Cảm biến áp suất là gì? Nguyên lý cấu tạo của nó

1.Cảm biến áp suất là gì?

Cảm biến áp suất là một loại thiết bị điện tử hoặc cơ học được sử dụng để đo áp suất trong các ứng dụng khác nhau. Áp suất là lực tác động lên một diện tích cụ thể và thường được đo bằng đơn vị Pascal (Pa) hoặc các đơn vị liên quan như bar, psi (pound per square inch), mmHg (milimet thủy ngân), và nhiều đơn vị khác tùy thuộc vào hệ thống đo áp suất và quốc gia.

2.Phân loại cảm biến áp suất có thể được chia thành hai loại chính:

• Cảm biến áp suất cơ học (Mechanical Pressure Sensors): Loại cảm biến này sử dụng cơ cấu cơ học để chuyển đổi áp suất thành tín hiệu điện. Ví dụ về cảm biến này bao gồm cảm biến áp suất bằng màng mỏng, cảm biến áp suất bằng cầu, hoặc cảm biến áp suất bằng ống Bourdon.
• Cảm biến áp suất điện tử (Electronic Pressure Sensors): Loại cảm biến này sử dụng các thành phần điện tử như biến trở, cảm biến piezoelectric, hoặc cảm biến điện dung để chuyển đổi áp suất thành tín hiệu điện. Cảm biến áp suất điện tử thường được sử dụng trong các ứng dụng hiện đại như trong công nghiệp, ô tô, y tế, và hệ thống kiểm soát tự động.

3.Cấu tạo của cảm biến áp suất  

• Thân cảm biến (Sensor Body): Thân cảm biến thường là một phần cố định của cảm biến và chịu áp suất từ môi trường nơi áp suất cần được đo. Thân cảm biến thường được làm từ các vật liệu chịu áp suất cao và chống ăn mòn như thép không gỉ hoặc hợp kim nhôm.
• Màng cảm biến (Sensor Diaphragm): Màng cảm biến là một thành phần quan trọng trong cảm biến áp suất. Khi áp suất tác động lên, màng này bị biến dạng và chuyển đổi thành tín hiệu điện. Màng cảm biến thường được làm bằng các vật liệu như thép không gỉ, silic, hoặc các chất liệu dẻo.
• Các điện cực (Electrodes): Điện cực được đặt gần màng cảm biến để đo tín hiệu điện được tạo ra khi màng bị biến dạng bởi áp suất. Tín hiệu này được chuyển đổi thành tín hiệu điện tử có thể đọc được bằng các thiết bị đo lường hoặc điều khiển.
• Hệ thống đệm và kín khít (Buffer and Seal System): Để đảm bảo tính kín khít và độ ổn định của cảm biến, một hệ thống đệm và kín khít thường được sử dụng. Nó bao gồm các phần tử như vòng đệm, vật liệu kín khít, và ống dẫn nối đến môi trường.
• Đầu ra (Output): Tín hiệu điện được tạo ra bởi cảm biến áp suất thường cần được xử lý và đọc bằng các thiết bị đầu cuối hoặc bộ vi xử lý để hiển thị hoặc sử dụng trong các ứng dụng khác nhau. Tùy thuộc vào loại cảm biến, đầu ra có thể là tín hiệu analog (voltage hoặc current) hoặc tín hiệu số (digital).
• Bảo vệ và vỏ ngoài (Protection and Housing): Cảm biến áp suất thường được đặt trong một vỏ ngoài để bảo vệ khỏi tác động môi trường bên ngoài như bụi bẩn, nước, hoá chất, và va chạm.

Cấu tạo cụ thể của cảm biến áp suất có thể thay đổi tùy thuộc vào loại cảm biến và ứng dụng. Một số loại cảm biến áp suất phức tạp hơn có thể đi kèm với các phần tử điều khiển và xử lý tín hiệu để cải thiện độ chính xác và độ tin cậy của dữ liệu đo.

4.Dưới đây là các yếu tố quan trọng cần xem xét khi bạn chọn mua một cảm biến áp suất:

• Dãy đo áp suất: Xác định dãy đo áp suất mà bạn cần đo. Điều này đảm bảo rằng cảm biến sẽ phù hợp với yêu cầu cụ thể của ứng dụng của bạn.
• Nguồn ra của cảm biến: Xác định loại tín hiệu đầu ra mà bạn muốn sử dụng, ví dụ như 4-20mA hoặc 0-10V. Điều này cần phù hợp với hệ thống đo và kiểm soát của bạn.
• Môi trường cần đo: Xác định môi trường cụ thể mà cảm biến sẽ hoạt động trong đó, chẳng hạn như nước, dầu, hoặc môi trường có khả năng ăn mòn cao. Điều này quyết định loại vật liệu và chất liệu cần sử dụng cho cảm biến để đảm bảo độ bền và độ tin cậy.
• Khả năng chịu quá áp: Kiểm tra khả năng chịu quá áp của cảm biến áp suất so với dãy đo áp suất cụ thể mà bạn đang sử dụng để đảm bảo rằng cảm biến không bị hỏng khi gặp áp suất cao hơn giới hạn cho phép.
• Sai số của cảm biến áp suất: Hiểu về sai số của cảm biến, tức là mức độ chính xác của nó trong việc đo áp suất. Sai số thường được chỉ định trong các tài liệu kỹ thuật của sản phẩm.
• Nhiệt độ làm việc: Xác định nhiệt độ tối đa mà cảm biến có thể hoạt động mà không gây hỏng hoặc giảm hiệu suất. Nếu áp suất đo có nhiệt độ cao hơn giới hạn này, bạn cần sử dụng các biện pháp bảo vệ như ống si phon để đảm bảo cảm biến không bị tổn thương.

5.Cảm biến áp suất có nhiều ứng dụng quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau:

• Đo áp suất nước: Cảm biến áp suất được sử dụng để đo áp suất trong hệ thống cung cấp nước, đảm bảo áp suất ổn định trong đường ống và điều khiển quá trình cung cấp nước.
• Đo áp suất khí nén: Trong các ứng dụng công nghiệp, cảm biến áp suất giúp theo dõi và kiểm soát áp suất trong hệ thống khí nén, đảm bảo hoạt động hiệu quả của các thiết bị khí nén.
• Đo áp suất thuỷ lực: Cảm biến áp suất thuỷ lực thường được sử dụng trong các hệ thống máy móc và thiết bị sử dụng dầu thuỷ lực, đo và kiểm soát áp suất dầu để đảm bảo hoạt động đúng cách.
• Đo áp suất gas: Cảm biến áp suất gas được dùng trong nhiều ứng dụng, bao gồm ngành dầu khí, công nghiệp hóa chất và các quá trình sản xuất liên quan đến gas.
• Đo áp suất các chất lỏng khác: Cảm biến áp suất cũng có thể sử dụng để đo áp suất của các chất lỏng khác nhau, bao gồm dầu, chất lỏng làm mát và nhiều loại chất khác

 

Mọi thông tin xin liên hệ:

>Công ty cổ phần giải pháp và thiết bị VHB Việt Nam

>Địa chỉ: LK7 – Khu LK20AB – KĐT Dương Nội – phường Dương Nội – quận Hà Đông – Hà Nội

>Mr Hiếu

>Hotline/ Zalo: 094.654.2929

>Email: hieunt.vhb@gmail.com