Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất

Áp suất được định nghĩa là áp lực tác dụng lên một đơn vị diện tích. Đây là một đại lượng quan trọng trong các lĩnh vực, đặc biệt là đối với ngành công nghiệp. Nhằm theo dõi và kiểm soát áp suất, ta sẽ phải sử dụng tới cảm biến áp suất. Vậy cảm biến áp suất là gì? Cách hoạt động ra sao và có những loại nào phổ biến hiện nay? Ta sẽ cùng tìm hiểu thông qua bài viết dưới đây.

Cảm biến áp suất là gì?

Cảm biến áp suất, hay còn được gọi bằng nhiều tên gọi khác như cảm biến đo áp suất, cảm biến áp lực, đầu dò áp suất, sensor áp suất, sensor áp lực,… – có tên tiếng anh là Pressure Sensor (hay còn gọi là Pressure Transmitter hoặc Pressure Tranducer), là một thiết bị cơ điện tử được sử dụng với mục đích đo lường, theo dõi và kiểm tra áp suất trong hệ thống, thiết bị, đường ống.

Tìm hiểu thêm về: Cảm biến áp suất là gì? Phân loại cảm biến áp suất

Cấu tạo của cảm biến áp suất

Pressure Sensor được chia làm nhiều loại khác nhau, tùy vào mục đích sử dụng và cấu tạo của chúng. Tuy nhiên, về cơ bản chúng đều được cấu thành bởi những bộ phận chính sau đây:

• Thân cảm biến (Body): Là toàn bộ phần cơ bao bọc bên ngoài của cảm biến, có tác dụng bảo vệ các phần tử bên trong cảm biến tránh khỏi những tác động từ bên ngoài. Thân của cảm biến thường được làm từ vật liệu thép không gỉ SS304/SS316 hoặc những vật liệu đăc biệt khác trong những trường hợp cụ thể.
• Kết nối cơ khí (Process connection): Đầu dò áp lực thường tồn tại ba dạng kết nối cơ bản là kết nối ren, kết nối mặt bích và kết nối clamp, trong đó kết nối ren là dạng kết nối phổ thông nhất. Đây là phần nằm dưới cùng của cảm biến, có chức năng kết nối và làm kín cảm biến với hệ thống hoặc thiết bị.
• Màng cảm biến (Sensing diaphragm): Là bộ phận nằm bên trong thân của cảm biến, ngay phía trên phần kết nối cơ khí, có tác dụng cảm nhận giá trị áp lực từ môi chất và truyền tới bộ phận capsule nằm phía trên. Ngoài ra, màng cảm biến chỉ tiếp nhận giá trị áp suất cơ học, đồng thời không cho môi chất đi qua làm hư hỏng các phần tử điện nằm phía trên.
• Bộ phận làm kín (O-ring Seals): Thường được làm từ một số vật liệu như cao su hoặc biến thể của cao su, có chức năng làm kín phần tiếp xúc giữa màng cảm biến và mặt trong thân cảm biến, không cho môi chất đi qua màng, tiếp xúc với các phần điện gây hư hỏng.
• Bộ phận cảm biến (Capsule): Là bộ phận nằm phía trên của màng cảm biến, có chức năng nhận tín hiệu từ áp suất và truyền tín hiệu về bộ phận xử lý. Tùy thuộc vào loại cảm biến mà nó chuyển từ tín hiệu cơ của áp suất sang dạng tín hiệu điện trở, điện dung, điện cảm, dòng điện … về bộ phận xử lý.
• Bộ phận xử lý: có chức năng nhận các tín hiệu từ bộ phận cảm biến & thực hiện các xử lý để chuyển đổi các tín hiệu đó sang dạng tín hiệu chuẩn như tín hiệu ngõ ra 4 ~ 20 mA (tín hiệu thường được sử dụng nhất), 0 ~ 5 VDC, 0 ~ 10 VDC, 1 ~ 5 VDC,…
• Cáp kết nối (Cable Connection): Nằm ở phía trên đầu của cảm biến, là phần cáp điện nhận tín hiệu từ bộ phận xử lý và truyền tới các thiết bị hiển thị, cảnh báo hoặc điều khiển,… Tùy vào thiết kế hoặc tùy chọn của khách hàng, phần đầu cáp kết nối này có thể có hoặc không một đầu bảo vệ (thường được làm bằng plastic).

Nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất

Nguyên lý hoạt động của pressure transducer cũng gần giống như các loại cảm biến khác là cần nguồn tác động (ở đây là nguồn áp suất) tác động lên cảm biến (thường là một màng đo dược cấy trên các phần tử áp điện trở), cảm biến đưa giá trị về vi xử lý, sau đó vi xử lý có trách nhiệm xử lý tín hiệu rồi truyền về thiết bị hiển thị (nếu người dùng chỉ với mục đích hiển thị giá trị áp suất) hoặc thiết bị điều khiển, PLC, từ đó điều khiển động cơ hoạt động.

Tìm hiểu thêm về: Lưu ý quan trọng khi mua cảm biến áp suất

Ứng dụng cảm biến áp suất

Hiện nay, đầu dò áp suất được sử dụng rất nhiều trong các ứng dụng, đặc biệt là trong các nhà máy công nghiệp. Có thể kể đến một số ứng dụng cụ thể sau đây:

• Cảm biến đo áp suất thủy lực, nước, khí nén, áp suất gas, áp suất các chất lỏng khác…
• Cảm biến áp lực dùng để đo trong hệ thống lò hơi, thường được đo trực tiếp trên lò hơi. Khu vực này cần đo chính xác khá cao & phải chịu nhiệt độ cao.
• Các máy nén khí cũng cần phải đo áp suất để giới hạn áp suất đầu ra, tránh trường hợp quá áp dẫn đến hư hỏng & cháy nổ.Trên các trạm bơm nước cũng cần sensor áp suất để giám sát áp suất đưa về PLC hoặc biến tần để điều khiển bơm nước.
• Để điều áp hoặc điều khiển áp suất sau van điều khiển thì cảm biến áp lực đóng vai trò rất quan trọng vì sẽ ảnh hưởng trực tiếp áp suất đầu ra sau van điều khiển.
• Trên các xe cẩu thường có các ben thuỷ lực, yêu cầu giám sát các ben thuỷ lực này rất quan trọng vì sẽ ảnh hưởng đến lực kéo của ben. Vì thế họ luôn lắp Pressure Transducer để giám sát áp suất trên các ben thuỷ lực này.
• Các tank chứa nước hoặc nguyên vật liệu thường dùng cảm biến áp lực để đo mức các tank này.
• Trong các dây chuyền xử lý tự động, dây chuyền sản xuất linh kiện điện tử, linh kiện ô tô,…

Để được tư vấn trực tiếp, quý khách vui lòng liên hệ với chúng tôi theo thông tin sau:
➢ Tư vấn bán hàng: 0904 777 528 / 0799 15 95 95
➢ Zalo: 0904 777 528 / 0799 15 95 95
➢ Email: info@mtee.vn
TRỤ SỞ CHÍNH
Địa chỉ: 30/17A Đường Tam Bình, KP8, Phường Hiệp Bình Chánh, Thành Phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh
MST: 0314561574

Cảm ơn quý khách đã truy cập vào website MTEE.VN. Kính chúc quý khách nhận được những thông tin hữu ích và có những trải nghiệm tuyệt vời trên trang.