So sánh đầu dò đường kính nhỏ, cáp chìm và bảo vệ chống sét cho bộ truyền phát mức giếng sâu đến 500 m. Gửi thông số kỹ thuật giếng của bạn để được tư vấn miễn phí.
Bộ truyền phát mức giếng sâu là một thiết bị thủy tĩnh chìm dùng để đo mức chất lỏng hoặc độ sâu nước ngầm trong giếng, lỗ khoan và hồ chứa bằng cách chuyển đổi áp suất thủy tĩnh thành tín hiệu quy trình chuẩn hóa như 4-20 mA, RS-485 Modbus hoặc HART. Các mẫu giếng sâu có dải đo lên đến 500 m với độ chính xác điển hình 0,5% FS (có thể đạt 0,25% FS), và các biến thể lỗ khoan hẹp sử dụng đầu dò nhỏ tới 16 mm đường kính để lọt qua giếng 2 inch. WELK sản xuất bộ truyền phát mức lỗ khoan đường kính nhỏ, bộ truyền phát mức giếng sâuvà bộ truyền phát chìm có cáp bọc thép được thiết kế cho loại nhiệm vụ này.
Bồn chứa là một bình kín, dễ tiếp cận. Giếng là một lỗ hẹp, sâu, thường không được lót trong lòng đất. Sự khác biệt này ảnh hưởng đến hầu hết các quyết định thiết kế.
Tiếp cận vật lý. Lỗ khoan 2 inch có đường kính trong khoảng 50,8 mm, nhưng phải chứa đầu dò, cáp và đôi khi là ống nhúng để bơm. Điều này dẫn đến nhu cầu về đầu dò đường kính nhỏ trong khoảng 16-22 mm. Đầu dò bồn chứa tiêu chuẩn 27 mm sẽ không vừa. Ngay cả trong lỗ khoan 4 inch (khoảng 100 mm ID), đầu dò phải đi qua các khớp nối, phần lưới lọc và các sai lệch tiềm ẩn trong ống chống mà không bị vướng.
Độ sâu và chiều dài cáp. Bộ truyền phát mức bồn chứa hiếm khi vượt quá vài mét ngập nước. Giếng sâu có thể từ hàng chục đến hàng trăm mét. Giếng 300 m đòi hỏi cáp 300 m, và việc chọn cáp — loại thông hơi, bọc thép, tương thích tín hiệu — trở thành quyết định kết cấu, không phải phụ kiện. Điện trở cáp, điện dung và độ bền kéo đều quan trọng ở chiều dài đó.
Nguyên tắc hạn chế của phương pháp đo. Cảm biến mức radar và siêu âm, hoạt động tốt trên bể chứa, thường không thực tế trong giếng. Radar dẫn sóng yêu cầu thanh hoặc cáp dò đủ dài để bao phủ toàn bộ dải đo, điều này tốn kém và khó lắp đặt về mặt vật lý trong lỗ khoan sâu, hẹp. Radar không tiếp xúc không thể nhìn thấy mục tiêu một cách đáng tin cậy qua đỉnh của ống chống đường kính nhỏ, và cảm biến siêu âm mất độ chính xác trên dải đo dài và trong cột không khí ẩm, nhiễu động của giếng. Bộ truyền phát thủy tĩnh chìm không bị ảnh hưởng bởi bọt, hơi, ngưng tụ hoặc độ sâu — đó là lý do chúng chiếm ưu thế trong ứng dụng này. Đối với các nhiệm vụ liên quan trong trạm bơm nâng và hồ chứa, xem hướng dẫn đo mức nước và nước thải của WELK.
Mức độ khắc nghiệt của môi trường. Giếng chịu ảnh hưởng của hóa học nước ngầm, phù sa, bám bẩn sinh học, và ở các địa điểm xa xôi, quá độ do sét gây ra trên các đường cáp dài. Một bộ truyền phát bể chứa bắt vít vào vòi phun không phải đối mặt với cáp dài 300 m hoạt động như ăng-ten trong cơn bão. Các yếu tố môi trường này thúc đẩy nhu cầu về vỏ bọc chắc chắn, bịt kín IP68, bảo vệ ống thông hơi và chống sét lan truyền.
Bộ truyền phát mức thủy tĩnh đo áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng phía trên màng của nó. Mối quan hệ chi phối là:
P = ρ × g × h
Trong đó P là áp suất thủy tĩnh tính bằng pascal, ρ là mật độ chất lỏng tính bằng kg/m³, g là gia tốc trọng trường (9,81 m/s²), và h là chiều cao chất lỏng tính bằng mét. Sắp xếp lại, chiều cao đo được là h = P / (ρ × g).
Vì đầu dò nhạy cảm với áp suất tổng — cột chất lỏng cộng với áp suất khí quyển trên bề mặt — bộ truyền phát phải trừ đi thành phần khí quyển. Đây là lý do tại sao đầu dò chìm sử dụng cáp thông hơi với ống mao dẫn tích hợp truyền áp suất chuẩn từ đầu nối thông hơi trên bề mặt xuống mặt sau của màng cảm biến. Áp suất khí quyển chuẩn loại bỏ hiện tượng trôi do khí áp, do đó đầu ra chỉ phản ánh chiều cao cột chất lỏng. Cảm biến đo áp suất kín (không thông hơi) sẽ bị trôi theo mỗi thay đổi thời tiết và không nên dùng để theo dõi mực nước giếng.
Mật độ là một yếu tố quan trọng khác. Đầu dò hiệu chuẩn cho nước (1.000 kg/m³) sẽ đọc thấp 20% trong dung dịch muối 1.200 kg/m³ và cao 5% trong chất lỏng quy trình 950 kg/m³. Đối với giếng, môi trường thường là nước ngầm, nên hiệu chuẩn theo nước là tiêu chuẩn – nhưng nếu giếng chứa nước muối, nước rỉ rác hoặc vệt nước ngầm ô nhiễm, mật độ thực tế phải được nhập vào tính toán hoặc bộ truyền phải được hiệu chuẩn tại nhà máy cho chất lỏng đó. bộ truyền mức thủy tĩnh chìm của WELK có sẵn với hiệu chuẩn mật độ tùy chỉnh và nhiều loại vật liệu màng cho nước ngầm ăn mòn.
Kích thước quan trọng nhất là đường kính ngoài của đầu dò so với chỗ thắt nhỏ nhất trong giếng – thường là ống chống, lưới lọc giếng hoặc khớp nối ren. Theo nguyên tắc chung:
Khoảng hở không phải là tùy chọn. Một đầu dò vừa với vỏ ống trên giấy tờ vẫn có thể bị kẹt tại mối nối lệch, cặn khoáng, hoặc chỗ cong nhẹ của vỏ ống. Việc chọn đầu dò lớn nhất vẫn đảm bảo khoảng hở với mọi vật cản giúp tối đa hóa diện tích màng, cải thiện độ chính xác và giảm độ nhạy với tắc nghẽn.
Đầu dò nổi hoặc trôi sẽ tạo ra chỉ số mức sai. Mọi bộ truyền phát áp suất chìm giếng khoan phải được gắn đối trọng đáy bằng thép không gỉ — thường là thép không gỉ 316L, từ khoảng 0,5 kg cho giếng nông đến 2-3 kg cho giếng sâu hoặc giếng có dòng chảy — để giữ đầu dò neo ở độ sâu đo chính xác. Đối trọng cũng giữ cáp ở trạng thái căng, tránh cuộn và mài mòn vào vỏ ống. Trên các cấu hình bộ truyền phát mức giếng sâu , WELK định mức điểm treo cho toàn bộ cụm đầu dò và đối trọng để cáp không bao giờ phải chịu tải của riêng đối trọng nặng.
Lựa chọn cáp là quyết định về độ tin cậy, và đối với giếng khoan, nên được thực hiện ở giai đoạn đặc tả kỹ thuật:
Cần lưu ý rằng mao dẫn thông hơi là hệ thống "thở" của đầu dò. Nếu nó bị đầy nước, tham chiếu khí quyển sẽ mất và số đọc bị trôi. Đầu nối cáp tại bề mặt phải được giữ trên mức ngập lụt tiềm ẩn và được trang bị chất hút ẩm — điểm này sẽ được nhắc lại trong phần lắp đặt.
Chiều dài cáp cơ học và tầm đo điện tử thường có cùng con số trong giếng, nhưng chúng không phải là cùng một thông số kỹ thuật. Giếng 200 m cần cáp dài 200 m; tầm đo của máy phát nên là cột nước tối đa dự kiến phía trên đầu dò, không phải toàn bộ độ sâu giếng. Nếu đầu dò được treo cách mực nước tối thiểu dự kiến 5 m, máy phát có tầm đo 200 m sẽ đo cột áp 195 m giữa đầu dò và mực nước tối đa. Xác định tầm đo quá cao làm giảm độ phân giải và độ chính xác, vì vậy hãy khớp tầm đo với cột chất lỏng thực tế — sau đó xác nhận cáp có thể chạm điểm lắp đặt thấp nhất với biên dự phòng.
Đường cáp dài thêm điện trở và điện dung có thể làm suy giảm tín hiệu:
Một cáp dài thẳng đứng từ đầu dò sâu trong lòng đất đến bộ điều khiển trên bề mặt thực chất là một ăng-ten thu sét. Ngay cả khi không bị sét đánh trực tiếp, sét đánh gần đó cũng cảm ứng xung kilovolt trên cáp, phá hủy các bộ truyền không được bảo vệ tại màng ngăn và tầng đầu vào của PLC hoặc RTU. Bảo vệ là bắt buộc, không phải tùy chọn:
Cùng một đầu dò cơ bản được triển khai trong hai chế độ rất khác nhau:
Giám sát nước ngầm thường là từ xa, chạy bằng pin hoặc năng lượng mặt trời, và băng thông thấp. Dữ liệu mức được ghi lại bởi bộ ghi dữ liệu và truy vấn qua telemetry — LoRa, NB-IoT, GPRS/4G, hoặc vệ tinh — với khoảng thời gian từ vài phút đến vài ngày. Ngân sách năng lượng là ràng buộc chính, vì vậy bộ truyền phát phải là vòng lặp công suất thấp hoặc cảm biến kỹ thuật số 3.3-5 V, và cáp phải được đánh giá cho ngập nước vĩnh viễn mà không cần bảo trì. Độ chính xác 0.5% FS thường đủ cho phân tích xu hướng tầng chứa nước; ổn định điểm không dài hạn và tuổi thọ pin quan trọng hơn độ phân giải.
Nhiệm vụ bể chứa công nghiệp được cấp nguồn liên tục, có hệ thống điều khiển gần đó, và thường yêu cầu vòng lặp 4-20 mA với chẩn đoán HART, độ chính xác cao hơn (0.25% FS), và vật liệu phù hợp với quy trình. Đầu giếng hoặc lỗ khoan trong nhà máy (ví dụ, giếng khai thác cấp cho dây chuyền xử lý) là một dạng lai: cần đầu dò dạng giếng nhưng giao thức đầu ra công nghiệp.
Trước khi đặc tả, hãy làm việc qua danh sách kiểm tra RFQ của WELK cho bộ truyền mức thủy tĩnh — nó bao gồm các câu hỏi (mật độ, dải đo, chiều dài cáp, hóa chất môi trường, và nguồn điện) quyết định giữa đầu dò giám sát nước ngầm và bộ truyền bể công nghiệp.
| Ứng dụng | Đường kính đầu dò | Dải đo điển hình | Độ chính xác | Tín hiệu ra | Cáp | Phù hợp nhất cho |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Lỗ khoan 2 inch | 16-22 mm | 0-10 m đến 0-100 m | 0.5% FS | 4-20 mA / RS-485 | PUR có lỗ thông hơi; đường kính nhỏ | Giám sát nước ngầm; áp kế; giếng nông |
| Lỗ khoan 4 inch | 22-27 mm | 0-30 m đến 0-200 m | 0.5% FS | 4-20 mA / RS-485 / HART | PUR có lỗ thông hơi hoặc bọc thép | Giếng quan trắc; giếng thoát nước |
| Giếng sâu (100-500 m) | 22-27 mm | 0-200 m đến 0-500 m | 0.25-0.5% FS | 4-20 mA / HART | Bọc thép có lỗ thông hơi; có cáp chịu lực | Giếng cấp nước; thoát nước mỏ |
| Hồ chứa hở | 27 mm+ | 0-5 m đến 0-100 m | 0.5% FS | 4-20 mA / RS-485 | Có lỗ thông hơi tiêu chuẩn | Mực nước hồ chứa và ao; trữ nước |
| Mạng lưới nước ngầm | 16-22 mm | 0-10 m đến 0-100 m | 0.5% FS | RS-485 / SDI-12; công suất thấp | PUR có lỗ thông hơi | Giám sát tầng chứa nước đa điểm; đo xa |
Để so sánh sâu hơn giữa các công nghệ cảm biến cho dịch vụ nước và nước thải, bao gồm khi đầu dò giếng hoạt động tốt hơn radar hoặc siêu âm, hãy xem hướng dẫn của WELK về hướng dẫn lựa chọn cảm biến đo mức nước và nước thải. Nếu giếng của bạn cấp cho hồ chứa hoặc bể chứa thay vì đường ống quy trình, trang ứng dụng giếng và hồ chứa sẽ trình bày toàn bộ chuỗi đo lường.
Phương pháp treo. Chỉ hạ đầu dò trên chính cáp thông hơi khi cáp được định mức để treo và được lắp với bộ phận chịu lực. Đối với giếng sâu, một dây treo thép không gỉ riêng hoặc dây Kevlar chịu tải cơ học, và cáp điện được buộc vào đó ở các khoảng cách 1-3 m. Điều này ngăn cáp giãn và đầu nối bị căng khi thả xuống 200 m.
Đối trọng đáy. Gắn một đối trọng thép không gỉ 316L có kích thước phù hợp với điều kiện dòng chảy — nhẹ cho nước ngầm tĩnh, nặng hơn cho giếng có bơm hút hạ mực nước tích cực khi dòng chảy vào có thể nâng đầu dò lên. Xác nhận điểm chuẩn đo bằng không: màng đo nằm ở một khoảng cách cố định phía trên đầu đối trọng, vì vậy ghi lại khoảng cách này trong quá trình vận hành thử để tính toán chính xác độ sâu đến mực nước.
Tránh lớp bùn lắng. Trầm tích lơ lửng và vật liệu giếng sụp lở tích tụ ở đáy giếng. Treo đầu dò ở điểm sâu nhất có thể nhưng cách mực trầm tích dự kiến ít nhất 0,5-1 m để bảo vệ màng đo khỏi bị vùi lấp và tắc nghẽn, trong khi khe hở giữa màng đo và trầm tích vẫn thông thoáng.
Kỷ luật ống thông hơi. Đầu cuối cáp thông hơi phải nằm trong một hộp khô, được đặt cao, có hộp mực hút ẩm. Nếu nắp thông hơi bị ngập hoặc chất hút ẩm bão hòa, nước sẽ thấm xuống mao dẫn và mất tham chiếu áp suất khí quyển — đây là lỗi kinh điển "trôi chậm trong nhiều tuần". Thay chất hút ẩm theo lịch bảo trì, thường là 3-6 tháng một lần ở khí hậu ẩm.
Làm ướt cảm biến trước khi kiểm tra tín hiệu. Không thể kiểm tra đầu dò thủy tĩnh trong không khí. Vận hành thử với đầu dò ngập ở độ sâu đã biết, hoặc sử dụng máy thử áp suất chuẩn/đối trọng đã hiệu chuẩn trên màng đo. Xác minh điểm 4 mA ở mức không và khoảng đo với cột nước đã biết, sau đó ghi lại điểm không sau khi lắp đặt.
Đầu dò chìm trong giếng hỏng theo những cách có thể dự đoán, và hầu hết các hỏng hóc đều có thể phòng ngừa:
Một kế hoạch bảo trì thực tế là thu hồi, làm sạch, kiểm tra và hiệu chuẩn lại các bộ truyền phát giếng khoan mỗi 12-24 tháng tùy thuộc vào hóa học nước và lịch sử bám bẩn. Ghi lại mỗi lần thu hồi để xu hướng trôi có thể nhìn thấy trước khi chúng trở thành lỗi quy trình.
Sự khác biệt giữa bộ truyền phát mức giếng sâu và bộ truyền phát mức lỗ khoan là gì? Chúng hoạt động trên cùng nguyên lý thủy tĩnh; sự khác biệt là kiểu dáng và định mức. Bộ truyền phát mức lỗ khoan là biến thể đường kính nhỏ (16-22 mm) được thiết kế cho giếng quan trắc 2 inch và 4 inch, thường có dải đo 10-100 m. Bộ truyền phát mức giếng sâu được chế tạo cho dải đo lên đến 500 m, với cáp thông hơi bọc thép dài hơn, định mức treo nặng hơn, và thường có bảo vệ chống sét cho đường cáp dài hơn.
Bộ truyền phát mức 4-20 mA có thể hoạt động trong giếng 300 m không? Có. Vòng lặp dòng điện 4-20 mA miễn nhiễm với sụt áp dọc theo cáp, vì vậy một vòng lặp được cấp nguồn đúng cách mang tín hiệu đáng tin cậy cho hàng trăm mét. Xác nhận điện áp cung cấp vẫn trên mức tối thiểu của bộ truyền phát (khoảng 9 V DC) ở đầu xa và tổng điện trở vòng lặp — cáp cộng với bất kỳ thiết bị chỉ thị nào — nằm trong ngân sách 4-20 mA / HART.
Làm thế nào để bảo vệ bộ truyền phát mức giếng khỏi sét đánh? Sử dụng ba lớp: mô-đun bảo vệ chống sét tích hợp trên chính bộ truyền phát, thiết bị bảo vệ chống sét đường truyền (SPD) ở đầu điều khiển của cáp 4-20 mA hoặc RS-485, và nối đất một điểm đúng cách với điện trở đất thấp (thường dưới 4 Ω). Nối đất màn chắn cáp tại một điểm xác định để tránh vòng lặp đất.
Tại sao chỉ số của đầu dò chìm của tôi trôi chậm theo thời gian? Nguyên nhân phổ biến nhất là nước xâm nhập vào ống thông hơi qua đầu thông hơi bị ngập hoặc hỏng, phá hủy tham chiếu khí quyển. Kiểm tra và làm khô nắp thông hơi, thay chất hút ẩm, và kiểm tra cáp xem có vết cắt không. Nếu độ trôi tiếp tục, màng cảm biến có thể bị bám bẩn hoặc tế bào đo áp suất có thể cần hiệu chuẩn lại.
Máy phát mức thủy tĩnh chìm có thể đo sâu đến mức nào? Máy phát giếng sâu tiêu chuẩn của WELK bao phủ dải đo lên đến 500 m (có thể tùy chỉnh dải đo), với độ chính xác 0,25-0,5% FS. Giới hạn thực tế là chiều dài cáp và cơ chế lắp đặt hơn là cảm biến áp suất, đó là lý do tại sao lớp giáp cáp và định mức treo được chỉ định cùng với dải đo.
Việc chọn máy phát mức giếng sâu phù hợp phụ thuộc vào bốn con số: độ sâu giếng, đường kính lỗ khoan, cột nước dự kiến và hóa học môi trường. Gửi bốn giá trị đó cho kỹ sư của WELK tại sales@level-meters.com hoặc qua biểu mẫu yêu cầu, và nhận đề xuất miễn phí về đường kính đầu dò, dải đo, giao thức đầu ra, loại cáp và bảo vệ chống sét — với báo giá cho cấu hình giếng chính xác của bạn. Để biết thông số kỹ thuật của các sản phẩm được thảo luận ở đây, hãy truy cập trang sản phẩm máy phát mức giếng sâu hoặc xem xét các quy trình nhà máy và kiểm soát chất lượng của WELK trước khi bạn mua.
Submersible deep-well level transmitter with long cable, IP68 probe and output selected for groundwater or reservoir monitoring.
Small-diameter hydrostatic level transmitter for narrow boreholes, monitoring tubes and restricted-access wells.
Submersible hydrostatic level transmitter for wells, reservoirs, tanks and water projects with cable length and output configured by depth.
Send drawings, dimensions, material, environment or operating conditions, and we will help confirm the right specification.
Uploaded reference files are included with the inquiry. For larger CAD packages, reply to the confirmation email or send them here:
Our team typically replies within 24 giờ.
