Cảm biến áp suất : Giới thiệu và nguyên lý hoạt động

Cảm biến áp suất là gì?

Để hiểu về cảm biến áp suất trước tiên bạn cần hiểu về áp suất: áp suất là một biểu thức của lực tác dụng lên bề mặt trên một đơn vị diện tích. Chúng ta thường đo áp suất của chất lỏng, không khí và các chất khí khác. Đơn vị tiêu chuẩn của áp suất là Pascal, được tính bằng 1 Newton trên 1 đơn vị mét vuông.

Từ đó chúng ta có thể hiểu đơn giản là cảm biến áp suất là một thiết bị theo dõi áp suất và có thể hiển thị nó bằng một trong số đơn vị được biết đến trên khắp thế giới như là Pascal, Bar, PSI hay Pound trên Inch vuông ở Hoa Kì

Cảm biến áp suất là thiết bị dùng để đo và cảm nhận áp suất của chất lỏng hoặc khí trong một hệ thống
Cảm biến áp suất là thiết bị dùng để đo và cảm nhận áp suất của chất lỏng hoặc khí trong một hệ thống

Trong thực tế mà chúng ta thấy mỗi ngày, áp suất của không khí trong lốp xe của bạn là ví dụ tuyệt vời về áp suất và cách đo áp suất. Khi chúng ta bơm không khí vào lốp sẽ sinh ra lực tác dụng lên lốp, áp lực này tăng lên khiến lớp bị căng, điều này được theo dõi bằng một cảm biến áp suất bên trong lốp xe trên các loại xe đời mới. Vậy thiết bị này hoạt động như thế nào?

Xem thêm: Bảng giá PLC Siemens

Nguyên lý hoạt động

Về cơ bản thiết bị này chuyển đổi áp suất thành một tín hiệu điện nhỏ, được truyền đi và hiển thị. Cái này cũng thường được gọi là bộ truyền áp suất (Pressure transmitter).

Hai tín hiệu phổ biến được sử dụng là tín hiệu từ 4 đến 20mA và tín hiệu từ 0 đến 5V. Hầu hết các cảm biến áp suất hoạt động nhờ hiệu ứng áp điện (Piezoelectric effect) đó là khi vật liệu
tạo ra điện tích để phản ứng với ứng suất. ứng suất này thường là áp lực, có thể xoắn, uốn cong hoặc rung động.

Tín hiệu ngõ ra cảm biến áp suất
Tín hiệu ngõ ra cảm biến áp suất

Cảm biến phát hiện áp suất và có thể xác định độ lớn của áp suất bằng cách đo điện tích. Thiết bị này cần được hiệu chỉnh để nó biết điện áp (V) hoặc tín hiệu mA, ở đây là các bạn chịu trách nhiệm kỹ thuật sẽ hiệu chỉnh cơ bản về zero và span hoặc hiệu chuẩn tối thiểu và tối đa.

Các loại cảm biến áp suất

Hiện nay có 3 loại cảm biến áp suất phổ biến mà chúng ta sử dụng trong công nghiệp:

Có 3 loại cảm biến áp suất phổ thông
Có 3 loại cảm biến áp suất phổ thông

Cảm biến tương đối (Gauge Pressure):

Đây là cảm biến dùng để đo đo tham chiếu đến áp suất khí quyển, thường là 14,7 PSI. Nó sẽ hiển thị áp suất dương khi chỉ số ở trên áp suất khí quyển (>14,7 PSI) và âm khi nó ở dưới áp suất khí quyển (<14,7 PSI)

Cảm biến tuyệt đối (Absolute Pressure):

Nói một cách đơn giản đây là áp suất được đo so với chân không tuyệt đối. Chân không hoàn toàn sẽ có áp suất tuyệt đối là 0 PSIa (Vacuum Absolute Pressure) và từ đó tăng lên. Nếu bạn cần đo áp suất thấp hơn áp suất khí quyển.

Cảm biến chênh áp (Differential Pressure):

Cảm biến này được sử dụng trong công nghiệp nhiều nhất vượt trội hai loại cảm biến kể trên. Đúng như tên gọi nó đo sự khác biệt giữa hai áp suất, một áp suất được đo và một áp suất tham chiếu trong công nghiệp

Ứng dụng trong công nghiệp

Trong công nghiệp cảm biến áp suất được sử dụng cho nhiều quy trình khác nhau, một số quy trình phổ biến là đo áp suất của hơi nước. Hơi nước được sử dụng phổ biến để gia nhiệt cho nhiều quá trình trong các cơ sở sản xuất. Thiết bị này trên hệ thống hơi nước có thể phục vụ nhiều mục đích.

Đầu tiên và dễ thấy nhất là quan sát và theo dõi áp suất. Một mục đích khác là kiểm soát thời gian và vị trí hơi nước có thể chảy và điều chỉnh áp suất của nó. Hơi nước có thể làm tăng áp suất trong bình và trở nên nguy hiểm. Chúng ta có thể sử dụng cảm biến này như một thiết bị đầu vào để đóng mở van điều khiển nhằm giữ cho áp suất và lưu lượng hơi được ổn định. Nhiệm vụ này chỉ yêu cầu lập trình đơn giản trong PLC để thực hiện được.

Sản phẩm này cũng được lắp đặt bên cạnh các bộ lọc trong nhiều quy trình công nghiệp. Nếu bộ lọc bắt đầu bị tắc, lưu lượng sẽ giảm. Khi dòng chảy của chất lỏng giảm dẫn đến áp suất có thể tăng hoặc giảm tùy thuộc vào bên nào của bộ lọc được giám sát. Nếu bạn theo dõi nó sẽ cho bạn một dấu hiệu đơn giản rằng bộ lọc bị tắc và cần được làm sạch hoặc thay thế.

Bạn cũng có thể sử dụng thiết bị này làm cảm biến đo mức. Với một phép toán nhỏ sử dụng kích thước của bể và trọng lượng riêng của chất lỏng chúng ta có thể xác định khối lượng của chất lỏng đó trong bể là bao nhiêu.  Nếu là bể kín, nhiệm vụ này sẽ yêu cầu ít nhất hai cảm biến để đo chênh lệch áp suất: cảm biến áp suất cao sẽ được đặt ở dưới cùng của bình đo áp suất chất lỏng và áp suất thấp ở gần trên cùng đo áp suất không khí bên trong. Một phép tính sau đó có thể được thực hiện để tìm ra bao nhiều chất lỏng trong bể.

Những điều lưu ý khi chọn mua cảm biến áp suất

  • Phạm vi đo áp suất: Đảm bảo rằng phạm vi đo phù hợp với ứng dụng của bạn.
  • Tín hiệu ngõ ra của cảm biến: Điện áp (Vol) hoặc tín hiệu mA
  • Chỉ số sai số
  • Phù hợp với từng loại môi trường đo: chất hóa học, hơi nước, dung môi, dầu,…
  • Chỉ số tối thiểu và tối đa mà cảm biến có thể đo được
  • Thương hiệu: Chọn cảm biến từ những thương hiệu đáng tin cậy và có uy tín trên thị trường.

Bảng thông số kỹ thuật chung có các cảm biến áp suất hiện hành

Thông số kỹ thuật Mô tả
Phạm vi đo áp suất Tùy thuộc vào sản phẩm cụ thể, ví dụ: 0-100 psi, 0-10 bar
Độ chính xác Thường được đo bằng phần trăm, ví dụ: ±0.5%, ±1%
Độ lặp lại Độ chính xác khi đo lại cùng một giá trị áp suất
Độ nhạy Độ nhạy của cảm biến với thay đổi áp suất nhỏ nhất có thể đo
Điện áp hoạt động Phạm vi điện áp cần thiết để cảm biến hoạt động
Điện áp đầu ra Điện áp tín hiệu được cảm biến đầu ra khi đo áp suất
Dòng điện tiêu thụ Dòng điện tiêu thụ khi cảm biến đang hoạt động
Điều kiện môi trường hoạt động Nhiệt độ, độ ẩm và áp suất không khí trong môi trường
Thời gian thích ứng Thời gian cần thiết để cảm biến đáp ứng với thay đổi áp suất
Độ bền Tuổi thọ và độ bền của cảm biến trong điều kiện hoạt động
Giao thức truyền thông Loại giao tiếp giữa cảm biến và hệ thống đo đạc

6. Nơi mua thiết bị Siemens nhiều ưu đãi nhất

Liên hệ ngay Đại lý Siemens – Công ty Thanh Thiên Phú nếu quý khách mong muốn được tư vấn thêm hoặc đặt hàng

  • Hotline: 0812.778899
  • Chat trực tiếp với đội ngũ bán hàng thân thiện: https://www.facebook.com/thanhthienphuvn
  • Email: info@thanhthienphu.vn
  • Hoặc đặt hàng trực tiếp trên Website của Đại lý Siemens – Công ty Thanh Thiên Phú.

Các bạn có thể tham khảo thêm các loại cảm biến khác tại đây.

Bài viết liên quan

Phần mềm PLC S7-200 Smart – Hướng dẫn cài đặt [Google drive]

GIới thiệu tổng quan về phần mềm PLC S7-200 Smart Phần mềm PLC S7-200 Smart [...]

Xem tiếp
PLC S7-1500 là gì? Tổng hợp dòng Simatic S7-1500

Siemens là một trong những thương hiệu dẫn đầu về sản phẩm PLC. Vậy dòng [...]

Xem tiếp
Logo! Siemens là gì? Tổng quan và ứng dụng

Bạn đang tìm kiếm dòng sản phẩm nhỏ gọn nhưng vẫn đảm bảo đáp ứng [...]

Xem tiếp
PLC S7-400 là gì? Tổng quan các dòng SIMATIC S7-400

Bạn đang tìm kiếm dòng sản phẩm cao cấp nhất của hãng Siemens có tốc [...]

Xem tiếp
Simatic S7-200 Smart là gì? Tổng quan và ứng dụng

Nhà máy bạn đang sử dụng dòng sản phẩm PLC S7-200 đã ngưng sản xuất [...]

Xem tiếp

Sản phẩm nổi bật

5,000,000  Xem chi tiết
8,068,000  Xem chi tiết
4,068,000  Xem chi tiết
4,968,000  Xem chi tiết

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *