Mục lục chính
Cảm biến áp suất khí nén là gì?
Cảm biến áp suất khí nén là một thiết bị được sử dụng để đo mức áp suất khí nén đầu ra của máy nén khí hoặc ống dẫn khí. Các cảm biến áp suất là các bộ chuyển đổi, tạo ra tín hiệu điện tương ứng với áp suất đầu ra được đo.
Có 3 phương pháp giám sát áp suất khí nén là:
- Cảm biến áp suất
- Đồng hồ áp suất
- Công tắc áp suất
Trong đó công tắc áp suất dùng để đóng ngắt, cảnh báo áp suất cao, còn cảm biến áp suất và đồng hồ áp suất để giám sát áp suất liên tục.
Đồng hồ áp suất chỉ hiển thị giá trị áp suất đang đo được, trong khi đó cảm biến áp suất khí nén chỉ có thể đưa tín hiệu về trung tâm mà không có hiển thị. Chính vì thế, đồng hồ áp suất khí nén và cảm biến áp suất khí nén luôn đi cùng nhau và lắp đặt gần nhau trên một đường ống hoặc khu vực để so sánh giám sát lẫn nhau.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất khí nén
Cảm biến áp suất hoạt động bằng cách chuyển đổi áp suất thành tín hiệu điện tương tự.
Nhu cầu về dụng cụ đo áp suất tăng lên khi động cơ hoạt động bằng hơi nước ra đời. Cảm biến áp suất đời đầu hoạt động dựa trên cơ học. Sử dụng đồng hồ đo ống Bourdon với kim đồng hồ hiển thị số đo áp suất hệ thống. Ngày nay, cảm biến áp suất điện tử với bộ chuyển đổi áp suất và công tắc áp suất đã thay thế hoàn toàn cảm biến áp suất cơ học.
Bộ chuyển đổi áp suất có một phần tử cảm biến có diện tích không đổi và phản ứng với lực tác dụng lên khu vực này bởi áp suất chất lỏng. Lực tác dụng sẽ làm lệch màng ngăn bên trong bộ chuyển đổi áp suất. Độ lệch của màng ngăn bên trong được đo và chuyển đổi thành tín hiệu điện ở đầu ra. Điều này cho phép áp suất được theo dõi bởi bộ vi xử lý, bộ điều khiển lập trình và máy tính cùng với các thiết bị điện tử tương tự.
Hầu hết các bộ chuyển đổi áp suất được thiết kế để tạo ra đầu ra tuyến tính với áp suất được áp dụng.
Cảm biến áp suất khí nén được sử dụng trong ngành nào?
Cảm biến áp suất được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm:
- Công nghiệp ô tô,
- Thiết bị y tế,
- Hàng không
- Công nghiệp hàng hải, v.v.
Ứng dụng của cảm biến đo áp suất khí nén
Nói một cách tổng quát thì chúng ta hoàn toàn có thể sử dụng loại cảm biến này trong bất kì ứng dụng nào miễn sao mức áp lực nằm trong khoảng đo của cảm biến là được.
Ví dụ khi ta dùng cảm biến thang đo 0-100 bar thì môi trường cần đo có mức áp suất thấp hơn 100 bar để đảm bảo hoạt động không sai số.
Cụ thể hơn thì chúng ta có thể ứng dụng với các môi trường có áp suất cao như khí nén, thủy lực, trục cẩu, khí gas,… Chúng có các đặc điểm chung là có dãy đo khá rộng và cao vì đặc thù các môi trường làm việc của thiết bị này đều có mức áp suất khá cao.
Bên cạnh các dãy đo cho thủy lực thì mình còn có các dãy đo khác như -1-0 bar, 0-1.6 bar, 0-6 bar, 0-10 bar, 0-25 bar, 0-40 bar, 0-60 bar,…chúng ta có thể sử dụng các dãy đo này cho nhiều ứng dụng khác nhau như:
- Đo áp suất lò hơi
- Đo áp suất nước
- Đo áp suất dầu
- Đo áp suất đường ống dẫn
- Đo áp suất chân không
- Đo áp suất thủy tĩnh
- Đo áp suất trong các môi trường khác,…
Các vấn đề thường gặp của cảm biến áp suất
– Vấn đề chính với cảm biến áp suất là nó có thể báo tín hiệu ra sai đến bảng điều khiển hoặc ngừng cung cấp tín hiệu hoàn toàn.
– Thứ hai, trong quá trình hoạt động thì cảm biến có thể bị lỗi hiển thị 1 giá trị cố định, chẳng hạn như nó luôn hiển thị áp suất đầu ra ở mức 3.5 bar.
Cách kiểm tra cảm biến áp suất
Đầu tiên, bạn cần xác định loại tín hiệu đầu ra của cảm biến áp suất. Cảm biến 0 – 10 V có 3 cực: Cực âm, cực dương và tín hiệu. Tín hiệu có thể đo lường giữa tín hiệu dẫn và tín hiệu cực âm.
Tìm điểm nơi mà đường dây dẫn cảm biến đi vào bộ điều khiển. Đo lường điện áp qua dây dẫn, nếu tín hiệu 12V hoặc 24V thì đó là điện áp cung cấp cho cảm biến.
Bạn nên quan sát giá trị tăng và giảm áp suất. Nếu điều này xảy ra, áp suất hiển thị ok và mọi thứ cũng hoạt động bình thường.
Cách thức chọn mua cảm biến áp suất như thế nào ?
Để có thể chọn lựa một cảm biến áp suất sao cho phù hợp với ứng dụng của chúng ta nhất thì đòi hỏi ta cần nắm một vài kiến thức cũng như kinh nghiệm liên quan như:
- Dãy đo của cảm biến là bao nhiêu ?
Thông thường thì cảm biến áp suất sẽ có một thang đo nhất định nào đó. Các dãy đo thông dụng các bạn có thể tham khảo bên trên. Các bạn nên chọn dãy đo cao hơn mức áp suất cần đo để đảm bảo chính xác nhất. Tuy nhiên cũng không nên chọn dãy đo quá cao so với mức áp suất thực tế để tránh sai số. Ví dụ như mức áp suất thực tế là 10bar thì không nên dùng dãy 0-100 bar để đo lường.
- Tín hiệu ngõ ra của cảm biến là gì ?
Hầu hết các loại cảm biến áp suất đều có ngõ ra dạng tuyến tính analog 4-20ma. Với các dòng cảm biến áp suất kiểu cũ sẽ có dạng tín hiệu 0-5v, 0-10v,… Nếu các bạn cần sử dụng tín hiệu relay đóng ngắt thì ta phải trang bị thêm bộ điều khiển, về thiết bị điều khiển thì mình sẽ đề cập trong những phần tiếp theo.
- Ren kết nối của cảm biến là bao nhiêu ?
Các loại cảm biến áp suất sẽ thường sử dụng các loại ren kết nối cơ khí theo tiêu chuẩn Châu Âu như G1/4” hay G1/2”. Một vài dòng cảm biến được sản xuất tại Châu Á sẽ có ren theo hệ mét. Vấn đề này các bạn có thể lưu ý để dễ dàng trong việc lắp đặt nhé.