chứa này có khả năng chứa hàng chục nghìn lit xăng dầu. Trong những vùng như Petro Limit, chúng thường có hình dạng hình cầu lớn. Ngoài ra, cũng có các loại bồn chứa xăng dầu với kích thước vừa và nhỏ. Tuy nhiên, một thách thức đặt ra là làm thế nào chúng ta có thể xác định thể tích hoặc chiều cao của mức dầu hiện tại trong bồn chứa.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu thêm về 5 phương pháp đo bồn xăng dầu bằng cảm biến, giúp giải quyết vấn đề này một cách hiệu quả kỹ thuật.
Mục lục
Các loại bồn dùng để chứa xăng dầu
Để lưu trữ một lượng lớn xăng dầu từ 1000 lít đến hàng trăm nghìn lít tại các khu công nghiệp hoặc nhà máy, chúng ta buộc phải thiết kế các bồn chứa với vật liệu như xi măng, inox, vv., để đảm bảo khả năng chứa đựng phù hợp với lượng xăng dầu tương ứng.
Hiện nay, có hai loại bồn được sử dụng rộng rãi trong các khu công nghiệp để thuận tiện cho quá trình tích trữ. Đó là bồn chứa xăng dầu hình trụ tròn và bồn chứa xăng dầu hình cầu. Mỗi loại bồn được ưu tiên sử dụng tùy thuộc vào mục đích cụ thể. Tuy nhiên, với khả năng tích trữ thể tích lớn, bồn hình cầu thường được chọn để sử dụng tại các nhà máy chế biến xăng dầu, như Petro Limited Vietnam.
Bồn chứa xăng dầu hình trụ tròn
Bồn chứa xăng dầu hình trụ tròn là một loại bồn chứa xăng dầu có hình dạng hình trụ tròn, với đáy tròn và mặt trên cũng là hình tròn. Đây là một trong những kiểu bồn chứa xăng dầu phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau.
Bên cạnh đó, các dạng bồn chứa hình dáng như này thường sẽ dễ dàng thiết kế. Với vật liệu chủ yếu được thiết kế bằng kim loại như inox 304, 316…Cùng mình tìm hiểu thêm một số đặc điểm của loại bồn có hình dáng như này nhé:
- Khả năng chứa nhiên liệu: Bồn chứa xăng dầu hình trụ tròn có thể có dung tích khá lớn, cho phép lưu trữ một lượng lớn xăng dầu. Điều này giúp giảm tần suất nạp lại và giữ được lượng xăng dầu dự trữ đáng kể.
- Khả năng chịu lực tốt: Thiết kế hình trụ tròn giúp tăng cường khả năng chịu lực của bồn. Đáy tròn và mặt trên cũng được hỗ trợ đều đặn, giúp bồn chịu được tải trọng và áp suất từ nhiên liệu bên trong và môi trường bên ngoài.
- Dễ dàng vận chuyển và lắp đặt: Thiết kế đơn giản của bồn chứa xăng dầu hình trụ tròn làm cho việc vận chuyển và lắp đặt trở nên dễ dàng và thuận tiện.
- Tiết kiệm không gian: Hình dạng hình trụ tròn giúp tiết kiệm không gian lưu trữ và cho phép lắp đặt bồn ở các vị trí hạn chế không gian.
- Dễ dàng bảo trì và sửa chữa: Thiết kế đơn giản và dễ dàng truy cập vào các bộ phận của bồn giúp cho việc bảo trì và sửa chữa trở nên thuận tiện và nhanh chóng.
Bồn chứa xăng dầu hình cầu
Bồn chứa xăng dầu dạng hình cầu là một loại bồn có hình dạng giống như một quả cầu hoặc hình cầu, được sử dụng để lưu trữ và cung cấp xăng dầu. Mặc dù ít phổ biến hơn so với các loại bồn chứa xăng dầu truyền thống như hình trụ tròn hoặc hình chữ nhật, nhưng loại này thường được ưu tiên để sử dụng làm tụ điểm chứa đựng các thể tích xăng dầu rất lớn.
Ưu điểm của Bồn chứa xăng dầu hình cầu:
- Khả năng chứa lượng lớn nhiên liệu: Thiết kế hình cầu cho phép bồn chứa một lượng lớn xăng dầu mà không cần phải có diện tích mặt đất lớn, thích hợp cho các vị trí có không gian hạn chế.
- Giảm áp suất nội bồn: Thiết kế hình cầu giúp giảm áp suất trong bồn khi nhiệt độ tăng cao, đồng thời giảm nguy cơ bùng nổ hay rò rỉ do áp suất nội bồn tăng.
- Độ bền cao: Bồn chứa xăng dầu hình cầu thường được làm bằng xi măng, giúp chịu được tác động của xăng dầu và môi trường xung quanh, tăng độ bền và tuổi thọ của bồn.
- An toàn và bảo vệ môi trường: Bồn chứa xăng dầu hình cầu thường được trang bị các thiết bị bảo vệ và an toàn như van bảo vệ quá áp, van an toàn, và cảm biến mức nhiên liệu để đảm bảo hoạt động an toàn và giảm nguy cơ rò rỉ xăng dầu.
2 phương pháp để đo bồn xăng dầu
Để có thể xác định được kích thước hay thể tích bồn xăng dầu. Chúng ta sẽ có hai phương pháp phổ biến, đó chính là sử dụng công thức tính hình học và sử dụng cảm biến đo mức. Với công thức tính hình học, chúng ta sẽ dễ dàng ứng dụng được. Bởi vì, kiến thức này chúng ta đã từng sử dụng.
Ngược lại với phương pháp sử dụng bằng cảm biến thì lại được sử dụng xác định được mức thể tích trong bồn. Rồi thức đó chúng ta có thể xác định rõ được kích thước chiều cao. Hay thậm chí thể tích hiện tại trong bồn đó là có giá trị bao nhiêu.
Công thức tính thể thích trong hình học
Để có thể tính được thể tích cho các bồn chứa hình trụ tròn hoặc dạng thể tích hình cầu. Thì có hai công thức mà chúng ta đã được học, đó là:
Đối với các bồn ở dạng hình trụ, có thể là nằm ngang hoặc nằm thẳng đứng. Ví dụ như bồn đó có kích thước như là đường kính 1 mét và chiều cao là 1,5 mét. Thì ta có thể dễ dàng thay vào tính như sau: V= π. (1^2). 1,5 = 4,71 (m^3). Với 1 lít = 1 dm^3, vậy bồn này có thể chứa được 4710 (dm^3) = 4710 lits xăng dầu.
Đối với các bồn chứa dạng hình cầu, thì ta có thể tính công thước tương đương như hình ảnh trên. Ví như với đường kính cũng là 1 mét, thì ta dễ dàng tính được như sau V = 4/3.π. (1^3) = 4,18 (m^3). Với con số này từ đó ta sẽ dễ dàng suy ra được thể tích bồn có thể chứa là khoảng 4180 lits xăng dầu.
Sử dụng cảm biến đo mức chiều cao xăng dầu
Hiện nay, thường sử dụng các loại cảm biến để đo lường mức chiều cao xăng dầu trong bồn, giúp xác định chính xác thể tích xăng dầu còn lại trong bồn. Phương pháp này rất hiệu quả vì cho phép giám sát từ xa thông qua bảng điều khiển. Kết quả đo được từ các cảm biến cung cấp giá trị tương đối chính xác, giúp quản lý mức nhiên liệu một cách hiệu quả và tiết kiệm.
5 cách đo bồn xăng dầu bằng cảm biến
Với tôi, để có thể xác định được rõ chiều cao hay mức xăng dầu hiện có trong bồn chứa kín là bao nhiêu. Buộc tôi phải sử dụng một số phương pháp đo lường dựa vào cảm biến. Việc đo lường bằng cảm biến này, sẽ giúp tôi xác định rõ được chiều cao tương ứng ra tín hiệu 4-20mA.
Cảm biến điện dung đo mức
Cảm biến điện dung được sử dụng để đo mức xăng dầu trong bồn chứa là loại cảm biến hoạt động dựa trên nguyên lý thay đổi điện dung khi mức xăng dầu thay đổi. Cảm biến này thường được đặt ở vị trí cố định trong bồn chứa, thường ở phần trên của bồn. Que điện dung của cảm biến được đặt vuông góc với mặt xăng dầu.
Khi mức xăng dầu tăng hoặc giảm, cảm biến sẽ tạo ra một tín hiệu tuyến tính khác nhau trong khoảng 4-20mA. Khi mức xăng dầu cao, cảm biến chạm vào xăng dầu, tương tác với nhiều chất điện môi, tạo ra một tín hiệu cao (20mA). Ngược lại, khi mức xăng dầu thấp, cảm biến gặp ít chất điện môi, tạo ra một tín hiệu thấp (4mA).
Các thay đổi về giá trị điện dung được chuyển đổi thành tín hiệu điện trở hoặc tín hiệu 4-20mA. Điều này cho phép hệ thống giám sát hoặc bảng điều khiển hiển thị mức xăng dầu còn lại trong bồn chứa.
Cảm biến siêu âm đo khoảng cách
Cảm biến siêu âm được sử dụng để đo khoảng cách mức xăng dầu là một loại cảm biến sử dụng công nghệ siêu âm để đo khoảng cách từ cảm biến đến mặt nước hoặc mặt xăng dầu trong bồn chứa. Nguyên lý hoạt động của cảm biến này dựa trên việc phát ra sóng siêu âm từ cảm biến và đo thời gian mà sóng siêu âm phản chiếu từ mặt xăng dầu trở lại cảm biến. Từ thời gian di chuyển của sóng siêu âm, cảm biến tạo ra một tín hiệu tương ứng trong khoảng 4-20mA, biểu thị mức dầu trong bồn.
Quá trình hoạt động của cảm biến siêu âm như sau:
- Phát ra sóng siêu âm: Cảm biến phát ra một sóng siêu âm từ bề mặt của nó xuống mặt xăng dầu trong bồn.
- Phản chiếu sóng siêu âm: Sóng siêu âm phản chiếu từ bề mặt xăng dầu trở lại cảm biến sau khi nó chạm vào nó.
- Đo thời gian di chuyển: Cảm biến đo thời gian di chuyển của sóng siêu âm từ khi nó được phát ra đến khi nó phản chiếu lại. Thời gian này tương ứng với khoảng cách từ cảm biến đến mặt xăng dầu trong bồn chứa.
- Cảm biến siêu âm đo khoảng cách mức xăng dầu là phương pháp đo chính xác và không tiếp xúc, phù hợp cho việc đo mức xăng dầu trong các bồn chứa có kích thước lớn. Tuy nhiên, nếu bồn làm kín, việc sử dụng cảm biến có thể gặp khó khăn do áp suất tạo ra.
Xem thêm: Cảm biến là gì?
Cảm biến báo mức On-Off
Việc sử dụng đo bồn xăng dầu bằng dạng cảm biến báo mức On-Off sẽ dễ dàng hơn. Bởi vì, khi tôi sử dụng loại cảm biến báo mức này. Chúng sẽ chỉ dùng để báo mức đầy hoặc là báo mức cạn xăng dầu trong quá trình vận hành.
Tuy nhiên, với cách dùng loại cảm biến này, chỉ phù hợp cho việc đo bồn xăng dầu hình trụ. Phù hợp sử dụng cho các dạng bồn lắp đặt thẳng đứng hoặc là dạng lắp đặt nằm ngang. Và hiển nhiên, tôi chỉ có thể xác định rõ được bồn xăng dầu đã đầy hoặc đang cạn. Thay vì biết rõ chiều cao mực xăng dầu hiện tại là bao nhiêu mét.
Cảm biến đo mức bằng áp suất
Cảm biến đo mức xăng dầu bằng áp suất là một loại cảm biến được sử dụng để đo mức lượng xăng dầu còn lại trong bồn chứa, dựa trên nguyên lý biến thiên áp suất theo mức nhiên liệu trong bồn. Áp suất được biểu thị theo đơn vị bar, với 10m mức nhiên liệu tương đương với 1 bar và dải tín hiệu đầu ra thường là 4-20mA.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo mức xăng dầu bằng áp suất như sau:
- Ống dẫn nhiên liệu: Cảm biến thường được kết nối với một ống dẫn nhiên liệu chạy từ bồn chứa xăng dầu tới cảm biến.
- Biến thiên áp suất Khi mức xăng dầu còn lại cao, lượng xăng dầu trong ống dẫn nhiên liệu cũng cao, tạo ra áp suất lớn trong ống. Ngược lại, khi mức xăng dầu thấp, lượng xăng dầu trong ống giảm, tạo ra áp suất thấp trong ống.
- Chuyển đổi tín hiệu: Cảm biến đo áp suất sẽ cảm nhận các biến đổi về áp suất trong ống dẫn nhiên liệu và chuyển đổi thành tín hiệu điện tương ứng.
- Hiển thị mức xăng dầu: Tín hiệu này được gửi đến bảng điều khiển hoặc hệ thống giám sát để hiển thị mức xăng dầu còn lại trong bồn chứa, giúp người quản lý hệ thống có cái nhìn chi tiết và chính xác về lượng nhiên liệu.
Cảm biến radar đo mức
Cảm biến radar đo mức xăng dầu là loại cảm biến sử dụng công nghệ radar. Để đo mức lượng xăng dầu còn lại trong bồn chứa với độ chính xác cao. Cảm biến này hoạt động dựa trên nguyên lý phát ra sóng radar. Sau đó, đo thời gian mà sóng radar phản chiếu từ mặt xăng dầu trở lại cảm biến.
Nguyên lý đo mức cảm biến radar đo mức tương đồng với siêu âm như sau:
- Cảm biến phát ra sóng radar. Cảm biến radar phát ra một sóng radar từ bề mặt của nó xuống mặt xăng dầu trong bồn chứa.
- Phản chiếu sóng radar. Sóng radar sẽ phản chiếu từ bề mặt xăng dầu trở lại cảm biến sau khi chạm vào nó.
- Đo thời gian di chuyển: Cảm biến sẽ đo thời gian di chuyển của sóng radar. Từ khi nó được phát ra đến khi nó phản chiếu lại. Thời gian này tương ứng với khoảng cách từ cảm biến đến mặt xăng dầu trong bồn chứa.
- Tính toán khoảng cách: Dựa vào thời gian di chuyển. Cảm biến tính toán và chuyển đổi khoảng cách từ cảm biến đến mặt xăng dầu thành. Từ đó suy ra mức xăng dầu còn lại trong bồn.
Cảm biến radar đo mức xăng dầu là một phương pháp đo chính xác cao nhất và không tiếp xúc. Chúng không ảnh hưởng đến nhiên liệu, và không bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh. Cảm biến radar đo mức xăng dầu cũng thường được ứng dụng trong các ngành công nghiệp. Và ứng dụng khác đòi hỏi đo đạc mức chất lỏng trong các bồn chứa.
Xem thêm bài viết:
#wpdevar_comment_1 span,#wpdevar_comment_1 iframe{width:100% !important;}