Cảm biến áp suất nước

Mến chào tất cả các bạn nhé, trong bài viết này mình xin giới thiệu đến các bạn dòng cảm biến đo lường áp suất nước. Đây là một thiết bị đo lường áp suất nước được dùng khá phổ biến hiện nay trên thị trường. Nếu bạn đang có nhu cầu tìm hiểu và chọn mua thì có thể tham khảo bài viết này nhé. Nội dung bao gồm Cảm biến áp suất nước là gì ? Cảm biến đo lường áp suất nước được ứng dụng ở đâu ? Cảm biến áp suất nước có các thông số như thế nào ? Cần lưu ý gì khi chọn mua cảm biến áp đo lường suất nước ? Các sản phẩm hỗ trợ khi dùng cảm biến áp suất là gì ? Tất cả sẽ được mình chia sẻ một cách chi tiết trong bài viết này.

Trên thị trường hiện nay có khá nhiều loại cảm biến khác nhau như cảm biến nhiệt độ pt100, cảm biến can nhiệt ( S, K, R,…) là một trong những loại thiết bị được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp. Bên cạnh đó cũng có một loại thiết bị khác cũng nổi bật không kém đó chính là cảm biến áp suất nước. Thiết bị chuyên dùng cho các ứng dụng đo chất lỏng nói chung và đo áp suất nước nói riêng. Vậy chúng ta cùng nhau tìm hiểu về thiết bị này nhé.

Cảm biến áp suất nước là gì ?

Cảm biến áp suất nước hay còn gọi là cảm biến đo lường áp suất nước (cảm biến áp lực nước). Là một thiết bị công nghiệp được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy, xí nghiệp. Hầu hết các thiết bị cần đo áp suất nước và chất lỏng đều dùng đến chúng như nhà máy nước, nhà máy xi măng, nhà máy bia, thuốc lá, phân bón,…

Các dòng cảm biến này thường được cấu tạo dưới dạng đầu dò và có ngõ ra tín hiệu analog như 0-10v, 0-5v, 1-5v hay 4-20ma. Các tín hiệu này sẽ dùng để truyền để các bộ điều khiển như màn hình hiển thị hay PLC.

Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng cảm biến đo áp suất nước có model là D2415 series được nhập khẩu từ hãng JSP – Cộng Hòa Séc. Đây là hãng sản xuất cảm biến hàng đầu Châu Âu hiện nay, công ty BFF là đại diện cung cấp sản phẩm của hãng tại thị trường Việt Nam.

Dòng cảm biến này có nhiều dãy đo khác nhau thường được sử dụng như: -1-0bar, 0-0.5bar, 0-1.6bar, 0-6bar, 0-10bar và 0-16bar, 0-25bar, 0-40bar, 0-60bar, 0-100bar, 0-160bar, 0-250bar, 0-400bar, 0-600bar,… Đây là các dãy đo thường gặp trong các ứng dụng công nghiệp mà chúng ta sử dụng hàng ngày.

Cấu tạo của cảm biến đo áp suất nước ?

Các loại cảm biến sẽ có thể được thiết kế và sản xuất theo từng hãng hay nhà cung cấp và thị trường khác nhau, tuy nhiên thì về cấu tạo sẽ có những điểm tương đồng cũng như những điểm chung nhất định. Cụ thể thì với một cảm biến đo áp lực chúng ta sẽ có các bộ phận cấu thành như sau:

Lớp màng cảm biến:

Đây là bộ phận quan trọng nhất trong cảm biến đo áp suất vì nó chịu trách nhiệm lớn cho việc cảm nhận mức áp lực mà môi trường đang có. Các dòng cảm biến có dãy đo khác nhau thì sẽ có lớp màng cảm biến khác nhau để phù hợp với mức áp suất cần đo. Việc cảm biến sai số nhiều hay ít còn tùy thuộc rất nhiều vào loại vật liệu mà ta dùng làm cảm biến đấy. Chính vì thế giá cả của cảm biến sẽ phụ thuộc vào chất liệu của lớp màng này, thường chúng sẽ được làm bằng Ceramic hay thép không gỉ (INOX),…

Bộ phận transmitter:

Đây là bộ phận chuyên xử lý các tín hiệu từ lớp màng truyền về để chuyển chúng thành các dạng tín hiệu ngõ ra. Chúng ta thường sẽ có các ngõ ra dạng 2 dây như 4-20ma, 0-20ma, 0-5V, 0-10V,…Với các tín hiệu nay, cảm biến cho phép chúng ta truyền về các loại thiết bị hỗ trợ khác như PLC hay màn hình hiển thị. Các loại tín hiệu này cũng rất hữu ích cho các ứng dụng dùng cảm biến áp suất để điều khiển biến tần nhằm thay đổi tốc độ quay của động cơ nữa đấy.

Lớp vỏ bảo vệ cảm biến:

Là một lớp bảo vệ các bộ phận quan trọng bên trong để tránh bị ảnh hưởng bởi môi trường bên ngoài. Chống lại các tác nhân từ bên ngoài gây ảnh hưởng đến các mạch điện, bộ phận xử lý bên trong. Nên nó phải được làm bằng các loại vật liệu đặc biệt như INOX 304, INOX 316,…

Bộ phận tiếp điểm:

Là cổng kết nối ra bên ngoài các thiết bị nhận thông tin từ cảm biến. Chúng được dùng trong việc đấu dây đến các bộ chuyển tín hiệu, bộ hiển thị áp suất hay dùng để điều khiển một quá trình nào đó trong một máy hay một dây chuyền,…Hơn hết chúng có tiêu chuẩn bảo vệ IP65, IP66, IP67,…

Cảm biến đo áp suất nước được ứng dụng ở đâu ?

Thiết bị này thường được dùng trong các nhà máy, khu công nghiệp, các khu chế xuất,… Cụ thể là trong các ứng dụng đường ống cần ổn định áp suất và điều chỉnh lưu lượng. Thông thường cảm biến áp suất sẽ kết hợp với biến tần để điều khiển tốc độ quay của động cơ hay motor bơm nhằm giảm thiểu điện năng tiêu thụ. Ngoài ra cảm biến đo áp suất chất lỏng còn dùng trong các bồn chứa, silo hay tank chứa có độ cao tương đối.

Trong ứng dụng này cảm biến sẽ hoạt động dựa theo nguyên lý áp suất nước (cứ xuống sâu 10m nước thì áp suất sẽ tăng 1bar) chính vì thế cảm biến thường được lắp bên thành bên phía đáy của thùng chứa hay silo để đảm bảo độ ổn định trong quá trình làm việc.

Một số ứng dụng khác của cảm biến D2415 series bao gồm:

• Đo lường áp suất thủy lực
• Đo lường áp suất khí nén
• Đo lường áp suất chân không
• Đo lường áp suất dầu
• Đo lường áp suất khí gas
• Đo lường áp suất lò hơi
• Đo lường áp suất trong các môi trường khác,…

Các thông số của cảm biến đo áp suất chất lỏng:

• Model: sản phẩm có mã là D2415
• Xuất xứ: nhập khẩu từ hãng JSP – Cộng Hòa Séc.
• Các dãy đo: -1-0bar, 0-0.5bar, 0-1.6bar, 0-6bar, 0-10bar và 0-16bar, 0-25bar, 0-40bar, 0-60bar, 0-100bar, 0-160bar, 0-250bar, 0-400bar, 0-600bar,…Có thể tùy chọn tùy nhu cầu sử dụng
• Ngõ ra (Output): tín hiệu analog 4-20mA.
• Nguồn cấp: 10-30VDC.
• Sai số: 0,5% trên toàn dãy đo của cảm biến.
• Vật liệu: được làm bằng INOX 316L.
• Kiểu kết nối: ren G1/4, có thể chuyển sang các ren khác thông qua bộ chuyển ren.
• Thời gian trễ tín hiệu: 10ms phản hồi nhanh chóng.
• Nhiệt độ làm việc: làm việc tốt trong mức nhiệt là  -20÷85°C.
• Thời gian bảo hành: 12 tháng 1 đổi 1. Nếu có lỗi từ nhà sản xuất.

Các ưu nhược điểm của dòng cảm biến áp suất nước này là gì ?

Các ưu điểm của cảm biến áp suất nước:

– Có thể đo lường tốt trong toàn bộ các ứng dụng có thang đo dưới 100bar

– Thiết kế nhỏ gọn dễ dàng tích hợp trong nhiều loại hệ thống khác nhau

– Giá thành tương đối hợp lý nếu xét cùng phân khúc hàng Châu Âu

– Dễ dàng thay thế khi cảm biến bị hỏng

– Có ren kết nối theo chuẩn phổ biến, dễ dàng vặn vào vị trí cần đo

– Có thể đo áp suất khí, nước, dầu, môi chất lỏng, chất không kết dính

– Chính sách bảo hành rất tốt lên đến 12 tháng và có thể được đổi mới nếu không thể sửa chữa

– Được đội ngũ nhân viên bên mình tư vấn nhiệt tình, chu đáo, đúng mục tiêu sử dụng và tiết kiệm chi phí

Các nhược điểm của cảm biến áp suất nước:

– Không thể sử dụng cho các môi trường có áp cao hơn 100bar như thủy lực, máy ép, xe cẩu, xe nâng…

– Không thể sử dụng cho các ứng dụng có môi chất ăn mòn SS304 và SS316

– Giá thành sẽ có phần nhỉnh hơn so với các dòng cảm biến đến từ Châu Á như Trung Quốc, Đài Loan, Hàn Quốc, Ấn Độ,…

– Thang đo và tín hiệu ngõ ra được nhà sản xuất fix cố định nên không thể tùy chỉnh theo nhu cầu được

– Không thể sử dụng cho các ứng dụng có nhiệt độ cao hơn 85°C vì lúc này sẽ làm cong vênh lớp màng dẫn đến sai số

Các lưu ý khi chọn mua cảm biến áp suất nước:

Cần xác định dãy đo phù hợp:

Chúng ta cần xác định khoảng cần đo là bao nhiêu, nếu chọn đúng sẽ giúp hạn chế sai số trong việc đo lường. Có các dãy đo phổ biến như : 0-1.6bar, 0-6bar, 0-10bar, 0-16bar, 0-40bar… Nên chọn cảm biến có dãy đo cao hơn nhu cầu vì như vậy sẽ giúp cảm biến giảm thiểu hư hỏng khi không may bị quá tải. Ví dụ chúng ta muốn đo áp suất cao nhất là 4bar thì chúng ta nên chọn cảm biến có dãy đo cao nhất là 6bar để đảm bảo độ bền.

Cần xác định khoảng nhiệt độ làm việc:

Các loại cảm biến áp suất hiện nay thường làm việc ở khoảng nhiệt độ -20÷85°C. Nhưng nếu môi trường cần đo có nhiệt độ cao hơn khoảng này thì ta nên trang bị thêm ống giảm nhiệt để cảm biến hoạt động ổn định.

Ngõ ra mong muốn là gì ?

Hiện nay ngõ ra của cảm biến thường là analog 4-20mA, tín hiệu này có khả năng truyền đi xa rất dễ dàng. Tuy nhiên, các loại cảm biến dạng cũ thì thì thường có ngõ ra 0-5V hoặc 0-10V. Nếu dùng loại cũ các bạn cần trang bị thêm bị chuyển tín hiệu từ 0-5V hoặc 0-10V sang analog 4-20mA nếu muốn truyền tín hiệu đi xa. Hiện tại công ty mình cũng đang cung cấp các bộ chuyển đổi tín hiệu chất lượng cao các bạn có thể xem bộ chuyển đổi tín hiệu

Mức độ sai số của cảm biến là bao nhiêu ?

Mỗi loại cảm biến sẽ có mức sai số khác nhau tùy thuộc vào chất lượng và số tiền chúng ta bỏ ra. Thông thường sai số của các cảm biến sẽ rơi vào 0,5%÷1%. Nên các bạn phải cân nhắc mức độ quan trọng của sai số mà chọn cảm biến cho phù hợp. Nếu như nhu cầu sử dụng đòi hỏi phải có độ chính xác cao thì nên đầu tư vào loại có sai số thấp.

Sản phẩm hỗ trợ cho cảm biến áp suất nước:

Vì sao cần trang bị thêm sản phẩm hỗ trợ ? Bởi vì hiện nay các loại cảm biến chỉ có chức năng đo áp suất nhưng chưa được tích hợp sẵn bộ hiển thị số, chính vì thế chúng ta cần phải trang bị thêm bộ hiển thị áp suất. Vì nếu không có sẽ rất khó khăn trong việc giám sát giá trị thay đổi áp suất trong các ứng dụng cần độ chính xác áp suất cao.

Cụ thể hoạt động của bộ hiển thị như sau:

Trong quá trình làm việc cảm biến áp suất nước hay chất lỏng sẽ truyền tín hiệu đến bộ hiển thị áp suất và hiển thị số liệu cụ thể. Sau đó tín hiệu ra từ bộ hiển thị các bạn có thể truyền về PLC điều khiển hoặc biến tần. Ngoài ra tín hiệu đầu ra còn có thể tùy chỉnh ngõ ra Relay để đóng/ngắt motor bơm khi đến mức áp suất nào đó.

Vì cảm biến áp suất có ngõ ra là dạng 4-20mA nên các bạn có thể lắp đặt bộ hiển thị ở khoảng cách xa để tiện quan sát. Để dễ hình dung các bạn có thể xem hình ảnh mô phỏng bên dưới.

Thông số của bộ hiển thị:

• Model: sản phẩm có mã là OM402UNI.
• Hãng sản xuất: Orbit Merret – Cộng Hòa Séc
• Ngõ vào (Input): các loại tín hiệu can nhiệt K, S, E, R,…, các dạng analog 4-20mA, 0-10vdc, 0-20mA, 0-5vdc. Ngoài ra còn đọc được tín hiệu điện trở và biến trở.
• Ngõ ra (Output): có thể xuất ra tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10vdc và tín hiệu này sẽ không bị nhiễu khi truyền đi xa, chúng ta có thể dễ dàng đấu dây đến PLC điều khiển.Ngoài ra còn có thể xuất tín hiệu Relay (ON/OFF) chúng ta có thể chọn lên đến 4 relay. Có thể đấu dây để điều chỉnh đóng/ngắt motor bơm hay máy nạp liệu khi đến một nhiệt độ nào đó. Bên cạnh đó ngõ ra còn có modbus RS485, rất thích hợp cho truyền dữ liệu modbus trong giao thức Modbus RTU.
• Sử dụng nguồn: 220VAC.
• Màn hình hiển thị: trên 4 LED, 6 LED, 9 LED và 11 LED.
• Hệ số cách ly, chống nhiễu: 4000VAC.
• Sai số: 0,1% khi hiển thị

Hiện tại bên mình đang cung cấp chính hãng các loại bộ hiển thị và điều khiển áp suất các bạn có thể tham khảo thông qua bài viết: Bộ hiển thị áp suất 

Cách thức đấu dây từ cảm biến áp suất đến bộ hiển thị OM402UNI:

Bộ hiển thị và điều khiển áp suất OM402UNI có rất nhiều ngõ vào tín hiệu khác nhau, chính vì thể để có thể đấu dây được chính xác các bạn cần xem sơ đồ bên dưới và các diễn giãi của mình như sau:

Sử dụng nguồn cấp 10..30VAC/DC hoặc 80..250VAC/DC chúng ta đấu vào chân số 1+ và 2-

Nếu sử dụng cảm biến áp suất có ngõ ra 4-20mA, 0-20mA thì chúng ta đấu vào chân số 18+ và 21-. Sở dĩ chúng ta không cần cấp nguồn 24VDC nối tiếp vào mạch như phần trước mình chia sẻ là vì bộ OM402UNI này có thể tự cấp nguồn nối tiếp vào mạch rồi nên ta không cần cấp nữa

Nếu sử dụng cảm biến áp suất có ngõ ra 0-10V, 0-5V thì chúng ta đấu vào chân số 22+ và 20-

Nếu sử dụng tín hiệu ngõ ra dạng 4-20mA, 0-20mA chúng ta đấu vào chân số II+ và III-

Nếu sử dụng tín hiệu ngõ ra dạng 0-10V, 0-5V chúng ta đấu vào chân số I+ và III-

Nếu sử dụng tín hiệu ngõ ra dạng truyền thông Modbus RS485 chúng ta đấu vào chân số VI+ và V-

Nếu sử dụng tín hiệu ngõ ra dạng tiếp điểm relay chúng ta đấu vào chân số 45 và 67 để nối tiếp vào mạch kéo các tải đèn, còi, quạt, motor bơm,…

Bộ chuyển tín hiệu 4-20ma sang relay on/off:

Nếu các bạn cần sử dụng cảm biến áp suất để điều khiển đóng/ngắt thông qua ngõ ra relay thì ta có thể sử dụng màn hình hiển thị bên trên các bạn nhé. Tuy nhiên nếu các bạn chỉ cần lấy tín hiệu relay và không có nhu cầu sử dụng chức năng hiển thị thì ta có một thiết bị khác đó chính là bộ chuyển đổi tín hiệu. Thiết bị này có khả năng chuyển đổi các dạng tín hiệu ngõ ra analog 4-20ma, 0-10v của cảm biến áp suất sang dạng relay on/off để đóng ngắt CB một cách tự động.

Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng chuyển đổi tín hiệu có model là OMX333UNI được sản xuất tại Cộng Hòa Séc. Thiết bị này cũng thuộc hãng Orbit Merret mà mình vừa giới thiệu ở phần màn hình hiển thị phía trên. Sản phẩm đạt chuẩn Châu Âu hoạt động khá tốt và ổn định, các hệ số cách ly tín hiệu khá đầy đủ và có thể cài đặt bất kì mức áp suất nào để kích hoạt relay. Các bạn tham khảo một vài thông số kỹ thuật dưới đây.

Thông số của bộ chuyển tín hiệu:

• Model: thiết bị có mã sản phẩm là OMX333UNI.
• Xuất xứ: từ hãng Orbit Merret – Cộng Hòa Séc.
• Ngõ vào (Input): tín hiệu ngõ vào có thể đọc như 4-20mA, 0-10vdc, 0-20mA, 0-5vdc. Có thể đọc các tín hiệu cảm biến pt100, can nhiệt S, K, R, E,…
• Ngõ ra (Output): Có thể xuất ra các dạng tín hiệu 4-20mA, 0-10vdc, 0-20mA, 0-5vdc. tín hiệu đóng/ngắt relay on/off, tín hiệu truyền thông modbus rtu
• Nguồn cấp: thiết bị dùng nguồn nuôi 10÷30VDC có thể tuỳ chọn nguồn  80÷250VAC.
• Sai số: chỉ 0.1% trên toàn dãy đo của thiết bị.
• Hệ số cách ly: 2500VAC có thể chống nhiễu tốt trong nhiều loại môi trường.
• Cài đặt: có thể cài đặt giá trị kích hoạt relay thông qua cáp USB và phần mềm của hãng.
• Thời gian bảo hành: 1 đổi 1 trong vòng 12 tháng, nếu phát sinh lỗi từ nhà cung cấp.

Lời kết:

Trên đây là các thông tin liên quan đến cảm biến áp suất nước, hy vọng sẽ giúp ích cho những bạn đang muốn trang bị cũng như tìm hiểu. Ngoài ra công ty mình còn trang bị Cảm biến áp suất 0-6bar,Cảm biến áp suất 0-40bar và các loại có dãy đo khác nhau. Mọi thắc mắc cần tư vấn các bạn liên hệ mình qua các thông tin sau:

Phone – Zalo: 0779 81 81 84 (An Nguyễn)

Email: An.nguyen@bff-tech.com