Pressure transmitter là gì + Nguyên lý cấu tạo sensor áp suất

“ Cảm biến áp suất “ Tiếng anh của nó là Pressure transmitter. Thuật ngữ của một thiết bị chuyên dụng gắn trong các đường ống sản xuất tại các nhà máy dùng cho việc đo áp suất, áp lực khí, lỏng và báo về cho con người nhận diện

Ví dụ:

Sử dụng cảm biến áp suất đo áp lực nước chảy trên đường ống với phạm vi 0-10bar truyền về bộ đọc áp. Mục đích chính là hiển thị áp suất đo hoặc đưa về biến tần điều khiển được để chúng ta quan sát

Có rất nhiều loại cảm biến đo áp suất khác nhau. Và chúng tuỳ thuộc vào từng ứng dụng cụ thể và độ chính xác cần thiết trong giám sát. Cho nên; việc lựa chọn cảm biến áp suất cực kỳ khắt khe

Ví dụ:

Chủ đầu tư yêu cầu đo áp suất nước tinh khiết tiêu chuẩn sạch; bắt buộc chúng ta phải sử dụng cảm biến đo áp suất có thiết kế lớp màng inox 316L để đảm bảo đúng yêu cầu chuẩn vi sinh trong đó

Hoặc

Đo áp suất khí nén thuỷ lực loại 250bar thì chắc chắn phải sử dụng cảm biến áp suất 0-250 bar. Nếu giả sử không có sẵn mà các bác đi lôi con đo áp suất 0-100 bar đem ra dùng mà nó quá áp là hư luôn

Hoặc sử dụng cảm biến áp suất lốp để kiểm soát lượng hơi bên trong bánh xe oto

Mặc dù giá các loại cảm biến áp lực đo đều ảnh hưởng đến chi phí đầu vào trong sản xuất. Tuy nhiên; muốn mua một loại cảm biến đo áp suất giá rẻ; trước khi mua anh em phải hiểu được bản chất của nó xem sử dụng đo áp suất môi trường nào; độ chính xác cảm biến ra sao ….. ?

Cảm biến áp suất là gì

Cảm biến áp suất hay còn gọi sensor áp suất là một loại thiết bị đo; khi đầu đo tiếp xúc vào loại lưu chất nào đó chúng sẽ bị biến dạng đàn hồi thu hút một áp lực phản hồi trên cảm biến và biến đổi đầu ra thành dòng analog tương ứng

Sự chuyển hoá từ áp lực dòng chảy tác động lên lớp màng cảm biến đo áp suất sang một dạng năng lượng số; và chúng được hiển thị trên màn hình dựa vào sự phân tích tín hiệu 4-20ma từ các bộ đọc

Ví dụ

Gắn cảm biến đo áp suất trên đường ống áp dao động 0-1 bar. Khi ta bơm nước vào lực nước sẽ tác động vào cảm biến output 4-20mA. Dòng 4-20mA đi về đầu đọc và đầu đọc này chuyển hoá thành số hiển thị

Nguyên lý cảm biến áp suất

Cảm biến áp suất hoạt động theo nguyên lý:

Khi lưu chất lỏng, khí tạo áp lực lên lớp màng chắn làm từ silicon của cảm biến áp suất. Lớp màng sẽ bị thay đổi hình dạng làm thay đổi điện trở lớp màng ngăn; áp lực càng lớn thì sự thay đổi càng nhiều và chuyển hoá thành những tín hiệu số dạng analog dòng điện

Với nguyên lý này; cảm biến áp lực luôn áp dụng cho tất cả đường ống nước; đường ống khí nạp, ống dầu, nhớt ở các mức độ cài đặt khác nhau. Nhưng mục đích chính vẫn là giám sát và điều khiển lực áp theo yêu cầu bài toán đề ra

Vậy cảm biến sau khi đo áp suất và được chuyển hoá thành dòng điện thì làm sao chúng ta xem được ?

Đồng hồ hiển thị, thiết bị lập trình plc hay scadar, biến tần;…. Chính là những máy phân tích chuyển đổi dòng điện từ cảm biến trong kết quả đo áp suất sang hiển thị số áp suất thực tế để chúng ta quan sát

Cấu tạo cảm biến áp suất

Cấu tạo của cảm biến đo áp suất được chia làm 3 thành phần chính: Đầu – Thân và Phần kết nối

Đầu cảm biến áp lực có thiết kế các chân đấu nối tín hiệu output ra. Bao gồm 4 chân gồm 3 chân tín hiệu và 1 chân nối đất đối với dòng output áp. 2 chân tín hiệu và 1 chân nối đất cho loại cảm biến output dòng, Vỏ phần đầu thiết kế nhựa chuẩn IP65

Thân của con cảm biến áp lực được thiết kế lớp vỏ bọc 316l bên trong chứa boar mạch; và lớp màng chuyển đổi từ áp lực nước và các chất lỏng khác sang tín hiệu

Phần kết nối tích hợp bằng các loại ren vặn được tích hợp inox 316 và một lỗ nhỏ để áp lực chất lỏng; chất khí đi vào. Trong đó; cảm biến áp suất ren G1/4 và G1/2 được chú trọng và ưu tiên trong các môi trường lắp đặt

Ứng dụng cảm biến áp suất

Cảm biến đo áp suất với nhiều tính năng đa dạng được ứng dụng trong nhiều quy trình sản xuất khác nhau. Do vậy; về tính năng + Độ chính xác và tuổi thọ tuỳ thuộc vào môi trường đo

6 ứng dụng phổ biến của cảm biến áp suất bạn cần biết !

Cảm biến áp suất nước

Đo áp suất nước sạch bằng cảm biến trên các đường ống công nghiệp cực kỳ hiệu quả và phổ biến. Đây là dòng cảm biến áp suất giá rẻ thiết kế đơn giản với nhiều dải đo khác nhau

Cảm biến áp lực nước được ứng dụng nhiều trong các khu vực nước sạch; nước thô, nước cất tính khiết….

Ví dụ hình trên sử dụng cảm biến áp suất gắn đường ống nước để đo áp đưa tín hiệu về biến tần; hoặc plc điều khiển đóng mở vạn thoát nước và lấy 1 tín hiệu đưa về máy tính giám sát

Sensor áp suất còn dùng đo mức nước trong bồn bằng cách gắn cảm biến trên đường ống thở dưới đáy bồn. Mực nước tăng khí trên mặt nước nén lại tác động vào cảm biến làm áp suất tăng lên và quy đổi ra tín hiệu analog

Ưu điểm của sensor áp suất nước

• Hàng có sẵn
• Dải đo áp đa dạng
• Dễ lắp đặt + thay thế
• Tích hợp IP chống nước xâm nhập
• Độ chính xác độ 1%

Ngoài ra; cảm biến áp suất nước còn được ứng dụng kích hoạt máy bơm từ đó tăng tốc độ dòng chảy trên đường ống dẫn

Cảm biến áp suất dầu nhớt

Là loại cảm biến chuyên sử dụng đo áp suất trong các môi trường chứa lưu chất là dầu, dầu do, dầu diezen, dầu thuỷ lực, dầu nhờn, nhớt…..

Đối với cảm biến đo áp suất dầu dùng trong môi trường công nghiệp thì nó sẽ được thiết kế gắn đáy tank dầu hoặc đường ống dẫn dầu. Sau đó người ta lấy tín hiệu từ con cảm biến đưa về plc điều khiển

Ví dụ:

Bồn dầu DO cao 500mm với chiều ngang 1,5m. Người ta muốn theo dõi mức dầu dựa vào việc sử dụng cảm biến đo áp suất

Với trường hợp trên có thể sử dụng con cảm biến áp suất dầu 100mbar hoặc 250mbar gắn kèm cái ống siphon gắn dưới đáy bồn

Ngoài ra; còn một loại cảm biến áp suất dầu động cơ chuyên thiết kế sử dụng giám sát áp suất trên xe hơi sau đó báo về màn hình led xe; để ta biết được dầu còn hay sắp hết được gọi  là công tắc áp suất dầu động cơ

Cảm biến áp suất khí

Cảm biến đo áp lực khí sử dụng để đo các loại khí di chuyển trên đường ống. Nó bao gồm 2 loại:

• Đo áp suất khí, khí nén thuỷ lực thường như lốp xe, máy nén khí, motor bơm chân không, động cơ khí nén…
• Đo áp suất khí gas

Ví dụ đo áp suất khí nén thuỷ lực được gắn trên các máy xúc, máy ép thuỷ lực, thang máy….

Đối với môi trường khí nén áp lực cao người ta thường ứng dụng cảm biến đo áp suất khí như một con động cơ điều chỉnh áp suất hay còn gọi van điều áp tự động

Trên nguyên tắc; con cảm biến áp suất khí sẽ điều chỉnh áp đến một mức áp suất nhất định để phù hợp với hệ thống sản xuất. Và duy trì lượng áp này không đổi

Ví dụ:

Cảm biến áp suất khí nén cho một máy ép áp lực 0-160 bar, yêu cầu áp luôn duy trì ở mức 100 bar. Giả sử trường hợp quá áp vượt 100 bar hoặc sụt áp dưới 100 bar thì nhiệm vụ cảm biến sẽ điều chỉnh về 100 bar

Cảm biến áp suất nhiên liệu

Cảm biến áp suất nhiên liệu thường được gắn trên các động cơ xe máy; xe oto, máy bay, tàu hoả…  Nhằm mục đích giám sát hiệu chỉnh tránh sự rò rỉ, bay hơi nhiên liệu cung cấp năng lượng cho các thiết bị trên

Ví dụ ứng dụng cảm biến áp suất nhiên liệu trong xe oto sẽ giúp phát hiện tình trạng bay hơi nhiên liệu do nắp xăng bị hư hỏng; và đưa ra hệ thống cảnh báo để kiểm tra động cơ và đưa ra phương án thay thế

Cảm biến áp suất lò hơi

Cảm biến áp lực lò hơi là một loại cảm biến chỉ chuyên dụng để đo áp suất trong lò hơi. Vì môi trường này hơi nước cực nóng; buộc cảm biến đo áp phải thiết kế đặc biệt để chịu nhiệt độ

Hiệu chỉnh áp suất bằng cảm biến đo áp suất lò hơi nhiệt độ cao giúp tránh tính trạng nước quá nóng làm áp lực hơi cao; hoặc áp suất khí trong lò ở trạng thái cao hoặc thấp

Ví dụ:

Yêu cầu gắn cảm biến áp suất trên bồn lò hơi với dải đo áp 0-10 bar. Giả sử trường hợp vượt quá 9 bar gây nên tình trạng nổ lò

Nhiệm vụ của cảm biến áp suất lò hơi trong trường hợp này; nếu áp lực hơi nước nóng vượt quá 9 bar thì nó sẽ xuất tín hiệu tác động làm cho đầu đốt lò ngừng đốt để giám lượng hơi trong bồn

Có những trường hợp vấn đề đốt cháy khí tự nhiên trong lò hơi công nghiệp nhằm mục đích cung cấp nhiệt. Thì việc sử dụng cảm biến áp suất lò hơi để điều chỉnh lượng nhiên liệu đốt trong lò

Mục đích giảm thiểu trường hợp nổ lò nếu như nhiên liệu khí đốt quá nhiều tạo lượng nhiệt dư gây áp lực quá lớn

Bên cạnh việc giám sát áp suất; thì lò hơi vẫn phải lắp đặt thêm các loại đồng hồ đo áp suất + Cảm biến đo nhiệt độ nhằm kiểm soát bảo vệ lò một cách an toàn nhất

Các loại cảm biến áp suất thông dụng

Hiện nay; so về chức năng, hãng sản xuất hoặc tín hiệu báo về các đầu đọc thì có rất nhiều loại cảm biến đo áp suất trên thị trường

Và để chọn được loại cảm biến đo sử dụng giám sát áp suất trong hệ thống thì chúng ta phải biết và phân biệt được các loại cảm biến áp suất này

Cảm biến áp suất lốp

Cảm biến đo áp suất lốp được xem như một loại công cụ sử dụng để kiểm tra lượng hơi trên lốp các loại bánh xe oto. Với đặc tính thiết kế nhỏ gọn gắn dưới lốp xe tín hiệu áp suất lốp đo được sẽ phản ánh trên đồng hồ phía đầu xe; Hoặc tích hợp chế độ bluetooth báo qua điện thoại áp suất lốp các bánh xe

Có rất nhiều loại cảm biến áp suất lốp khác nhau trên thị trường; và thường cảm biến sẽ được tích hợp trên bánh xe nếu hư hỏng anh em có thể tháo ra xem nhãn mác loại nào rồi mua thay thế

Cảm biến áp suất âm

Cảm biến áp suất âm hay còn gọi cảm biến áp suất chân không. Một loại cảm biến sinh ra để đo áp từ 0 bar trở xuống. Ví dụ: Cảm biến áp suất -100 Kpa….0kpa, -1 bar …. 0 bar hay còn gọi -1kg/cm2…..0

Đơn giản cảm biến áp suất chân không là cảm biến chuyên đo áp suất thấp hơn áp suất khí quyển

Cảm biến đo áp suất âm thường được ứng dụng gắn sau các đường ống bơm hút, đo khí quạt hút tại các lò đốt…Trong các môi trường nước, khí hơi, khí hoá lỏng

Cảm biến áp suất dạng màng

Cảm biến áp suất màng với tính năng tích hợp cao hơn các loại đo áp suất thường bằng cách tráng thêm 1 lớp màng inox 316L hoặc PTFE để cản trở các loại cặn; chất ăn mòn tấn công vào bên trong làm hư hỏng cảm biến đo

Ứng dụng cảm biến đo áp suất dạng màng phổ biến trong các môi trường nước thải; nước ngọt, bia, rượu, khí lỏng từ các axit hoá chất hoặc đo áp suất nước có cặn trong các nhà máy sản xuất giấy

So về giá thì cảm biến áp suất thường giá luôn rẻ hơn các loại cảm biến đo áp suất dạng màng. Tuy nhiên; về độ chính xác + Thời gian vận hành gì dòng áp suất thiết kê lớp màng chắn luôn có tính nổi trội hơn

Cảm biến áp suất analog

Cảm biến áp suất analog được chia làm 3 dạng chính:

• Cảm biến áp suất analog 4-20mA
• Cảm biến áp suất analog 0-5V
• Cảm biến áp suất analog 0-10V

Với các tín hiệu analog đi ra từ các loại cảm biến áp suất sẽ được di chuyển tới các đầu đọc chuyển đổi số hoặc đưa về plc; biến tần nhằm giám sát điều khiển áp suất di chuyển trên đường ống theo ý muốn

Điểm mấu chốt khác biệt giữa các cảm biến áp suất tín hiệu analog output chính là độ chính xác, công năng đo; phạm vi đo, thiết kế hình dáng và đặc biệt là về giá

Do vậy; khi lựa chọn cảm biến áp suất analog anh em nên lưu ý kỹ để tín hiệu đâu ra và môi trường giám sát để có được con cảm biến áp suất giá rẻ đáp ứng được 90% dây chuyền ứng dụng sản xuất

Cảm biến áp suất đường ống nạp

Cảm biến áp suất đường ống nạp là một loại đo áp suất có tính tuyệt đối chuyên sử dụng trên các đường ống nạp nhiên liệu các loại động cơ.

Sử dụng cảm biến đo áp suất các đường ống nạp giúp người dùng biết được động cơ hoạt động trong tình trạng đủ điện không; khí thải đi ra từ ống xả ở mức cao hay thấp, giám sát sự tiêu hao của nhiên liệu trong quá trình cung cấp

Bạn có thể tham khảo 5 hãng cảm biến áp suất giá rẻ:

• Cảm biến đo áp suất keller
• Cảm biến đo áp suất georgin
• Cảm biến đo áp suất danfoss
• Cảm biến đo áp suất huba
• Cảm biến đo áp suất JSP

Tham khảo thêm các giải pháp đo áp suất tại:

https://huphaco-pro.vn/do-ap-suat

 

Tư Vấn Giải Pháp Kỹ Thuật

0972 56 05 06 – Mr Thành

Mail: thanh.nguyen@huphaco.vn

Đ/C: Khu Đô Thị Đông Tăng Long, P. Trường Thạnh, TP. Thủ Đức, TP HCM