Matsushima Measure Tech Vietnam: Giải pháp radar đo mức cho công nghiệp

Tóm tắt nhanh:

Matsushima Measure Tech (Nhật Bản, thành lập 1946) cung cấp radar đo mức thế hệ 3 dòng MWLM-FM79 (77–81 GHz FMCW, tầm đo đến 120 m, độ chính xác ±3 mm) và MWLM-PR26 (26 GHz Pulse Radar, tầm đo đến 70 m, hỗ trợ HART). Thiết kế không tiếp xúc, IP67, nhiệt độ quá trình đến 200°C, phù hợp cho silo xi măng, khai khoáng, hóa chất và năng lượng. AUMI là nhà phân phối chính hãng tại Việt Nam.

Matsushima Measure Tech là nhà sản xuất thiết bị đo mức và giám sát quá trình công nghiệp đến từ Nhật Bản với gần 80 năm kinh nghiệm. Hãng được biết đến với các giải pháp radar đo mức không tiếp xúc dành cho silo, bồn chứa và môi trường công nghiệp khắc nghiệt, phục vụ các ngành xi măng, luyện kim, hóa chất, năng lượng và khai khoáng.

Bài viết này cung cấp thông tin kỹ thuật được đối chiếu trực tiếp với Instruction Manual chính hãng (MWLM-FM79 Rev.4 Oct 2024; MWLM-PR26C/H Rev.5 May 2024), hướng dẫn lựa chọn model phù hợp và các lưu ý lắp đặt thực tế.

1. Matsushima Measure Tech là gì? Tổng quan hãng

Matsushima Measure Tech Co., Ltd. được thành lập năm 1946 tại Kitakyushu, Fukuoka, Nhật Bản với tư cách là một văn phòng thiết kế máy móc. Qua gần 80 năm phát triển, hãng trở thành nhà sản xuất chuyên biệt về cảm biến đo mức radar, giám sát bụi, thiết bị an toàn băng tải và bộ phát hiện vị trí cho máy móc hạng nặng.

CEO hiện tại – ông Noritoshi Ikeda – từng làm kỹ sư vận hành thiết bị y tế cao cấp hơn 10 năm trước khi lãnh đạo Matsushima. Kinh nghiệm này định hình cam kết của hãng về độ tin cậy 24/7 và tốc độ hỗ trợ kỹ thuật – thể hiện qua tuyên ngôn “First-Call Company”: trở thành đối tác kỹ thuật đầu tiên mà khách hàng liên hệ khi gặp sự cố.

Matsushima tập trung vào 5 nhóm sản phẩm chính: (1) cảm biến đo mức vật liệu rắn và bột, (2) cảm biến đo mức chất lỏng, (3) thiết bị giám sát bụi, (4) thiết bị an toàn băng tải, và (5) thiết bị phát hiện vị trí cho máy móc hạng nặng như cần trục và máy xếp dỡ.

AUMI là nhà phân phối chính hãng Matsushima tại Việt Nam, cung cấp tư vấn kỹ thuật, thiết bị chính hãng và dịch vụ hỗ trợ sau bán hàng trên toàn quốc.

2. Nguyên lý đo mức radar – Radar đo mức khác gì siêu âm?

Radar đo mức (radar level transmitter) sử dụng sóng điện từ tần số cao (microwave/millimeter wave) phát về phía bề mặt vật liệu, thu lại tín hiệu phản xạ và tính khoảng cách dựa trên thời gian hoặc tần số lệch của sóng. Không có bộ phận cơ khí chuyển động, không tiếp xúc trực tiếp với vật liệu đo – đây là ưu điểm cốt lõi trong môi trường bụi, hơi và nhiệt độ cao.

Matsushima cung cấp hai công nghệ radar chính: FMCW ở dải 77–81 GHz (thường gọi tắt là “80 GHz”, thế hệ 3) và Pulse Radar ở dải 26 GHz. Mỗi công nghệ có đặc điểm riêng về tầm đo, góc chùm tia và chi phí.

2.1. Nguyên lý FMCW – Dải 77–81 GHz (MWLM-FM79)

Trong phương pháp FMCW (Frequency-Modulated Continuous Wave), bộ phát liên tục phát sóng điện từ đồng thời biến điệu tần số theo chu kỳ tuyến tính. Khi sóng phản xạ trở về, tín hiệu thu được lệch tần số (Δf) so với tín hiệu phát tại thời điểm nhận; độ lệch này tỷ lệ với thời gian truyền sóng khứ hồi, từ đó tính ra khoảng cách. Phương pháp FMCW mang lại độ phân giải và độ chính xác cao hơn Pulse Radar trong cùng tầm đo, đặc biệt với vật liệu bề mặt phức tạp hoặc điện môi thấp.

2.2. Nguyên lý Pulse Radar – 26 GHz (MWLM-PR26)

Pulse Radar phát từng xung ngắn rời rạc với chu kỳ cố định 83 ms và đo thời gian từ lúc phát đến lúc nhận tín hiệu phản xạ (Time-of-Flight). Công nghệ này đã được chuẩn hóa rộng rãi, chi phí thấp hơn FMCW và phù hợp với ứng dụng đo chất lỏng hoặc vật liệu rời yêu cầu độ chính xác vừa phải. Dòng PR26 hỗ trợ HART, thuận tiện tích hợp với hệ thống DCS/SCADA hiện có.

3. Thông số kỹ thuật dòng radar đo mức Matsushima

Matsushima hiện cung cấp hai dòng radar đo mức chính: MWLM-FM79 (77–81 GHz FMCW, thế hệ 3) và MWLM-PR26 (26 GHz Pulse Radar, bao gồm các model dòng C và H cho chất lỏng, H3 và H7 cho bột). Ngoài ra còn có dòng thiết bị chuyên dụng đo mức lò cao/kim loại nóng chảy và dòng đo mực nước sông được UNIDO công nhận.

(#1) Điều kiện đo tiêu chuẩn: hệ số điện môi (ε) ≥ 2, nhiệt độ thường (23°C ± 2°C đối với FM79; 15°C đối với PR26), ăng-ten vuông góc bề mặt, không có bụi lơ lửng/hơi nước/bọt khí. Khi khoảng cách < 1,1 m (FM79): ±10 mm với Ver.S03/F03, ±20 mm với Ver.S06/F06/S12/F12. Sai số analog FM79 (10 μA) và sai số nhiệt độ (±6,4 μA/10°C, tối đa ±48 μA) không bao gồm trong thông số độ chính xác trên.

(#2) HART: Cả dòng MWLM-PR26C và MWLM-PR26H đều hỗ trợ HART, yêu cầu điện trở vòng lặp tối thiểu 250 Ω ở phía nguồn cấp. MWLM-FM79 không hỗ trợ HART – giao tiếp trường chỉ qua Bluetooth 5.0.

(#3) Nhiệt độ môi trường FM79: khi nhiệt độ quá trình > 80°C, dải nhiệt độ môi trường cho phép sẽ giảm theo biểu đồ Fig.2 trong Instruction Manual. LCD tắt khi nhiệt độ môi trường > 70°C.

Nguồn: Instruction Manual MWLM-FM79 (TMMFM-001E Rev.4, Oct 9, 2024); Instruction Manual MWLM-PR26C/H (TMWLM-008E Rev.5, May 8, 2024); global.matsushima-m-tech.com.

3.1. MWLM-FM79 – Tính năng nổi bật

•     Góc chùm tia hẹp khoảng 4° (−3 dB, side beam khoảng 8°): cho phép đo trong silo hẹp và bình có cấu trúc nội bộ phức tạp – nơi radar 26 GHz với góc rộng hơn dễ bị nhiễu do phản xạ cạnh.
•     Tần số 77–81 GHz cải thiện độ phản xạ với vật liệu điện môi thấp (clinker, hạt nhựa, bột xi măng, bột than) so với các dòng 26 GHz thế hệ cũ. Điều kiện đo tiêu chuẩn vẫn yêu cầu ε ≥ 2 theo Instruction Manual.
•     Cảnh báo bám dính ăng-ten (Adhesion Alarm – patent Matsushima): phát hiện lớp bám qua tín hiệu beat trên đường 4–20 mA, không cần thêm dây tín hiệu riêng. Cũng dùng tín hiệu beat này để nhắc lịch bảo trì đã cài đặt.
•     Purge không khí 360°: vòng slit bao quanh toàn bộ bề mặt ăng-ten lens, lưu lượng khoảng 200 L/min ở 0,1 MPa – ngăn bụi và hơi bám vào ăng-ten. Áp suất purge khuyến nghị bằng áp suất bình + 0,1 MPa.
•     Kết nối không dây Bluetooth 5.0 qua ứng dụng FM79 Smart Com: phạm vi ~10 m thông thoáng, cài đặt tham số và giám sát từ PC/smartphone/tablet mà không cần dây truyền thông riêng. Module Bluetooth tích hợp được chứng nhận thiết bị đặc định công suất thấp (số 001-A19642) theo Radio Act Nhật Bản.
•     Nhiệt độ quá trình đến 200°C (ăng-ten PEEK): đáp ứng lò sấy, buồng đốt và bình áp lực nhiệt độ cao.
•     Tính năng Compass: xác định góc và hướng lắp đặt của thiết bị – hỗ trợ phục hồi nhanh sau bảo trì mà không mất cài đặt góc ban đầu.

4. Ứng dụng thiết bị Matsushima trong công nghiệp

Cảm biến đo mức Matsushima được triển khai trong các ứng dụng đòi hỏi đo liên tục không tiếp xúc ở điều kiện môi trường khắc nghiệt – nơi cảm biến tiếp xúc như vibrating fork hay rotary paddle gặp khó khăn về tuổi thọ hoặc độ ổn định.

4.1. Ngành xi măng và vật liệu xây dựng

Silo xi măng, silo clinker và bunker than là ứng dụng điển hình nhất. Môi trường đặc trưng gồm bụi xi măng dày đặc, độ ẩm cao khi tháo dỡ và nhiệt độ clinker có thể đạt 100–150°C. Góc chùm tia hẹp 4° của MWLM-FM79 cải thiện độ ổn định tín hiệu với vật liệu bột mịn so với radar tần số thấp hơn.

•     Giám sát mức clinker liên tục trong silo để kiểm soát lưu lượng cấp liệu vào máy nghiền xi măng, tránh nghiền rỗng hoặc quá tải.
•     Đo mức than liên tục trong bunker cấp liệu lò nung, ngăn ngừa tình trạng nạp quá mức gây tràn hoặc thiếu nguyên liệu làm gián đoạn quá trình nung.
•     Đo mức vôi sống và bột đá trong silo có bề mặt vật liệu không phẳng – tính năng đo vật liệu điện môi thấp của MWLM-FM79 giúp duy trì tín hiệu ổn định trong điều kiện mà các dòng radar 26 GHz thế hệ cũ thường mất tín hiệu phản xạ.

4.2. Ngành luyện kim và khai khoáng

Matsushima cung cấp dòng radar FMCW chuyên dụng để đo mức nguyên liệu lò cao, kim loại nóng chảy và xỉ luyện thép – đây là dòng thiết bị cao cấp hơn MWLM-FM79 tiêu chuẩn, thiết kế riêng cho môi trường nhiệt độ và áp suất cực cao.

•     Đo mức quặng trong giếng thẳng đứng (shaft): bụi nhiều, rung động lớn – radar không tiếp xúc là giải pháp bền vững.
•     Giám sát mức liệu trong lò điện hồ quang (EAF): nhiệt độ bức xạ cực cao và khói kim loại đòi hỏi đo hoàn toàn không tiếp xúc từ khoảng cách an toàn – Matsushima cung cấp dòng radar FMCW chuyên dụng cho ứng dụng nhiệt độ cực hạn này.
•     Phát hiện tắc nghẽn máy nghiền sơ cấp (crusher plugging): chu kỳ đo 83 ms của PR26 hoặc khoảng 0,4 s của FM79 đủ để cảnh báo kịp thời trước khi tràn vật liệu.

4.3. Ngành hóa chất và năng lượng

•     Bồn chứa hóa chất và dung môi: flange của MWLM-FM79 Ver.S và Ver.B là SCS14A (tương đương SUS316, theo Instruction Manual Rev.4) có khả năng chịu ăn mòn vừa phải, tuy nhiên housing PBT có giới hạn về tương thích hóa chất. Instruction Manual của Matsushima cảnh báo không vận hành trong môi trường có NH₃, SO₂ hoặc Cl₂ đậm đặc; đặc biệt với PR26 ăng-ten PTFE (model C1) có thể bị thấm qua bởi H₂S, HCl, HF. Cần xác nhận tính tương thích vật liệu toàn diện trước khi triển khai trong ứng dụng hóa chất cụ thể.
•     Bồn biogas: sóng radar không bị suy giảm bởi thành phần hỗn hợp khí CH₄/CO₂ bên trong bình, duy trì độ chính xác đo ổn định ngay cả khi áp suất biến động (áp suất cho phép MWLM-FM79: tối đa 490 kPa tuyệt đối).
•     Silo than tại nhà máy điện: giám sát tồn kho than không tiếp xúc trong điều kiện bụi than cực nặng, nơi cảm biến tiếp xúc nhanh hỏng do mài mòn và bám bụi, ảnh hưởng nghiêm trọng đến kế hoạch cấp nhiên liệu cho tổ máy.
•     Bồn chứa nhựa hạt (hệ số điện môi thấp ε ≈ 2–3): đây là ứng dụng thể hiện rõ nhất ưu thế của MWLM-FM79 – tần số 77–81 GHz cho công suất phản xạ cao hơn so với radar 26 GHz trên cùng loại vật liệu, giúp duy trì đo ổn định kể cả khi bề mặt hạt nhựa không phẳng.

4.4. Quan trắc mực nước sông và cảnh báo lũ

Dòng MWLM chuyên quan trắc mực nước sông sử dụng nguyên lý radar không tiếp xúc – lắp phía trên mặt nước mà không cần nhúng chìm, vận hành ổn định 24/7 ngay cả trong điều kiện bão và mưa lớn. Theo cơ sở dữ liệu công nghệ của UNIDO (itpo-tokyo.unido.org), dòng MWLM Series Radar River Water Level Transmitter của Matsushima được công nhận là giải pháp quan trắc tiên tiến cho hệ thống cảnh báo lũ trực tuyến thời gian thực, đã được triển khai tại nhiều vị trí quan trắc trên các con sông tại Nhật Bản.

5. Hướng dẫn chọn model radar đo mức Matsushima phù hợp

Việc chọn đúng model phụ thuộc vào bốn yếu tố chính: (1) loại vật liệu cần đo, (2) kích thước và hình dạng bình chứa, (3) tầm đo yêu cầu, và (4) điều kiện môi trường gồm nhiệt độ quá trình, áp suất, bụi và hơi.

5.1. Lưu ý quan trọng khi lắp đặt

•     Vùng chết (dead zone/blind range): MWLM-FM79 Ver.S có vùng chết 0,3 m; Ver.F là 0,4 m; Ver.B là 0,7 m – tính từ mặt tham chiếu ăng-ten xuống phía dưới. Khi vật liệu có khả năng dâng vào vùng chết, cần lắp thêm ống ngắn (short pipe) tại miệng kết nối; Instruction Manual cung cấp bảng kích thước ống khuyến nghị theo từng Version (ví dụ: ống φ150 mm, chiều dài tối đa 600 mm khi lắp thẳng đứng).
•     Góc lắp đặt: điều chỉnh ăng-ten vuông góc tối đa với bề mặt vật liệu. MWLM-FM79 Ver.S có cơ cấu swiveling flange (JIS10K100A) cho phép hiệu chỉnh góc sau lắp đặt mà không cần tháo toàn bộ thiết bị. Tính năng Compass hỗ trợ xác nhận góc lắp từ xa qua Bluetooth.
•     Tránh vùng phản xạ cạnh: không để cấu kiện kim loại (cầu thang, ống dẫn, thanh bổ trợ) lọt vào trong vùng chùm tia 4° của MWLM-FM79 hoặc góc tương ứng của MWLM-PR26.
•     Purge không khí: kết nối đường khí sạch khô (CDA hoặc N₂) vào cổng purge khi vận hành trong môi trường bụi nặng hoặc hơi có nguy cơ ngưng tụ. Áp suất purge = áp suất bình + 0,1 MPa.
•     Môi trường hóa chất ăn mòn: cả hai dòng đều không vận hành được trong môi trường có NH₃, SO₂, Cl₂ – cần xác nhận tính tương thích vật liệu trước khi ứng dụng hóa chất cụ thể. Đặc biệt với PR26, ăng-ten PTFE có thể bị thấm qua bởi H₂S, HCl, HF theo cảnh báo trong Manual.
•     Độ rung: thiết bị phải được lắp đặt trên bệ hoặc mặt bích cứng vững, cách ly với nguồn rung động lớn từ máy nghiền, máy sàng hoặc thiết bị cơ khí lân cận. Rung động quá mức không chỉ ảnh hưởng đến độ chính xác đo mà còn gây mỏi mối ghép cơ khí và giảm tuổi thọ kết nối cáp.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Q1. MWLM-FM79 đo được vật liệu gì? Có đo bột mịn không?

Có. Dòng MWLM-FM79 (77–81 GHz FMCW) được tối ưu cho vật liệu hệ số điện môi thấp (ε ≥ 2) như clinker, bột xi măng, bột than, hạt nhựa. Điều kiện đo tiêu chuẩn theo Instruction Manual Rev.4.

Q2. Tầm đo tối đa của MWLM-FM79 là bao nhiêu?

Tầm đo tối đa của MWLM-FM79 phụ thuộc vào phiên bản cụ thể. Phiên bản Ver.S đạt đến 30 m với độ chính xác ±3 mm, Ver.F đạt đến 60 m với độ chính xác ±5 mm, còn Ver.B có thể đo được đến 120 m với độ chính xác ±10 mm. Vùng chết (dead zone) dao động từ 0,3 m đến 0,7 m tùy theo phiên bản.

Q3. MWLM-PR26 có hỗ trợ HART không?

Có. Cả dòng PR26C và PR26H đều hỗ trợ HART (yêu cầu điện trở vòng lặp ≥ 250 Ω). MWLM-FM79 không hỗ trợ HART, sử dụng Bluetooth 5.0 thay thế.

Q4. Radar Matsushima có cần hiệu chuẩn định kỳ không?

Không bắt buộc trong điều kiện vận hành bình thường. MWLM-FM79 có tính năng Adhesion Alarm (cảnh báo bám dính ăng-ten) qua tín hiệu 4–20 mA để nhắc lịch bảo trì.

Q5. MWLM-FM79 có những chứng chỉ gì?

MWLM-FM79 được chứng nhận là thiết bị điện tử đặc định công suất thấp theo Japan Radio Act với số chứng nhận 001-A19642 dành cho module Bluetooth 5.0. Sóng radar tần số 77–81 GHz tuân thủ quy định về thiết bị băng tần millimeter wave. Ngoài ra, thiết bị đạt chuẩn bảo vệ IP67 theo Instruction Manual.

Liên hệ AUMI để được tư vấn lựa chọn thiết bị Matsushima phù hợp

📞 0917 991 589 | 📧 [email protected] | 🌐 https://aumi.com.vn

Địa chỉ văn phòng:

• Hà Nội: B44 lô nhà vườn khu đô thị Việt Hưng, phường Việt Hưng.
• TP. Hồ Chí Minh: Tầng 2, tòa nhà HS, 260/11 Nguyễn Thái Bình, phường Bảy Hiền.
• Đà Nẵng: Tầng 9, tòa nhà PV Bank, số 2 đường 30-4, phường Hòa Cường.