Phao điện là gì ?
Phao điện là một thiết bị cảm biến được sử dụng để đo mức nước, dầu hoặc các chất lỏng khác trong các bể chứa, thùng chứa hoặc hệ thống đường ống. Phao chống tràn bằng điện bao gồm một boia được làm bằng vật liệu nhẹ như nhựa, bọt xốp hoặc kim loại có khối lượng riêng nhẹ hơn chất lỏng cần đo. Khi mực chất lỏng tăng hoặc giảm, boia sẽ di chuyển theo và kích hoạt các cảm biến trong phao để gửi tín hiệu đến bộ đo mức, cho phép người sử dụng biết được mức độ đầy của bể chứa hoặc hệ thống đường ống. Phao điện được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp, hóa chất, thực phẩm và địa chất.
Cấu tạo
Phao dạng điện được thiết kế để tự động gửi dữ liệu từ vùng nước mà nó đang nằm trên lên đến trạm đo dữ liệu trên bờ. Cấu tạo của van phao bằng điện bao gồm các bộ phận chính sau:
- Thân phao: Thân phao được làm bằng vật liệu nhẹ như nhựa hoặc xốp để đảm bảo phao có khả năng nổi trên mặt nước.
- Cảm biến: Phao điện có thể được trang bị với các cảm biến khác nhau để thu thập dữ liệu về nhiệt độ, độ mặn, độ oxy hóa, áp suất khí quyển, độ sâu, độ rung, v.v.
- Vi điều khiển: Vi điều khiển là bộ phận điều khiển hoạt động của phao. Nó xử lý các tín hiệu từ các cảm biến và điều khiển phao di chuyển và truyền dữ liệu về trạm đo.
- Pin: Pin cung cấp nguồn cho vi điều khiển và các cảm biến của phao
- Anten: Anten được sử dụng để truyền dữ liệu từ phao về trạm đo trên bờ.
- Bộ lưu trữ dữ liệu: Phao có thể được trang bị với bộ lưu trữ dữ liệu để lưu trữ dữ liệu được thu thập từ các cảm biến.
Tùy vào mục đích sử dụng và yêu cầu của ứng dụng cụ thể, phao điện có thể được trang bị thêm các bộ phận khác như máy ảnh hoặc thiết bị thu sóng GPS để theo dõi vị trí của phao
Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của phao điện dựa trên nguyên lý Archimedes. Theo nguyên lý này, sức nâng của một vật thể nằm trong chất lỏng bất kỳ sẽ bằng khối lượng của chất lỏng được thay thế bởi vật thể đó. Vì vậy, khi mực nước tăng lên, phao sẽ được nâng lên bởi sức nâng của nước. Khi đó, một bộ cảm biến bên trong phao sẽ báo cáo mức độ nâng lên của phao, cho biết mực nước hiện tại.
Phao được gắn cố định trên mặt nước, thông thường bằng cách treo từ một cầu trục trên bờ hoặc được gắn trực tiếp vào một bề mặt cứng như một cọc. Khi mực nước tăng lên, phao điện sẽ nổi lên và kích hoạt cảm biến bên trong nó để gửi tín hiệu đo lường đến một bộ điều khiển hoặc máy tính để giám sát mực nước.
Phao điện thường được sử dụng kết hợp với các thiết bị khác như bơm chìm hoặc van điều khiển để giám sát và điều chỉnh mực nước trong hệ thống thủy điện hoặc các ứng dụng khác liên quan đến nước.
Các loại phao điện
Có nhiều loại phao điện sử dụng giám sát mực nước, tùy vào mục đích sử dụng và điều kiện thực tế khác nhau. Dưới đây là một số loại phổ biến:
- Phao điện tiếp điểm: Phao được kết nối với một bộ tiếp điểm hoạt động trên nguyên lý đóng/mở khi mực nước đạt tới một mức cài đặt. Loại phao này thường được sử dụng trong các hệ thống cấp nước, bể chứa nước, hồ bơi,…
- Phao dung: Phao được thiết kế dựa trên nguyên lý thay đổi điện dung của một điện cực khi tiếp xúc với nước. Thông qua việc đo điện dung, phao này có thể giám sát được mức nước trong hồ chứa hoặc hệ thống thoát nước.
- Phao từ: Phao được thiết kế dựa trên nguyên lý tương tác giữa một nam châm và một cuộn dây điện. Khi mực nước đạt tới một mức nhất định, phao sẽ di chuyển và làm thay đổi trường từ, từ đó đưa ra tín hiệu đo mức nước.
- Phao áp suất: Phao được thiết kế để đo áp suất nước trong một ống dẫn. Khi mực nước đạt tới mức cài đặt, phao sẽ tạo ra áp suất và đưa ra tín hiệu đo mức nước.
Giữa phao cơ và phao điện nên dùng loại nào?
Phao điện sử dụng cảm biến điện để đo mức độ nước trong bồn chứa, nó sẽ phát ra tín hiệu báo đầy nước khi mức nước đạt đến giới hạn được cài đặt trước đó. Do đó, phao bằng điện với báo đầy nước có độ chính xác cao hơn và thường không bị ảnh hưởng bởi những yếu tố môi trường bên ngoài như phao cơ.
Phao cơ sử dụng cơ chế kích hoạt bằng lực nâng của nước để đóng mở van đóng mở điều khiển dòng chảy nước. Tuy nhiên, phao cơ thường không đảm bảo độ chính xác cao như phao bằng điện, và nếu bị ảnh hưởng bởi những yếu tố môi trường bên ngoài như trầm tích, tạp chất, thì phao cơ có thể không hoạt động đúng cách.
Vì vậy, nếu bạn muốn đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của hệ thống giám sát mức nước trong bồn chứa, tốt nhất nên sử dụng phao điện với báo đầy nước.
Ưu điểm của phao điện
Được sử dụng để giám sát mực nước trong các hồ chứa, sông, và biển có nhiều ưu điểm, bao gồm:
Độ chính xác: Có khả năng đo độ sâu mực nước với độ chính xác cao, giúp người sử dụng có thể biết được mực nước chính xác tại một thời điểm nhất định.
Đáp ứng nhanh: Cung cấp thông tin về mực nước ngay lập tức, giúp người sử dụng có thể theo dõi tình trạng thủy văn nhanh chóng và đưa ra quyết định kịp thời.
Tiết kiệm chi phí: So với các phương pháp đo mực nước truyền thống như sử dụng thước đo, giúp tiết kiệm chi phí về nhân lực, thiết bị và thời gian.
Khả năng cài đặt dễ dàng: Phao được thiết kế để có thể dễ dàng cài đặt và vận hành, không đòi hỏi kỹ thuật cao.
Khả năng tích hợp với hệ thống giám sát: Phao điện có thể tích hợp với các hệ thống giám sát thủy văn để cung cấp thông tin về mực nước và tình trạng thủy văn cho người sử dụng, giúp họ có thể theo dõi và quản lý tốt hơn.
Cách lắp phao điện chuẩn kỹ thuật
Việc lắp đặt phao điện giám sát mực nước đòi hỏi sự chính xác và đúng kỹ thuật để đảm bảo hoạt động hiệu quả. Dưới đây là một số bước cơ bản để lắp đặt phao dùng điện giám sát mực nước chuẩn kỹ thuật:
Bước 1: Lựa chọn vị trí lắp đặt phao
- Lựa chọn vị trí lắp đặt phao điện cần phải đảm bảo độ cao từ mực nước đến đầu phao không quá thấp hoặc quá cao, tránh bị ngập hoặc không đủ nước.
- Vị trí lắp đặt phao cần được cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo phao không bị va chạm với các vật cản khác trong hồ nước.
Bước 2: Lắp đặt phao
- Thực hiện việc lắp đặt phao vào vị trí đã được lựa chọn trước đó.
- Đảm bảo phao được gắn chặt vào vị trí lắp đặt, không bị lỏng hoặc chênh lệch.
Bước 3: Kết nối dây cáp
- Kết nối dây cáp từ phao điện đến hệ thống giám sát mực nước.
- Đảm bảo các đầu cắm được kết nối chính xác và đúng cách.
Bước 4: Kiểm tra hoạt động
- Sau khi lắp đặt xong, tiến hành kiểm tra hoạt động của phao và hệ thống giám sát mực nước.
- Đảm bảo Hoạt động đúng kỹ thuật và đưa ra kết quả đo đạc chính xác.