Đo áp suất là một trong những phương pháp an toàn để xác định được tương đối đúng độ sâu của khu vực nước, độ sâu dầu khí, áp suất không khí,…Do vậy, phương pháp sử dụng cảm biến chênh áp để phục vụ việc xác định áp suất của vật chất ngày càng được ứng dụng rộng rãi.

Cảm biến chênh áp là gì?

Cảm biến chênh áp là một trong các cảm biến dùng để đo áp suất đặc biệt nhất vì thiết bị này có thể đo được thông số áp suất ở hai khu vực khác nhau để đánh giá và so sánh về độ chênh lệch áp suất.

Dựa vào sự chênh lệch của áp suất này mà nhà nghiên cứu hay người làm trong hàng hải có thể tính toán được tương đối về độ sâu của mực nước, độ cao của chất lỏng, áp suất của quạt hút hay lưu lượng gió của khu vực này với khu vực khác.

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều hãng sản xuât máy cảm biến chênh áp nhưng nổi tiếng nhất, chiếm thị phần lớn nhất và được sử dụng nhiều nhất chính là máy cảm biến chênh áp của Rosemount, Yokogawa, Endress Hauser và Georgin.

Cảm biến chênh áp Rosemount đến từ nước Mỹ, nổi tiếng trong lĩnh vực dầu khí và gần như độc tôn trong lĩnh vực về đo chênh áp và hai hãng nổi tiếng khác đó chính là Yokogawa và Georgin. Cảm biến đo chênh áp của thương hiệu Rosemount nổi tiếng với chỉ số sai số chỉ khoảng 0.025% …

Georgin một thương hiệu đến từ Pháp có bề dày kinh nghiệm từ 1939 chuyên sản xuất các thiết bị đo lường trong công nghiệp và trong dầu khí. Thiết bị của Georgin đạt chuẩn Atex – phòng nổ được dùng trong các khu vực Zone 0 – 1 – 2, 20 – 21 – 22. Thiết bị chênh áp tiêu chuẩn đạt 0.065% và tuỳ chọn 0.04% cho các yêu cầu chính xác cao.

Cảm biến chênh áp của thương hiệu Yokogawa đến từ Nhật Bản không những được ứng dụng nhiều trong các hoạt động về dầu khí mà còn được dùng rất nhiều trong ngành công nghiệp với nhiều chủng loại khác nhau. Chỉ số sai số của thương hiệu này dao động từ 0.04% và độ trôi khoảng 0.1% khi thời gian sử dụng trên 10 năm.

Một thương hiệu sản xuất máy cảm biến chênh áp khác đến từ Thuỵ Sỹ cũng rất nổi tiếng với những dòng cảm biến đo chênh áp đó chính là Endress Hauser. Thiết bị cảm biến chênh áp Endress Hauser nổi tiếng trong các lĩnh vực về công nghiệp, những nhà máy Food, Beverage, Milk,… ứng dụng khá nhiều các sản phẩm của thương hiẹu Endress Hauser theo dây chuyền OEM vào Việt Nam. Điểm tiêu biểu của thiết bị cảm biến đo chênh áp Endress Hauser là chỉ số sai số đạt 0.05% và phần tuỳ chọn lên tới 0.025% khi vật liệu là bạch kim .

Dựa vào những tiêu chí nào để lựa chọn cảm biến chênh áp

Khi lựa chọn ở hữu một chiếc máy đo cảm biến chênh áp thì bạn cần tìm hiểu và liệt kê rõ ràng những tiêu chí như sau:

• Máy cảm biến chênh áp được đo cho chất gì trong khu vực đó, nó có thể là rắn, lỏng, khí,…
• Dãy đo áp suất chênh áp: mbar, bar, mH2O
• Tín hiệu ngõ ra là 4 – 20mA / HART
• Độ sai số mà máy tối đa đạt tới
• Mức rangdown: 100:1/200:1
• Khấu hao tài sản qua mỗi năm là bao nhiêu
• Tiểu chuẩn chống cháy, nổ ATEX, SIL2/3,…

Nguyên lý cảm biến chênh áp

Cảm biến chênh áp sẽ có hai đường dẩn áp suất vào được đánh đấu ( + ) và ( – ) tương ứng Hight và LOW. Áp suất lớn sẽ vào phần ( + ) và áp suất nhỏ sẽ vào ( – ).

Bên trong cảm biến chênh áp là một lớp màng có chứa các điện cực được sắp xếp nằm gọn gàng. Khi những lớp mang này bị biến dạng sẽ dẫn tới sự thay đổi của điện áp trên các điện cực này.

Khi có sự tác động vào thì lớp màng lúc này sẽ dịch chuyển qua trái hoặc qua phai tùy theo độ lớn của áp lực đưa vào sẽ tương ứng với sự chênh áp là dương hay âm. Giá trị chênh này biểu thị sự chênh lệch áp suất ở giữa hai đầu vào của áp cao và áp thấp, giá trị này sẽ được chuyển đổi thành dòng điện có độ lớn từ 4 – 20mA tùy theo cách mà người dùng đã cài đặt cho cảm biến áp suất.

Cảm biến chênh áp & ứng dụng

Chênh áp cầu thang

Cảm biến chênh áp cầu thang dùng để đo mức độ chênh áp giữa áp suất hành lang và áp suất tại cầu thang thoát hiểm hay còn gọi cách khác đó là cảm biến chênh áp gió. Các chung cư có thiết kế áp suất tại cầu thang luôn lớn hơn so với áp suất tại hành lang. Khi có hoả hoạn xảy ra, do áp suất cầu thang lớn hơn nên khói không thể bay vào khu vực thang bộ giúp người thoạt hiểm không bị ngạt.

Thiết bị cảm biến chênh áp cầu thang giúp chuyển đổi tín hiệu về chênh lệch áp suất thành những tín hiệu 0-10V hoặc 4-20mA. Mục đích của nó là để giám sát quá trình chênh lệch áp suất trong các khoảng chênh lệch làm việc từ 0-25 Pa hoặc 0- 50 Pa hoặc 0-100Pa, 0 – 250 Pa,… 0- 5000Pa. Cảm biến chênh áp này được sử dụng phổ biến nhất trong công nghiệp và xây dựng, đặc biệt là với xây dựng nhà cao tầng.

Ứng dụng của cảm biến chênh áp cầu thang – phòng sạch

Cảm biến dùng để đo mức chênh áp cầu thang được ứng dụng nhiều và phổ biến trong hoạt động giám sát trạng thái về chênh lệch áp suất, chênh lệch áp suất cầu thang hay điều khiển phòng sạch,… trong những hệ thống quạt thông gió của hệ thống điều hòa không khí bao gồm AHU, PAU.

Thiết bị này sẽ giám sát về thực trạng chênh lệch áp suất, giúp cho không khí lưu thông được theo những điều chỉnh, yêu cầu và chức năng của hệ thống. Hơn nữa, cảm biến chênh áp cầu thang còn mang chức năng quan trọng đó là cảnh báo khi có sự thay đổi áp suất không khí mỗi khi xảy ra sự cố về khói dcháy nhằm khắc phục được sự cố sớm nhất.

Chúng ta đều biết rằng trong các đám cháy ở những tòa nhà cao tầng thì nguyên nhân gây nên thương vong lớn nhất là do ngạt khói từ những đám cháy. Khói và lửa lan ra nhanh chóng khắp các tòa nhà. Khói làm cho con người ta nhanh chóng bị kiệt sức, tinh thần hoảng loạn, trì trệ, không tìm thấy đường lối thoát hiểm và dẫn đến hậu quả là tử vong.

Để giải quyết bài toán về cháy trong các tòa cao tầng trên thì hệ thống các cầu thang thoát hiểm đã được ra đời. Và để cho hệ thống này được hoạt động hiệu quả thì cần phải có quạt tăng áp cầu thang. Tác dụng của nó chính là đẩy khói ra khỏi những lối thoát hiểm của cả tòa nhà. Vì vậy ta phải tạo ra áp suất nhân tạo trong cầu thang để không cho phép khói có thể xâm nhập.

Vậy nguyên lý hoạt động đơn giản của cảm biến chênh áp cầu thang là gì? Khi xảy ra sự có cháy, mọi người đều cố gắng tìm và chạy vào hệ thống cầu thang thoát hiểm và đồng thời còi báo cháy từ các cảm biến và hệ thống đã tự động được kích hoạt khi cảm nhật được khói lửa. Lúc này hệ thống quạt chênh áp cầu thang sẽ hoạt động dựa vào áp suất đo được của cảm biến chênh áp cầu thang. Thiết bị cảm biến áp suất gió và các tín hiệu cài đặt áp suất được khởi động trong buồng thang thoát hiểm. Và hệ thống này được cài đặt về giá trị áp suất sao cho hơi khói từ bên ngoài không luồn vào được hệ thống buồng thang thoát hiểm do áp suất ở bên trong buồng thang se cao hơn áp suất ở bên ngoài.

Cầu thang thoát hiểm này còn có tác dụng là giúp đội ngũ cứu hộ có thể di chuyển đến các vị trí tầng của tòa nhà để tìm kiếm người bị nạn kịp thời.

Cảm biến chênh áp suất nước

Cảm biến chênh lệch áp suất

Cảm biến chênh lệch áp suất hay còn gọi là cảm biến đo chênh áp nước là một thiết bị cảm biến có chức năng là giám sát chênh lệch áp suất ở bên trong đường ống nước. Cảm biến chênh áp nước đo chênh lệch áp suất khi chuyển đổi tín hiệu chênh lệch áp suất nước thành những tín hiệu 0-10V hoặc là 4-20mA điện. Mục đích của sử dụng cảm biến chênh áp nước là để giám sát chênh lệch áp suất nước với các khoảng áp suất chênh lệch làm việc (0…2bar hoặc 0…4bar hoặc 0…6bar, 0…10bar…)

Ứng dụng của cảm biến chênh áp suất nước

Cảm biến chênh áp nước là thiết bị được ứng dụng phổ biến nhất trong giám sát trạng thái chênh lệch áp suất trong môi trường đo hệ thống đường nước lạnh của chiller hay lĩnh vực công nghệ đo lường vệ sinh. Một vài ví dụ chẳng hạn như để đo áp suất vi sai của đường cung cấp và trả về trong một hệ thống sưởi hay cho bộ lọc giám sát, quạt và cả máy nén…

Đối với thiết bị cảm biến chênh áp nước thì chún có hai ứng dụng được sử dụng phổ biến là: Đo chênh lệch áp suất nước áp dụng cho đo mức nước trong silo và đo chênh lệch áp suất nước trong bộ lọc.

Giá trị của cảm biến chênh áp suất dùng cho nước thì sẽ có dãy đo cao hơn và thường dao động từ 1bar cho đến 10bar, tùy thuộc vào ứng dụng mà sẽ có dãy đo khác nhau.

Cảm biến đo chênh lệch áp suất nước dùng để đo mực nước lò hơi

Do đặc điểm nổi bật của lò hơi đó là nhiệt độ cao với áp suất cao cho nên những cảm biến thông thường không thể dùng để đo được nên người ta bắt buộc phải tìm một phương pháp khác để xác định mực nước trong lò hơi. Và một trong những cách để đo mực nước lò hơi đó chính là sử dụng cảm biến đo chênh áp.

Cảm biến chênh áp nước sẽ xác định mức hơi nước tạo ra bên trên và mực nước đã có ở bên dưới của lò hơi, sau đó so sánh chênh lệch áp suất để biết được lượng nước thực tế còn lại trong lò hơi đang là bao nhiêu. Tuỳ theo các cách lắp đặt khác nhau sẽ có cách tính và phương pháp hiệu chuẩn khác nhau sao cho nhận được kết quả chính xác.

Cảm biến chênh áp nước dùng để làm đồng hồ đo lưu lượng

Cảm biến chênh áp kết hợp với cảm biến đo nhiệt độ hoặc cảm biến áp suất với tấm lỗ tích hợp tự tịnh tâm sẽ tạo thành đồng hồ đo lưu lượng. Phương pháp này giúp làm giảm giá thành của sản phẩm đồng hồ đo lưu lượng hơn rất nhiều so với loại lưu lượng khí meter Vortex.

Cảm biến chênh áp nước dùng để đo mức nước liên tục có ở trong các bồn kín.

Trong những bồn kín thì có nhiều phương pháp để đo mực nước khác nhau. Với những bồn kín có nhiệt độ cao, áp suất cao đòi hỏi thiết bị có độ hiện đại thì cảm biến chênh áp nước chính là một trong những sự lựa chọn sáng suốt.

Bài viết trên đã giải thích được rõ ràng khái niệm về cảm biến chênh áp, định nghĩa và ứng dụng của những loại cảm biến chênh áp được sử dụng phổ biến hiện nay; lý do tại sao mọi toàn nhà cao tầng hiện nay đều có thiết kế hệ thống cầu thang thoát hiểm. Mong rằng qua bài viết bạn đọc sẽ hiểu rõ hơn về thiết vị cảm biến áp suất này.

Kỹ sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hoà

Mobi : 0937.27.55.66

Mail : [email protected]