Cảm biến áp suất dạng màng (Flush Diaphragm Pressure Sensor) là thiết bị được sử dụng để đo lường, giám sát và kiểm soát áp suất trong các hệ thống công nghiệp. Đây là dòng cảm biến áp suất được thiết kế đặc biệt với màng ngăn phẳng phía trước, giúp ngăn môi chất tiếp xúc trực tiếp với buồng đo áp suất bên trong cảm biến.
So với các cảm biến áp suất thông thường, cảm biến áp suất dạng màng có khả năng làm việc hiệu quả trong các môi trường có độ nhớt cao, chứa nhiều cặn bẩn, hạt rắn, dễ kết tinh hoặc có tính ăn mòn mạnh. Chính vì vậy, loại cảm biến này được ứng dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm, dược phẩm, hóa chất, xử lý nước thải, hóa dầu và nhiều lĩnh vực công nghiệp khác.
Vậy cảm biến áp suất dạng màng hoạt động như thế nào? Cấu tạo gồm những bộ phận gì? Ưu điểm và ứng dụng thực tế ra sao? Hãy cùng Sensors Việt Nam tìm hiểu chi tiết qua bài viết dưới đây.
CẤU TẠO CỦA CẢM BIẾN ÁP SUẤT DẠNG MÀNG
Cảm biến áp suất dạng màng thực chất là sự kết hợp giữa một cảm biến áp suất thông thường và một màng ngăn áp suất chuyên dụng.
Các bộ phận chính bao gồm:
Màng ngăn áp suất (Flush Diaphragm)
Cảm biến đo áp suất bên trong
Bộ xử lý và chuyển đổi tín hiệu
Vỏ bảo vệ bằng thép không gỉ
Bộ kết nối quá trình (Ren hoặc Tri-Clamp)
Đầu kết nối điện
Khác với cảm biến áp suất thông thường có lỗ lấy áp, cảm biến áp suất dạng màng được thiết kế với bề mặt màng phẳng nằm ngay tại đầu kết nối quá trình. Điều này giúp ngăn ngừa tình trạng môi chất bám dính hoặc làm tắc nghẽn đường dẫn áp suất.
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CẢM BIẾN ÁP SUẤT DẠNG MÀNG
Khi áp suất từ môi chất tác động lên bề mặt màng ngăn, lực tác động sẽ được truyền tới phần tử cảm biến bên trong.
Bộ cảm biến sẽ chuyển đổi áp suất cơ học thành tín hiệu điện tương ứng thông qua các công nghệ đo như:
Piezoresistive
Thin Film
Ceramic Sensor
Strain Gauge
Sau đó, bộ xử lý tín hiệu sẽ chuyển đổi thành các tín hiệu đầu ra tiêu chuẩn như:
4~20mA
0~10V
0~5V
1~5V
RS485 Modbus RTU
Tín hiệu này được truyền về PLC, HMI, SCADA hoặc hệ thống điều khiển để giám sát và điều khiển áp suất.
TẠI SAO NÊN SỬ DỤNG CẢM BIẾN ÁP SUẤT DẠNG MÀNG?
Trong nhiều ứng dụng công nghiệp, môi chất đo thường có tính chất đặc biệt như:
Độ nhớt cao
Chứa cặn bẩn
Chứa hạt rắn
Dễ kết tinh
Dễ đóng cặn
Tính ăn mòn mạnh
Yêu cầu tiêu chuẩn vệ sinh cao
Nếu sử dụng cảm biến áp suất thông thường, các môi chất này có thể làm tắc nghẽn lỗ lấy áp, gây sai số hoặc làm hư hỏng cảm biến.
Nhờ thiết kế màng ngăn phẳng, cảm biến áp suất dạng màng loại bỏ hoàn toàn nguy cơ này và giúp việc vệ sinh thiết bị trở nên dễ dàng hơn.
ƯU ĐIỂM CỦA CẢM BIẾN ÁP SUẤT DẠNG MÀNG
Độ chính xác cao
Sử dụng công nghệ bù nhiệt và hiệu chuẩn hiện đại giúp đảm bảo độ chính xác trong thời gian dài.
Chống bám bẩn hiệu quả
Thiết kế màng phẳng giúp hạn chế tối đa hiện tượng tích tụ cặn bẩn hoặc kết tinh.
Độ ổn định cao
Hoạt động ổn định trong các môi trường công nghiệp khắc nghiệt và liên tục.
Dễ dàng vệ sinh
Bề mặt màng phẳng cho phép làm sạch nhanh chóng, đặc biệt phù hợp với các ứng dụng yêu cầu vệ sinh nghiêm ngặt.
Tuổi thọ cao
Giảm thiểu tác động trực tiếp của môi chất lên cảm biến bên trong, kéo dài tuổi thọ thiết bị.
CÁC KIỂU KẾT NỐI PHỔ BIẾN
Kết nối ren
Đây là kiểu kết nối phổ biến nhất trong các hệ thống công nghiệp.
Các chuẩn ren thường gặp:
G1/2"
G1"
BSP
NPT
Kết nối Tri-Clamp (Pipe Clamp)
Được sử dụng rộng rãi trong:
Công nghiệp thực phẩm
Dược phẩm
Đồ uống
Công nghệ sinh học
Ưu điểm:
Tháo lắp nhanh
Dễ vệ sinh
Đáp ứng tiêu chuẩn vệ sinh FDA, EHEDG
Màng ngăn từ xa (Remote Seal)
Trong một số ứng dụng đặc biệt, màng ngăn được kết nối với cảm biến thông qua ống mao dẫn chứa dầu truyền áp.
Giải pháp này phù hợp với:
Nhiệt độ cao
Môi trường rung động mạnh
Hóa chất ăn mòn
TÍN HIỆU ĐẦU RA PHỔ BIẾN
Các tín hiệu đầu ra thường gặp:
Tín hiệu dòng
4~20mA
0~20mA
Tín hiệu điện áp
0~5V
0~10V
1~5V
Truyền thông số
RS485 Modbus RTU
HART Protocol
Trong công nghiệp, tín hiệu 4~20mA là lựa chọn phổ biến nhất nhờ khả năng chống nhiễu cao và truyền tín hiệu xa.
THÔNG SỐ KỸ THUẬT ĐIỂN HÌNH
Dải đo: -1...0 bar đến 0...1000 bar
Độ chính xác: ±0.1%FS đến ±0.5%FS
Tín hiệu đầu ra: 4~20mA, 0~10V, RS485
Nguồn cấp: 12~36VDC
Vật liệu màng: SS316L, Hastelloy, Titanium
Nhiệt độ môi chất: -20°C đến +200°C
Cấp bảo vệ: IP65, IP67, IP68
ỨNG DỤNG CỦA CẢM BIẾN ÁP SUẤT DẠNG MÀNG
Công nghiệp thực phẩm
Bồn chứa sữa
Nhà máy bia
Dây chuyền sản xuất nước giải khát
Hệ thống CIP/SIP
Công nghiệp dược phẩm
Bồn phản ứng
Hệ thống phối trộn
Thiết bị sản xuất thuốc
Công nghiệp hóa chất
Axit
Bazơ
Dung môi
Hóa chất ăn mòn
Xử lý nước thải
Bể chứa bùn
Nước thải công nghiệp
Hệ thống xử lý hóa chất
Công nghiệp hóa dầu
Dầu nặng
Bitum
Chất lỏng có độ nhớt cao
Công nghiệp giấy và dệt nhuộm
Hồ keo
Bột giấy
Thuốc nhuộm
Hóa chất xử lý
MUA CẢM BIẾN ÁP SUẤT DẠNG MÀNG Ở ĐÂU?
Sensors Việt Nam cung cấp các dòng cảm biến áp suất dạng màng, cảm biến áp suất vi sinh Tri-Clamp, cảm biến áp suất màng phẳng và cảm biến áp suất màng ngăn từ xa từ nhiều thương hiệu hàng đầu thế giới. Sản phẩm đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác cao, độ ổn định lâu dài và khả năng làm việc trong các môi trường công nghiệp khắc nghiệt như thực phẩm, dược phẩm, hóa chất, xử lý nước thải và hóa dầu. Liên hệ Sensors Việt Nam để được tư vấn lựa chọn giải pháp đo áp suất phù hợp cho từng ứng dụng cụ thể.