Áp suất là cụm từ đã quá quen thuộc đối với mỗi chúng ta trong quá trình còn ngồi trên ghế nhà trường. Bạn sẽ dễ dàng bắt gặp cụm từ áp suất vật lý, áp suất khí quyển, áp suất chất lỏng,…. trong cuộc sống. Vậy áp suất là gì? Có những loại áp suất nào? Các bạn hãy cùng chúng tôi tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!
Tóm Tắt Nội Dung
Áp suất là gì
Áp suất trong vật lý được định nghĩa là lực trên một đơn vị diện tích tác dụng theo chiều vuông góc với bề mặt của một vật thể.
Công thức tính áp suất
Công thức tính áp suất:
P = F/S
Trong đó:
P là áp suất (đơn vị: Pa, N/m2, Bar, PSI, mmHg,…)
F là áp lực tác động lên bề mặt bị ép (đơn vị: N)
S là diện tích bị ép (đơn vị: m2)
Đơn vị đo áp suất
– Đơn vị của áp suất trong hệ SI là N/m2 hay còn được gọi là Pascal (Pa) được đặt theo tên nhà toán học người Pháp.
– Ngoài đơn vị Pa thì áp suất còn có thể đo bằng các đơn vị như: atm (1atm = 1,03Pa), torr (1torr = 1/760atm = 133,3Pa), mmHg (1mmHg = 1/760atm = 133,3Pa), at (1at = 0,98Pa).
Áp suất khí quyển
Áp suất khí quyển hay áp suất không khí được định nghĩa là áp lực trong bầu khí quyển của trái đất. Thông thường áp suất khí quyển sẽ bằng với áp suất thuỷ tĩnh tại vị trí điểm đo. Khi càng lên cao mật độ không khí càng loãng dẫn đến áp suất càng giảm và ngược lại khi càng xuống thấp áp suất càng tăng.
Áp suất khí quyển trung bình là 1013.25 mbar ( 101,325 Kpa, 760mmHg, 1,013 bar ). Điều này có nghĩa rằng chúng ta luôn chịu một áp suất tương đương 1 bar tác động lên người mà không hề hay biết. Khi ra ngoài không gian trọng lực mất đi làm chúng ta bay lơ lửng tự do, lúc này áp suất xem như bằng 0 so với tại trái đất.
Áp suất chất lỏng
Áp suất chất lỏng tại một điểm được định nghĩa là giá trị áp lực tác động lên một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó.
– Áp suất chất lỏng trong bồn hở : là sự chênh lệch áp suất giữa đáy cột chất lỏng so với áp suất không khí.
– Áp suất chất lỏng trong bồn chứa kín : là sự chênh lệch áp suất giữa phần không khí trên mặt thoáng chất lỏng với áp suất tại đáy của bồn chứa.
Áp suất chân không và áp suất khí quyển
Áp suất chân không
– Áp suất chân không được định nghĩa là áp suất của lượng vật chất có trong khoảng không gian nhất định. Áp suất chân không được tính bằng các đơn vị như Pa, mmHg, torr,…
– Như vậy, ta có thể hiểu rằng khi khoảng không gian có áp suất chân không càng lớn thì lượng vật chất bên trong càng nhỏ. Khi áp suất chân không có giá trị bằng 0 torr hoặc 0 KPa thì được gọi là áp suất chân không tuyệt đối.
Áp suất khí quyển
– Áp suất khí quyển còn có tên gọi khác là áp suất không khí, áp suất khí quyển là áp lực trong bầu khí quyển của Trái Đất hay ở bất kỳ một hành tinh nào khác trong vũ trụ. Trong nhiều trường hợp, áp suất không khí sẽ tương đương với áp suất thủy tĩnh.
– Đơn vị đo của áp suất khí quyển trong hệ SI là Pa và N/m2. So với áp suất chân không thì áp suất khí quyển sẽ chênh lệch 1 bar so với mặt nước biển.
Công thức tính áp suất chất lỏng
Công thức tính áp suất chất lỏng:
P = d x h
Trong đó:
P là áp suất chất lỏng (đơn vị: N/m2, Pa)
d là trọng lượng riêng của chất lỏng (đơn vị: N/m3)
h là độ cao của cột chất lỏng, tính từ điểm tác động đến mặt thoáng chất lỏng (đơn vị: m)
Dựa vào công thức tính áp suất chất lỏng mà chúng ta có thể đo được cột chất lỏng thông qua áp suất đo được tại đáy của bình thông nhau.
Ứng dụng đo mức nước bằng cảm biến áp suất
– Nguyên lý hoạt động của việc đo mức nước bằng cảm biến áp suất: hoạt động dựa trên áp lực của cột nước tác động trực tiếp đến cảm biến áp suất. Sau đó, người đọc kết quả sẽ dựa vào công thức tính để tìm ra chiều cao của mức nước tương ứng với áp lực nhận được tại cảm biến áp suất.
– Những lưu ý trước khi lựa chọn cảm biến áp suất đo mức nước:
+ Cần nắm rõ được chiều cao của cột nước hoặc bồn nước cần đo mức nước
+ Lựa chọn cảm biến áp suất đo mức nước có thang đo phù hợp, không quá chênh lệch với mức đo
+ Lựa chọn trước vị trí lắp đặt cảm biến áp suất phù hợp
+ Tiến hành kiểm tra, thử nghiệm trước mức nước xem hệ thống có hoạt động tốt không, nếu không sẽ có phương pháp khắc phục, sửa chữa
-Ứng dụng của cảm biến áp suất đo mức nước:
+ Đo mức liên tục trong bồn chứa nước bằng cách quy đổi áp suất nước sang cột áp để biết mức nước.
+ Đo mức nước thông qua nguyên lý bình thông nhau để biết được mực nước trong bồn kín.
Ứng dụng cảm biến đo mức nước thuỷ tĩnh
– Cảm biến đo mức nước thủy tĩnh là gì? Cảm biến đo mức nước thủy tĩnh là thiết bị dùng trong ngành công nghiệp, chuyên dùng trong việc đo lường mức nước. Ngoài ra, cảm biến đo mức nước thủy tĩnh còn có thể đo được áp suất của một số chất lỏng công nghiệp khác, có thể kể đến là nước thải, nước sông, nước giếng, nước thuỷ điện.
– Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo mức nước thủy tĩnh: so sánh áp suất giữa đầu cảm biến và áp suất không khí tại điểm đặt cảm biến. Thông qua sự chênh lệch áp suất này, cảm biến sẽ quy đổi thành tín hiệu điện để biết được mức nước thực tế.
– Ứng dụng của cảm biến đo mức nước thủy tĩnh trong cuộc sống: Cảm biến đo mức nước thủy tĩnh được ứng dụng rộng rãi trong việc đo lường mức nước tại các nhà máy cung cấp nước sinh hoạt, các nhà máy xử lý nước thải, hay các thùng chứa, bể chứa lớn trong các hộ gia đình….
Ngoài ra, cảm biến đo mức nước thủy tĩnh còn được dùng để đo áp suất cho các chất trong nhà máy xử lý chất thải hóa học, chất thải công nghiệp, đo các nhiên liệu trong nhà máy xử lý chế biến xăng dầu,… hay ứng dụng trong cả các nhà máy chế biến thực phẩm, đồ dùng gia đình,….
– Mức áp suất thủy tĩnh của nước: Mức áp suất thủy tĩnh của nước sẽ có giá trị 1bar = 10m. Nhưng đây là áp suất tác động lên đầu dò cảm biến áp suất so sánh với áp suất không khí tại nơi lắp cảm biến.
– Giá cả của cảm biến đo mức nước thủy tĩnh: So với các dòng cảm biến khác thì dòng cảm biến mức nước thủy tĩnh có giá cả phải chăng hơn nên được nhiều người tin tưởng lựa chọn.
Các phương pháp đo áp suất
Hiện nay, có rất nhiều cách để chúng ta có thể tiến hành đo áp suất nhưng ở bài viết này, chúng tôi sẽ bật mí cho quý bạn đọc 3 cách phổ biến nhất.
Đồng hồ đo áp suất
Đồng hồ đo áp suất là gì?
– Đồng hồ đo áp suất là một thiết bị cơ học được dùng để đo áp suất nội tại hoặc áp suất chân không của các chất lỏng, khí,…
– Đồng hồ đo áp suất còn được biết đến với tên gọi là đồng hồ áp lực hoặc áp kế.
– Hiện nay, đồng hồ đo áp suất được sản xuất với rất nhiều kiểu dáng khác nhau, làm từ nhiều vật liệu khác nhau, kích cỡ cũng khác nhau nên người sử dụng có thể dễ dàng lựa chọn phù thuộc vào nhu cầu sử dụng.
Nguyên lý hoạt động
– Đồng hồ đo áp suất hoạt động dựa trên nguyên lý giãn nở của hệ thống ống bourdon. Áp suất đầu tiên sẽ được đưa vào từ phần chân kết nối, rồi đi vào ống bourdon. Khi đó, ống bourdon sẽ giãn nở dựa theo tác động của áp suất.
– Giãn nở của ống bourdon sẽ tác động trực tiếp đến bộ phận truyền động, làm di chuyển kim trên đồng hồ. Từ đó, người dùng nhận được kết quả áp suất.
Ưu nhược điểm của đồng hồ đo áp suất
Ưu điểm:
– Hệ thống đồng hồ đo áp suất được lắp đặt đơn giản, có thể đo áp suất tại chỗ, không cần di chuyển nhiều.
– Màn hình đồng hồ hiển thị số liệu rõ ràng, số liệu được cập nhật trực tiếp trên mặt đồng hồ.
Nhược điểm:
– Người dùng chỉ có thể đọc tín hiệu báo hiệu giá trị áp suất mà không thể xử lý.
– Trường hợp đồng hồ đo áp suất bị quá tải, người dùng chỉ có thể xả bớt áp suất trong hệ thống để giảm áp lực.
Cảm biến đo áp suất
Cảm biến đo áp suất là gì?
– Cảm biến đo áp suất là một thiết bị điện tử dùng để chuyển đổi tín hiệu áp suất sang tín hiệu điện.
– Cảm biến đo áp suất thường được ứng dụng trong việc đo áp suất.
– Ngoài ra, cảm biến áp suất còn được dùng để đo mức nước hoặc các chất lỏng khác.
Nguyên lý hoạt động
– Cảm biến đo áp suất hoạt động dựa trên nguyên lý lực căng của bề mặt. Với cấu tạo một lớp màng bằng sứ, khi áp lực tác động lên bề mặt của màng sứ, kéo theo sự thay đổi bề mặt của màng cảm biến.
– Màng cảm biến khi biến dạng sẽ được bộ xử lý giải quyết cho ra dữ liệu giá trị áp suất.
Ưu nhược điểm của cảm biến đo áp suất
Ưu điểm:
– Tín hiệu được truyền trực tiếp về PLC hoặc bộ điều khiển mà không cần qua trung gian. Tín hiệu đó hoàn toàn có thể xử lý và lập trình lại.
– Khi quá tải, cảm biến đo áp suất có thể được lập trình trên PLC hoặc rơ le để bật/tắt thiết bị.
Nhược điểm:
– Cách lắp đặt cảm biến đo áp suất rất phức tạp vì cần cấp nguồn và xử lý tín hiệu đầu ra.
– Cảm biến đo áp suất không có màn hình hiển thị số liệu nên số liệu sẽ được hiển thị thông qua một bộ hiển thị khác.
Có thể bạn quan tâm : nguyên lý đo áp suất
Cảm biến đo áp suất hiển thị điện tử
Cảm biến đo áp suất hiển thị điện tử là gì?
Cảm biến đo áp suất hiển thị điện tử được hiểu là một cảm biến áp suất có độ chính xác cao kèm màn hình hiển thị như một đồng hồ áp suất digital. Đồng hồ đo áp suất này sẽ là một cảm biến đo áp suất có chức năng chính truyền tín hiệu analog 4-20mA về PLC.
Ứng dụng của cảm biến đo áp suất hiển thị điện tử
– Cảm biến đo áp suất hiển thị điện tử được sử dụng rộng rãi trong việc kiểm tra áp suất trong môi trường nước.
– Bên cạnh đó, cảm biến đo áp suất hiển thị điện tử được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm, chế biến trong các nhà máy nước giải khát, nhà máy bia, nhà máy sữa,…
– Ngoài ra, cảm biến đo áp suất hiển thị điện tử còn được dùng trong ngành công nghiệp hóa chất với độ xử lý dữ liệu cao, khả năng chống lại ăn mòn,…
Như vậy, bài viết trên của chúng tôi đã cung cấp cho quý bạn đọc những thông tin hữu ích nhất xung quanh khái niệm áp suất là gì. Hy vọng những kiến thức này sẽ giúp bạn vận dụng được trong cuộc sống.
Kỹ sư Cơ – Điện Tử
Nguyễn Minh Hoà
Mobi : 0937.27.55.66
Mail : hoa.nguyen@huphaco.vn
BÀI VIẾT LIÊN QUAN