Cảm biến chênh áp khí là thiết bị được sử dụng để đo sự chênh lệch áp suất của không khí hoặc khí giữa hai vị trí khác nhau. Thiết bị được ứng dụng phổ biến trong hệ thống HVAC, AHU, PAU, BMS, phòng sạch, tăng áp cầu thang, hệ thống thông gió và giám sát tình trạng bộ lọc.
Một trong những yếu tố quan trọng nhất khi lựa chọn cảm biến chênh áp là dải đo. Các dải 0-100 Pa, 0-250 Pa, 0-500 Pa, 0-1000 Pa hay 0-2500 Pa có thể phù hợp với những ứng dụng hoàn toàn khác nhau. Lựa chọn dải đo quá lớn so với chênh áp thực tế có thể làm giảm khả năng quan sát những thay đổi nhỏ của hệ thống, trong khi lựa chọn dải quá thấp có nguy cơ khiến giá trị thực tế vượt phạm vi đo của cảm biến.
Vì vậy, để lựa chọn đúng cảm biến chênh áp khí, cần xác định đồng thời ứng dụng, khoảng chênh áp thực tế, giá trị chênh áp lớn nhất có thể xảy ra và loại tín hiệu mà hệ thống điều khiển yêu cầu.
CẢM BIẾN CHÊNH ÁP KHÍ LÀ GÌ?
Cảm biến chênh áp khí, tiếng Anh thường gọi là Differential Pressure Transmitter, là thiết bị đo sự khác biệt áp suất giữa hai điểm và chuyển đổi giá trị này thành tín hiệu điện để truyền về bộ điều khiển.
Thiết bị thường có hai cổng áp suất ký hiệu P+ (High) và P- (Low). Hai cổng được kết nối tới hai vị trí cần so sánh áp suất bằng ống dẫn khí. Bộ phận cảm biến bên trong liên tục xác định sự khác biệt giữa hai áp suất và chuyển đổi thành giá trị chênh áp.
Nếu áp suất tại P+ là 120 Pa và tại P- là 40 Pa thì chênh áp giữa hai điểm là 80 Pa. Cảm biến sẽ đo giá trị này và chuyển thành tín hiệu tương ứng để PLC, DDC hoặc BMS xử lý.
Đối với các ứng dụng HVAC, giá trị chênh áp thường khá thấp và được biểu thị bằng Pa (Pascal). Vì vậy các cảm biến chênh áp 0-100 Pa, 0-250 Pa, 0-500 Pa và 0-1000 Pa được sử dụng rất phổ biến.
CẢM BIẾN CHÊNH ÁP KHÍ HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO?
Nguyên lý cơ bản của cảm biến chênh áp là liên tục so sánh áp suất tại hai đầu vào của thiết bị.
Một đầu được kết nối với khu vực có áp suất cao hơn, đầu còn lại kết nối với khu vực có áp suất thấp hơn. Phần tử cảm biến bên trong phát hiện sự thay đổi chênh lệch áp suất và mạch điện tử xử lý tín hiệu để tạo ra ngõ ra tương ứng.
Tùy từng model, tín hiệu ngõ ra có thể là 4-20mA, 0-10V hoặc RS485 Modbus RTU.
Với cảm biến chênh áp 4-20mA, giá trị chênh áp được chuyển đổi tỷ lệ thành dòng điện. Ví dụ với cảm biến có dải 0-100 Pa, 0 Pa tương ứng với 4mA và 100 Pa tương ứng với 20mA. Các giá trị nằm giữa dải đo sẽ được chuyển đổi tỷ lệ tương ứng.
Tương tự, với cảm biến chênh áp 0-10V, giá trị chênh áp được chuyển thành điện áp từ 0 đến 10V. Đối với cảm biến Modbus RTU, giá trị đo được truyền dưới dạng dữ liệu số qua mạng RS485. Nhờ đó, BMS hoặc PLC có thể liên tục biết được chênh áp hiện tại là bao nhiêu Pa, thay vì chỉ nhận trạng thái ON/OFF như công tắc chênh áp.
TẠI SAO DẢI ĐO CẢM BIẾN CHÊNH ÁP LẠI QUAN TRỌNG?
Dải đo là một trong những thông số quan trọng nhất khi lựa chọn cảm biến. Ví dụ hệ thống cần giám sát chênh áp khoảng 20-60 Pa nhưng lại sử dụng cảm biến có dải 0-2500 Pa. Cảm biến vẫn có thể đo được, tuy nhiên vùng chênh áp cần quan tâm chỉ chiếm một phần rất nhỏ của toàn bộ thang đo. Ngược lại, nếu hệ thống có thể đạt 700 Pa nhưng lựa chọn cảm biến chỉ có dải 0-500 Pa thì giá trị thực tế có thể vượt khỏi phạm vi đo.
Do đó, nguyên tắc lựa chọn là dải đo của cảm biến cần bao phủ giá trị chênh áp lớn nhất dự kiến của hệ thống nhưng không nên lớn hơn mức cần thiết quá nhiều. Nếu giá trị vận hành bình thường khoảng 50 Pa và tối đa dự kiến khoảng 80 Pa, dải 0-100 Pa sẽ hợp lý hơn 0-1000 Pa. Nếu hệ thống thường hoạt động khoảng 150-200 Pa và có thể tăng lên trên 200 Pa, dải 0-250 Pa hoặc cao hơn sẽ phù hợp hơn.
CẢM BIẾN CHÊNH ÁP 0-100 PA DÙNG CHO ỨNG DỤNG NÀO?
Cảm biến chênh áp 0-100 Pa thuộc nhóm cảm biến chênh áp thấp và thường được sử dụng trong các ứng dụng cần theo dõi những thay đổi áp suất nhỏ.
Một ứng dụng phổ biến là phòng sạch. Trong các hệ thống này, chênh áp giữa phòng và hành lang hoặc giữa các khu vực có cấp độ sạch khác nhau thường không quá lớn. Vì vậy cảm biến có dải thấp giúp hệ thống theo dõi tốt hơn sự thay đổi áp suất. Dải 0-100 Pa cũng có thể được sử dụng cho tăng áp cầu thang, phòng áp suất dương, phòng áp suất âm và một số hệ thống thông gió có chênh áp thấp, tùy theo thiết kế thực tế. Nếu yêu cầu của dự án tập trung vào vùng áp suất thấp, lựa chọn cảm biến 0-100 Pa thường hợp lý hơn sử dụng một cảm biến có dải vài nghìn Pa.
KHI NÀO NÊN CHỌN CẢM BIẾN CHÊNH ÁP 0-250 PA?
Dải 0-250 Pa là một trong những dải đo linh hoạt đối với các ứng dụng HVAC. Cảm biến chênh áp 0-250 Pa có thể được sử dụng cho AHU, PAU, bộ lọc, hệ thống ống gió, phòng sạch và một số hệ thống tăng áp.
So với dải 0-100 Pa, dải 0-250 Pa cung cấp khoảng đo rộng hơn và phù hợp khi chênh áp có khả năng vượt quá 100 Pa trong quá trình vận hành. Ví dụ, khi giám sát chênh áp qua bộ lọc AHU, sức cản của bộ lọc sẽ tăng dần theo lượng bụi tích tụ. Nếu chênh áp dự kiến có thể đạt trên 100 Pa, lựa chọn dải 0-250 Pa sẽ tạo khoảng đo phù hợp hơn.
KHI NÀO NÊN CHỌN CẢM BIẾN CHÊNH ÁP 0-500 PA?
Cảm biến chênh áp 0-500 Pa phù hợp với các ứng dụng có mức chênh áp trung bình, đặc biệt là AHU, PAU, bộ lọc, quạt và hệ thống đường ống gió. Trong AHU, cảm biến có thể được lắp hai đầu bộ lọc để liên tục theo dõi sức cản của lọc. Khi bụi tích tụ, chênh áp tăng lên và hệ thống BMS có thể phát cảnh báo khi đạt đến giá trị được thiết lập. Dải 0-500 Pa cũng phù hợp với nhiều hệ thống thông gió công nghiệp có mức chênh áp lớn hơn các ứng dụng phòng sạch thông thường.
KHI NÀO NÊN CHỌN CẢM BIẾN CHÊNH ÁP 0-1000 PA?
Khi chênh áp dự kiến vượt quá vài trăm Pa, cảm biến chênh áp 0-1000 Pa là lựa chọn phù hợp hơn. Dải này thường được sử dụng cho hệ thống HVAC có sức cản lớn, giám sát bộ lọc, hệ thống ống gió, quạt và một số ứng dụng công nghiệp. Nếu một hệ thống có giá trị vận hành khoảng 300-600 Pa thì sử dụng dải 0-1000 Pa sẽ tạo khoảng dự phòng hợp lý, thay vì lựa chọn dải 0-500 Pa quá sát với giá trị vận hành tối đa.
KHI NÀO CẦN CẢM BIẾN CHÊNH ÁP 0-2500 PA?
Cảm biến chênh áp 0-2500 Pa thường được lựa chọn cho những hệ thống có chênh áp tương đối cao như đường ống gió công nghiệp, quạt công suất lớn, hệ thống lọc có sức cản cao hoặc các ứng dụng đặc biệt. Dải 0-2500 Pa không phải lựa chọn tối ưu cho mọi ứng dụng. Nếu chỉ cần giám sát phòng sạch khoảng vài chục Pa thì sử dụng dải 0-2500 Pa là không cần thiết. Ngược lại, nếu hệ thống có thể đạt trên 1000 Pa thì cảm biến 0-2500 Pa sẽ phù hợp hơn dải 0-1000 Pa.
CÁCH CHỌN DẢI ĐO CẢM BIẾN CHÊNH ÁP CHO PHÒNG SẠCH
Đối với cảm biến chênh áp phòng sạch, nên ưu tiên dải đo thấp vì chênh áp cần giám sát thường nhỏ. Tùy theo yêu cầu thiết kế, có thể cân nhắc các dải như 0-50 Pa, 0-100 Pa hoặc 0-250 Pa. Nếu cần giám sát cả áp suất dương và áp suất âm, cần lựa chọn cảm biến có dải đo hai chiều phù hợp, chẳng hạn -50...+50 Pa hoặc -125...+125 Pa. Điều quan trọng là cần dựa vào giá trị áp suất thiết kế thực tế của từng phòng thay vì mặc định tất cả phòng sạch đều sử dụng cùng một dải đo. Ví dụ, nếu giá trị cần duy trì chỉ khoảng vài chục Pa, dải 0-100 Pa thường phù hợp hơn 0-1000 Pa.
CÁCH CHỌN DẢI ĐO CẢM BIẾN CHÊNH ÁP CHO AHU
Đối với cảm biến chênh áp AHU, trước tiên cần xác định vị trí đo. Nếu cảm biến dùng để giám sát bộ lọc, cần tham khảo thông số chênh áp ban đầu và chênh áp cuối được khuyến nghị cho loại lọc đó. Từ giá trị lớn nhất, lựa chọn cảm biến có dải đo đủ bao phủ. Ví dụ, nếu bộ lọc hoạt động trong vùng dưới 200 Pa, có thể cân nhắc dải 0-250 Pa. Nếu chênh áp có khả năng đạt 300-400 Pa, dải 0-500 Pa sẽ phù hợp hơn. Đối với các hệ thống lọc có sức cản cao hơn, có thể lựa chọn 0-1000 Pa hoặc 0-2500 Pa. Do đó, không nên mặc định tất cả cảm biến chênh áp AHU đều sử dụng cùng một dải đo.
CÁCH CHỌN CẢM BIẾN CHÊNH ÁP CHO TĂNG ÁP CẦU THANG
Đối với hệ thống tăng áp cầu thang, cảm biến được sử dụng để theo dõi chênh lệch áp suất giữa buồng thang và khu vực tham chiếu. Do đây thường là ứng dụng chênh áp tương đối thấp, các dải như 0-100 Pa hoặc 0-250 Pa thường đáng cân nhắc, nhưng dải đo cuối cùng phải được lựa chọn theo giá trị thiết kế của hệ thống. Tín hiệu từ cảm biến có thể được đưa về DDC, PLC hoặc bộ điều khiển để điều chỉnh tốc độ quạt thông qua biến tần. Khi chênh áp thấp hơn giá trị yêu cầu, bộ điều khiển có thể tăng tốc quạt; khi chênh áp tăng, hệ thống có thể giảm tốc độ quạt theo thuật toán điều khiển. Vì vậy, đối với ứng dụng này, cảm biến chênh áp có tín hiệu analog thường hữu ích hơn công tắc chênh áp nếu hệ thống cần điều khiển liên tục.
NÊN CHỌN CẢM BIẾN CHÊNH ÁP 4-20MA HAY 0-10V?
Ngoài dải đo, tín hiệu ngõ ra cũng là yếu tố quan trọng. Cảm biến chênh áp 4-20mA được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điều khiển công nghiệp và BMS. Tín hiệu dòng điện có ưu điểm phù hợp với việc truyền tín hiệu trên khoảng cách tương đối xa và ít bị ảnh hưởng bởi sụt áp trên dây hơn so với tín hiệu điện áp. Cảm biến chênh áp 0-10V rất phổ biến trong HVAC và dễ kết nối với các bộ điều khiển DDC có ngõ vào analog 0-10V. Nếu dự án sử dụng mạng truyền thông, cảm biến chênh áp Modbus RTU là một lựa chọn khác. Nhiều cảm biến có thể kết nối trên mạng RS485 và truyền trực tiếp giá trị đo dạng số về hệ thống BMS. Việc lựa chọn 4-20mA, 0-10V hay Modbus RTU nên dựa trên ngõ vào của bộ điều khiển, khoảng cách truyền tín hiệu và kiến trúc hệ thống BMS.
DẢI ĐO ÂM DƯƠNG KHÁC GÌ DẢI ĐO 0-X PA?
Ngoài các dải 0-100 Pa, 0-250 Pa hoặc 0-500 Pa, trên thị trường còn có cảm biến với dải đo hai chiều như -50...+50 Pa, -100...+100 Pa hoặc -500...+500 Pa. Dải từ 0 Pa phù hợp khi hướng chênh áp đã xác định và hệ thống chủ yếu quan tâm đến độ lớn của chênh áp theo một chiều. Dải âm/dương phù hợp hơn khi cần xác định cả hướng của chênh áp. Điều này đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng phòng áp suất âm, phòng áp suất dương hoặc những khu vực cần giám sát khả năng đảo chiều áp suất. Ví dụ, giá trị +20 Pa và -20 Pa có cùng độ lớn nhưng thể hiện hai trạng thái hoàn toàn khác nhau về hướng chênh áp. Vì vậy, với những ứng dụng cần biết chính xác phòng đang dương áp hay âm áp, cần lựa chọn loại cảm biến và dải đo phù hợp ngay từ giai đoạn thiết kế.
CÓ NÊN CHỌN DẢI ĐO CÀNG LỚN CÀNG TỐT?
Đây là một trong những nhầm lẫn phổ biến khi lựa chọn cảm biến chênh áp khí. Dải đo lớn mang lại khả năng đo được áp suất cao hơn nhưng không có nghĩa là phù hợp hơn cho mọi hệ thống. Nếu ứng dụng chỉ hoạt động trong vùng vài chục Pa, nên ưu tiên cảm biến có dải đo gần với vùng làm việc thực tế. Ví dụ, nếu hệ thống hoạt động chủ yếu trong khoảng 0-80 Pa, dải 0-100 Pa thường hợp lý hơn 0-2500 Pa. Ngược lại, cũng không nên chọn dải quá sát khiến cảm biến thường xuyên hoạt động gần giới hạn trên. Cần xem xét cả giá trị vận hành bình thường, giá trị cực đại dự kiến và các trạng thái bất thường có thể xảy ra.
LỰA CHỌN DẢI ĐO CẢM BIẾN CHÊNH ÁP THEO ỨNG DỤNG
Có thể tham khảo nhanh theo nguyên tắc sau:
Phòng sạch: ưu tiên các dải thấp như 0-50 Pa, 0-100 Pa, 0-250 Pa hoặc dải âm/dương tùy thiết kế.
Tăng áp cầu thang: thường cân nhắc 0-100 Pa hoặc 0-250 Pa tùy mức chênh áp thiết kế.
Giám sát lọc AHU/PAU: thường sử dụng 0-250 Pa, 0-500 Pa, 0-1000 Pa hoặc cao hơn tùy loại lọc và sức cản.
Đường ống gió HVAC: có thể sử dụng từ 0-250 Pa đến 0-2500 Pa tùy hệ thống.
Giám sát quạt: lựa chọn dải dựa trên áp suất làm việc thực tế của quạt và vị trí lấy áp.
Hệ thống BMS: ngoài dải đo cần lựa chọn đúng tín hiệu 4-20mA, 0-10V hoặc Modbus RTU tương thích với hệ thống điều khiển.
Các mức trên chỉ mang tính định hướng. Dải đo chính xác cần được xác định từ thông số thiết kế hoặc dữ liệu vận hành thực tế của hệ thống.
CẢM BIẾN CHÊNH ÁP KHÍ VÀ CÔNG TẮC CHÊNH ÁP KHÁC NHAU NHƯ THẾ NÀO?
Cảm biến chênh áp khí và công tắc chênh áp đều có hai cổng lấy áp nhưng mục đích sử dụng khác nhau. Cảm biến chênh áp khí đo liên tục giá trị chênh áp và truyền tín hiệu 4-20mA, 0-10V hoặc Modbus RTU về hệ thống điều khiển. Người vận hành có thể biết chính xác chênh áp hiện tại là bao nhiêu Pa. Trong khi đó, công tắc chênh áp chủ yếu thay đổi trạng thái tiếp điểm ON/OFF khi chênh áp đạt đến ngưỡng cài đặt. Thiết bị phù hợp với các chức năng đơn giản như báo lọc bẩn, xác nhận quạt hoạt động hoặc liên động. Có thể hiểu đơn giản: cảm biến chênh áp dùng để biết "bao nhiêu Pa", còn công tắc chênh áp dùng để biết "đã đạt ngưỡng hay chưa".
CÁCH LỰA CHỌN CẢM BIẾN CHÊNH ÁP KHÍ PHÙ HỢP
Để lựa chọn đúng cảm biến chênh áp, trước tiên cần xác định ứng dụng là phòng sạch, AHU, PAU, tăng áp cầu thang, đường ống gió, quạt hay giám sát bộ lọc. Sau đó xác định khoảng chênh áp vận hành bình thường và chênh áp lớn nhất dự kiến. Tiếp theo cần xác định hệ thống cần dải đo một chiều 0-X Pa hay dải hai chiều âm/dương. Sau khi xác định dải đo, lựa chọn tín hiệu ngõ ra tương thích với hệ thống điều khiển như 4-20mA, 0-10V hoặc Modbus RTU.
Ngoài ra cần xem xét độ chính xác, độ ổn định điểm zero, khả năng hiệu chỉnh, nguồn cấp, cấp bảo vệ IP, nhiệt độ hoạt động và khả năng tích hợp với BMS. Một cảm biến có thông số cao chưa chắc là lựa chọn tốt nhất. Cảm biến phù hợp nhất là cảm biến có dải đo, tín hiệu và đặc tính kỹ thuật phù hợp nhất với điều kiện vận hành thực tế.
MUA CẢM BIẾN CHÊNH ÁP KHÍ TẠI SENSORS VIỆT NAM
Sensors Việt Nam cung cấp các giải pháp cảm biến chênh áp khí, cảm biến chênh áp gió và công tắc chênh áp phục vụ hệ thống HVAC, AHU, PAU, BMS, phòng sạch, tăng áp cầu thang, giám sát lọc và hệ thống thông gió. Các lựa chọn bao gồm nhiều dải đo như 0-100 Pa, 0-250 Pa, 0-500 Pa, 0-1000 Pa, 0-2500 Pa và các dải đo âm/dương, kết hợp với các tín hiệu phổ biến như 4-20mA, 0-10V và Modbus RTU.
Quý khách có nhu cầu lựa chọn cảm biến chênh áp 0-100 Pa, cảm biến chênh áp 4-20mA, cảm biến chênh áp phòng sạch, cảm biến chênh áp AHU, cảm biến chênh áp HVAC, cảm biến chênh áp BMS hoặc cảm biến chênh áp cầu thang, vui lòng liên hệ Sensors Việt Nam để được tư vấn lựa chọn dải đo, tín hiệu ngõ ra và model phù hợp với từng ứng dụng.