Cảm biến áp suất chân không

Mến chào tất cả các bạn nhé, trong bài viết này mình xin giới thiệu đến các bạn dòng cảm biến đo áp suất chân không. Đây là ứng dụng o9 lường áp suất có dãy đo âm. Nếu các bạn đang có nhu cầu tìm hiểu va chọn mua thì có thể tham khảo bài viết này của mình nhé. Nội dung bài viết bao gồm Cảm biến áp suất chân không là gì ? Vì sao chúng ta cần dùng đến loại cảm biến này ? Phạm vi ứng dụng của chúng ở đâu ? Các thông số đặc trưng là gì cũng như cách thức chọn mua cảm biến ra sao ? Đó cũng chính là những nội dung chủ yếu mà mình muốn chia sẻ đến các bạn trong bài viết này để có thể phần giúp ích được cho các bạn trong việc chọn mua và tìm hiểu.

Trên thị trường hiện nay có khá nhiều loại cảm biến áp suất khác nhau. Có thể kể đến như cảm biến áp suất nước, cảm biến áp suất nhiều dãy đo, cảm biến áp suất thủy lực. Chúng hầu hết đều có chung về mặt cấu tạo, tuy nhiên chỉ khác nhau ở khoảng đo. Và trong bài viết này mình sẽ giới thiệu đến các bạn một dòng cảm biến áp suất số bên mình cung cấp đó là cảm biến áp suất chân không. Cụ thể như thế nào thì chúng ta cùng nhau tìm hiểu nhé.

Môi trường chân không là gì ?

 Môi trường chân không, trong lý thuyết cổ điển, là không gian không chứa vật chất. Như vậy chân không có thể tích khác không và khối lượng (và do đó năng lượng) bằng không. Do không có vật chất bên trong, chân không là nơi không có áp suất. Ta có thể hiểu nôm na là chân không là môi trường không có vật chất, tại đó áp suất bằng không, năng lượng bằng không.

 Tuy nhiên một số lý thuyết lượng tử thì cho rằng Chân không, luôn có sự dao động khối lượng (Do đó năng lượng) nhỏ. Điều này nghĩa là, ở một thời điểm nào đó, luôn có thể xuất hiện một cách ngẫu nhiên các hạt có năng lượng dương và một thời điểm khác hạt này biến mất. Các hạt ngẫu nhiên xuất hiện trong chân không tạo ra một áp suất gọi là áp suất lượng tử chân không.

 Trạng thái chân không, do đó, hiểu là trạng thái có áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển trung bình chuẩn, và được chia thành:

• Chân không thấp (p>100Pa)
• Chân không trung bình (100Pa>p>0.1Pa)
• Chân không cao (0.1Pa>p>10−5Pa)
• Chân không siêu cao (p<10−5Pa)

Áp suất chân không có giá trị như thế nào ?

Trước hết, các bạn sẽ phải hiểu rằng áp suất chân không luôn luôn cho ra giá trị âm. Vì thế, mỗi khi nhắc đến áp suất chân không mà cho ra giá trị dương thì hoàn toàn sai nhé. Trừ trường hợp, loại thiết bị đo lường ấy có thể dùng để đo cả áp suất âm và áp suất dương.

Hiện nay, giá trị đo thấp nhất đối với áp suất là -1 bar cho đến 0 bar. Nó sẽ không có giá trị áp suất thấp hơn nữa vì dựa vào công nghệ hiện đại ngày nay thì con số này “-1” này chính là giá trị tối thiểu trong áp suất.

Gía trị từ “-1 đến 0 bar” sẽ được gọi là áp suất âm hay là áp suất chân không. Còn trên 0 bar thì được hiểu là áp suất dương hay là áp suất dư. Vậy câu hỏi ở mục này thì bạn đã trả lời xong rồi phải không nhỉ.

Một số đơn vị áp suất chân không tương đương với “-1 bar” như sau:

• -1 bar = – 14,05 PSI
• -1 bar = -1000 mbar
• -1 bar = -0,987 atm
• -1 bar = -100000 Pa = -100 kPa = -0,1 MPa
• -1 bar = – 1,02 kg/cm²

Áp suất chân không còn gọi là độ chân không, là số đo áp suất của lượng vật chất có trong một khoảng không gian nhất định và được tính bằng nhiều đơn vị khác nhau như Torr, mBar, Pa, mmHg [abs]…Từ đó , áp suất chân không được quy định khi khoảng không gian có áp suất chân không càng cao thì lượng vật chất tồn tại trong đó càng ít.

Áp suất chân không đạt 0 Torr hoặc 0 kpa [abs] thì được coi là chân không tuyệt đối – không có vật chất bên trong. Hay nói cách khác, một mức độ chân không thấp hơn biểu thị một áp suất cao hơn và ở một mức độ chân không càng cao thì thể hiện áp suất càng thấp

Cảm biến áp suất chân không là gì ?

Cảm biến áp suất chân không hay còn gọi là cảm biến áp suất âm là một thiết bị thường dùng trong các ứng dụng đo lường áp suất môi trường chân không. Khác với các loại cảm biến áp suất khác thì dãy đo của các loại cảm biến đo áp suất chân không rất nhỏ và mang giá trị âm. Mặc dù về mặt cấu tạo hay cách thức đo lường vẫn tương tự như các dòng cảm biến đo mức khác. Đây là một dòng cảm biến rất kén người sử dụng hiện nay, chính vì thế mà không phải lúc nào chúng ta cũng có thể chọn mua thiết bị này một cách dễ dàng.

Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng cảm biến đo áp suất âm -1-0bar được bên mình nhập khẩu từ hãng JSP thuộc quốc gia Cộng Hòa Séc. Đây là một thị trường có rất nhiễu hãng sản xuất thiết bị công nghiệp mà Việt Nam mình đang sử dụng hiện nay. Từ đó cho thấy được mức độ tin cậy của nước ta đối với các sản phẩm đến từ thị trường này. Và hơn hết thì bên mình cũng đang là đại diện cung cấp sản phẩm độc quyền của hãng này tại thị trường mình hiện nay.

Phạm vi ứng dụng của cảm biến áp suất chân không:

Thông thường các loại cảm biến có dãy đo từ 0-16bar sẽ được dùng nhiều nhất vi đó là khoảng đo thường thấy nhất trong các ứng dụng sản xuất hàng ngày. Tuy nhiên đối với các dòng cảm biến áp suất chân không hay thủy lực và khí nén thì lại kén môi trường hơn. Vì các dòng cảm biến thuộc loại này sẽ có khoảng đo rất cao hoặc rất thấp, thường dùng trong các ứng dụng đặc biệt.Cụ thể là cảm biến đo áp suất chân không sẽ dùng để đo lường mức áp suất trong môi trường chân không đúng không nào. Chúng ta có thể thấy chúng trong các máy hút chân không, các phòng thí nghiệm có ứng dụng chân không, các loại máy hút chân không dùng trong công nghiệp khác,…

Bên cạnh dãy đo thấp như cảm biến đo lường áp suất trong môi trường chân không thì bên mình cũng có các loại cảm biến áp suất có thang đo khác như  -1-0bar, 0-1.6bar, 0-6bar, 0-10bar, 0-25bar, 0-40bar, 0-160bar, 0-60bar, 0-100bar, 0-250bar, 0-400bar, 0-600bar,…Chúng ta có thể tùy chọn theo nhu cầu đo lường cụ thể của mình sao cho phù hợp nhé.

Cấu tạo của một cảm biến áp suất:

Đối với các dòng cảm biến áp suất nói chung và các dòng cảm biến áp suất chân không nói riêng thì đều có cấu tạo gồm 4 bộ phận:

Lớp màng cảm biến:

Đây là bộ phận quan trọng nhất trong các loại cảm biến áp suất chân không. Lớp màn này có nhiệm vụ cảm nhận mức áp suất trong môi trường cần đo. Nó sẽ biến dạng theo mức áp suất tương ứng và cho ra giá trị đo đạc được. Nó góp phần quyết định mức độ sai số, tuổi thọ sử dụng, thời gian phản hồi tín hiệu của cảm biến. Chính vì thế giá cả của cảm biến sẽ phụ thuộc vào chất liệu của lớp màn này, thường chúng sẽ được làm bằng Ceramic hay thép không gỉ (INOX),…

Bộ phân transmitter:

Là bộ phận có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ lớp màn cảm biến sau đó chuyển tín hiệu đó về dạng tín hiệu điện để tiện trong quá trình kết nối với các thiết bị khác. Thông thường các thiết bị truyền đi sẽ có dạng analog 4-20ma, 0-10V, 0-20mA,…

Bộ phận tiếp điểm:

Được xem như cổng kết nối ra bên ngoài các thiết bị nhận thông tin từ cảm biến. Chúng được dùng trong việc đấu dây đến các bộ chuyển tín hiệu, bộ hiển thị áp suất hay dùng để điều khiển một quá trình nào đó trong một máy hay một dây chuyền,…Hơn hết chúng có tiêu chuẩn bảo vệ IP65, IP66, IP67,…

Lớp vỏ bảo vệ cảm biến:

Đây được xem như mộ lớp bảo vệ các bộ phận quan trọng bên trong để tránh bị ảnh hưởng bởi môi trường bên ngoài. Nên nó phải được làm bằng các loại vật liệu đặc biệt như INOX 304, INOX 316,…

Các thông số của cảm biến:

Cảm biến đo lường áp suất chân không sẽ có một số thông số kỹ thuật cơ bản như sau:

• Model: mã sản phẩm là D2415
• Xuất xứ: nhập khẩu chính hãng từ JSP – Cộng Hoà Séc.
• Các dãy đo: dãy đo -1-0bar. Bên cạnh đó thì các bạn có thể tùy chọn đặt hàng trong các dãy đo khác như -1÷0 bar, -1÷3 bar, -1÷5 bar, -1÷24 bar,…
• Lớp màng cảm biến: INOX 316 hay Ceramic tùy vào giá cả.
• Kết nối: thông qua ren kết nối dạng 13mm theo chuẩn G1/4 = 13mm hoặc G1/2 = 21mm
• Khả năng chịu quá áp: có thể chịu quá áp lên đến 1,5 lần áp suất cho phép của cảm biến.
• Chịu nhiệt: cảm biến có khả năng chịu nhiệt trong khoảng -40÷85°C.
• Thời gian phản hồi: tín hiệu được phản hồi trong 10ms
• Thời gian bảo hành: lên đến 12 tháng 1 đổi 1 nếu phát sinh lỗi từ nhà sản xuất

Cảm biến có thang đo lưỡng cực – vừa âm vừa dương

Đối với lĩnh vực thực phẩm, chế biến,… thì nhờ có cảm biến áp suất trong hệ thống hút chân không các nhà máy cho ra các sản phẩm đã được hút chân không để sản phẩm không còn bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh, không khí rút ra giúp cho sản phẩm cách ly hoàn toàn với môi trường bên ngoài, vi khuẩn thể xâm nhập vào sản phầm, góp phần đảm bảo an toàn về sức khỏe cho người tiêu dùng.

Việc hút chan không giúp loại bỏ hơi ẩm và không khí bởi trong không khí luôn tồn tại một lượng hơi ẩm nhất định, nhất là đối với môi trường nhiệt đới Châu Á. Vì thế việc loại bỏ không khí trong hệ thống điều hòa cũng đồng nghĩa với việc loại bỏ lượng hơi ẩm trong hệ thống điều hòa. Trong một số trường hợp việc hút chân không chỉ dùng trong 1 thời điểm nhất định còn áp dương lại được sử dụng thường xuyên.

Một vài thang đo áp suất lưỡng cực như:

• Cảm biến áp suất thang đo -1..3 bar
• Cảm biến áp suất thang đo -1..5 bar
• Cảm biến áp suất thang đo -1..10 bar
• Cảm biến áp suất thang đo -1..16 bar
• Cảm biến áp suất thang đo -1..25 bar

Cách chọn mua cảm biến áp suất như thế nào ?

Vì các cách thức chọn mua cảm biến áp suất là như nhau nên cách thức mình trình bày sau đây vẫn sẽ có thể áp dụng cho các loại cảm biến áp suất khác nhé. Cụ thể thì khi chọn mua chúng ta cần xác định rõ những yếu tố như sau:

Khoảng đo của cảm biến:

Như ở trên mình có chia sẻ thì các loại cảm biến sẽ có cấu tạo hoàn toàn tương tự nhau, tuy nhiên điểm khác nhau là nằm ở lớp màn cảm biến. Vì vậy chúng sẽ khác nhau về khoảng đo lường trong quá trình làm việc. Sẽ có rất nhiều khoảng đo khác nhau để chúng ta lựa chọn như -1-0bar, 0-6bar, 0-16bar, 0-40bar,…Cứ mỗi khoảng đo sẽ tương ứng với một môi trường khác nhau.

Vấn đề nằm ở chỗ chúng ta cần chọn khoảng đo sao cho phù hợp vì nếu quá chênh lệch giữa môi trường cần đo và khoảng đo cảm biến sẽ dẫn đến sai số. Và thông thường thì các cảm biến áp suất sẽ dùng trong các ứng dụng van an toàn, đảm bảo an toàn cho con người và thiết bị. Nếu xảy ra sai số quá mức cho phép sẽ gây nguy hiểm.

Lớp màng của cảm biến:

Nếu chúng ta dùng cảm biến trong các ứng dụng bình thường không đòi hỏi độ chính xác quá cao, hoặc môi trường cần đo của chúng ta không quá đặc biệt thì có thể dùng đến loại có lớp màng bình thường. Tuy nhiên nếu chúng ta dùng trong ứng dụng cần độ chính xác cao thì phải cần dùng đến loại có lớp màn tốt, đảm bảo ổn định và ít sai số trong quá trình đo lường.

Sử dụng thiết bị hỗ trợ hay không ?

Các thiết bị hỗ trợ hay các thiết bị điều khiển rất quan trọng trong quá trình đo lường các đại lượng vật lý mà cụ thể ở đây là áp suất. Và các thiết bị mình muốn nói ở đây là bộ điều khiển – hiển thị tín hiệu và bộ chuyển đổi tín hiệu áp suất. Cụ thể như thế nào thì chúng ta sẽ cùng tìm hiểu cụ thể bên dưới nhé.

Bộ chuyển hiển thị và điều khiển hiệu áp suất:

Bộ chuyển hiển thị và điều khiển hiệu áp suất hay còn gọi là bộ hiển thị áp suất được sử dụng để đọc các dạng tín hiệu 4-20ma, 0-10v, 1-5v từ cảm biến áp suất và hiển thị để chúng ta dễ dàng quan sát. Bên cạnh đó thì thiết bị này còn có thể điều khiển tín hiệu áp suất ấy thông qua các ngõ ra như analog 4-20ma, 0-20ma, 0-5v, 0-10v, 1-5v, relay on/off, modbus RTU hay Prosfibus,…

Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng màn hình điều khiển và hiển thị tín hiệu áp suất có model là OM352UNI được sản xuất bởi hãng Orbit Merret thuộc Cộng Hòa Séc. Đây là một thiết bị thường được khách hàng sử dụng kèm để quan sát giá trị đo đạc từ cảm biến. Sản phẩm đạt chuẩn Châu Âu có khả năng hiệu chỉnh và cài đặt thông số thông qua các phím bấm trên màn hình. Các bạn tham khảo một vài thông số bên dưới nhé.

• Model: sản phẩm có mã là OM352UNI
• Xuất xứ: thiết bị được nhập khẩu từ hãng Orbit Merret – Cộng Hòa Séc.
• Tín hiệu đầu vào (Intput): tín hiệu vào là các dạng 0-10V / 4-20mA / 0-20mA
• Tín hiệu đầu ra (Output): có 2 tiếp điểm ngõ ra dạng Relay. Ngoài ra còn có tuỳ chọn ngõ ra 4-20mA và modbus.
• Khả năng chống nhiễu: với hệ số cách ly là 4000 VAC.
• Kích thước: kích thước tổng thể của thiết bị là 96 x 48mm
• Nguồn cấp: có thể chọn loại 80-250VAC hoặc 10-40VDC
• Thời gian bảo hành: thời gian bảo hành lên đến 12 tháng, 1 đổi 1 nếu có lỗi từ nhà sản xuất.
• Có hiển thị giá trị trên 4 LED. Có tuỳ chọn số hiển thị sau dấu phẩy.
• Có 5 phím nhấn để hiệu chuẩn cho thiết bị.

Bộ chuyển đổi tín hiệu áp suất:

Với bộ chuyển đổi tín hiệu thì chúng ta không thể hiển thị được mức áp suất đo đạc mà chỉ có thể chuyển đổi tín hiệu hay còn gọi là điều khiển tín hiệu. Đây là giải pháp cho các bạn không có nhu cầu hiển thị mà chỉ cần lấy tín hiệu 4-20ma, 0-20ma, 0-5v, 0-10v, 1-5v, relay on/off, modbus RTU hay Prosfibus,…

Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng chuyển đổi tín hiệu áp suất có model là OMX333UNI cũng được sản xuất bởi hãng Orbit Merret thuộc Cộng Hòa Séc. Đây là dạng chuyển đổi tín hiệu gắn tủ điện, có các ngạnh để chúng ta cố định vào các thanh ray của tủ một cách dễ dàng. Bên cạnh đó thì chúng cũng cách ly tín hiệu rất tốt trong các môi trường có nhiều tác nhân gây nhiễu như motor bơm, động cơ điện hay biến tần.

Nếu chúng ta cần sử dụng cảm biến áp suất để điều khiển các loại thiết bị báo động hay đóng ngắt thì có thể sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu nhé. Vì tính hiệu tuyến tính analog 4-20ma của cảm biến không thể thực hiện được việc này nên ta buộc phải dùng đến bộ chuyển tín hiệu. Bộ chuyển tín hiệu cho phép ta chuyển đổi từ 4-20ma sang tín hiệu relay đóng/ngắt một cách dễ dàng và nhanh chóng. Các bạn tham khảo một vài thông số của bộ chuyển đổi như sau:

• Model: sản phẩm có mã là OMX333UNI
• Xuất xứ: được công ty mình nhập khẩu từ hãng Orbit Merret – Cộng Hoà Séc 
• Tín hiệu đầu vào (Input): có thể nhận được các tín hiệu điện áp như 12V-24V-48V-60V-80V-100V-110V-220V-330V-400V, chúng ta có thể calib range bất kỳ trong khoảng đo như 0-24VDC, 0-48VDC, 0-20VDC,…Đọc được các dạng tín hiệu dòng điện như ±90, ±180 mA, ±20 mA, 4-20 mA, 0-20ma, 0-5v, 0-10v, 1-5v,…
• Ngõ ra tín hiệu (Output): chúng ta có thể tuỳ chọn một trong các tín hiệu sau: 4-20mA, 0-20mA, 0-10v, 0-5v,…Các dạng tín hiệu RELAY (NO /NC) đóng ngắt thiết bị, tín hiệu Modbus RTU,…
• Nguồn cấp: bộ chuyển đổi sử dụng nguồn điện trong khoảng 10..30VDC
• Sai số: chỉ 0.1% trên toàn dãy chuyển đổi của sản phẩm.
• Hệ số cách ly chống nhiễu tín hiệu: lên đến 2500VAC và 4000VAC, giúp cách ly tín hiệu một cách hiệu quả
• Kích thước bộ chuyển đổi: 90,5 x 79 x 25 mm
• Thời gian phản hồi: chỉ 1ms và gần như là ngay lập tức
• Bảo hành: sản phẩm được bảo hành chính hãng 12 tháng, 1 đổi 1.

Đồng hồ đo áp suất âm điện tử:

Nếu các bạn đang có nhu cầu đo lường áp suất, hiển thị tại chỗ, có độ chính xác cao và không cần phải cấp nguồn thì sao nhỉ ? Lúc này bên mình sẽ có giải pháp sử dụng đồng hồ đo áp suất điện tử thang đo áp âm. Đây là một thiết bị thường được sử dụng cho các phòng thí nghiệm, nghiên cứu, đo lường áp suất khí gas, khí nén trên các đường ống.

Với thiết kế nhỏ gọn, chúng ta chỉ cần vặn vào ren có sẵn trên đường ống là có thể đo lường được một cách dễ dàng. Các thông số của đồng hồ như sau:

• Model: sản phẩm có mã là JSP-Baroli 05
• Xuất xứ: được nhập khẩu từ hãng JSP – Cộng Hòa Séc.
• Dãy đo đồng hồ: có các dãy đo áp suất âm để lựa chọn như -1..0 bar, -0.5..0bar, -1..5bar, -1..10bar. Bên cạnh đó thì còn có thể tùy chọn các dãy đo dương như là 0-400 mbar, 0-600 mbar, 0-1 bar, 0-2.5bar, 0-4bar, 0-6bar, 0-10bar, 0-16bar, 0-25bar, 0-40bar, 0-60bar, 0-100bar, 0-160bar, 0-250bar, 0-400bar, 0-600bar.
• Hiển thị: đồng hồ có khả năng tùy chọn các đơn vị Bar, mbar, Psi, InHg, cmHg, mmHg, hPa, Kpa, Mpa, mH20, InH20
• Kiểu nối ren cơ khí: G1/2, G1/4 theo chuẩn EN 837, 1/2 NPT, 1/4 NPT…
• Đồng hồ có sai số: 0.5% hoặc 0.25% có thể tuỳ chọn.
• Seal của cảm biến: FKM
• Vật liệu thân đồng hồ: SS316L
• Màn hình hiển thị LED giá trị: 4-5 led cho giá trị hiển thị từ -19999…19999
• Môi trường sử dụng: có thể đo cả áp suất tuyệt đối và áp suất tương đối 
• Khả năng kháng nước và bụi: IP65
• Sử dụng PIN: 3,6V x 2 AA
• Nhiệt độ làm việc: làm việc tốt trong khoảng nhiệt -20÷85°C
• Vật liệu màng cảm biến: Ceramic AL203 96%.
• Số LED hiển thị đơn vị: 6 LED
• Thời gian bảo hành: chính hãng 12 tháng 1 đổi 1
• Có đầy đủ giấy tờ CO CQ của NSX cấp
• Đạt các tiêu chuẩn khắc khe của Châu Âu
• Hỗ trợ kỹ thuật trọn đời

Cấu tạo của đồng hồ áp suất điện tử:

Dòng đồng hồ áp điện tử được cấu tạo gồm 2 bộ phận chính bao gồm một cảm biến áp suất và một bộ hiển thị nhỏ gọn tích hợp. Chúng có các chức năng như sau:

• Bộ phận cảm biến của đồng hồ: có nhiệm vụ đo lường về sẽ biến giá trị áp suất thành tín hiệu điện. Thông qua các sensor, ở đây có thể là dạng điện dung, kiểu điện trở,…
• Bộ phận hiển thị của đồng hồ: sẽ nhận tín hiệu từ cảm biến và sau đó chuyển tín hiệu điện đó qua giá trị áp suất để hiển thị lên màn hình LCD.
• Bộ phận ren kết nối: nơi mà chúng ta vặn cố định đồng hồ vào vị trí cần đo lường áp suất. Có các chuẩn ren như G1/4”, G1/2”, G3/4”, G1” hoặc 1/4 NPT, 1/2 NPT, 3/4 NPT, 1 NPT

Địa chỉ mua cảm biến uy tín:

Hiện nay các khá nhiều loại cảm biến có xuất xứ từ Trung Quốc, Đài Loan,…các dòng cảm biến này có giá khá rẻ so với các sản phẩm cùng loại. Tuy nhiên sẽ không đo lường được chính xác và sẽ nhanh hỏng. Nên chúng ta cần lựa chọn các địa chỉ cung cấp uy tín và chất lượng có cam kết bảo hành.

Trên đây là các thông tin liên quan đến cảm biến đo mức áp suất chân không hay cảm biến áp suất chân không – áp suất âm. Hy vọng thông qua bài viết các bạn sẽ có thêm kiến thức về loại thiết bị này. Bên cạnh đó sẽ phần nào giúp ích cho các bạn trong công việc hàng ngày. Các bạn có thể tham khảo thêm một số dòng cảm biến áp suất khác của mình như: Cảm biến áp suất thủy lực , Cảm biến áp suất nước…Mọi thắc mắc cần tư vấn các bạn có thể liên hệ mình qua các thông tin sau:

Phone – Zalo: 0779 81 81 84 (An Nguyễn)

Email: An.nguyen@bff-tech.com