Có bao giờ bạn tự hỏi khi đi máy bay, leo núi hoặc lên các đèo núi thì chúng ta cảm thấy khó thở, ù tai, chóng mặt. Đó là vì cơ thể chúng ta có thể cảm nhận được áp suất không khí tác động lên cơ thể. Càng lên cao không khí càng loãng nên áp suất càng giảm và ngược lại càng xuống thấp mật độ không khí càng nhiều nên áp suất càng tăng. Bạn có biết rằng dù không nhìn thấy nhưng áp suất dù nhẹ nhưng vẫn có trọng lượng. Chúng ta cùng tìm hiểu về áp suất là gì, sự khác biệt giữa áp suất khí quyển và áp suất thuỷ tĩnh.
Tìm hiểu về Áp suất
Áp suất là một cái gì đó khá mơ hồ bởi chúng ta không thể thấy được bằng mắt thường theo cách thông thường. Áp suất di chuyển từ nơi có mật độ cao sang mật độ thấp & con người có thể cảm nhận được áp suất khi tiếp xúc với da người. Vậy áp suất là gì ?
Định nghĩa áp suất là gì
Theo “áp suất là gì vật lý lớp 8” thì áp suất là độ lớn của lực trên một diện tích bị ép. Áp suất được tính theo công thức p = F / S.
Theo công thức thì cảm thấy khá khó hiểu. Cùng xem áp suất được sử dụng trong thực tế để có cái nhìn dể hiểu hơn về áp suất.
Áp suất lốp xe máy
Khi lốp xe máy mềm thì gọi là lốp non, còn khi lốp quá căng vượt mức bình thường thì ta gọi là lốp căng. Áp suất lốp xe máy nói chung nói về độ căng hay mềm của lốp xe. Khi sản xuất ra lốp xe thì các nhà sản xuất đều khuyến cáo bơm lốp tại một áp suất nhất định để đảm bảo an toàn và sử dụng lâu bền nhất. Áp suất này được gọi là áp suất tiêu chuẩn theo nhà sản xuất.
Đối với các xe máy 2 bánh thông thường thì áp suất là 2.3 kg/cm2 ~ 225Kpa. Khi bánh xe chưa được bơm thì áp suất bằng áp suất không khí. Khi bơm khí nén vào thì lốp sẽ căng lên, lúc này áp suất bên trong lốp xe sẽ bị nén lại và áp suất sẽ tăng dần.
Như vậy áp suất tuy không nhìn thấy được nhưng lại được sử dụng phổ biến trong hằng ngày của chúng ta.
Áp suất cao và áp suất thấp
Áp suất cao và áp suất thấp được định nghĩa là sự so sánh áp suất giữa hai điểm với nhau. Áp suất không khí tại mỗi nơi là khác nhau dù cùng một khu vực. Để đo áp suất giữa các khu vực khác nhau người ta chọn mực nước biển làm hệ quy chiếu chung.
Khi càng lên cao thì áp suất càng giảm, xuống thấp hơn mực nước biển áp suất càng cao. Con người tiến hoá để sống trên mặt đất ngang với mực nước biển. Khi lên cao hoặc xuống dưới nước đều cảm thấy khó chịu và cần một thời gian để thích nghi. Khi lặn xuống nước càng sâu thì tai chúng ta càng đau là do áp suất tác động một lực ép lên màng tai của chúng ta.
Áp Suất Khí Quyển
Áp suất khí quyển có giá trị là 1 atmosphere = 1 bar tại môi trường không khí bình thường ở độ cao 0 mét so với mặt nước biển. Vậy áp suất khí quyển là gì ? chúng ta cần tìm hiểu nhé.
Áp suất khí quyển là gì ?
Trái đất có một lớp không khí bao bọc được gọi là khí quyển ( atmospheric pressure ). Trái với suy nghĩ của mọi người là không khí không có trọng lượng. Thực ra không khí có trọng lượng nên mọi vật trên trái đất đều chịu áp suất của lớp không khí này tác dụng. Nó được gọi là áp suất khí quyển.
Càng lên cao áp suất sẽ càng loãng ra và áp suất càng giảm nên áp suất không khí thấp. Càng xuống thấp thì áp suất càng tăng do mật độ không khí càng nhiều. Điều này đúng ngay cả khi xuống nước.
Áp Suất tuyệt đối
Áp suất tuyệt đối được tính theo hệ qui chiếu của áp suất khí quyển. Tức là khi đo áp suất tuyệt đối thì nó sẽ được so sánh với áp suất Chân Không ( tuyệt đối ) tại thời điểm không còn phân tử khí nào trong đó. Tại thời điểm đó áp suất sẽ bằng 0.
Các đơn vị áp suất tuyệt đối thường là Torr, Kpa, Bar, Mpa… Để tạo được môi trường chân không thì cần phải có các máy hút chân không để tạo môi trường chân không lý tưởng. Tại môi trường chân không thì áp suất sẽ là 0 torr hoặc 0 bar.
Áp suất chất lỏng
Lực hút của trái đất làm cho mọi thứ được kéo xuống theo chiều thẳng đứng. Khi chất lỏng càng lên cao thì lực hút càng lớn. Chúng ta dể dàng thấy điều này khi bồn nước càng để trên cao thì áp lực nước tại vòi phun càng mạnh.
Tất cả các vật chất trên bề mặt trái đất điều chịu tác động của áp suất không khí. Dù áp lực rất nhẹ nhưng nó đủ lớn để giữ mọi thứ đứng im nếu không có sự giao động của không khí ( gió ).
Dựa vào nguyên lý này mà các thiết bị đo áp suất được sử dụng để đo mức chất lỏng trong các bồn chứa hay mức nước giếng, ao, hồ …
Áp suất thẩm thấu
Áp suất thẩm thấu được hiểu như là áp suất tối thiểu để dung môi đi qua màng ngăn dòng chảy vào dung môi tinh khiết. Các dung dịch sẽ đi qua màng từ nơi có nồng độ cao sang nồng độ thấp cho tới khi được cân bằng.
Áp suất thẩm thấu được quan sát trong thực vật. Nước và các chất khoáng thẩm thấu xuống đất, cây có thể hút các chất có trong đất để sinh trưởng và phát triển.
Trong công nghiệp áp suất thẩm thấu được sử dụng để so sánh sự chênh lệch áp suất giữa hai màn ngăn lọc nước. Khi sự chênh áp giữa hai đầu tăng, điều đó đồng nghĩa với việc lọc bị dơ cần phải vệ sinh hoa84c thay mới.
Áp suất thuỷ tĩnh
Áp suất thuỷ tĩnh được sử dụng để đo áp suất dưới nước so với mặt nước biển. Nguyên lý đo là so sánh sự chênh lệch áp suất giữa vị trí cần đo dưới nước với áp suất không khí tại khu vực cần đo. Các cảm biến áp suất thuỷ tĩnh được vận dụng để đo mức nước biển, ao, hồ, song, và cả các bồn chứa.
Bên trong các cảm biến sẽ luôn có một ống rỗng được dùng để so sánh áp suất giữa đầu cảm biến áp suất thuỷ tĩnh và áp suất trên mặt nước. Với thiết kế này cảm biến sẽ luôn đo chính xác dù có đo tại các độ cao khác nhau so với mặt nước biển. Bởi khi lên cao thì cảm biến sẽ so sánh với áp suất tại vị trí cần đo với áp suất không khí tại điểm đó.
Áp suất chân không
Chân không ở đây là trống rỗng khá giống với cách định nghĩa của áp suất tuyệt đối ? Vậy áp suất chân không là áp suất tuyệt đối ?
Chúng ta có thể nhầm lẩn giữa hai khái niệm này. Áp suất chân không là áp suất tại thời điểm các phân tử được hút hết hoàn toàn. Còn áp suất tuyệt đối là tên gọi của cách đo lường áp suất.
Chúng ta có hai cách đo lường áp suất : đo áp suất tuyệt đối ( absolute ) và áp suất tương đối ( Gauge ).
- Áp suất tuyệt đối = áp suất khí quyển + áp suất tác dụng lên chất lỏng ( khí )
- Áp suất tương đối = áp suất tác dụng lên chất lỏng ( khí )
Như vậy áp suất tuyệt đối và áp suất tương đối cách nhau 1 atm ( 1 bar ). Đối với mức chất lỏng có áp suất 5 bar thì áp suất tuyệt đối sẽ là 6 bar. Một điều thú vị nữa là áp suất tuyệt đối không bao giờ có giá trị nhỏ hơn 0, cũng không có giá trị âm.
Áp suất âm
Khi chúng ta sử dụng các bơm nước để đẩy nước đi từ nơi này tới nơi khác thì chúng ta sẽ đo được áp suất Dương. Ngược lại, khi sử dụng bơm hút chân không thì chúng ta sẽ có áp suất âm tính theo hệ qui chiếu tương đối. Như vậy, áp suất âm là một tên gọi khác của áp suất tương đối khi hút về giá trị chân không.
Trong tiếng Anh áp suất âm được gọi là Vacuum.
Áp suất dư
Một tên gọi khác của áp suất tương đối chính là áp suất dư. Áp suất dư được sử dụng bởi cách tính :
Áp suất dư = Áp suất tuyệt đối – Áp suất khí quyển
Khi áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển tức là áp suất dứ < 0. Khi đo chúng ta gọi nó là áp suất chân không. Khi áp suất tiến về -1 bar, tức là đạt môi trường chân không tuyệt đối.
Các thiết bị đo áp suất
- Thiết bị đo áp suất là một thiết bị không thể thiếu trong công nghiệp, hệ thống nhà máy, xí nghiệp, sản xuất, dầu khí, dệt may, sản xuất bia, rượu, nước giải khát…Thiết bị đo áp suất được sử dụng để đo áp suất chất lỏng, các loại khí, hơi nóng, dung dịch nước …
- Tương ứng một môi trường cụ thể sẽ có một loại đo áp suất khác nhau như : đo áp suất nước, đo áp suất gas, đo áp suất hoá chất, đo áp suất dầu, đo áp suất thuỷ lực, đo áp suất khí nén, đo áp suất âm …
- Thông thường các thiết bị đo có thang đo áp suất từ 0 cho tới 600 bar. Một số trường hợp sẽ bắt đầu từ -1 bar cho tới 0 hoặc -1…+1 bar,… -1…+15 bar. Tuỳ vào nhu cầu thực tế mà chúng ta chọn thang đo áp suất cho phù hợp.
Các thiết bị đo áp suất khác nhau phục vụ cho nhu cầu đo, hiển thị, điều khiển khác nhau. Trong đó, các thiết bị đo áp suất có 3 loại chính phân biệt theo cách đo và ứng dụng. Chúng ta cùng tìm hiểu nhé.
Đồng hồ đo áp suất
- Đồng hồ đo áp suất được xem là thiết bị không thể thiếu để đo các chất lỏng như nước, bia rượu, nước giải khát. Kim đồng hồ quay khi áp suất tác động vào đồng hồ áp suất. Thông qua các chữ số trên mặt đồng hồ chúng ta biết được áp suất đang là bao nhiêu.
- Loại đồng hồ đo áp suất thường không có tín hiệu ngõ ra mà chỉ có nhiệm vụ hiển thị bằng kim. Đồng hồ được sử dụng ngay vị trí cần đo áp suất.
- Chổ nào cần đo áp suất thì lắp đồng hồ đo áp suất tại vị trí đó.
- Đồng hồ đo áp suất màng thường được dùng để đo áp suất trong môi trường thực phẩm, tránh bị vi sinh.
- Đồng hồ đo áp suất chỉ đo được áp suất tương đối ( áp suất dư ) không thể đo được áp suất tuyệt đối. Tuy nhiên, đồng hồ áp suất lại có thể đo được áp suất âm với các đơn vị -760mmHg, -1Bar, -1100Kpa.
Công tắc áp suất
- Công tắc chênh áp là một thiết bị được dùng làm để bảo vệ hệ thống áp suất đầu cuối. Một thiết bị không thể thiếu để bảo vệ bơm cấp cuối cùng khi các thiết bị đo áp suất khác có vấn đề.
- Công tắc chênh áp sử dụng song song với các thiết bị đo áp suất khác. Có thể được dùng để bảo vệ bơm hoặc khởi động bơm.
- Hoạt động hoàn toàn dựa vào cơ khí, không sử dụng điện nên thiết bị vẫn hoạt động khi mất điện mà vẫn bảo vệ được hệ thống.
Cảm biến áp suất
- Cảm biến áp suất là thiết bị được dùng để đo áp suất, chuyển đổi tín hiệu giá trị áp suất thành tín hiệu điện. Áp suất tác động vào màng cảm biến, thông qua các vi mạch bên trong sẽ ghi nhận sự biến dạng của lớp màng này & biến thành giá trị dòng điện.
- Các bộ hiển thị áp suất sẽ đọc các giá trị dòng điện này & giải mã hiển thị thành giá trị áp suất.
- Tại các khu vực sản xuất xa phòng điều khiển cần phải có cảm biến áp suất để đo và truyền tín hiệu về để hiển thị & điều khiển.
- Cảm biến áp suất có hiển thị là một loại cảm biến cao cấp hơn so với không hiển thị. Là một sự kết hợp giữa cảm biến & tích hợp luôn màn hình trên cảm biến. Các thông số áp suất đang đo được, tín hiệu ngõ ra đều được hiển thị trên cảm biến.
- Cảm biến áp suất có thể được áp suất tuyệt đối và cả áp suất tương đối. Phần lớn các cảm biến áp suất thường gặp nhất là áp suất tương đối mặc định át suất khí quyển là 0 atm trước khi đo lường.
Có thể bạn quan tâm : Các đơn vị đo áp suất
Tại thị trường Việt Nam có rất nhiều nhà cung cấp đồng hồ áp suất, cảm biến áp suất, công tắc áp suất giá rẻ. Công ty Hưng Phát là một những nhà phân phối hàng tiêu chuẩn G7 xảm xuất tại Pháp cho thị trường công nghiệp và dầu khí.
Georgin nhà sản xuất hàng đầu về :
- Đồng hồ đo áp suất với tất cả vật liệu 316L trở lên
- Cảm biến áp suất chính xác cao dùng trong môi trường thực phẩm và Oil & Gas.
- Công tắc áp suất với các loại chuyên dụng dùng cho Nitrogen, Oxygen, Gas …
Tóm lại,
Bài viết chia sẻ các kiến thức về :
- Áp suất khí quyển là gì
- Phân biệt áp suất tương đối và áp suất tuyệt đối
- Áp suất thuỷ tĩnh là gì
- Áp suất chân không được tính như thế nào
- Cảm biến áp suất là gì
- So sánh đồng hồ đo áp suất với công tắc áp suất
Nếu có thắc mắc về áp suất và các thiết bị đo áp suất. Vui lòng liên hệ trực tiếp với chúng tôi để được tư vấn & chọn thiết bị phù hợp.
Chúc các bạn thành công !
Chịu trách nhiệm nội dung !
Kỹ sư Cơ – Điện Tử
Nguyễn Minh Hoà
Mobile : 0937.27.55.66
Mail : hoa.nguyen@huphaco.vn
