Cảm biến khí HF là thiết bị được sử dụng để phát hiện và đo liên tục nồng độ khí Hydrogen Fluoride (HF - Hydro Florua) trong không khí. Do HF là loại khí có độc tính cao và có khả năng gây nguy hiểm cho con người ngay ở nồng độ thấp, cảm biến khí HF được sử dụng ngày càng nhiều tại nhà máy sản xuất pin Lithium-ion, khu vực lưu trữ và sạc pin, trung tâm dữ liệu, phòng kỹ thuật, nhà máy hóa chất và các khu vực có nguy cơ phát sinh khí HF.
Cảm biến khí HF là gì?
Cảm biến khí HF hay đầu dò khí HF là thiết bị chuyên dụng có khả năng nhận biết sự xuất hiện của Hydrogen Fluoride trong môi trường và chuyển đổi nồng độ khí đo được thành tín hiệu điện. Tín hiệu này được truyền về PLC, BMS, DDC hoặc tủ điều khiển khí gas để giám sát và cảnh báo.
Các cảm biến HF công nghiệp thường có dải đo thấp như 0-10 ppm, 0-20 ppm hoặc 0-30 ppm do HF là khí độc và cần được phát hiện sớm. Tùy từng thiết bị, tín hiệu đầu ra có thể là 4-20mA, RS485 Modbus RTU hoặc Relay.
Khí HF là gì?
HF là công thức hóa học của Hydrogen Fluoride - Hydro Florua. Ở điều kiện thích hợp, HF tồn tại ở dạng khí không màu và có tính ăn mòn, độc tính cao. Khi tiếp xúc với hơi ẩm, HF có thể tạo thành axit hydrofluoric.
HF đặc biệt nguy hiểm vì có thể ảnh hưởng đến mắt, da và hệ hô hấp. Vì vậy, tại những khu vực có khả năng phát sinh HF, việc phát hiện khí sớm đóng vai trò quan trọng trong hệ thống an toàn.
Trong các hệ thống pin Lithium-ion, HF cũng là một trong những loại khí đáng quan tâm khi pin gặp sự cố hoặc xảy ra hiện tượng phân hủy nhiệt. Vì vậy, cảm biến HF có thể được tích hợp vào hệ thống giám sát an toàn tại khu vực pin, phòng lưu trữ năng lượng và một số trung tâm dữ liệu sử dụng hệ thống lưu trữ điện bằng pin.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến khí HF
Cảm biến khí HF thường sử dụng công nghệ điện hóa – Electrochemical. Khí HF từ môi trường khuếch tán vào đầu cảm biến và tham gia phản ứng điện hóa tại điện cực. Phản ứng này tạo ra tín hiệu điện có quan hệ với nồng độ HF trong không khí.
Mạch điện tử bên trong cảm biến xử lý tín hiệu, tính toán nồng độ HF và chuyển đổi thành đơn vị ppm. Giá trị đo sau đó có thể được hiển thị trực tiếp hoặc truyền đến hệ thống điều khiển thông qua tín hiệu 4-20mA hoặc RS485 Modbus RTU.
Khi nồng độ HF vượt ngưỡng cài đặt, hệ thống có thể kích hoạt còi, đèn cảnh báo, quạt thông gió, đóng/ngắt thiết bị hoặc gửi cảnh báo về hệ thống quản lý trung tâm.
Cảm biến khí HF 4-20mA
Cảm biến khí HF 4-20mA được sử dụng phổ biến trong các hệ thống giám sát khí công nghiệp. Nồng độ HF được chuyển đổi thành tín hiệu dòng điện tương ứng trong khoảng 4-20mA và truyền về PLC hoặc tủ điều khiển.
Ưu điểm của tín hiệu 4-20mA là khả năng truyền tín hiệu ổn định trên khoảng cách tương đối xa, ít chịu ảnh hưởng của nhiễu và dễ dàng tích hợp với các hệ thống điều khiển công nghiệp hiện có.
Ví dụ, với cảm biến HF dải 0-10 ppm, tín hiệu 4mA tương ứng với 0 ppm và 20mA tương ứng với 10 ppm. Bộ điều khiển sẽ dựa vào tín hiệu này để xác định nồng độ HF thực tế.
Cảm biến khí HF Modbus RTU
Ngoài tín hiệu analog, nhiều cảm biến khí HF hiện nay được trang bị RS485 Modbus RTU. Đây là giải pháp phù hợp cho các dự án cần kết nối nhiều cảm biến trên cùng một đường truyền.
Thông qua Modbus RTU, hệ thống BMS, PLC hoặc bộ điều khiển trung tâm có thể đọc trực tiếp giá trị nồng độ HF và các thông tin trạng thái của cảm biến. Việc sử dụng RS485 cũng giúp giảm số lượng dây tín hiệu khi triển khai hệ thống có nhiều điểm đo.
Một số cảm biến hỗ trợ đồng thời 4-20mA và RS485 Modbus RTU, cho phép hệ thống sử dụng tín hiệu analog làm tín hiệu chính và Modbus để giám sát hoặc thu thập dữ liệu.
Ứng dụng của cảm biến khí HF
Cảm biến khí HF được sử dụng tại những khu vực có khả năng hình thành hoặc rò rỉ Hydrogen Fluoride như nhà máy sản xuất pin Lithium-ion, nhà máy sản xuất và xử lý hóa chất, khu vực lưu trữ pin, hệ thống Battery Energy Storage System (BESS), phòng UPS, trung tâm dữ liệu và các dây chuyền công nghiệp sử dụng hóa chất chứa Fluorine.
Đối với các khu vực có mật độ pin lớn, cảm biến HF có thể trở thành một thành phần của hệ thống giám sát khí nhằm hỗ trợ phát hiện sớm điều kiện bất thường. Khi phát hiện nồng độ HF tăng cao, hệ thống có thể phát cảnh báo để nhân viên vận hành kiểm tra và triển khai các biện pháp an toàn theo thiết kế của hệ thống.
Cảm biến khí HF cho trung tâm dữ liệu
Các trung tâm dữ liệu thường sử dụng hệ thống UPS và lượng lớn pin dự phòng để duy trì nguồn điện liên tục. Với những hệ thống sử dụng pin Lithium-ion, việc giám sát các khí có thể xuất hiện trong tình trạng pin bất thường là một phần đáng cân nhắc trong giải pháp an toàn tổng thể.
Cảm biến khí HF cho Data Center có thể được bố trí tại phòng pin, khu vực UPS hoặc khu vực lưu trữ năng lượng và kết nối với hệ thống BMS hoặc tủ giám sát khí.
Khi nồng độ HF vượt ngưỡng thiết lập, hệ thống có thể đưa tín hiệu cảnh báo về phòng điều khiển, đồng thời phối hợp với hệ thống thông gió hoặc các hệ thống an toàn khác tùy theo thiết kế của dự án.
Lựa chọn cảm biến khí HF như thế nào?
Khi lựa chọn cảm biến HF, cần xem xét dải đo phù hợp với yêu cầu giám sát, công nghệ cảm biến, độ chính xác, thời gian đáp ứng, điều kiện nhiệt độ và độ ẩm tại vị trí lắp đặt. Đối với hệ thống điều khiển, cần xác định rõ cảm biến sử dụng 4-20mA, RS485 Modbus RTU hay Relay.
Ngoài ra, đối với môi trường công nghiệp khắc nghiệt, cần quan tâm đến cấp bảo vệ IP, vật liệu vỏ, phương pháp lắp đặt và khả năng hiệu chuẩn cảm biến. Việc lựa chọn đúng dải đo đặc biệt quan trọng vì HF thường cần được giám sát ở mức ppm thấp.
Cảm biến khí HF Prosense PC3-8324
Trong dự án Data Center An Khánh - Viettel, Sensors Việt Nam cung cấp cảm biến khí HF Prosense PC3-8324 để phục vụ hệ thống giám sát khí.
PC3-8324 là cảm biến khí cố định được thiết kế để liên tục giám sát nồng độ Hydrogen Fluoride trong không khí. Thiết bị phù hợp với các hệ thống yêu cầu tín hiệu công nghiệp để tích hợp vào hệ thống điều khiển và giám sát trung tâm.
Các thông số chính của cảm biến khí HF PC3-8324 gồm:
- Model: PC3-8324
- Hãng sản xuất: Prosense
- Khí đo: Hydrogen Fluoride (HF)
- Dải đo: 0-10 ppm
- Nguyên lý cảm biến: Electrochemical
- Nguồn cấp: 24VDC
- Ngõ ra: 4-20mA
- Truyền thông: RS485 Modbus RTU
- Relay: Tùy chọn theo cấu hình
- Kiểu lắp đặt: Cố định tại khu vực cần giám sát
- Vỏ nhôm nguyên khối
- Xuất xứ PROSENSE/Turkey
- Chứng chỉ CO/CQ đầy đủ
- Bảo hành chính hãng 12 tháng
Nhờ ngõ ra 4-20mA và Modbus RTU, PC3-8324 thuận tiện tích hợp vào các hệ thống PLC, BMS và tủ giám sát khí của Data Center.
Mua cảm biến khí HF tại Sensors Việt Nam
Sensors Việt Nam cung cấp các giải pháp cảm biến khí HF, cảm biến Hydrogen Fluoride, đầu dò khí HF và hệ thống tủ điều khiển giám sát khí HF cho nhà máy, trung tâm dữ liệu, hệ thống pin Lithium-ion, BESS và nhiều ứng dụng công nghiệp khác.
Các giải pháp có thể hỗ trợ ngõ ra 4-20mA, RS485 Modbus RTU và Relay, thuận tiện kết nối với PLC, BMS, DDC hoặc tủ điều khiển trung tâm. Sensors Việt Nam đồng thời hỗ trợ tư vấn lựa chọn dải đo, số lượng cảm biến, vị trí lắp đặt và phương án kết nối phù hợp với từng dự án.