Cách Chọn Cảm Biến Áp Suất Phù Hợp

Việc đo áp suất là điều cần thiết trong việc kiểm soát hầu hết các quy trình công nghiệp. Cảm biến áp suất chuyển đổi thông tin áp suất thành tín hiệu điện. Hầu hết các cảm biến áp suất đo sự biến dạng của màng dưới tác dụng của sự chênh lệch áp suất lên cả hai mặt.

Các nhà sản xuất sử dụng các điều khoản khác nhau cho các sản phẩm này. Trong khi “cảm biến áp suất” và “bộ chuyển đổi áp suất” có thể được coi là đồng nghĩa. Thuật ngữ “ máy phát áp lực” dùng để chỉ một cảm biến áp suất được trang bị thiết bị điện tử đo lường cho phép nó cung cấp tín hiệu đầu ra được tiêu chuẩn hóa.

Các loại cảm biến áp suất khác nhau 

Khi chọn một cảm biến áp suất, điều cần thiết là phải hiểu 3 loại áp suất được xem xét. Mỗi loại tương ứng với các thiết kế cảm biến khác nhau.

Hầu hết các cảm biến áp suất đo độ biến dạng của màng dưới tác dụng của áp suất tác động lên nó và đó là giá trị quan trọng cần biết. Vì màng có hai mặt, một áp suất khác được áp dụng cho mặt thứ hai và biến dạng đo được thực sự là kết quả của sự chênh lệch áp suất giữa hai mặt của màng.

Tùy thuộc vào áp suất “chuẩn” này, có 3 loại áp suất và cảm biến cần xem xét:

• Áp suất tuyệt đối: trong cảm biến áp suất tuyệt đối, mặt thứ hai của màng ở dưới chân không, độ biến dạng của nó tương ứng chính xác với áp suất đo được.
• Áp suất tương đối: trong cảm biến áp suất tương đối, mặt thứ hai của màng chịu áp suất khí quyển, do đó độ biến dạng của nó tương ứng với sự chênh lệch giữa áp suất đo được và áp suất môi trường xung quanh.
• Áp suất vi sai: cảm biến chênh lệch áp suất có 2 đầu vào, một đầu vào cho mỗi bên của màng, vì vậy độ biến dạng của nó tương ứng với sự chênh lệch áp suất giữa 2 đầu vào.

Tại sao lại chọn cảm biến áp suất tuyệt đối?

Cảm biến áp suất tuyệt đối

Sự khác biệt giữa cảm biến áp suất tuyệt đối và cảm biến áp suất tương đối là cảm biến áp suất tuyệt đối đo áp suất liên quan đến áp suất chuẩn là chân không. Trong khi cảm biến áp suất tương đối đề cập đến áp suất khí quyển xung quanh và do đó đo sự khác biệt giữa áp suất quá trình và áp suất khí quyển.

Khi chọn một cảm biến, tiêu chí đầu tiên phải là điểm tham chiếu của bạn: bạn có muốn biết áp suất so với áp suất khí quyển hay không?

Cảm biến áp suất tuyệt đối là cảm biến duy nhất có khả năng đo áp suất khí quyển, vì vậy nó có thể được sử dụng để đo áp suất khí quyển. Các ứng dụng bao gồm đo độ cao dựa trên sự chênh lệch áp suất khí quyển khi độ cao thay đổi.

Áp suất khí quyển có thể thay đổi khoảng 30 mbar do thay đổi thời tiết và khoảng 200 mbar nếu độ cao của cảm biến thay đổi (sự thay đổi giữa mực nước biển và độ cao 2.000 m). Do đó, đối với cùng một giá trị áp suất đo được, cảm biến áp suất tương đối có thể có sai số đo do áp suất khí quyển thay đổi. Sai số này có thể không đáng kể khi đo áp suất cao nhưng đáng kể đối với phép đo áp suất thấp. Sẽ tốt hơn nếu sử dụng cảm biến áp suất tuyệt đối trong trường hợp này.

Tại sao lại chọn cảm biến áp suất tương đối?

Cảm biến áp suất tuyệt đối đo áp suất liên quan đến áp suất chuẩn là chân không. Cảm biến áp suất tương đối đề cập đến áp suất khí quyển xung quanh và do đó đo sự khác biệt giữa áp suất quá trình và áp suất khí quyển.

Khi chọn một cảm biến, tiêu chí đầu tiên phải là điểm tham chiếu của bạn: bạn có muốn biết áp suất so với áp suất khí quyển hay không?

Cảm biến áp suất tương đối

Cảm biến áp suất tương đối rất hữu ích khi bạn muốn loại bỏ ảnh hưởng của áp suất khí quyển đối với phép đo. Ví dụ, khi cảm biến áp suất được sử dụng để đo áp suất thủy tĩnh của chất lỏng trong bình để xác định mức của nó.

Bởi vì bề mặt của chất lỏng trong bình cũng chịu áp suất khí quyển. Cảm biến áp suất tương đối chỉ cho phép áp suất thủy tĩnh được đo và loại bỏ ảnh hưởng của sự thay đổi áp suất khí quyển.

Tại sao lại chọn cảm biến áp suất vi sai?

Một cảm biến áp suất vi sai có hai đầu vào áp lực, nó được sử dụng khi bạn muốn biết sự khác biệt áp lực giữa hai điểm. Ví dụ, nó có thể được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu đo lưu lượng bằng thiết bị giảm áp.

      Cảm biến áp suất vi sai

Nên chọn công nghệ cảm biến nào?

Khi bạn đã xác định được loại áp suất cần đo, bạn có thể tập trung vào công nghệ cảm biến.

Trong cảm biến áp suất Piezoresistive, áp suất tác dụng một lực lên một phần tử nhạy cảm dẫn đến sự thay đổi trong điện trở của nó. Cảm biến áp suất Piezoresistive có độ nhạy cao, mạnh mẽ và có khả năng chịu nhiệt tốt nhưng tín hiệu đầu ra lại yếu.

         Cảm biến áp suất Piezoresistive

Trong cảm biến áp điện, áp suất tác dụng một lực lên phần tử làm bằng vật liệu áp điện, do đó tạo ra điện áp trên phần tử đó. Các cảm biến này có thể có phạm vi đo rất rộng và khả năng chịu nhiệt rất tốt. Tuy nhiên, tín hiệu đầu ra của chúng yếu và kém chính xác hơn so với cảm biến điện áp.

Trong cảm biến áp suất điện dung, màng là một trong những bản tụ điện. Dưới áp lực, màng biến dạng, làm thay đổi điện dung của tụ điện. Các cảm biến này cung cấp mức độ chính xác và độ nhạy tốt, chúng có thể đo áp suất thấp, trong phạm vi mbar. Tuy nhiên, các cảm biến này không hoạt động tốt với sự dao động vì chúng có thể làm cho phép đo của cảm biến không ổn định.

Làm thế nào để chọn một cảm biến áp suất?

Khi bạn đã xác định được cần đo áp suất tuyệt đối, tương đối hay chênh lệch và đã chọn loại công nghệ cảm biến, bạn vẫn phải chọn đúng kiểu máy dựa trên các tiêu chí sau:

• Trước hết, điều quan trọng là chọn một cảm biến có dải đo tương ứng với dải áp suất bạn cần đo. Nên tính đến điều kiện bình thường và sự thay đổi áp suất không thường xuyên có thể xảy ra.
• Nhiệt độ hoạt động cũng rất quan trọng. Hầu hết các cảm biến có phạm vi hoạt động từ -25°C đến 100°C. Ngoài ra, cần phải sử dụng các cảm biến được thiết kế để chịu được nhiệt độ cao hơn.
• Với bất kỳ cảm biến nào, bạn phải chọn cảm biến áp suất có tín hiệu đầu ra tương ứng với vòng đo hoặc vòng điều khiển của bạn.
• Tiêu chí lựa chọn quan trọng cuối cùng là cấu hình của cảm biến và cách nó được gắn vào điểm đo. Hầu hết các cảm biến đều có dạng ren, cho phép dễ dàng gắn vào vòi lắp trên đường ống, bồn chứa,…Ngoài ra còn có cảm biến được trang bị mặt bích, cảm biến thu nhỏ được hàn trên bảng mạch,…
• Việc lắp đặt cảm biến áp suất màng xả cũng có những thuận lợi. Trong cấu hình này, màng cảm biến nằm ngang với thành ống, tránh các vấn đề tắc nghẽn do tích tụ vật liệu ở những khu vực không có dòng chảy. Cấu hình này rất hữu ích cho các chất lỏng có chứa các nguyên tố rắn, đặc biệt là trong ngành công nghiệp thực phẩm.

 Cảm biến áp suất dạng màng

B2bmart.vn vừa mang tới các kiến thức về cảm biến áp suất và cách chọn cảm biến áp suất cho mọi người. Hy vọng qua đây, anh em sẽ hiểu được các đặc điểm của cảm biến áp suất và chọn cho mình được loại cảm biến áp suất phù hợp.