Cảm biến chênh áp và các ứng dụng của nó

Chênh áp là một thông số quan trọng trong phòng sạch, nhưng ngoài phòng sạch ra nó còn được áp dụng rất nhiều ở những ứng dung khác. Và thuật ngữ mà chúng ta nghe rất nhiều đó là cảm biến chênh áp. Ở vài viết này hãy cùng Thiết bị phòng sạch VCR tìm hiểu về thiết bị này và ứng dụng của nó trong cuộc sống ngày nay nhé.

Cảm biến chênh áp là gì

Cảm biến chênh áp (differential pressure sensor) là một trong các cảm biến dùng để đo áp suất đặc biệt nhất vì thiết bị này có thể đo được thông số áp suất ở hai khu vực khác nhau để đánh giá và so sánh về độ chênh lệch áp suất.

Dựa vào sự chênh lệch của áp suất này mà nhà nghiên cứu hay người làm trong hàng hải có thể tính toán được tương đối về độ sâu của mực nước, độ cao của chất lỏng, áp suất của quạt hút hay lưu lượng gió của khu vực này với khu vực khác.

Cảm biến chênh áp

Phân loại cảm biến chênh áp

1. Cảm biến chênh áp đo không khí khô

Cảm biến chênh áp đo không khí khô là cảm biến chênh áp chỉ đo được các loại khí trong các ứng dụng : khí nén , quạt hút , quạt đẩy , áp suất thấp của không khí … mà không thể dùng trong các ứng dụng có nước hoặc hơi nước hay các chất lỏng nói chung .

Trong các lĩnh vực đo chênh áp của không khí thì không thể không nhắc đến hãng Dwyer của USA là một thiếu sót với rất nhiều các loại đồng hồ đo chênh áp cơ khác nhau .

Đồng hồ chênh áp Dwyer

Cảm biến chênh áp không khí có hiển thị dạng điện tử đồng thời có ngõ ra Output 4-20mA hoặc 0-10V . Hiện có rất nhiều hãng sử dụng cảm biến chênh áp không khí này cho ứng dụng đo chênh áp cầu thang. Dãy đo của cảm biến chênh áp cầu thang theo tiêu chuẩn Việt Nam là 50 Pa

Xem thêm: Đồng hồ chênh áp Dweyer - Magnehelic

2. Cảm biến chênh áp đo chất lỏng & đo các loại khí

Đối với các cảm biến chênh áp có thể đo được chất lỏng và các loại khí thì có thiết kế hoành tráng hơn với lớp vỏ kim loại và có khả năng điều chỉnh được dãy đo tuỳ ý. Đây chính là điểm khác biệt lớn nhất giữa hai loại cảm biến đo chênh áp không khí và cảm biến đo chênh áp chất lỏng hoặc cảm biến đo chênh áp các loại khí .

Trong lĩnh vực này thì chúng ta phải nhắc đến Yokogawa là một trong những hãng tên tuổi hàng đầu về cảm biến chênh áp có nguồn gốc từ Nhật Bản – một đại diện duy nhất của Châu Á có thể so sánh được với các thương hiệu hàng đầu trên thế giới như Rosemount Emerson , Endress Hauser , Krohne ….

Xem thêm: Đồng hồ đo chênh lệch áp suất

Lựa chọn cảm biến chênh áp

Khi lựa chọn ở hữu một chiếc máy đo cảm biến chênh áp thì bạn cần tìm hiểu và liệt kê rõ ràng những tiêu chí như sau:

• Máy cảm biến chênh áp được đo cho chất gì trong khu vực đó, nó có thể là rắn, lỏng, khí,…
• Dãy đo áp suất chênh áp: mbar, bar, mH2O
• Tín hiệu ngõ ra là 4 – 20mA / HART
• Độ sai số mà máy tối đa đạt tới
• Mức rank down: 100:1/200:1
• Khấu hao tài sản qua mỗi năm là bao nhiêu
• Tiêu chuẩn chống cháy, nổ ATEX, SIL2/3,…

Nguyên lý cảm biến chênh áp

Bên trong cảm biến chênh áp chính là một lớp màng chứa các điện cực bên trong . Khi lớp màng này biến dạng sẽ dẫn đến sự thay đổi của điện áp của các điện cực này .

Cấu tạo nguyên lý cảm biến chênh áp – DP Transmitter

Nhìn vào hình trên chúng ta thấy được rằng khi chưa đo lường thì lớp màng nằm tại vị trí giữa so với hai ngõ vào của cảm biến . Khi có sự tác động thì lớp màng sẽ dịch chuyển qua trái hoặc phải tuỳ theo áp lực đưa vào tương ứng với sự chênh áp Dương hoặc chênh áp m . Giá trị chênh áp m hay Dương biểu thị sự chênh lệch áp suất giữa hai đầu vào Áp cao và Áp Thấp , giá trị này sẽ được chuyển đổi thành dòng điện 4-20mA tùy theo cách chúng ta cài đặt trên cảm biến .

Ứng dụng của cảm biến chênh áp cầu thang

Chênh áp cầu thang

Cảm biến chênh áp cầu thang dùng để đo mức độ chênh áp giữa áp suất hành lang và áp suất tại cầu thang thoát hiểm hay còn gọi cách khác đó là cảm biến chênh áp gió. Các chung cư có thiết kế áp suất tại cầu thang luôn lớn hơn so với áp suất tại hành lang. Khi có hoả hoạn xảy ra, do áp suất cầu thang lớn hơn nên khói không thể bay vào khu vực thang bộ giúp người thoát hiểm không bị ngạt.

Thiết bị cảm biến chênh áp cầu thang giúp chuyển đổi tín hiệu về chênh lệch áp suất thành những tín hiệu 0-10V hoặc 4-20mA. Mục đích của nó là để giám sát quá trình chênh lệch áp suất trong các khoảng chênh lệch làm việc từ 0-25 Pa hoặc 0- 50 Pa hoặc 0-100Pa, 0 – 250 Pa,… 0- 5000Pa. Cảm biến chênh áp này được sử dụng phổ biến nhất trong công nghiệp và xây dựng, đặc biệt là với xây dựng nhà cao tầng.

Ứng dụng của cảm biến chênh áp cầu thang – phòng sạch

Cảm biến dùng để đo mức chênh áp cầu thang được ứng dụng nhiều và phổ biến trong hoạt động giám sát trạng thái về chênh lệch áp suất, chênh lệch áp suất cầu thang hay điều khiển phòng sạch,… trong những hệ thống quạt thông gió của hệ thống điều hòa không khí bao gồm AHU, PAU.

Thiết bị này sẽ giám sát về thực trạng chênh lệch áp suất, giúp cho không khí lưu thông được theo những điều chỉnh, yêu cầu và chức năng của hệ thống. Hơn nữa, cảm biến chênh áp cầu thang còn mang chức năng quan trọng đó là cảnh báo khi có sự thay đổi áp suất không khí mỗi khi xảy ra sự cố về khói cháy nhằm khắc phục được sự cố sớm nhất.

Nguyên lý áp suất cầu thang

Chúng ta đều biết rằng trong các đám cháy ở những tòa nhà cao tầng thì nguyên nhân gây nên thương vong lớn nhất là do ngạt khói từ những đám cháy. Khói và lửa lan ra nhanh chóng khắp các tòa nhà. Khói làm cho con người ta nhanh chóng bị kiệt sức, tinh thần hoảng loạn, trì trệ, không tìm thấy đường lối thoát hiểm và dẫn đến hậu quả là tử vong.

Để giải quyết bài toán về cháy trong các tòa cao tầng trên thì hệ thống các cầu thang thoát hiểm đã được ra đời. Và để cho hệ thống này được hoạt động hiệu quả thì cần phải có quạt tăng áp cầu thang. Tác dụng của nó chính là đẩy khói ra khỏi những lối thoát hiểm của cả tòa nhà. Vì vậy ta phải tạo ra áp suất nhân tạo trong cầu thang để không cho phép khói có thể xâm nhập.

Vậy nguyên lý hoạt động đơn giản của cảm biến chênh áp cầu thang là gì? Khi xảy ra sự có cháy, mọi người đều cố gắng tìm và chạy vào hệ thống cầu thang thoát hiểm và đồng thời còi báo cháy từ các cảm biến và hệ thống đã tự động được kích hoạt khi cảm nhật được khói lửa. Lúc này hệ thống quạt chênh áp cầu thang sẽ hoạt động dựa vào áp suất đo được của cảm biến chênh áp cầu thang. Thiết bị cảm biến áp suất gió và các tín hiệu cài đặt áp suất được khởi động trong buồng thang thoát hiểm. Và hệ thống này được cài đặt về giá trị áp suất sao cho hơi khói từ bên ngoài không luồn vào được hệ thống buồng thang thoát hiểm do áp suất ở bên trong buồng thang se cao hơn áp suất ở bên ngoài.

Cầu thang thoát hiểm này còn có tác dụng là giúp đội ngũ cứu hộ có thể di chuyển đến các vị trí tầng của tòa nhà để tìm kiếm người bị nạn kịp thời.

Cảm biến chênh áp suất nước

Cảm biến chênh lệch áp suất nước

Cảm biến chênh lệch áp suất hay còn gọi là cảm biến đo chênh áp nước là một thiết bị cảm biến có chức năng là giám sát chênh lệch áp suất ở bên trong đường ống nước. Cảm biến chênh áp nước đo chênh lệch áp suất khi chuyển đổi tín hiệu chênh lệch áp suất nước thành những tín hiệu 0-10V hoặc là 4-20mA điện. Mục đích của sử dụng cảm biến chênh áp nước là để giám sát chênh lệch áp suất nước với các khoảng áp suất chênh lệch làm việc (0…2bar hoặc 0…4bar hoặc 0…6bar, 0…10 bar…)

Ứng dụng của cảm biến chênh áp suất nước

Cảm biến chênh áp nước là thiết bị được ứng dụng phổ biến nhất trong giám sát trạng thái chênh lệch áp suất trong môi trường do hệ thống đường nước lạnh của chiller hay lĩnh vực công nghệ đo lường vệ sinh. Một vài ví dụ chẳng hạn như để đo áp suất vi sai của đường cung cấp và trả về trong một hệ thống sưởi hay cho bộ lọc giám sát, quạt và cả máy nén…

Đối với thiết bị cảm biến chênh áp nước thì chúng có hai ứng dụng được sử dụng phổ biến là: Đo chênh lệch áp suất nước áp dụng cho đo mức nước trong silo và đo chênh lệch áp suất nước trong bộ lọc.

Giá trị của cảm biến chênh áp suất dùng cho nước thì sẽ có dãy đo cao hơn và thường dao động từ 1bar cho đến 10bar, tùy thuộc vào ứng dụng mà sẽ có dãy đo khác nhau.