|
Tương tự như cảm biết nhiệt độ thì cảm biến áp suất có chức năng đo áp lực đầu ra của khí nén. Cảm biến được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp; đặc biệt là trong hệ thống máy nén khí trục vít.
Cảm biến áp suất là một thiết bị công nghiệp hầu như không còn xa lạ đối với chúng ta hiện nay. Các bạn đang công tác trong các ngành kỹ thuật công nghiệp chắc hẳn đã quá quen thuộc. Chúng ta thường nghe đến các dòng cảm biến áp suất chân không, cảm biến áp suất âm cho đến các dãy đo áp suất phổ biến trong các ứng dụng đơn giản. Tuy nhiên hôm nay chúng ta cùn tìm hiểu về dòng cảm biến chuyên dùng trong các ứng dụng khá hạn chế đó là cảm biến áp suất khí nén.
Cảm biến áp suất là gì?
Cảm biến áp suất là thiết bị điện tử chuyển đổi tín hiệu áp suất sang tín hiệu điện. Thiết bị thường được dùng để đo áp suất hoặc dùng trong các ứng dụng có liên quan đến áp suất. Tín hiệu được truyền về các bộ hiển thị hay bộ điều khiển, PLC bằng dây cáp điện.
Tín hiệu ngõ ra của cảm biến áp suất là tín hiệu Analog với các loại tín hiệu : 0-5V , 0-10V, 2-10V, 0,5-4.5V, 4-20mA, 0-20mA … Trước kia chúng ta thường dùng tín hiệu ngõ ra 0-10V do các mạch điều khiển dạng vi xử lý hoặc có main board từ Nhật chỉ nhận 0-10V . Ngày nay theo xu hướng chung của thế giới tất cả các cảm biến áp suất đang chuẩn hoá dùng tín hiệu 4-20mA .
Cảm biến áp suất khí nén
Cảm biến áp suất khí nén là một loại thiết bị công nghiệp, chuyên dùng để đo áp suất trong các ứng dụng có áp suất cao như: máy nén khí, 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.
Và hơn nữa thì các dòng cảm biến áp suất sẽ có nhiều dãy đo khác nhau để chúng ta lựa chọn, ví dụ như chúng ta muốn đo lường áp suất nước là 5bar thì ta có thể chọn cảm biến áp suất có dãy đo 0-6bar chẳng hạn.
Cấu tạo của cảm biến áp suất khí nén
Kết nối cơ khí
Bất kỳ một cảm biến áp suất nào cũng phải có phần kết nối cơ khí để kết nối với đường ống hoặc tank chứa cần đo áp. Có nhiều loại kết nối cơ khí khác nhau từ ren, clamp, SMS, mặt bích … nhưng chỉ kết nối dạng ren được sử dụng phổ biến nhất & dùng được trong hầu hết các ứng dụng.
Ren kết nối dạng gì thật sự không quan trọng miễn sao có thể kết nối được vào vị trí cần đo áp suất. Nếu cảm biến áp suất có ren kết nối G1/4 ( ren 13mm ) trong khi đường ống có ren kết nối G1/2 ( ren 21 ). Bạn đừng quá lo lắng bởi các adaptor chuyển đổi ren từ G1/4” sang G1/2 “có giá thành khá rẻ & được bán sẵn trong cửa hàng điện nước.
Cảm biến áp suất 0-10 bar / Sensor Áp Suất
Cảm biến áp suất 0-10 bar điều đó có nghĩa là sensor áp suất đo được trong ngưỡng 0-10 bar. Sensor áp suất được nằm bên trong thân cảm biến là môt bộ phận đóng vai trò quyết định tới chất lượng của cảm biến.
Bởi các loại màng khác nhau chỉ phù hợp cho một loại số loại môi trường nhất định. Có bốn loại màng chính được sử dụng cho cảm biến áp suất là : màng silicon, màng inox 316L, màng Ceramics và màng Inox 316L kết hợp Ceramics.
- Màng silicon thường chỉ được dùng cho chất khí & chịu được áp lực thấp
- Màng Inox 316L sử dụng được trong hầu hết các môi trường, nhưng sử dụng không tốt trong một số môi trường có tính ăn mòn nhẹ.
- Loại màng Ceramics sử dụng tương tự như Inox 316L nhưng cho khả năng chịu được các môi trường khắc nghiệt hơn kể cả hoá chất ăn mòn nhẹ.
- Màng Inox 316L kết hợp Ceramics chịu được các loại hoá chất ăn mòn trung bình
Mặc dù loại cảm biến áp suất này có thể dùng hầu hết trong các môi trường : nước, khí nén, dầu, thuỷ lực, hoá chất nhẹ … nhưng độ chính xác lại không cao do lớp màng có độ nhạy thấp nên có độ chính xác không cao.
Do được thiết kế nằm bên trong cảm biến nên chúng ta không thể nhìn thấy lớp màng này qua hình dáng bên ngoài. Các loại cảm biến cao cấp hơn sẽ được sử dụng loại màng 316L có độ nhạy cao hoặc Hasteloy C hay mạ vàng cho các ứng dụng đặc biệt.
Cảm Biến Áp Suất 4-20mA / Bo Mạch Cảm Biến Áp Suất
Nếu bạn nghe ai đó nói tới cảm biến áp suất 4-20mA, có nghĩa là họ đang nói tới tín hiệu ngõ ra của cảm biến áp suất. Một bo mạch nhỏ nằm bên trong cảm biến đóng vai trò quyết định cho loại tín hiệu ngõ ra của cảm biến áp suất. Dù bạn chỉ gặp tín hiệu analog 4-20mA hay 0-10V nhưng các loại tín hiệu khác vẫn được dùng trên cảm biến áp suất :
- Tất nhiên sẽ có 0-5V
- Tín hiệu 0.5-4.5V
- Loại tín hiệu 0-20ma cũng được sử dụng trước kia
- Tín hiệu 4-20mA / HART
- Tín hiệu Modbus được tích hợp gần đây
Dù có khá nhiều loại tín hiệu khác nhau được sử dụng cho cảm biến áp suất nhưng tới 90% tín hiệu 4-20mA được sử dụng. Do:
- 4-20mA giảm thiểu độ sai số khi kéo đi xa do không bị sụt áp như 0-10v
- Khả năng khử nhiễu cao trên 2 dây 4-20mA vừa nguồn vừa tín hiệu
Nếu được lựa chọn về tín hiệu ngõ ra tôi khuyên các bạn nên sử dụng loại 4-20mA; không chỉ vì các ưu điểm trên mà còn vì nó tương thích với hầu hết các thiết bị đầu cuối ngày nay. Hầu như tất cả các thiết bị đều xem tín hiệu 4-20mA là tiêu chuẩn để kết nối.
Kết nối điện ngõ ra
Trong các nhà máy sản xuất, nước là một thành phần không thể thiếu. Dù dùng ít hay nhiều thì nước luôn đóng vai trò quan trọng trong sản xuất như :
- Nước làm mát hệ thống chiler
- Nước làm sạch máy móc
- Vệ sinh nhà xưởng không thể thiếu nước
- Nước thành phần không thể thiếu của lò hơi...
Hệ thống bơm nước được thiết kế để đưa nước tới nơi cần sử dụng. Cảm biến áp suất nước đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo áp suất nước đủ mạnh cung cấp cho sản suất.
Các thang đo áp suất nước thông dụng : 0-4 bar, 0-6 bar , 0-10 bar, 0-16 bar và 0-25 bar. Với tín hiệu ngõ ra 4-20mA được được sử dụng nhiều nhất trong các nhà máy sản xuất.
Chúng ta cùng xem các ứng dụng của cảm biến áp suất nước trong công nghiệp.
Bộ Điều Khiển Cảm Biến Áp Suất
Cảm biến áp suất nước kết hợp với bộ điều khiển vừa hiển thị được giá trị áp suất vừa có thể đóng – ngắt bơm theo cài đặt một cách chính xác. Bộ điều khiển ART144 hiển thị 02 dòng :
- Dòng trên hiển thị áp suất thực tế trên đường ống
- Dòng dưới cho phép cài đặt giá trị áp suất để đóng ngắt bơm
VD : chúng ta muốn khống chế áp suất nước từ 2 – 8 bar. Dưới 2 bar thì bơm khởi động & quá 8 bar thì bơm ngắt. Chúng ta chỉ cần lựa chọn một cảm biến áp suất 0-10 bar và một bộ điều khiển ATR144.
Cảm biến áp suất nước điều khiển biến tần
Chúng ta đã biết rằng biến tần có 02 chế độ làm việc : làm việc bằng tay và làm việc tự động.
Chế độ chạy bằng tay tức là sử dụng biến trở để điều chỉnh tốc độ của Motor thông qua biến tần. Muốn điều chỉnh motor chạy nhanh hay chậm chỉ việc xoay biến trở từ min tới max.
Tại chế độ tự động khi sử dụng cảm biến áp suất. Cảm biến truyền tín hiệu 4-20mA vào biến tần, biến tần sẽ chuyển đổi thành tín hiệu tần số từ 0-50Hz để điều khiển tốc độ động cơ.
Việc kết hợp cảm biến áp suất và biến tần để điều khiển động cơ mang lại nhiều lợi ích :
- Tiết kiệm điện
- Khởi động Motor êm hơn
- Động cơ tăng giảm tốc độ nhẹ nhàng
- Hệ thống hoạt động an toàn – tự động mà không cần can thiệp
- Cài đặt, hiệu chỉnh đơn giản
Việc sử dụng cảm biến áp suất nước để điều khiển biến tần gần như được sử dụng rộng rãi và bắt buộc trong hệ thống bơm nước.
Qua bài viết trên, hi vọng đã mang lại một vài kiến thức cho mọi người về cảm biến áp suất cũng như cảm biến áp suất khí nén. Hợp Nhất là đơn vị có hơn 12 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực máy nén khí trục vít; chúng tôi là chuyên gia trong lĩnh vực sửa chữa - bảo trì máy nén khí. Hợp Nhất sẵn sàng hỗ trợ thông tin miễn phí về hệ thống khí nén công nghiệp. Chi tiết vui lòng liên hệ: 0989508177 Nguồn:Máy nén khí Hợp Nhất |