Trong các hệ thống công nghiệp, thiết bị đo lường và kiểm soát áp suất đóng vai trò quan trọng để đảm bảo vận hành ổn định và an toàn. Việc lựa chọn và ứng dụng đúng loại cảm biến áp suất giúp giám sát chất lỏng, khí, và môi trường làm việc hiệu quả, tránh rủi ro trong quá trình vận hành. Các thông số kỹ thuật, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất cần được nắm rõ để tích hợp vào hệ thống tự động hóa, đồng thời đảm bảo độ chính xác, độ bền và hiệu suất trong nhiều ứng dụng khác nhau từ công nghiệp đến thiết bị điện tử. Cùng NTD tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.
1. Cảm biến áp suất là gì?
Cảm biến áp suất
Cảm biến áp suất, hay còn gọi là cảm biến áp lực, Pressure Sensor, Pressure Transmitter, Pressure Transducer, là thiết bị dùng để đo và theo dõi áp suất của chất lỏng hoặc khí trong hệ thống công nghiệp và thiết bị điện tử. Thiết bị này chuyển đổi áp suất thành tín hiệu điện, có thể hiển thị, ghi nhận hoặc điều khiển tự động. Cảm biến áp suất được sử dụng phổ biến trong các hệ thống đường ống, bồn chứa, máy nén, thiết bị HVAC, máy giặt, robot hút bụi, ô tô, đồng hồ thông minh, và các ứng dụng y tế.
Việc sử dụng cảm biến áp suất giúp giám sát áp suất chính xác, đảm bảo vận hành ổn định, phòng tránh rủi ro quá áp hoặc thiếu áp suất, đồng thời hỗ trợ tự động hóa trong nhiều ngành công nghiệp. Nhờ khả năng đo lường chính xác, độ tin cậy cao và kích thước nhỏ gọn, cảm biến áp suất được tích hợp vào nhiều thiết bị, từ công nghiệp nặng đến các thiết bị gia dụng và điện tử, giúp cải thiện hiệu suất vận hành và tối ưu hóa năng lượng sử dụng.
2. Cấu tạo của cảm biến áp suất
Cấu tạo của cảm biến áp suất quyết định hiệu suất, độ chính xác và khả năng ứng dụng của thiết bị. Mỗi loại cảm biến có thể khác nhau về thiết kế, nhưng cơ bản đều bao gồm các bộ phận chính sau.
Cấu tạo cảm biến áp suất
Bộ phận cảm biến (Sensor Element)
Bộ phận cảm biến là phần tiếp xúc trực tiếp với áp suất cần đo. Nó biến đổi áp lực tác động từ chất lỏng hoặc khí thành tín hiệu cơ học. Bộ phận này có thể là màng, ống Bourdon hoặc vật liệu áp điện. Bộ phận cảm biến chịu trách nhiệm nhận lực tác động, tạo ra biến dạng cơ học hoặc thay đổi đặc tính vật lý để phục vụ cho việc chuyển đổi sang tín hiệu điện. Trong nhiều ứng dụng, bộ phận cảm biến được thiết kế chịu được nhiệt độ cao, áp suất lớn và môi trường ăn mòn, đảm bảo độ bền và độ tin cậy của thiết bị.
Bộ phận chuyển đổi (Transducer/Converter)
Bộ phận chuyển đổi thực hiện nhiệm vụ biến tín hiệu cơ học từ bộ phận cảm biến thành tín hiệu điện có thể đo lường được. Tùy loại cảm biến, bộ phận này có thể sử dụng các cơ cấu điện trở, piezoelectric, quang học hoặc các mạch khuếch đại để tạo ra tín hiệu điện tuyến tính. Bộ chuyển đổi đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tín hiệu ổn định, giảm nhiễu và tăng độ chính xác. Trong các thiết bị công nghiệp, bộ chuyển đổi còn giúp tích hợp tín hiệu vào hệ thống điều khiển trung tâm, tạo thuận lợi cho tự động hóa.
Bộ phận xử lý tín hiệu (Signal Processing Unit)
Sau khi được chuyển đổi, tín hiệu điện được đưa vào bộ xử lý để khuếch đại, lọc và chuẩn hóa. Bộ phận xử lý tín hiệu có thể điều chỉnh tín hiệu đầu ra theo chuẩn công nghiệp như 4–20 mA hoặc 0–10 V. Đồng thời, bộ xử lý tín hiệu loại bỏ các nhiễu điện từ, cân bằng sai số và đảm bảo độ ổn định trong quá trình đo. Một số cảm biến tích hợp cả vi xử lý để thực hiện các chức năng nâng cao như bù nhiệt, hiệu chuẩn tự động hoặc cảnh báo lỗi khi áp suất vượt ngưỡng.
Bộ phận hiển thị (Display Unit)
Bộ phận hiển thị cho phép người dùng quan sát giá trị áp suất trực tiếp trên thiết bị. Màn hình có thể là LCD, LED hoặc kim chỉ. Trong nhiều thiết bị hiện đại, bộ hiển thị được tích hợp ngay trong cảm biến để tiết kiệm không gian và thuận tiện lắp đặt. Ngoài việc hiển thị, một số loại cảm biến còn có cổng truyền dữ liệu để kết nối với hệ thống SCADA hoặc PLC, giúp giám sát từ xa và lưu trữ dữ liệu vận hành.
Vỏ bảo vệ (Housing)
Vỏ bảo vệ đảm bảo các bộ phận bên trong không bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn, nước, hóa chất, va đập hoặc rung động. Vỏ cảm biến thường làm từ thép không gỉ hoặc hợp kim nhôm, có khả năng chịu nhiệt độ cao và áp suất lớn. Trong các ứng dụng công nghiệp khắc nghiệt, vỏ bảo vệ còn được thiết kế chống ăn mòn và chống nổ, đảm bảo an toàn vận hành.
Các thành phần phụ trợ khác
Một số cảm biến áp suất còn bao gồm cổng kết nối, nguồn điện, tụ hiệu chỉnh, mạch cảnh báo lỗi hoặc tính năng bảo vệ quá áp. Các thành phần này giúp cảm biến tích hợp dễ dàng vào hệ thống, bảo vệ thiết bị và duy trì độ chính xác lâu dài.
Cấu tạo tổng thể của cảm biến áp suất quyết định độ bền, khả năng đo chính xác và tính ổn định trong môi trường công nghiệp. Việc hiểu rõ cấu tạo giúp người dùng lựa chọn loại cảm biến phù hợp với ứng dụng, từ đo áp suất chất lỏng, khí đến các hệ thống tự động hóa phức tạp.
3. Nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất
Cảm biến áp suất hoạt động dựa trên việc biến áp lực tác động từ chất lỏng hoặc khí thành tín hiệu điện có thể đo lường được. Có ba nguyên lý hoạt động phổ biến:
Nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất
Cảm biến cơ điện
Nguyên lý cơ điện sử dụng bộ phận cơ học như màng hoặc ống Bourdon. Khi áp suất tác động, bộ phận này biến dạng. Biến dạng được chuyển đổi thành tín hiệu điện thông qua biến trở hoặc bộ khuếch đại. Loại cảm biến này thường dùng trong các ứng dụng yêu cầu đo liên tục và độ bền cao.
Nguyên lý áp điện tử
Cảm biến áp điện tử sử dụng vật liệu piezoelectric tạo ra điện thế khi chịu lực. Điện áp này được khuếch đại và chuyển đổi thành tín hiệu điện tuyến tính. Nguyên lý này giúp đo áp suất chính xác trong dải rộng, phù hợp với môi trường nhiệt độ và áp suất thay đổi.
Cảm biến quang điện
Nguyên lý quang điện dựa trên sự thay đổi cường độ ánh sáng hoặc độ lệch quang học khi áp suất tác động. Tín hiệu ánh sáng được chuyển đổi thành tín hiệu điện tương ứng, cho phép đo áp suất chính xác trong môi trường đặc thù, ví dụ áp suất khí hoặc môi chất ăn mòn.
Quy trình hoạt động: Áp lực tác động → biến dạng → chuyển tín hiệu cơ học thành điện → khuếch đại và xử lý → hiển thị hoặc truyền tín hiệu. Nhờ nguyên lý này, cảm biến áp suất đảm bảo đo chính xác, ổn định và tin cậy trong các hệ thống công nghiệp, thiết bị điện tử và gia dụng.
Trong số các dòng cảm biến áp suất hiện nay, cảm biến áp suất BOT Series BTS nổi bật với thiết kế nhỏ gọn, độ chính xác cao và khả năng chịu áp lực lớn. Dòng Series BTS được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống công nghiệp và thiết bị tự động hóa, giúp giám sát áp suất chất lỏng và khí một cách tin cậy. Việc tích hợp Cảm biến áp suất BOT: Series BTS vào hệ thống không chỉ nâng cao hiệu suất vận hành mà còn giảm thiểu rủi ro trong quá trình đo lường, đồng thời tối ưu hóa khả năng kiểm soát tự động hóa trong nhiều môi trường làm việc khác nhau.
Cảm biến áp suất BOT Series BTS
4. NTD – Nhà cung cấp cảm biến áp suất chất lượng, uy tín hàng đầu
Công ty NTD là đơn vị phân phối cảm biến áp suất chính hãng, chất lượng cao từ các thương hiệu uy tín thế giới. NTD cung cấp đa dạng loại cảm biến áp suất cho công nghiệp, thiết bị gia dụng, ô tô, HVAC, robot và nhiều ứng dụng khác.
NTD không chỉ cung cấp sản phẩm mà còn hỗ trợ tư vấn lựa chọn thiết bị phù hợp với môi trường, dải đo và yêu cầu kỹ thuật. Đội ngũ kỹ thuật giàu kinh nghiệm giúp khách hàng lắp đặt, hiệu chuẩn và bảo trì cảm biến, đảm bảo hiệu suất tối ưu và độ bền lâu dài.
Với cam kết sản phẩm chính hãng, chất lượng ổn định và dịch vụ hậu mãi chuyên nghiệp, NTD là đối tác tin cậy cho các doanh nghiệp, nhà máy và kỹ sư trong việc triển khai giải pháp đo lường áp suất, tối ưu hóa hệ thống tự động hóa và giảm thiểu rủi ro vận hành.
Cảm biến áp suất là thiết bị thiết yếu, giúp giám sát, đo lường và điều khiển áp suất chính xác trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và đời sống. Việc hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động hỗ trợ lựa chọn thiết bị phù hợp với từng ứng dụng, đảm bảo hiệu quả vận hành và độ tin cậy lâu dài. Công ty NTD, với kinh nghiệm phân phối và tư vấn các loại cảm biến áp suất chất lượng cao, cung cấp giải pháp toàn diện từ lựa chọn, lắp đặt đến bảo trì, giúp các doanh nghiệp tối ưu hóa hệ thống và giảm thiểu rủi ro vận hành.
NTD TECHNICAL AND INDUSTRIAL EQUIPMENT TRADING JSC
- Địa chỉ: No. 28, Alley 36 Co Linh Street, Group 7, Long Bien Ward, Hanoi City
- Website: https://ntd-automation.com.vn/
- Email: sales@ntd-automation.com
- Hotline: 0971 961 212
Viết bình luận