Để đo các thông số về áp suất, áp lực của của chất lỏng, không khí, hơi nước,… thì người ta sử dụng cảm biến áp suất. Vậy loại sensor này có nguyên lý hoạt động và sử dụng như thế nào? Cùng tham khảo bài viết dưới đây để hiểu rõ hơn nhé.
Tìm hiểu cảm biến áp suất là gì?
Cảm biến áp suất là một loại cảm biến chuyên dụng được dùng để đo đạc các thông số về áp suất, áp lực. Chúng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như dùng để đo áp suất trong các đường ống dẫn khí, gas hay bồn chứa chất lỏng. Cảm biến áp suất còn được gọi với những tên khác như là áp kế, đầu dò áp lực, máy phát áp lực,…
Cảm biến áp suất có thể theo dõi, giám sát các chỉ số về áp lực và áp suất tại một vị trí và chuyển đối thành tín hiệu truyền đến các màn hình hiển thị thông tin. Các bộ điều khiển dưới dạng tín hiệu điện từ dao động trong khoảng 4 ~ 20mA hoặc điện áp 0 – 10V.
Cấu tạo của hệ thống cảm biến áp suất
Một hệ thống cảm biến áp lực thường có cấu tạo bao gồm 2 phần chính là phần cảm biến và khối xử lý tín hiệu với chức năng cụ thể như sau:
- Bộ phận cảm biến: Thu nhận thông tin tín hiệu từ áp suất khí, chất lỏng, hơi để truyền về cho khối xử lý. Tùy theo loại cảm biến áp suất mà nó sẽ chuyển tín hiệu cơ thành những dạng tín hiệu khác nhau như điện cảm, điện trở, điện dung hay dòng điện.
- Bộ phận xử lý tín hiệu: Chức năng nhận những tín hiệu mà cảm biến thu nhận và xử lý. Những tín hiệu đó được chuyển thành dạng tín hiệu chuẩn trong lĩnh vực đo áp suất như là tín hiệu đầu ra từ 4 ~ 20mA, tín hiệu từ 0 ~ 5VDC, tín hiệu từ 0 ~ 10VDC, tín hiệu 1 ~ 5VDC.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất
Trên lớp màng của cảm biến có chức năng phát hiện thay đổi. Nếu có lực tác động vào thì lớp màng sẽ thay đổi theo chiều của lực tác động lên nó.
Khi các áp suất dương được đưa vào trong cảm biến áp suất thì lớp màng sẽ căng lên từ trái sang phải. Ngược lại khi áp suất âm thì lớp màng sẽ căng ra theo hướng ngược lại.
Các tín hiệu này sẽ so sánh với tình trạng ban đầu của màng để xác định xem nó đã bị biến dạng bao nhiêu phần trăm. Nhờ tín hiệu này giúp nhận biết được giá trị áp suất cần đo. Sau đó sẽ đưa đến đầu ra của tín hiệu và truyền sang bộ xử lý.
Các tín hiệu ngõ ra có thể là dòng điện 4 ~20mA hoặc dạng điện áp là 0 – 10V tương ứng với áp suất đầu vào.
Phân loại cảm biến áp suất
Dựa vào phạm vi đo, phạm vi nhiệt độ, loại áp suất mà cảm biến có thể đo được mà sẽ phân thành những loại cảm biến áp suất khác nhau. Thường được chia thành 3 loại chính đó là cảm biến áp suất tương đối, cảm biến áp suất tuyệt đối và cảm biến áp suất chênh áp.
Cảm biến áp suất tương đối
Hoạt động trên cơ sở so sánh với áp suất của không khí. Cảm biến áp suất tương đối có ứng dụng phổ biến nhất là đo đạc áp suất khí nén, áp suất nước, áp suất gas,..
Cảm biến áp suất tuyệt đối
Cảm biến áp suất tuyệt đối dựa theo nguyên lý trong cảm biến được đo đạc dựa theo áp suất đo trong môi trường chân không. Áp suất được tính bằng áp suất tương đối cộng với áp suất khí quyển.
Cảm biến áp suất chênh áp
Loại cảm biến được sử dụng để đo đạc sự chênh lệch giữa áp suất giữa 2 vị trí khác nhau. Chúng được sử dụng để đo đạc nhiều đặc tính như áp suất trên bộ lọc khí, bộ lọc dầu, mức chất lỏng, tốc độ dòng chảy,.. Đại đa số các cảm biến áp suất hiện nay thực chất đều là cảm biến chênh lệch.
Cảm biến áp suất được ứng dụng như thế nào?
Hiện nay, có rất nhiều lĩnh vực sử dụng áp kế, nổi bật như:
- Ứng dụng trong đo đạc áp suất lò hơi
- Ứng dụng trong các trạm bơm và máy bơm nước
- Cảm biến áp suất được dùng trên các ben thủy lực ở xe cẩu để giám sát lực kéo
- Cảm biến áp suất dùng các máy nén khí để giám sát giới hạn áp suất đầu ra, giảm thiểu hư hỏng, cháy nổ
- Ứng dụng cảm biến áp suất đo đạc mức nước trong các tank chứa
- Ứng dụng trong đo đạc các áp suất khí, áp suất gas, chất lỏng, ..
Những lưu ý khi chọn mua cảm biến áp suất
Khi tìm mua cảm biến áp suất để mua sử dụng thì bạn nên lưu ý đến một số điểm sau:
- Khoảng áp suất mà cảm biến đo được là bao nhiêu?
- Tín hiệu đầu ra của cảm biến là loại nào 0 – 10v hay 4 – 20mA,..
- Sử dụng cảm biến áp suất trong môi trường nào? Mức độ ăn mòn cao hay không?
- Khả năng chịu quá áp của thiết bị cảm biến
- Độ sai số của cảm biến là bao nhiêu?
- Nhiệt độ cảm biến áp suất hoạt động
Trên đây là những thông tin về cảm biến áp suất mà dientusangtaovn muốn giới thiệu đến bạn. Hy vọng sẽ giúp bạn có thêm nhiều kiến thức hữu ích về thiết bị cảm biến này và sử dụng chúng một cách hiệu quả.
