Cách Chọn Lựa và Sử Dụng Cảm Biến Áp Suất Màng Cho Dự Án Của Bạn

Cảm biến áp suất màng được thiết kế riêng cho các ngành thực phẩm, đồ uống, ngành giấy và một số ngành hóa chất. Với lớp màng bảo vệ bên ngoài giúp ngăn chất lỏng vào bên trong cảm biến có thể làm hư hỏng các bo mạch bên trong. Sự khác biệt này chính là điểm khác biệt của cảm biến áp suất màng với loại cảm biến áp suất 4-20mA khác. Cảm biến áp suất dạng màng được bắt gặp phổ biến trong các ngành dược phẩm, y tế, thực phẩm đồ uống, ngành nước, hệ thống xử lý nước, hóa chất…

Cảm biến áp suất màng FKE – Georgin / Pháp được thiết kế với kết nối mặt bích DN80 PN40 chuyên dùng cho các bồn chứa hóa chất hữu cơ, vô cơ và các loại dung dịch bột giấy. Lớp màng to bảng nhằm cảm nhận sự tác động của áp suất lên cảm biến nhằm mang đến độ chính xác cao nhất. Với rất nhiều công nghệ tiên tiến được nằm trên bo mạch của cảm biến nhằm mang đến độ chính xác cao trong quá trình đo mức.

Cảm biến áp suất màng – tiêu chuẩn

Sử dụng cảm biến áp suất để đo mức nước sẽ là một sự lựa chọn sáng suốt cho các ứng dụng đo mức nước nhưng cần có một chi phí hợp lý. Với thiết kế là kiểu kết nối ren được bọc một lớp màng 316L bên ngoài nhằm ngăn nước – nước lẫn tạp chất – hóa chất nhẹ vào bên trong cảm biến.

Tôi đánh giá cao các giải pháp sử dụng cảm biến áp suất màng để đo mức nước thay vì một cảm biến áp suất nước tiêu chuẩn. Bởi các ứng dụng có giá thành thấp thường không được đánh giá cao về chất lượng – tiêu chuẩn cũng như độ chính xác.

Thông số kỹ thuật cảm biến áp suất màng Pixsys

• Xuất sứ : Made in Italy – Pixsys
• Lớp màng : 316L SS
• Sai số : 0,5%
• Kết nối ren G1/2″
• Tín hiệu ngõ ra : 4-20mA
• Kết nối điện kiểu M12 hoặc DIN 43650
• Nhiệt độ làm việc : -20…+85oC
• Điều chỉnh áp suất tương ứng ngõ ra : Không

Thang đo áp suất :

• 0-100 mbar
• 0-200 mbar
• 0-400 mbar
• 0-600 mbar
• -1…0 bar
• 0-1 bar
• 0-2,5 bar
• 0-4 bar
• 0-6 bar
• 0-10 bar
• 0-16 bar
• 0-25 bar
• …. 0-600 bar

Cảm biến áp suất màng đo mức nước

Cảm biến áp suất đo mức nước sử dụng nguyên lý áp suất để đo mức nước. Nguyên lý đo khá đơn giản : 100 mbar tương đương 1 mét nước. Như vậy để đo cột nước 2m bạn phải chọn cảm biến áp suất 0-250 mbar tương ứng 2,5m nước. Chúng ta lưu ý rằng các cảm biến áp suất chỉ có các thang đo chuẩn như : 0-160 mbnar, 250 mbar tương ứng 1,6m – 2,5m nước.

Đặc điểm của cảm biến áp suất màng giá rẻ chính là thang đo áp suất cố định tương ứng với tín hiệu ngõ ra 4-20mA và sai số là 0,5%. Đây là con số tạm chấp nhận được cho các ứng dụng không cần độ chính xác cao. Tuy nhiên, trong vài ứng dụng yêu cầu chính xác cao để đo mức chất lỏng bồn kích thước lớn thì yêu cầu độ chính xác chỉ 0,15% thì chúng ta cần một thiết bị khác có chuẩn cao hơn.

Cảm biến áp suất đường ống nước

Trong mô hình của hệ thống bơm nước thì có 2 điểm lắp cảm biến áp suất dùng để đo áp suất : cảm biến áp suất nước và cảm biến áp suất màng để đo mức nước. Cả hai vị trí này chúng ta đều có thể dùng cảm biến áp suất có ngõ ra tiêu chuẩn 4-20mA là dùng được.

Tuy nhiên,

Bạn phải xác định rằng vị trí lắp cảm biến tiếp xúc với môi chất gì. Tôi đã gặp một trường hợp sử dụng cảm biến áp suất nước để đo cho nước thải và kết quả là sau 1 tháng cảm biến xuất ra tín hiệu 21mA tức là cảm biến bị hư hỏng hoàn toàn.

Mặc dù khách hàng đã dùng một phương pháp đo gián tiếp để cảm biến không bị hư do nước thải sau xử lý còn lẫn một ít hóa chất nhưng cảm biến vẫn hư sau một thời gian ngắn đo áp suất nước thải sau xử lý. 

Giải pháp là phải dùng cảm biến áp suất có một lớp màng để đo khu vực này. Lớp màng 316L sẽ ngăn nước thải sau xử lý lẫn hóa chất hoặc nước thải chưa xử lý xong vào bên trong cảm biến. Việc thay thế hoàn toàn giải quyết được vấn đề. Hệ thống hoạt động ổn định – bền bỉ theo thời gian.

Để chọn cảm biến đúng bạn cần phải có hiểu biết – kinh nghiệm – trãi nghiệm.

Cảm biến áp suất dạng Màng FKE – Đo mức chất lỏng

Cảm biến áp suất dạng màng FKE được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng đo mức cần độ chính xác cao. Có thể kháng được các loại hóa chất, bột giấy, dung dịch nước chứa hóa chất, nước cất ( RO ), nước tinh khiết …

Tại sao bạn phải dùng một cảm biến áp suất dạng FKE của Georgin – Pháp to – nặng để đo mức chất lỏng trong khi cảm biến áp suất màng của Pixsys – Italy cũng đo được cùng chức năng và giá thành thấp hơn rất nhiều ?

Vấn đề là bạn đo môi chất là gì & độ chính xác yêu cầu là bao nhiêu ?

Nếu trả lời được hai câu hỏi này thì bạn sẽ biết được câu trả lời. Bởi thông số kỹ thuật của FKE như sau.

Thông số kỹ thuật cảm biến áp suất FKE

• Xuất xứ : Made in Georgin / France
• Lớp màng : 316L SS tiêu chuẩn, option : Hastelloy C, Monel, Tantalum, Titanium, SS 316L + FEP, 316L + Gold coat
• Sai số : 0,165%
• Kết nối ren : mặt bích DIN hoặc ANSI
• Tín hiệu ngõ ra : 4-20mA
• Màn hình hiển thị LCD – 5 Digital
• Cài đặt : Zero – Span tùy ý
• Kết nối điện kiểu : Terminal được bảo vệ trong housing nhôm đúc nguyên khối
• Nhiệt độ làm việc : -20…+120oC tiêu chuẩn và option -40…+150oC
• Điều chỉnh áp suất tương ứng ngõ ra : Có – tùy biến cài đặt tín hiệu áp suất đầu vào tương ứng ngõ ra
• Thời gian đáp ứng 300ms
• Chuẩn phòng nổ : Ex-ia, Ex-d … cho hóa chất, dầu khí

Với rất nhiều sự lựa chọn khác nhau về vật liệu của lớp màng. Chúng ta dễ dàng chọn được vật liệu lớp màng phù hợp cho từng ứng dụng đo mức chất lỏng trong bồn. Để chọn đúng vật liệu bạn cần phải có kiến thức – kinh nghiệm – trãi nghiệm.

Ứng dụng cảm biến áp suất dạng màng

Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của cảm biến áp suất FKE đó chính là dùng để đo mức chất lỏng trong các bồn chứa hóa chất hoặc bồn hở nhưng bên trong có nhiều thiết bị khác mà không thể dùng các loại cảm biến siêu âm hoặc radar.

Một đặc điểm của cảm biến áp suất FKE chính là có thêm một đường dẫn áp suất vào thân cảm biến. Bởi vì cảm biến áp suất FKE hoặt động dựa vào nguyên lý chênh áp.

Chính vì điều này mà chúng ta lại có thêm rất nhiều sự lựa chọn khác về đo mức bằng áp suất.

• Đối với bồn hở : 1 màng mặt bích cố định
• Bồn kín : 1 màng mặt bích cố định + 1 màng dạng dây
• Bồn kín : 2 màng dạng dây – sử dụng cho nhiệt độ cao

Việc lắp đặt kiểu nào nào phụ thuộc nhiều vào thiết kế của hệ thống. Đo mức bằng phương áp áp suất không bao giờ dễ, đơn giản hơn các phương pháp đo mức khác. Nhưng so về chi phí thì lại tối ưu hơn rất nhiều.

Đo mức bằng phương pháp siêu âm, radar cũng có những mặt hạn chế của nó khi không thể đo mức cho các bồn chứa cao nhưng có đường kính nhỏ. Giải pháp duy nhất chính là dùng các cảm biến áp suất để đo mức. Một phương pháp cổ điển nhưng hiệu quả.

Nếu bạn cần tư vấn thêm về cảm biến áp suất các loại hay áp suất màng. Bạn đã biết tìm ai rồi đó.

Chúc các bạn thành công !

Kỹ Sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hòa