Xin chào các bạn lại là Trọng đây! Hôm nay mình muốn chia sẻ đến các bạn về chủ đề chân không và cảm biến áp suất chân không. Đây cũng là nội dung chính trong bài viết này, Mình cùng nhau đi tìm hiểu nhé.

cảm biến áp suất cahan không Georgin - Pháp
cảm biến áp suất cahan không Georgin – Pháp

Đối với các bạn làm việc về các lĩnh vực liên quan đến máy móc, kỹ thuật, chế tạo thì chắc hẳn đã quá quen thuộc với các loạ cảm biến áp suất rồi phải không nào. Chúng như là một trong những thiết bị không thể nào thiếu được trong các hệ thống đo lường áp suất của nhà máy. Cảm biến áp suất còn được ứng dụng rộng rãi trong các máy móc hiện đại và những cơ cấu tự động hoá. Để rõ hơn thì bài viết này mình sẽ chia làm hai phần để các bạn nắm bắt đc rõ thiết bị này là gì? Chúng hoạt động như thế nào?

Áp suất chân không

Theo như một số tài liệu lý thuyết lâu đời mà mình tìm hiểu được thì chúng được hiểu ngắn ngọn đó là: Môi trường chân không là môi trường không có chứa vật chất. Nguồn gốc từ “chân không” xuất phát từ ngôn ngữ latinh “vacuus” có nghĩa là “trống” hoặc là “khoảng trống“. 

Áp suất chân không ngoài trái đất
Áp suất chân không ngoài trái đất

Hiểu một cách đơn giản, Môi trường chân không là một môi trường có thể tích khác không và khối lượng bằng không. Do không có vật chất bên trong, lên môi trường chân không là nơi không có áp suất.

Tuy nhiên, thực tế rất khó để có một môi trường chân không tuyệt đối hay nói ccas khác là không thể nào tạo ra được một môi trường không vật chất. Nếu bạn từng xem các video về con người trên vũ trụ, có thể từng nghe về cụm từ “chân không”. Bên ngoài Trái Đất thực tế là một môi trường rộng lớn, và rất loãng khí, nên được gọi là ở trong chân không.

Áp suất chân không là gì ?

Ta có định nghĩa áp suất chân không như sau: trong một khoảng không gian nhất định, nếu áp suất chân không càng cao thì lượng vật chất tồn tại ở môi trường đó càng ít, và ngược lại. Nếu áp suất đạt giá trị 0 Torr hoặc 0 Kpa thì môi trường này được xem như không có vật chất tồn tại bên trong và là môi trường chân không tuyệt đối.

Áp suất chân không là gì ?
Áp suất chân không là gì ?

Áp suất chân không là bao nhiêu ?

Ngoài giá trị âm, giá trị tuyệt đối khi bằng 0 Torr hoặc 0 Pa thì các đơn vị tính toán chuyển đổi được quy ước như sau:

  • 1 atm = 760 mmHg = 760 Torr
  • 1 Pa = 1 N/cm2

Hiện nay, người ta đã khám phá ra ưu điểm và biết cách ứng dụng áp suất này trong cuộc sống và trong công nghiệp như chế biến thực phẩm, sản xuất và chế tạo cơ khí. Chúng được xếp vào yếu tố quan trọng giúp đánh giá chất lượng sản phẩm. Chính vì thế, mỗi quốc giá và vùng lãnh thổ đều có đơn vị đo áp suất chân không khác nhau như: Pa, mBar, mmHg, Kg/cm2.

Để nhất quán không bị sai lệch về giá trị, bạn có thể thực hiện các tỉ lệ chuyển đổi như sau:

1 Kg/cm2 = 980,7 mBar = 735,5 mmHg = 98,06 x 103 Pa.

Phân loại áp suất

Thông thường các bạn hay nghe thấy học trong qau trình học tập cũng từng nghe qua hai loại đó là áp suất tương đối và áp suất tuyệt đối. Nhiều bạn dễ bị nhầm giữa hai khái niệm này. Vì vậy hôm nay mình sẽ mô tà bằng hình vẽ áp suất tương đối và tuyệt đối cho các bạn dễ hình dung nhé.

hình vẽ áp suất tương đối và tuyệt đối
hình vẽ áp suất tương đối và tuyệt đối

Đơn vị đo áp suất chân không

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. Thực tế rất hiếm có môi trường chân không tuyệt đối. Người ta gọi “chân không” như một khái niệm tương đối. Con người vẫn đang cố gắng để tạo ra môi trường chân không sâu hơn, hướng tới “tuyệt đối hơn”.

Đơn vị đo áp suất chân không
Đơn vị đo áp suất chân không

Ngày nay, với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, người ta có thể tạo ra môi trường có áp suất chân không siêu cao đến 10^-6 Pa bằng một bơm hút chân không hay một hệ thống bơm hút chân không.

Hiện nay, các đơn vị áp suất cho thấy mức độ chân không thường được diễn tả trong Torr và đơn vị áp suất quốc tế – Pascal (Pa). Ngoài ra cũng có các đơn vị áp suất chân không khác được sử dụng. Bạn có thể theo dõi và quy đổi theo bảng trên.

Cảm biến áp suất chân không

Chúng ta thường nghe đến các loại cảm biến áp suất khác nhau như: cảm biến áp suất khí nén, cảm biến đo mức áp suất thủy lực hay cảm biến đo lường áp suất nước, chất lỏng…Thế có bao giờ các bạn đã nghe tới cảm biến áp suất chân không chưa nào.

Cảm biến áp suất chân không Gaorgin-Phap
Cảm biến áp suất chân không Gaorgin-Phap

 Vậy chúng ta cùng tìm hiểu sự khác nhau của loại cảm biến này với các loại khác nhé. Cảm biến áp suất chân không là những dòng cảm biến đo lường áp suất âm, tức sẽ có dãy đo âm ví dụ như -5-0 bar, -1-0 bar…Cảm biến là một thiết bị đo áp suất môi trường chân không (áp suất âm).

Nguyên lý hoạt động

Cảm biến áp suất dựa vào đồng hồ đo độ căng bằng 1 phần tử có tính nhạy cảm đối với áp suất. Phần tử này có thể là 1 màng ngăn hay là kim loại được thiết kế trên đồng hồ.

Cảm biến áp suất điện dung sẽ dùng khoang áp suất kết hợp với mang ngăn để tạo thành tụ điện có tính năng thay đổi được. Khi áp suất cùng với điện dung giảm sẽ khiến màng ngăn có sự biến dạng. Khi công suất thay đổi có thể dùng điện để đo. Thường thì cảm biến áp suất điện dung sẽ được giới hạn ở mức thấp, tương đương 40 Bar.

Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động

Cảm biến áp suất điện trở Piezo được thiết kế với 1 màng ngăn làm từ chất liệu silicone. Kết hợp với đó là đồng hồ đo biến dạng để giúp phát hiện và đo áp suất được hiệu quả nhất. Loại cảm biến này có giới hạn áp suất cao khoảng 1.000 Bar.

Cảm biến áp suất cộng hưởng sẽ dùng sự thay đổi tần số cộng hưởng của cảm biến để đo được áp suất tác dụng. Thiết kế của cảm biến này đôi khi sẽ có độ nhạy cảm cao không chỉ với áp suất mà còn cả sự rung động hay các cú sốc.

Cấu tạo cảm biến áp suất chân không

Thông thường trong một cảm biến đo áp suất sẽ được chia ra làm 4 phần:

Cấu tạo cảm biến áp suất chân không
Cấu tạo cảm biến áp suất chân không

Lớp màn 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:

Đây 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, …

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, …

Bộ phận tiếp điểm:

Đây 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, …

Thang đo của cảm biến áp suất chân không
Thang đo của cảm biến áp suất chân không

Ưu nhược điểm cảm biến áp suất chân không

Điều mà ai cũng có thể nhận thấy ngay từ lần đầu sử dụng cảm biến áp suất âm đó là

  • Lắp đạt dễ dàng
  • Môi trường đo đa dạng như nước, không khí, dầu, …
  • Thang đo có thể tuỳ chọn theo model
  • Khả năng chống nước, chống ăn mòn cao

Ngoài ra thì cảm biến áp suất chân không chúng xuất tín hiệu ra dượi dạng tín hiệu analog 4-20mA. Đây là tín hiệu được dùng hầu hết trong các hệ thống điện trong công nghiệp. Điều này giúp cảm biến áp suất kết nối được với PLC, HMI, Bộ điều khiển hoặc các bộ hiển thị khác nhau.

Đồng hồ đo áp suất chân không điện tử

Tại sao mình lại liệt kê đồng hồ áp suất điện tử trong bài viết này bởi vì hãng đồng hồ Georgin đã vữa cập nhập thêm một thiệt bị mang tên Bộ hiển thị áp suất tại chỗ LDU. Đây là một thiết bị được thiết kế riêng cho dòng cảm biến áp suất nói chung và cảm biến áp suất âm nói riêng.

Bộ hiển thị áp suất tại chỗ LDU- Dinel
Bộ hiển thị áp suất tại chỗ LDU- Dinel

Chúng được gắn vào đầu cmar biến như hình vẽ dưới đây. Thiết bị này cho phéo bạn hiển thị giá trị áp suất tại chỗ và chuyển đổi ngõ ra của cảm biến; tuỳ theo mục đích bạn mong muốn như là tín hiệu ngõ ra On/ Off, 4-20mA, 0-10V… và nhiều loại tín hiệu khác tuỳ bạn muốn cài đặt.

Mua cảm biến áp suất chân không ở đâu ?

Trước tiên để mua cảm biến áp suất âm này thì các bạn cần lưu ý những vấn đề sau.

Mức áp suất cần đo

hay nói cách khác đó chính là; thang đo của các bạn cần là bao nhiêu kg?  như ở trên mình có trình bày thì; cảm biến có nhiều mức áp suất khác nhau cho các bạn lựa chọn. Chính vì thế chúng ta nên xác định được; mức áp suất cần đo trong môi trường lắp cảm biến là bao nhiêu. Vì nếu dãy đo quá cao hay quá thấp; so với mức áp suất môi trường sẽ dẫn đến sai số; thậm chí có khả năng làm quá áp dẫn đến hư hại cảm biến và các thiết bị khác.

Mua cảm biến áp suất chân không ở đâu ?
Mua cảm biến áp suất chân không ở đâu ?

Loại màng cảm biến

Đối với các loại môi chất không ăn mòn như nước sạch; không khí, xang dầu thì chúng ta lựa chọn loại không có màng để tiết kiệm chi phí. Nhưng nếu các bạn sử dụng cảm biến này trong môi trường làm việc có chất ăn mòn; a-xit, nước thải thì các bạn cần phải sử dụng loại có màng cho cảm biến. Màng này sẽ tuỳ vào môi trường mà bạn cần đo là gì; mà vật liệu của chúng thay đổi theo.

Và cuối cùng để chắc chắn hơn; thì liên hệ với mình để được tư vấn giải pháp cho các dự án của các bạn. Một điều nữa đó là; bên mình chuyên cung cấp những thiết bị cảm biến áp suất nhập khẩu trực tiếp từ Châu Âu.

 

Bài viết tham khảo: Cảm biến áp suất nước

 

Thông tin liên hệ

Kỹ sư cơ điện tử – Mr Trọng

Mobi / Zalo: 0975 116 329

Email: trongle@huphaco.vn



BÀI VIẾT LIÊN QUAN

Cảm biến áp suất khí Gas Cảm biến áp suất khí GAS | các loại cảm biến áp suất khí Gas

Tóm tắt nội dung1 Cảm biến áp suất khí Gas là gì?2 Các loại cảm biến áp suất khí GAS2.1 Cảm biến áp suất thông thường2.1.1 Thông số kĩ thuật của cảm biến áp suất thông thường2.2 Cảm biến đo áp suất khí Gas giá rẻ2.2.1 Thông số kĩ thuật của cảm biến áp suất […]

Cảm biến áp suất 4-20mA Cảm biến áp suất 4-20mA nối dây như thế nào?

Tóm tắt nội dung1 Cảm biến áp suất là gì?1.1 Cảm biến áp suất tín hiệu 0-10V1.2 Cảm biến áp suất 4-20mA2 Các cách nối dây cho cảm biến áp suất 4-20mA2.1 Nối dây cảm biến áp suất với PLC2.2 Nối dây bộ hiển thị ATR121 với cảm biến áp suất 4-20mA2.3 Cảm biến áp […]

Các đơn vị đo áp suất

Tóm tắt nội dung1 Tại sao mỗi khu vực lại dùng một đơn vị áp suất khác nhau ? 1.1 Ba nước chi phối các đơn vị áp suất quốc tế1.2 Đơn Vị Psi1.3 Đơn Vị Bar 1.4 Đơn Vị Mpa2 Cách tính chuyển đổi đơn vị áp suất chuẩn3 Cách Quy đổi các đơn vị áp […]