Cảm biến áp suất 4-20mA được sử dụng để giám sát hoặc điều khiển thông qua PLC hoặc biến tần. Giá trị đo được của của cảm biến áp suất sẽ được chuyển đổi thành gía trị điện. Chính vì thế cảm biến áp suất 4-20mA còn được gọi là bộ chuyển đổi áp suất.
Các loại tín hiệu cảm biến áp suất
Các loại cảm biến áp suất giá rẻ có nhiều loại tín hiệu ngõ ra khác nhau như 4-20mA , 0-10V , 0-5V.Mỗi loại tín hiệu analog đều có ưu nhược điểm riêng.
Tín hiệu 0-5V
0-5V là tín hiệu được dùng trong các main board theo tiêu chuẩn của Nhật trong các máy móc ở các thập niên trước.
Ưu điểm :
- Tích hợp cho các modul nhận tín hiệu dòng
- Tương thích với các PLC ngày nay như S7-1200
- Dể bắt gặp trong hệ thống máy móc cũ
Nhược điểm :
- Dể bị nhiễu bởi tác động từ trường bên ngoài như biến tần, bộ đàm
- Suy giảm tín hiệu khi truyền đi xa
Do các hạn chế của chuẩn tín hiệu analog 0-5V nên ngày nay chúng ta ít bắt gặp các cảm biến áp suất có ngõ ra 0-5V
Tín hiệu 0-10V
Cảm biến áp suất 0-10V được sử dụng phổ biến hơn so với tín hiệu 0-5V bởi độ rộng xung cao hơn nên độ phân giải sẽ cao hơn. Tuy nhiên, cũng có nhiều mặt hạn chế.
Ưu điểm :
- Độ rộng xung của 0-10V cao gấp đôi 0-5V nên độ mịn của tín hiệu cao hơn
- Tương thích hoàn toàn với PLC mới ngày nay S7-1200 đều có 2 ngõ vào Analog 0-10V tiêu chuẩn
- Tích hợp cho một số hệ thống cũ không cần truyền tín hiệu đi xa
Nhược điểm:
- Suy giảm tín hiệu khi truyền đi xa
- Nhiễu tín hiệu trên đường dây khó khắc phục được
Mặc dù có nhiều ưu điểm hơn so với tín hiệu 0-5V nhưng tín hiệu 0-10V vẫn chưa khắc phục hoàn toàn các nhược điểm quan trọng của truyền tín hiệu về trung tâm điều khiển.
Tín hiệu 4-20mA
Giải quyết tất cả các hạn chế của tín hiệu 0-5V và 0-10V khi tín hiệu 4-20mA được sử dụng. Tín hiệu 4-20mA là tín hiệu dòng sẽ không bị suy giảm tín hiệu theo khoảng cách truyền như tín hiệu áp 0-10V và 0-5V.
Xem thêm : Tại sao dùng tín hiệu 4-20mA
Ưu điểm của tín hiệu 4-20mA
- Không bị suy giảm theo khoảng cách truyền tín hiệu
- Giảm nhiễu trên đường dây do tác động từ bên ngoài
- Được nhiều nhà sản xuất tích hợp trong các thiết bị đo
- Tiêu chuẩn mới trong điều khiển thay cho 0-10V và 0-5V
- Thời gian đáp ứng nhanh
Nhược điểm :
- Không truyền trực tiếp vào PLC thường có chuẩn 0-10V tích hợp sẵn
- Vẫn còn bị nhiễu khi qua các từ trường có tần số cao
Do các ưu điểm siêu việt của tín hiệu 4-20mA nên gần như tất cả các thiết bị đo và tín hiệu điều khiển đều quy chuẩn về tín hiệu 4-20mA. Điều này giúp các nhà lập trình và nhà sản xuất đều quy về một chuẩn chung.
Các thiết bị có thể thay thế lẫn nhau khi bị sự cố & dể dàng lắp chuyển đổi các thiết bị điều khiển cùng chuẩn 4-20mA với nhau.
Ứng dụng cảm biến áp suất 4-20mA
Cảm biến áp suất 4-20mA được dùng trong rất nhiều ứng dụng khác nhau để giám sát áp suất và trong điều khiển để hệ thống hoạt động tối ưu nhất.
Cảm biến áp suất nước
Sử dụng cảm biến áp suất nước điều khiển biến tần thay thế cho các công tắc áp suất dùng để đóng ngắt bơm truyền thống.Trong một số ứng dụng có thể dùng cảm biến áp suất điều khiến biến tần thay thế cho van điều khiển.
Áp suất nước được đo ngay đầu ra của bơm để đảm bảo độ chính xác cao nhất. Cảm biến áp suất nước sẽ chuyển đổi giá trị áp suất từ đầu bơm thành tín hiệu điện 4-20mA.
Vd : Cảm biến đo áp suất từ 0-10 bar , tín hiệu ngõ ra 4-20mA.
Khi bơm không chạy thì áp suất sẽ là 0 bar. Khi bơm chạy thì áp suất sẽ tăng dần từ 0-10 bar, lúc này tín hiệu cũng sẽ tăng dần từ 4mA đến 20mA. Tín hiệu này được đưa vào biến tần,biến tần sẽ xử lý và chuyển đổi giá trị 4-20mA thành ngõ ra tần số điều khiển motor từ 0-50 (60Hz ).
Cách điều khiển này tạo thành một vòng kín giúp điều khiển chính xác áp lực nước khi áp lực nước sử dụng tăng hay giảm. Biến tần sẽ tự điều khiển cho motor chạy nhanh hay chậm khi nhận được tín hiệu từ cảm biến áp suất.
Cảm biến áp suất khí nén
Dùng cảm biến để đo áp suất khí nén để thay cho các công tắc áp suất truyền thống giúp bảo vệ hệ thống máy nén khí tuyệt đối. Cảm biến áp suất khí nén được xem là công cụ tối ưu nhất cho việc giám sát và cảnh báo thiếu hoặc dư khí nén chính xác nhất thông qua bộ điều khiển.
Chỉ với một cảm biến áp suất SR1 và một bộ điều khiển S311A-4-H-O đã bảo vệ được cả hệ thống khí nén an toàn
Cảm biến đo áp suất khí nạp
Các loại cảm biến áp suất dùng trong dầu khí đều phải đạt tiêu chuẩn Atex trong từng khu vực riêng biệt nhau. Tín hiệu ngõ ra chuẩn 4-20mA HART .
Cảm biến áp suất nhớt
Áp suất nhớt tăng cao làm ảnh hưởng tới các chi tiết bên trong các chi tiết máy. Các xe nâng và các xe ô tô thường hỏng cảm biến áp suất nhớt gây hậu quả nghiêm trọng. Để kiểm tra nguyên nhân chúng ta nên kiểm tra cảm biến áp suất nhớt ở khu vực lọc nhớt.
Cảm biến áp suất là thiết bị duy nhất cung cấp thông tin về đồng hồ đo trung tâm nên việc hiển thị đúng hay sai phần lớn là do cảm biến áp suất nhớt đảm nhiệm.
Cảm biến áp suất dầu
Áp suất dầu thuỷ lực đóng vai trò sống còn trong điều khiển các ben thuỷ lực hay cánh tay thuỷ lực. Áp suất tăng hoặc giảm đột ngột có thể làm hư hỏng các thiết bị chấp hành và các ống thuỷ lực.
Máy ép thuỷ lực sử dụng các xi lanh thuỷ lực có khả năng chịu được lực nén cao. Sức mạnh của các máy thuỷ lực phải đủ lớn để tạo hình các khuôn hoặc uống cơ khí hoặc uốn các thanh thép nặng.
Giám sát các máy ép thuỷ lực này cần có một cảm biến áp suất dầu thuỷ lực tin cậy. Cảm biến áp suất thuỷ lực SR19002A00 của Georgin có thể đo được áp lực lên tới 600 bar và tín hiệu đưa về max là 20mA tương ứng 600 bar. Khả năng chịu quá áp của cảm biến áp suất lên tới 800 bar thoe tiêu chuẩn của Georgin – Pháp.
Cảm biến áp suất không khí
Trái ngược với các cảm biến áp suất khác thì cảm biến áp suất không khí lại có thang đo khá nhỏ và hiển thị được giá trị áp suất ngay trên cảm biến.
Cảm biến hiển thị giá trị của áp suất không khí khi có thay đổi
Chỉ cần một lực tác động nhỏ cũng sẽ được cảm biến đo áp suất cảm nhận và hiển thị giá trị áp suất thực tế.
Ngoài các ứng dụng trên còn có các loại cảm biến áp suất khác :
- Cảm biến áp suất dầu bôi trơn
- Cảm biến áp suất nhiên liệu
- Hay Cảm biến áp suất khí quyển
- Cảm biến áp suất đo mức nước
- Cảm biến áp suất máy phát điện
- Tất nhiên còn có cảm biến áp suất lò hơi
Mỗi loại môi trường khác nhau sẽ có những loại cảm biến áp suất khác nhau. Trên thị trường lại có nhiều nhà cung cấp cũng như có nhiều thương hiệu khác nhau. Khi tìm hiểu về các loại cảm biến áp suất chúng ta cần chuẩn bị các kiến thức cơ bản về môi trường sử dụng cảm biến áp suất.
Tiêu chí mua cảm biến áp suất 4-20mA
Tìm hiểu nhà cung cấp uy tín
Khi đã quyết định chọn được loại cảm biến áp suất phù hợp. Việc làm tiếp theo là lựa chọn được nhà cung cấp uy tín hoặc các thương hiệu đang được phân phối bởi đai diện hay nhà phân phối uỷ quyền của sản phẩm.
Lựa chọn theo thương hiệu
Có rất nhiều thương hiệu trong ngành đo lường nhất là đối với cảm biến áp suất. Một vài thương hiệu bạn cần phải biết như :
- Endress Hauser – Thuỵ sỹ
- Rosemount Emerson – Mỹ
- Wika – Đức
- Vega – Đức
- Georgin- Pháp
Một nhà phân phối tin cậy khi có địa chỉ rõ ràng , thời gian dài phân phối cũng như phải có giấy chứng nhận uỷ quyền của hãng .
Hiện tại tất cả các hãng này đều có nhà phân phối uỷ quyền tại Việt Nam như Georgin – Pháp được Huphaco phân phối cho các ngành trong công nghiệp & cả ngành dầu khí.
Cảm biến áp suất giá rẻ
Sự xuất hiện của các công ty thương mại kinh doanh các loại cảm biến áp suất 4-20mA làm cho người tiêu dùng có nhiều sự lựa chọn hơn. Tuy nhiên, khi có càng nhiều sữ lựa chọn thì chúng ta quan tâm nhiều hơn tới giá thành của sản phẩm.
Các cảm biến áp suất có xuất xứ Châu Âu – G7 luôn có giá thành cao hơn các loại cảm biến áp suất sản xuất taị Hàn Quốc , Trung Quốc , Đài Loan. Sự lựa chọn là của các bạn, hãy cân nhắc thật kỹ trước khi chọn một thương hiệu uy tín thay vì quá chú trọng về giá thành của sản phẩm.
Kỹ Sư Cơ Điện Tử
Nguyễn Minh Hoà
Email : hoa.nguyen@huphaco.vn
Mobi : 0937275566 – Mr Hoà
