Cảm biến áp suất khí nén

Mến chào tất cả các bạn, trong bài viết này mình xin giới thiệu đến các bạn một dòng cảm biến chuyên dùng trong lĩnh vực áp suất cao. Đó là cảm biến áp suất khí nén, là một trong những dòng cảm biến được dùng để đo lường áp lực hay có suất có thang đo cao. Và nếu như các bạn đang có nhu cầu tìm hiểu hay chọn mua cho mình một sản phẩm như vậy thì có thể tham khảo bài viết này của mình nhé. Trong bài viết chúng ta sẽ đi qua các nội dung chính như khái niệm về thiết bị ? Phạm vi có thể ứng dụng ? Các thông số kỹ thuật ? Các ưu điểm khi dùng thiết bị cũng như các thông tin liên quan khác. Thông qua đó chúng ta sẽ có thêm một sự lựa chọn khác trong việc chọn mua và sử dụng.

Trên thị trường hiện nay có khá nhiều dòng cảm biến đo áp suất có thang đo khác nhau để chúng ta lựa chọn. Tuy nhiên không phải lúc nào chúng ta cũng có thể lựa chọn dãy đo cho phù hợp. Đặc biệt là sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi cần có thang đo cảm biến cao như áp suất khí nén hay áp suất thủy lực. Chính vì thế mà trong bài viết này mình sẽ đem đến cho các bạn một sự lựa chọn tốt hơn trong việc đo lường áp suất cao.

Các vấn đề liên quan đến khí nén là gì ?

• Về vận tốc: khí sau khi được nén lại vẫn ở thể khí và có lưu tốc lớn cho phép đạt được tốc độ cao (vận tốc làm việc trong các xy – lanh thường từ 1 – 2 m/s).
• Về vận chuyển: khí nén có thể vận chuyển dễ dàng trong các đường ống, với một khoảng cách nhất định. Các đường ống dẫn về không cần thiết vì khí nén sau khi sử dụng sẽ được cho thoát ra ngoài môi trường sau khi đã thực hiện xong công tác.
• Về lưu trữ: khí nén có thể được lưu trữ trong các bình chứa để cung cấp khi cần thiết như các bình chứa khí trong máy nén khí, bình tích khí…
• Về nhiệt độ: khí nén ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ tuy nghiên khuyến cáo sử dụng giới hạn trong môi trường từ 0 – 99ºC.
• Về phòng chống cháy nổ: khí nén không phải chất gây cháy, nên không mất chi phí cho việc phòng chống cháy. Về phòng chống nổ thì hãy sử dụng đúng với công suất nén hoặc chứa của thiết bị lưu trữ. VD đối với bình chứa khi của máy nén khí thì có thể chứa được áp lực 8 – 12kg/cm3 (8 – 12bar) còn đối với bình tích áp, ví dụ như bình tích áp Varem thì chứa được 8 – 16bar.

• Ảnh hưởng đối với môi trường: khí được nén qua các thiết bị đều được lọc các bụi bẩn, tạp chất hay nước trước khi đưa vào bình chứa. Vì vậy có thể nói khí nén là khí sạch, không một nguy cơ nào ảnh hưởng đến môi trường hoặc ảnh hưởng đến công việc yêu cầu cao về tính sạch sẽ. Tính chất này rất quan trọng trong các ngành công nghiệp đặc biệt như: thực phẩm, vải sợi, lâm sản và thuộc da.
• Về cấu tạo thiết bị: tùy loại thiết bị sử dụng mà có cấu tạo khác nhau. Ví dụ máy nén khí thì sử dụng pít-tông để nén khí nhưng hệ thống khí nén thì lại có cấu tạo khác.
• Các nguy cơ khi quá tải: các công cụ và các thiết bị nén khí đều có rơ-le tự ngắt khi đạt đến áp suất định sẵn. Vì vậy nguy cơ khi quá tải thường khí sảy ra.

Cảm biến áp suất khí nén là gì ?

Cảm biến đo áp suất khí nén về bản chất cũng chỉ là một loại cảm biến áp suất thông thường. Cũng là một thiết bị chuyên dùng trong công tác đo lường mức áp suất hay áp lực trong một môi trường nào đó. Tuy nhiên đặc biệt ở chỗ là dòng này sẽ có thang đo khá cao từ 100bar, 160bar, 250bar, 600bar,…Tuy vào môi trường ứng dụng mà ta chọn loại cho phù hợp.

Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng cảm biến model D2415 do bên mình đang cung cấp. Sản phẩm được nhập khẩu từ hãng JSP – Cộng Hòa Séc với chất lượng cao, tuổi thọ lâu dài và hoạt động chính xác. Đây là hãng sản xuất cảm biến áp suất có uy tín hàng đầu Châu Âu hiện nay, các sản phẩm từ hãng đã được bên mình phân phối rất nhiều trên thị trường và nhận được khá nhiều phản hồi tích cực.

Cấu tạo của cảm biến áp suất khí D2415 như thế nào ?

Nhìn chung thì ít nhiều sẽ có sự khác biệt giữa các hãng sản xuất cảm biến vì mỗi hãng sẽ có 1 công nghiệp sản xuất khác nhau. Tuy nhiên thì dù có thêm công nghệ hay chức năng nào đi nữa thì cảm biến áp suất và cảm biến áp suất khí cũng sẽ có các bộ phận cốt lỗi như sau:

Lớp vỏ bảo vệ cảm biến:

Là một lớp bảo vệ các bộ phận quan trọng bên trong để tránh bị ảnh hưởng bởi môi trường bên ngoài. Chống lại các tác nhân từ bên ngoài gây ảnh hưởng đến các mạch điện, bộ phận xử lý bên trong. Nên nó phải được làm bằng các loại vật liệu đặc biệt như INOX 304, INOX 316,…

Lớp màng cảm biến:

Đây là bộ phận quan trọng nhất trong cảm biến đo áp suất vì nó chịu trách nhiệm lớn cho việc cảm nhận mức áp lực mà môi trường đang có. Các dòng cảm biến có dãy đo khác nhau thì sẽ có lớp màng cảm biến khác nhau để phù hợp với mức áp suất cần đo. Việc cảm biến sai số nhiều hay ít còn tùy thuộc rất nhiều vào loại vật liệu mà ta dùng làm cảm biến đấy. Chính vì thế giá cả của cảm biến sẽ phụ thuộc vào chất liệu của lớp màng này, thường chúng sẽ được làm bằng Ceramic hay thép không gỉ (INOX),…

Bộ phận transmitter:

Đây là bộ phận chuyên xử lý các tín hiệu từ lớp màng truyền về để chuyển chúng thành các dạng tín hiệu ngõ ra. Chúng ta thường sẽ có các ngõ ra dạng 2 dây như 4-20ma, 0-20ma, 0-5V, 0-10V,…Với các tín hiệu nay, cảm biến cho phép chúng ta truyền về các loại thiết bị hỗ trợ khác như PLC hay màn hình hiển thị. Các loại tín hiệu này cũng rất hữu ích cho các ứng dụng dùng cảm biến áp suất để điều khiển biến tần nhằm thay đổi tốc độ quay của động cơ nữa đấy.

Bộ phận tiếp điểm:

Là 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,…

Phạm vi 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 lức nằm trong khoảng đo của cảm biến là được. Ví dụ khi ta dùng cảm biến thang đo 0-100bar thì môi trường cần đo mới có mức áp suất thấp hơn 100bar 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 -1-0bar, 0-1.6bar, 0-6bar, 0-10bar, 0-25bar, 0-40bar, 0-60bar,…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,…

Thông số kỹ thuật của cảm biến áp suất khí nén:

• Model: sản phẩm có mã là D2415.
• Xuất xứ: nhập khẩu trực tiếp từ hãng JSP – Cộng Hoà Séc.
• Ứng dụng: Đo áp suất khí nén, đo áp suất dầu, đo áp suất hơi, đo áp suất gas, áp suất nước…
• Dãy đo: 0-100bar, 0-160bar, 0-250bar,…0-600bar. Tuỳ theo ứng dụng thực tế mà chúng ta chọn dãy đo cho phù hợp.
• Chịu quá áp: lên đến 1/2 lần dãy đo. Ví dụ dùng cảm biến áp suất 100bar, thì có thể chịu được quá áp lên 150bar.
• Ngõ ra (Output): các tín hiệu analog 4-20mA – tín hiệu 2 dây
• Sai số: 0.25%, 1% hoặc 0.5% tuỳ vào ứng dụng có cần độ chính xác cao hay không.
• Nguồn cấp: 12÷36VDC.
• Nhiệt độ làm việc: -20÷85°C.
• Tiêu chuẩn bảo vệ: IP65 chống bụi và chống nước khá tốt.
• Kiểu kết nối: ISO4400.
• Thời gian phản hồi tín hiệu: 10ms khá nhanh chóng.
• Vật liệu màng của cảm biến: được làm bằng INOX.
• Các tiêu chuẩn về đo lường và điện: EN60770-1, EN61326-1..
• Thời gian bảo hành lên đến: 12 tháng. 1 đổi 1 nếu có lỗi từ nhà sản xuất.

Các ưu điểm khi dùng cảm biến:

• Có nhiều dãy đo để lựa chọn
• Có sai số thấp, chính xác cao
• Bảo hành chính hãng
• Tuổi thọ cao
• Hàng luôn có sẵn

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 dãy 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.

Nhiệt độ chịu được của cảm biến ?

Các dòng cảm biến áp suất sẽ có khả năng chịu nhiệt trong khoảng -20-85°C, tuy nhiên nếu các bạn cần dùng cho lò hơi hay nước nóng có nhiệt độ cao hơn thì ta cần phải sử dụng phụ kiện kèm theo. Một vài phụ kiện ở đây có thể kể đến như ống xi phông hay cooling tản nhiệt.

Giá thành của cảm biến ra sao ?

Với các dòng cảm biến áp suất đến từ Châu Á như Trung Quốc, Đài Loan hay Hàn Quốc đều có giá thành rất dễ tiếp cận hay nói cách khác là rất rẻ. Tuy nhiên sẽ nhanh chóng hư hỏng sau vài tháng sử dụng, ngược lại với các dòng cảm biến của Châu Âu sẽ có giá thành cao hơn gấp 2-3 lần nhưng về chất lượng và tuổi thọ thì luôn luôn được đảm bảo. Công Ty BFF hiện đang là nhà cung cấp các sản phẩm cảm biến áp suất nhập khẩu từ Châu Âu hiện nay, các bạn có thể yên tâm khi chọn mua và sử dụng các loại thiết bị bên mình nhé.

Các thiết bị hỗ trợ cho cảm biến áp suất:

Trong phần này mình sẽ giới thiệu đến các bạn các thiết bị dùng để hỗ trợ cho cảm biến đo áp suất khí nén trong quá trình hoạt động. Việc sử dụng các loại thiết bị này sẽ giúp cho cảm biến làm việc tốt hơn, năng suất và chất lượng được nâng cao hơn. Bên cạnh đó thì còn có thể khắc phục được các yếu điểm mà cảm biến chưa làm được.

Màn hình hiển thị áp suất:

Hầu hết các loại cảm biến áp suất hiện nay không có màn hình hiển thị kèm theo. Chúng chỉ có khả năng cảm nhận áp suất và truyền tín hiệu về các thiết bị hiển thị như PLC. Vì vậy, nếu chúng ta có nhu cầu quan sát giá trị đo được từ áp suất bằng số liệu cụ thể thì nên dùng một màn hình rời để quan sát.

Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng màn hình hiển thị áp suất có model OM402UNI mà bên mình đang cung cấp. Sản phẩm được nhập khẩu từ Cộng Hòa Séc với thời gian bảo hành lâu dài và chất lượng tốt, sai số thấp. Hơn nữa màn hình còn có hệ số cách ly chống nhiễu giúp giảm khả năng nhiễu tín hiệu cho kết nối giữa cảm biến và PLC.

Thông số kỹ thuật của bộ hiển thị giá trị áp suất:

• Model: màn hình hiển thị có mã là OM402UNI
• Xuất xứ: nhập khẩu từ hãng Orbit Merret – Cộng Hòa Séc.
• Màn hình hiển thị: 4 LED, 6 LED, 8 LED và 11 LED có thể tùy chọn theo nhu cầu.
• Ngõ vào (Input): nhận các tín hiệu thường gặp như pt100, analog 4-20mA, biến trở và cả mV/V.
• Ngõ ra (Output): xuất các tín hiệu analog 4-20mA , có cả REPLAY dùng để đóng ngắt thiết bị nạp liệu.
• Nguồn cấp: 220VAC hay 24VDC tùy nhu cầu sử dụng.
• Sai số: 0,1% trong quá trình hiển thị.
• Hệ số cách ly, chống nhiễu: 4000VAC giúp chống nhiễu và bảo vệ các kết nối.
• Thời gian bảo hành: 12 tháng, 1 đổi 1 nếu có lỗi từ nhà sản xuất.
• Có đèn báo khi quá mức.
• Được trang bị nút nhấn dễ dàng hiệu chỉnh.

Để biết thêm chi tiết sản phẩm các bạn tham khảo bài viết: Bộ hiển thị áp suất

Bộ chuyển tín hiệu áp suất:

Các cảm biến sẽ có ngõ ra tín hiệu dạng analog 4-20ma để truyền đến bộ hiển thị hay PLC một cách dễ dàng. Tuy nhiên nếu chúng ta không có PLC nhưng vẫn muốn có một thiết bị báo động khi áp suất quá cao hay quá thấp thì sao nào. Đó là lúc ta cần dùng đến bộ chuyển tín hiệu áp suất sang tín hiệu relay để điều khiển đèn báo hay còi báo.

Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng thiết bị có khả năng chuyển đổi tín hiệu áp suất sang relay có model là OMX333UNI. Sản phẩm này cũng được bên mình nhập khẩu từ hãng Orbit Merret, là hãng sản xuất màn hình hiển thị mình vừa giới thiệu bên trên. Các bạn có thể tham khảo một vài thông số kỹ thuật của sản phẩm này dưới đây nhé.

Thông số của bộ chuyển đổi tín hiệu áp suất:

• 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
• Thời gian bảo hành: sản phẩm được bảo hành chính hãng 12 tháng, 1 đổi 1.

Các bạn muốn tìm hiểu chi tiết về sản phẩm có thể tham khảo bài viết: Bộ chuyển tín hiệu 4-20ma sang relay

Đồng hồ đo áp suất khí nén dạng điện tử Baroli 05 – Baroli 02:

Nếu các bạn đang có nhu cầu sử dụng đồng hồ áp suất độ chính xác cao để hiệu chuẩn hoặc làm thí nghiệm thì nên tham khảo dòng này. Đây là loại đồng hồ áp suất độ chính xác cao sử dụng pin AA. Dòng này cho phép chúng ta tùy chọn nhiều dãy đo khác nhau như: 0-1bar, 0-6bar, 0-10bar, 0-16bar, 0-25bar, 0-40bar, 0-60bar, 0-100bar, 0-160bar, 0-250bar ,0-400bar, 0-600bar. 

Với cáu tạo đơn giản chúng ta chỉ việc vặn sensor vào đường ống hay những nay cần đo lường áp suất là có thể sử dụng được ngay mà không cần phải cấp nguồn cho thiết bị. Thời gian hiển thị sẽ tùy vào cài đặt ban đầu, sau thời gian đó màn hình sẽ tự tắt để tiết kiệm pin.

Cấu tạo của đồng hồ điện tử đo áp suất:

Dòng đồng hồ áp điện tử sẽ 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 LED.

Các thông số kỹ thuật như sau:

• Model: sản phẩm có mã là Baroli 05 hoặc Baroli 02
• Xuất xứ: được nhập khẩu từ hãng JSP – Cộng Hòa Séc.
• Dãy đo đồng hồ: có các dãy đo để tùy chọn 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
• 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 
• 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
• Vật liệu màng cảm biến: Ceramic AL203 96%.
• Số LED hiển thị đơn vị: 6 LED
• 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
• Kiểu nối ren cơ khí: G1/2, G1/4 theo chuẩn EN 837, 1/2 NPT, 1/4 NPT…

Các ưu điểm của dòng đồng hồ áp suất điện tử:

• Có nhiều dãy đo không thua kém gì các dòng sensor đầu dò
• Có sai số rất thấp và có thể tùy chọn
• Có khả năng tùy chỉnh lại các đơn vị khác nhau
• Có bảo hành và hậu mãi lâu dài
• Hàng luôn có sẵn để cung cấp

Lời kết:

Trên đây là một số thông tin về cảm biến đo áp suất khí nén xuất xứ JSP – Cộng Hòa Séc. Hy vọng sẽ giúp ích cho các bạn trước khi mua và sử dụng. Ngoài ra bên mình còn cung cấp các loại cảm biến áp suất khí nén có nhiều dãy đo khác nhau với giá cạnh tranh thị trường, các bạn có thể tham khảo để biết thêm thông tin. 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