Cảm biến áp suất thuỷ lực được dùng trong các ứng dụng xe cẩu hay các cần trục được dùng để đo áp lực của các piston thuỷ lực & đưa tín hiệu 0-10V, 4-20mA về trung tâm để giám sát và điều khiển. Tín hiệu ngõ ra của cảm biến áp suất thuỷ lực thường là 0-10V tuy nhiên các các model cảm biến áp suất thuỷ lực ngày nay theo tiêu chuẩn chung của các loại cảm biến công nghiệp đều có ngõ ra 4-20mA. Vậy làm thế nào để giải quyết vấn đề này. Chúng ta cùng tìm hiểu nhé.
Các loại cảm biến áp suất thuỷ lực ngày nay đều cho ra tín hiệu 4-20mA thay thế cho các thế hệ cảm biến áp suất thuỷ lực thế hệ cũ. Trường hợp các Modul đọc tín hiệu đã Fix ngõ vào là 0-10V thì chúng ta chỉ có cách phải dùng đúng ngõ ra 0-10V hoặc phải dùng thêm một một bộ chuyển đổi 4-20mA sang 0-10V. Việc này làm phát sinh thêm chi phí không đáng có chính vì thế chúng ta phải cân nhắc khi gặp trường hợp này.
Tóm Tắt Nội Dung
Cảm biến áp lực?
Cảm biến áp lực được sử dụng để đo lực ép trên các piston hay các cẩu trục có áp suất lớn. Từ áp suất này sẽ quy đổi ra lực kéo, lực ép của các thiết bị máy móc. Các cảm biến thuỷ lực có thiết kế hình dáng bên ngoài khá nhỏ gọn đơn giản với tín hiệu ngõ ra dạng Analog 0-10V hoặc 4-20mA. Tôi thường thấy các cảm biến thuỷ lực thường ra tín hiệu 0-10V được tích hợp sẵn theo máy.
Trong bài viết này chúng ta theo dõi cảm biến áp suất SR1 của Georgin – Pháp. Đây là một hãng sản xuất các thiết bị đo lường trong công nghiệp, dầu khí lâu đời từ năm 1939. Các thiết bị đều được sản xuất, kiểm tra với các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của các nước thuộc khối G7. Với sự đa dạng các thang đo từ -1…0 bar, -1…5 bar, 0-1 bar, 0-2.5 bar, 0-4 bar, 0-6 bar, 0-10 bar, 0-16 bar, 0-25 bar, 0-40 bar, 0-60 bar, 0-100 bar, 0-160 bar, 0-250 bar, 0-400 bar, 0-600 bar.
Các thang đo áp suất đáp ứng nhu cầu đo áp suất từ
- Áp suất chân không
- Áp suất khí nén
- Áp suất nước
- Áp suất thuỷ lực
Như vậy cảm biến áp suất SR1 của Georgin – Pháp là một loại cảm biến áp suất đa chức năng được dùng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Với một Model SR1 có thể đo được các áp suất khí, áp suất nước, áp suất khí nén và cả áp suất dầu, áp suất thuỷ lực.
Thông số kỹ thuật cảm biến áp suất thuỷ lực SR1 – Georgin
- Model SR1
- Nguồn cấp : 9-32Vdc
- Áp suất thuỷ lực : 0-60 bar, 0-100 bar, 0-100 barm 0-160 bar, 0-250 bar, 0-400 bar, 0-600 bar.
- Tín hiệu ngõ ra : 4-20mA / 0-10V
- Sai số < 0.5%
- Vật liệu : 316L
- Khả năng chịu quá áp từ 150% – 200% so với áp suất làm việc
- Nhiệt độ làm việc : -25-85oC
- Thời gian đáp ứng 4ms
- Kết nối chuẩn G1/4″
- Chuẩn IP65
- Khả năng chống rung động và chống shock
- Bảo hành 12 tháng 1 đổi 1 lỗi của nhà sản xuất
Ưu điểm của cảm biến áp suất Georgin
- Hàng xuất xứ G7 tại Pháp với thương hiệu lâu đời từ 1939
- Thiết kế nhỏ gọn nhưng cứng cáp chuẩn công nghiệp
- Sai số thấp trên toàn thang áp suất < 0.5%
- Chịu quá áp từ 150% cho đến 200% an toàn cho sản xuất và vận hành
- Dùng được cho tất cả các môi trường nước, khí nén, thuỷ lực…
- Hàng luôn có sẵn với tất cả các thang đo
Thang đo của cảm biến áp suất thuỷ lực
Việc chọn lựa cảm biến áp suất thuỷ lực cũng giống như cảm biến áp suất nước về các thông số, chúng ta chỉ cần lưu ý tới các thang đo cho phù hợp. Cảm biến áp suất SR1- Georgin có nhiều thang đo tiêu chuẩn Châu Âu :
- 0-40 bar
- 0-60 bar
- 0-100 bar
- 0-160 bar
- 0-250 bar
- 0-400 bar
- 0-600 bar
Các thang đo cảm biến theo tiêu chuẩn chung của Châu Âu với đơn vi là BAR. Tức là tất cả các hãng sản xuất cảm biến áp suất tại Châu âu đều sử dụng các thang đo Chuẩn này. Các cảm biến sẽ hoàn toàn tương thích với nhau khi chuyển đổi giữa các hãng sản xuất tại Châu Âu.
Khả năng chịu quá áp của cảm biến áp suất thuỷ lực
Đây còn được gọi là khả năng chịu áp suất phá hỏng của cảm biến. Thông thường các cảm biến của Georgin sẽ có áp suất chịu phá hỏng gấp đôi áp suất làm việc. Chẳng hạn như :
– 160 bar chịu quá áp 320 bar
– 250 bar chịu quá áp 500 bar
– 400 bar chịu qúa áp 600 bar
– 600 bar chịu quá áp 800 bar
Chùng ta thấy rằng áp suất càng cao thì khả năng chịu quá càng nhỏ nhưng thường cao hơn từ 200 bar so với áp suất làm việc. Đây là con số khá an toàn bởi áp suất thiết kế trên các cẩu trục thường chỉ làm việc 80% công suất thiết kế. Ngoại trừ các trường hợp đặc biệt thì rất hiếm xảy ra các trình trạng quá áp gấp 1.5 lần.
Bộ hiển thị áp suất S311A
Cảm biến áp suất thuỷ lực SR1 chỉ đưa ra duy nhất tín hiệu 4-20mA mà không có màn hình. Để giải mã tín hiệu từ cảm biến thành giá trị áp suất cần đi kèm bộ hiển áp suất hoặc các bộ lập trình thông qua màn hình hiển thị & cài đặt. Các bộ hiển thị áp suất phải đọc được các giá trị analog tiêu chuẩn : 0-20mA, 4-20mA, 0-10V, 0-5V …Ngoài ra, một vài yêu cầu còn phải xuất ra tín hiệu 4-20mA, 0-10V, relay để cảnh báo và cả truyền thông Modbus RTU RS485.
Bộ hiển thị S311A là một trong những bộ hiển thị áp suất có độ chính xác cao hoạt động độc lập khi nhận tín hiệu từ cảm biến thuỷ lực mà không cần qua các thiết bị trung gian khác. Bởi bản thân S311A có thể đọc được rất nhiều loại tín hiệu đầu vào khác nhau.
Thông số kỹ thuật S311A
- Model : S311A-4-H
- Nguồn cấp : 230Vac
- Tín hiệu đầu vào :
– Analog : 4-20mA, 0-20mA, 0-10V, 0-5V
– Nhiệt độ : Pt100, Pt500, Can nhiệt K, R, J, S, B …
– Tín hiệu biến trở
– Tín hiệu mV - Tín hiệu đầu ra
– Analog 4-20mA, 0-10V, 0-5V …
– 2 x relay SPDT 5A
– Modbus RTU RS 485 - Màn hình hiển thị : 4 Digital
- Khả năng chống nhiễu tín hiệu analog và bù nhiệt đối với cảm biến nhiệt độ
- Sái số 0.1%
- Kích thước 96 x 48 x 98mm
- Cài đặt bằng nút nhấn và phần mềm thông qua Modbus RTU
- Chuẩn : CE
- Nhiệt độ làm việc -10 … 60oC
- Chống nhiễu, cách ly tại 1500Vac
- Chuẩn IP65
- Trọng lượng : 200g
Kết nối cảm biến áp suất thuỷ SR1 với S311A
Việc kết nối cảm biến áp lực SR1 với S311A hết sức đơn giản mà không cần cấp thêm một nguồn 24Vdc bên ngoài. Bản thân S311A sẽ tự phát ra một nguồn để nuôi cảm biến.
– Chân Dương ( + ) của cảm biến kết nối với chân số 10 của S311A và
– Chân Âm ( + ) của cảm biến kết nối với chân số 9 của S311A
Bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V
Bạn sẽ không cần phải biết tới bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V nếu như các thiết bị đầu cuối đang dùng là tín hiệu 4-20mA. Thật không may là các cảm biến áp suất phần lớn đều ra tín hiệu 4-20mA, trong khi các máy móc đời cũ phần lớn dùng tín hiệu 0-10V.
Dù cùng là một tín hiệu Analog với nhau nhưng 0-10V là tín hiêụ điện áp. Trong khi 4-20mA là tín hiệu dòng. Cả hai tín hiệu này không thể đọc qua lại lẫn nhau. Chính vì thế phát sinh ra bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V để giải quyết vấn đề này.
K109S bộ chuyển đổi tín hiệu Analog tốt nhất
Sở dĩ K109S được xem là bộ chuyển đổi tín hiệu analog tốt nhất bởi đây là bộ chuyển đổi thiết kế nhỏ gọn nhưng có thể chuyển đổi bất kỳ tín hiệu Analog tiêu chuẩn nào. Với các loại tín hiệu analog từ cảm biến áp suất thì K109S đều tương thích. Chúng ta cùng xem các thông số kỹ thuật của K109s nhé:
- Nguồn cấp : 24Vdc
- Input dòng :
– 0-20mA
– 4-20mA - Input áp :
– 0-10V
– 0-5V
– 2-10V
– 1-5V - Output dòng :
– 0-20mA
– 4-20mA - Output áp :
– 0-10V
– 0-5V
– 2-10V
– 1-5V - Cài đặt bằng Phím gạt ngay trên thiết bị
- Độ phân giải 32 bit
- Cách ly chống nhiễu 1500Vac
- Sai số 0.05%
- Thiết kế mỏng : 6mm
- Lắp đặt trong tủ điện
Cách sử dụng K109S với SR1
Cảm biến áp suất thuỷ lực có 2 dây 4-20mA sẽ đưa trực tiếp vào Input của K109S. Tín hiệu ngõ ra Output của K109S sẽ được kết nối với PLC hoặc các thiết bị điều khiển khác. Việc kết hợp bộ chuyển đổi tín hiệu analog K109S của Seneca sẽ giải quyết vấn đề cảm biến ra tín hiễụ 4-20mA nhưng thiết bị điều khiển chỉ đọc được 0-10V.
Như vậy, cảm biến áp suất thuỷ lực được lắp trên các piston hoặc các cẩu trục sẽ quy đổi áp suất sang trọng lượng tấn từ tín hiệu ngõ ra 4-20mA hoặc 0-10V của cảm biến thông qua bộ điều khiển tích hợp. Giải pháp hiển thị áp suất thuỷ lực với S311A và bộ chuyển đổi tín hiệu K109S được sử dụng khi các cảm biến và bộ điều khiển không tương thích nhau.
Nếu bạn gặp khó khăn trong việc xác định tín hiệu ngõ ra của cảm biến áp suất. Bạn nên cần sự tư vấn của kỹ thuật để chọn được cảm biến phù hợp. Chúng tôi cung cấp các giải pháp đo lường áp suất dầu, thuỷ lực, áp suất nước, áp suất khí nén … sẵn sàng tư vấn các thiết bị phù hợp nhất cho bạn.
Kỹ Sư Cơ Điện Tử
Nguyễn Minh Hoà
Mobi : 097879.5566
Mail : hoa.vntech@gmail.com
Các thiết bị nổi bật liên quan cảm biến đo áp suất thuỷ lực :
BÀI VIẾT LIÊN QUAN