Nguyên Lý Cảm Biến Áp Suất

Nhà máy nào cũng đầy rẫy những “siêu nhân” tí hon mang tên cảm biến áp suất. Thiết bị này có nhiệm vụ quan trọng là đo áp suất và mức chất lỏng trong vô số ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên, ít ai tò mò về nguyên lý cảm biến áp suất. Hãy cùng Hưng Phát, khám phá bí mật đằng sau “siêu nhân” cảm biến áp suất nhé!

Hôm nay Hưng Phát sẽ chia sẻ chi tiết nguyên lý cảm biến áp suất cho mọi người có cái nhìn chi tiết hơn về cảm biến áp suất của chúng ta .

I. Cách tính lực tác động tạo nên áp suất

Đơn vị đo áp suất được tính bằng Pa ( Pascal ) , tuy nhiên giá trị Pa rất nhỏ nên thông thường sẽ được qui đổi thành Kpa =1000Pa = 10 mbar …

Các bạn cùng nhìn qua ví dụ bên dưới nhé:

1.1 Công thức tính áp suất

1.2 Mô phỏng lực tác động lên bề mặt phẳng

1 Pa = N/m2 được tính bằng lực tác động của môi chất lên bề mặt diện tích

Công thức và định nghĩa về áp suất có thể khiến bạn choáng ngợp vì dài dòng và khó hiểu; Đừng lo lắng! Hãy cùng bỏ qua những con số phức tạp và hiểu đơn giản về áp suất theo cách này: Tưởng tượng bạn đang dùng ngón tay ấn lên một quả bóng. Lực mà ngón tay bạn tác động lên bề mặt quả bóng chính là áp suất.

Đơn vị nhỏ nhất của áp suất thường được dùng là Pascal , với các lực lớn hơn chúng ta phải chuyển đổi đơn vị khác cho dể sử dụng như : Kpa , Mpa , bar , mbar , psi …

II. Nguyên lý cảm biến áp suất thường

Tất cả các cảm biến áp suất đều hoạt động dựa vào nguyên lý trên để tính lực tác động . Chúng ta xem ví dụ về áp suất đo áp lực trên đường ống .

Trước khi tìm hiểu cách thức hoạt động của cảm biến áp suất, hãy cùng nhìn xem thiết bị này có hình dạng như thế nào nhé!

• Cảm biến áp suất phổ biến trên thị trường

Cảm biến áp suất – một thiết bị tuy nhỏ bé nhưng lại đóng vai trò quan trọng trong việc đo lường áp suất của nước, nước thải, hóa chất, khí nén, bơm nước,… Chúng ta cùng khám phá cấu tạo và nguyên lý hoạt động của “người bạn đo lường áp suất” này nhé!

• Cảm biến áp suất nước trong thực tế

Cảm biến áp suất dùng để đo áp lực nước được chúng ta sử dụng rất nhiều trong các nhà máy chúng ta lấy ứng dụng này để xem nguyên lý cảm biến áp suất .

Nơi tiếp xúc giữa nước và cảm biến là một lớp màng mỏng đó chính là khu vực quan trọng nhất của cảm biến . Lớp màng này thường được làm bằng vật liệu Ceramic hoặc 316L tùy theo từng hãng sản xuất .

Cấu tạo của cảm biến áp suất

Khi phóng to bên trong cấu tạo của cảm biến áp suất chúng ta chỉ thấy một lớp màng mỏng với các vi mạch điện tử .

Khi chưa có lực tác động màng cảm biến áp suất là một mặt phẳng . Lúc này cảm biến có giá trị là 0 bar đối với cảm biến áp suất tương đối ( Gauge Pressure Transmitter ) .

Để hiểu rõ hơn chúng ta xem hình ảnh ở một góc chiếu khác khi cảm biến áp suất chưa có lực tác động vào cảm biến .

Sau khi có lực tác động thì màn g cảm biến sẽ biến thiên theo các hình bên dưới

Khi có lực tác động thì lớp màng của cảm biến sẽ bị biến dạng , chính sự biến dạng của màng cảm biến áp suất sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu điện để chúng ta biết được áp lực tác động lên cảm biến là bao nhiêu .

Lớp màng này biến thiên cũng chính là áp suất thay đổi nên tôi gọi lớp màng này là lớp màng cảm biến lực  để phân biệt với cảm biến áp suất màng .

Tất cả các loại cảm biến đo lường áp suất thông thường đều hoạt động trên nguyên lý trên. Tuy nhiên trong thực tế để đo các môi chất có độ kết dính hoặc theo tiêu chuẩn CIP , SIP trong ngành dược, bia , sữa  thì môi chất không được tiếp xúc trực tiếp với cảm biến . Chính vì thế mà cảm biến áp suất màng ra đời để phục vục cho các yêu cầu khắc khe này.

III. Nguyên lý hoạt động của bộ đo áp suất màng như thế nào ?

3.1 Cảm biến áp suất màng Clamp

Vậy đối với cảm biến áp suất dạng màng thì nguyên lý cảm biến áp suất hoạt động như thế nào ? Vì cảm biến áp suất màng không có lổ dẩn áp suất như cảm biến áp suất thông thường  mà chỉ có một lớp màng bên ngoài .

Với chuẩn kết nối màng Clamp DN38 1 1/2″ có:

• Đường kính ngoài là 50.5mm
• Đường kính lớp màng là 32mm
• Lớp màng này thường làm bằng vật liệu 316L; hoặc các vật liệu cao cấp hơn như Hasteloy C, Tantalum , Titan …

3.2 Cấu tạo cảm biến màng sẽ như thế nào?

Chúng ta cùng xem cấu tạo mặt cắt của cảm biến áp suất màng .

Bên trong lớp màng là một loại dung để truyền áp lực lên các vi mạch cảm biến . Dung dịch này thường là Silicone , Food oil hoặc dung dịch khác tùy từng yêu cầu sử dụng .

Cảm biến áp suất màng khi chưa có lực tác dụng

Đối với cảm biến áp suất màng thì thật ra có tới hai lớp màng; một lớp màng bên ngoài tiếp xúc với môi chất và một lớp màng cảm biến lực bên trong để cảm nhận độ biến thiên của lực .

Khi có lực tác dụng lên cảm biến áp suất màng:

Khi có áp suất thì lớp màng sẽ bị nén lại theo chiều mũi tên đẩy dung dịch silicone đi lên . Chính lớp silicone này tác động trực tiếp lên màng cảm biến lực.

Về cấu tạo thì cảm biến áp suất màng có khác so với cảm biến áp suất thông thường; nhưng trên nguyên tắc thì hai loại cảm biến này đều phải có một lớp màng cảm biến lực để nhận áp lực trực tiếp hoặc gián tiếp .

KẾT LUẬN

Với các hình ảnh chi tiết về nguyen ly cam bien ap suat hoạt động; Hưng Phát mong rằng sẽ giúp ích cho mọi người đang tìm hiểu về cảm biến áp suất .

Bài viết này tuy đã được trau chuốt kỹ lưỡng nhưng chắc chắn vẫn còn nhiều thiếu sót; Mình rất mong nhận được những góp ý của các bạn để bài viết ngày càng hoàn thiện hơn; Hãy để lại bình luận đóng góp ý kiến cho những điểm sai sót; hoặc bạn muốn chia sẻ thêm thông tin hữu ích; Like & share bài viết để giúp mọi người cùng biết đến những thông tin bổ ích này nhé.

Mình tin rằng với sự đóng góp của các bạn; bài viết này sẽ trở thành nguồn tài liệu hữu ích cho tất cả mọi người.

Cảm ơn các bạn đã dành thời gian đọc bài viết!

Chính sự tương tác của mọi người là động lực để Huphaco chia sẻ các kiến thức cho mọi người .  Chúc mọi người thành công !

HƯNG PHÁT – Cam kết chất lượng và dịch vụ: 

• Cung cấp sản phẩm chính hãng, chất lượng cao.
• Giá cả cạnh tranh.
• Đội ngũ kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm, hỗ trợ tư vấn và bảo trì tận tâm.
• Chế độ bảo hành uy tín.

Để được tư vấn và mua sản phẩm, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua thông tin sau:

• Hotline/ Zalo: [0855.200.531] Ms. Vi