Đăng ngày · Cập nhật
Cảm biến đo mức hóa chất phải chịu được môi chất ăn mòn (axit, kiềm, chất oxy hóa), hơi hóa chất và đôi khi là bọt, cặn, nhiệt độ cao. Chọn sai công nghệ hoặc sai vật liệu tiếp xúc là nguyên nhân hàng đầu khiến cảm biến hỏng sau vài tháng. Bài này giúp bạn chọn đúng loại cảm biến mức cho bồn hóa chất theo từng loại môi chất và điều kiện lắp đặt.
Chọn nhanh
- Bồn hóa chất ăn mòn mạnh, có hơi/bọt: radar không tiếp xúc (80 GHz) với ăng-ten bọc PTFE/PVDF.
- Bồn nhỏ, chi phí thấp, hóa chất không bay hơi mạnh: siêu âm vỏ PVDF.
- Báo mức cao/thấp chống tràn: công tắc mức điện dung hoặc phao vật liệu PVDF/PP/PTFE.
- Bồn hở, chất lỏng sạch: cảm biến áp suất thủy tĩnh màng gốm hoặc màng phủ PTFE.
1. Vì sao đo mức hóa chất khó?
Mục lục
- Ăn mòn: inox 316L không chịu được axit HCl, HF, FeCl₃… Vật liệu tiếp xúc phải là PVDF, PP, PTFE, Hastelloy hoặc gốm tùy môi chất.
- Hơi hóa chất và ngưng tụ bám lên đầu cảm biến làm sai tín hiệu siêu âm.
- Bọt bề mặt (chất tẩy rửa, NaOH khuấy trộn) hấp thụ sóng siêu âm và một phần sóng radar.
- Tỷ trọng thay đổi theo nồng độ làm sai phép đo thủy tĩnh.
- Yêu cầu an toàn: rò rỉ tại điểm lắp là rủi ro lớn – ưu tiên công nghệ không tiếp xúc, lắp phía trên.
2. So sánh các công nghệ đo mức cho hóa chất
| Công nghệ | Ưu điểm | Hạn chế | Phù hợp |
|---|---|---|---|
| Radar không tiếp xúc (80 GHz) | Không chạm môi chất; ít bị ảnh hưởng bởi hơi, nhiệt độ, áp suất; chùm tia hẹp | Giá cao hơn; bọt dày có thể làm yếu tín hiệu | Bồn chứa axit, kiềm, dung môi; bồn có khuấy |
| Siêu âm | Không tiếp xúc, giá hợp lý, vỏ PVDF chịu hóa chất | Bị ảnh hưởng bởi hơi, bọt, nhiệt độ; có vùng chết | Bồn nhỏ–trung bình, hóa chất ít bay hơi |
| Radar dẫn sóng (TDR) | Đo tốt cả khi có bọt, hơi; đo được mặt phân cách | Tiếp xúc môi chất – cần que/cáp bọc PTFE | Bồn hẹp, có nhiều vật cản |
| Áp suất thủy tĩnh | Đơn giản, chính xác với chất lỏng sạch | Phụ thuộc tỷ trọng; lắp ở đáy bồn – rủi ro rò rỉ | Bồn hở, nồng độ ổn định |
| Công tắc điện dung / phao | Rẻ, tin cậy cho báo mức điểm | Chỉ báo điểm, không đo liên tục | Chống tràn, chống chạy khô bơm định lượng |
3. Chọn vật liệu tiếp xúc theo hóa chất
| Hóa chất | Vật liệu thường dùng | Lưu ý |
|---|---|---|
| Axit HCl, H₂SO₄ loãng | PVDF, PP, PTFE | Tránh inox; H₂SO₄ đặc nóng cần kiểm tra bảng tương thích |
| NaOH, KOH | PP, PVDF, PTFE | Kiềm nóng đặc: PTFE an toàn hơn |
| NaOCl (Javen), chất oxy hóa | PVDF, PTFE | PP có thể lão hóa nhanh |
| Dung môi hữu cơ | PTFE, inox 316L | Khu vực dễ cháy: cần cảm biến chứng nhận Ex |
| FeCl₃, HF | PTFE, PVDF (tùy nồng độ) | Kiểm tra kỹ bảng tương thích hóa học của hãng |
Bảng mang tính tham khảo – nồng độ và nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến khả năng chịu hóa chất. Luôn đối chiếu bảng tương thích (chemical compatibility chart) của nhà sản xuất.
Bảng chọn nhanh theo từng hóa chất
Bảng dưới là gợi ý ban đầu cho nhiệt độ thường; nồng độ, nhiệt độ và tạp chất có thể làm thay đổi khả năng chịu hóa chất. Luôn đối chiếu bảng tương thích hóa chất của nhà sản xuất trước khi đặt hàng.
| Hóa chất | Công nghệ nên dùng | Vật liệu tiếp xúc phù hợp | Cần tránh |
|---|---|---|---|
| Axit HCl 32–37% (bốc khói) | Radar 80 GHz ăng-ten PTFE; siêu âm PVDF cho bồn nhỏ | PTFE, PFA, PVDF, PP | Inox 304/316L, nhôm |
| H₂SO₄ đặc 93–98% | Radar không tiếp xúc | PTFE/PFA; inox 316L ở nhiệt độ thường | PP, PE (bị oxy hóa), nước lẫn vào bồn |
| H₂SO₄ loãng | Radar, siêu âm PVDF, thủy tĩnh màng gốm | PP, PVDF, PTFE | Inox (axit loãng ăn mòn mạnh hơn axit đặc) |
| HNO₃ | Radar không tiếp xúc | PTFE/PFA, PVDF, inox 304L/316L | PP, PE với nồng độ cao |
| NaOH 32–50% (xút) | Radar 80 GHz hoặc radar dẫn sóng khi có bọt | PP, PE, PTFE, inox 316L | PVDF ở nồng độ và nhiệt độ cao, nhôm |
| NaClO (javen), FeCl₃ | Radar, siêu âm PVDF | PVDF, PTFE, PP, titan | Inox (ion clo gây rỗ) |
| HF | Radar không tiếp xúc ăng-ten PTFE | PTFE, PFA, PE | Gốm, thủy tinh, thạch anh – không dùng cảm biến màng gốm |
| H₂O₂ | Radar, siêu âm | PTFE, PVDF, inox 316L thụ động hóa | Đồng, hợp kim đồng |
| Dung môi (methanol, aceton, toluen) | Radar, radar dẫn sóng; thiết bị chống cháy nổ Ex | Inox 316L, PTFE | PVC; PP với dung môi thơm |
| Phèn, PAC, polymer | Radar không tiếp xúc (chất bám dính) | PP, PVDF | Que/điện cực tiếp xúc nếu không vệ sinh định kỳ |
Tính lượng tồn kho trong bồn hóa chất
Cảm biến cho ra mức (m), còn phòng vật tư cần thể tích (m³) hoặc khối lượng (tấn):
- Bồn trụ đứng: V = π × D² / 4 × h. Ví dụ bồn Ø2,0 m, mức 1,5 m: V = 3,1416 × 4 / 4 × 1,5 ≈ 4,71 m³.
- Khối lượng: m = V × khối lượng riêng. Với NaOH 32% (khoảng 1,35 t/m³): 4,71 × 1,35 ≈ 6,4 tấn.
- Bồn trụ nằm ngang, đáy côn, đáy cầu: quan hệ mức – thể tích không tuyến tính; nhập bảng barem (strapping table) vào transmitter, PLC hoặc dùng công cụ tính barem bồn.
4. Lưu ý lắp đặt cảm biến mức trên bồn hóa chất
- Lắp radar/siêu âm cách thành bồn tối thiểu 1/6 đường kính, tránh vị trí phía trên đường cấp liệu và cánh khuấy.
- Đảm bảo mức tối đa nằm ngoài vùng chết của cảm biến siêu âm.
- Với bồn có hơi ăn mòn mạnh, chọn ăng-ten/cảm biến bọc kín PTFE, gioăng phù hợp và mặt bích PP/PVDF.
- Kết hợp công tắc mức cao độc lập làm lớp bảo vệ chống tràn thứ hai.
- Khu vực có hơi dung môi dễ cháy: dùng thiết bị chứng nhận ATEX/IECEx.
5. Kết nối tín hiệu và giám sát tồn kho
Cảm biến mức thường xuất tín hiệu 4-20 mA (có HART) hoặc Modbus RTU về PLC/SCADA để hiển thị thể tích, cảnh báo mức và tự động đặt hàng. Xem cách đấu dây tại đấu dây cảm biến 4-20 mA và ví dụ thực tế giám sát tồn kho hóa chất bằng radar Flowline.
6. Gợi ý thiết bị
- Cảm biến radar đo mức – không tiếp xúc, phù hợp bồn hóa chất có hơi.
- Radar Flowline EchoWave / EchoPulse.
- Cảm biến siêu âm Dinel ULM/UCL – vỏ PVDF cho bồn nhỏ.
- So sánh cảm biến mức Flowline và Dinel.
Xem thêm: Cảm biến siêu âm đo mức giá bao nhiêu? Bảng giá Flowline, Dinel 2026, cảm biến đo mức nước thải (bể hóa chất trong trạm xử lý).
Câu hỏi thường gặp
Inox 316L có dùng cho bồn axit sunfuric được không?
Với H₂SO₄ đặc 93–98% ở nhiệt độ thường, inox 316L chịu được tương đối; nhưng axit sunfuric loãng ăn mòn inox rất mạnh. Khi nồng độ có thể thay đổi (pha loãng, hút ẩm), nên chọn cảm biến không tiếp xúc hoặc vật liệu PTFE/PFA.
Bồn axit HF dùng cảm biến mức nào?
Radar không tiếp xúc với ăng-ten bọc PTFE. Không dùng cảm biến áp suất màng gốm hay bất kỳ chi tiết thủy tinh, thạch anh nào vì HF ăn mòn silicat.
Cảm biến siêu âm có dùng cho bồn axit được không?
Được nếu vỏ cảm biến làm từ PVDF và hóa chất không bay hơi mạnh. Với axit bốc hơi (HCl đặc) hoặc bồn nóng, radar 80 GHz ổn định hơn vì ít bị ảnh hưởng bởi hơi và nhiệt độ.
Đo mức bồn NaOH có bọt nên dùng gì?
Bọt dày làm suy giảm tín hiệu siêu âm. Nên dùng radar dẫn sóng (que bọc PTFE) hoặc radar không tiếp xúc tần số cao, kết hợp công tắc mức cao độc lập.
Có cần cảm biến chống cháy nổ cho bồn hóa chất?
Cần nếu môi chất hoặc hơi của nó dễ cháy (dung môi, cồn…) và khu vực được phân vùng nguy hiểm. Axit, kiềm vô cơ thông thường không bắt buộc Ex, nhưng vẫn phải chịu ăn mòn.
Cần tư vấn cảm biến mức cho bồn hóa chất?
Gửi tên hóa chất, nồng độ, nhiệt độ, kích thước bồn và tín hiệu cần lấy – HOANTRANTDH đề xuất công nghệ và vật liệu phù hợp. Hotline/Zalo: 0879 848 668 · Email: sales@hoantrantdh.com.
Cần báo giá hoặc tư vấn kỹ thuật?
Để lại thông tin, kỹ sư HOANTRANTDH sẽ liên hệ trong giờ làm việc.
BÀI VIẾT LIÊN QUAN
SITRANS LR250 là radar đo mức 25 GHz 2 dây của Siemens: thông số, chọn anten, lắp đặt, đấu dây 4-20 mA HART, cài đặt Quick Start và lỗi thường gặp.
Levelflex FMP51 là radar dẫn sóng của Endress+Hauser: thông số, chọn đầu dò que, cáp hay đồng trục, đo mặt phân cách dầu/nước, lắp đặt, đấu dây và lỗi thường gặp.
Micropilot FMR60B là radar đo mức 80 GHz của Endress+Hauser: thông số, khi nào nên dùng, lắp đặt, đấu dây 4-20 mA HART, cài đặt bằng SmartBlue và lỗi thường gặp.