Tối ưu hóa hiệu suất nhiệt động của lò hơi bằng cảm biến áp suất

1. Cảm biến áp suất lò hơi là gì ?

Phần này mình sẽ dành cho những bạn chưa hiểu về sensor cảm biến áp suất là gì nhé. Các bạn có thể hiểu đơn giản cảm biến đo áp suất là một thiết bị công nghiệp chuyên dùng trong công tác đo áp suất dưới dạng đầu dò. Chúng ta có thể sử dụng chúng để có thể lắp đặt ở các môi trường mà chúng ta mong muốn đo được mức áp suất tại đó. Các loại cảm biến hầu như đều giống nhau về mặt bản chất và nguyên lý làm việc, tuy nhiên điểm khác nhau mà chúng ta cần lưu ý có nhẽ nằm ở khoảng đo và vật liệu cấu thành.

Cho nên tùy vào nhu cầu đo lường, môi trường cần đo, mức áp suất cần đo mà ta có thể lựa chọn được một loại cảm biến thích hợp hơn cho công việc. Điều này có ý nghĩa rất lớn cho việc tiết kiệm chi phí trong công tác trang bị.

2. Phạm vi vận dụng của cảm biến đo mức lò hơi

Nhìn vào tên của cảm biến và tham khảo các phần bên trên thì chúng ta cũng biết được phần nào ứng dụng của các loại cảm biến này rồi đúng không nào. Các loại cảm biến đo áp suất lò hơi có thể hoạt động tốt trong các loại lò hơi là vì chúng ta có thể bọc bên ngoài một ống siphong hay cooling cách nhiệt. Nền việc đo lường trong các môi trường có nhiệt độ cao như lò hơi nay nồi hơi thì loại cảm biến này đều đáp ứng khá tốt.

Bên cạnh việc đo lường trong các ứng dụng có nhiệt độ cao thì các loại cảm biến đo mức áp suất còn có thể hoạt động trong nhiều môi trường khác nhau. Cụ thể thì chúng có thể hoạt động trong các loại chất lỏng, nước, khí gas, bình hơi, trong các hệ thống thủy lực hay khí nén,…Thậm chí còn có các loại đo lường áp suất chân không nữa đấy.

>> Xem thêm: Cảm biến áp suất Omron, Cảm biến áp suất Autonics

3. Nguyên lý hoạt động của cảm biến

Cảm biến đo mức lò hơi sẽ hoạt động dựa vào sự biến dạng của lớp màng nằm trong cảm biến. thông tin đến các bạn là mỗi cảm biến sẽ có một lớp màng có nhiệm vụ nhận tác động áp lực từ môi trường bên ngoài, sau đó sẽ biến dạng và cho ra tín hiệu áp suất. Tùy vào vật liệu làm nên lớp màng mà ta có giá thành, dãy đo, độ bền khác nhau.

Giả sử chúng ta lắp đặt một cảm biến sâu 6m dưới mực nước. Ngay tại vị trí sâu 6m đó thì áp suất thủy tĩnh của nước sẽ có giá trị là 6bar và cũng tác động đến các vật thể nằm ở độ sâu đó theo phương vuông góc. Và khi đó áp lực sẽ tác động vào lớp màng của cảm biến khiến nó biến dạng, từng mức áp suất khác nhau sẽ có một mức độ biến dạng khác nhau. Sau đó tín hiệu truyền về sẽ được bộ phận xử lí thành tín hiệu analog 4-20ma truyền đến các PLC hay bộ hiển thị áp suất.

4. Có bao nhiêu loại cảm biến đo áp suất lò hơi

Sẽ có rất nhiều loại cảm biến đo áp suất khác nhau trên thị trường hiện nay, nhưng theo mình nghĩ thì chúng hầu hếtchỉ khác nhau ở hãng sản xuất mà thôi. Mình xin giới thiệu đến các bạn 2 dòng cảm biến áp suất lò hơi mà bên mình đang cung cấp đó là model D2415 và model MSP80. Đây là 2 dòng được tin dùng nhiều nhất trên thị trường hiện giờ bởi tính chính xác và độ bền khá cao.

5. Cấu tạo của cảm biến đo áp suất lò hơi như thế nào ?

Các loại cảm biến sẽ có thể được thiết kế và sản xuất theo từng hãng hay nhà cung cấp và thị trường khác nhau, tuy nhiên thì về cấu tạo sẽ có những điểm tương đồng cũng như những điểm chung nhất định. Cụ thể thì với một cảm biến đo áp lực chúng ta sẽ có các bộ phận cấu thành như sau:

Lớp màng của cảm biến

Đây là bộ phận quan trọng nhất trong cảm biến đo áp suất vì nó chịu trách nhiệm lớn cho việc cảm nhận mức áp lực mà môi trường đang có. Các dòng cảm biến có dãy đo khác nhau thì sẽ có lớp màng cảm biến khác nhau để phù hợp với mức áp suất cần đo. Việc cảm biến sai số nhiều hay ít còn tùy thuộc rất nhiều vào loại nguyên liệu mà ta dùng làm cảm biến đấy. Chính bởi thế giá cả của cảm biến sẽ phụ thuộc vào chất liệu của lớp màng này, thường chúng sẽ được làm bằng Ceramic hay thép không gỉ (INOX),…

Bộ phận tiếp điểm

Là cổng kết nối ra bên ngoài các thiết bị nhận thông tin từ cảm biến. Chúng được dùng trong việc đấu dây đến các bộ chuyển tín hiệu, bộ hiển thị áp suất hay dùng để điều khiển một quá trình nào đó trong một máy hay một dây chuyền,…Hơn hết chúng có tiêu chuẩn bảo vệ IP65, IP66, IP67,…

Bộ phận transmitter

Đây là bộ phận chuyên xử lý các tín hiệu từ lớp màng truyền về để chuyển chúng thành các dạng tín hiệu ngõ ra. Chúng ta thường sẽ có các ngõ ra dạng 2 dây như 4-20ma, 0-20ma, 0-5V, 0-10V,…Với các tín hiệu nay, cảm biến cho phép chúng ta truyền về các loại thiết bị hỗ trợ khác như PLC hay màn hình hiển thị. Các loại tín hiệu này cũng rất hữu ích cho các áp dụng dùng cảm biến áp suất để điều khiển biến tần nhằm thay đổi tốc độ quay của động cơ nữa đấy.

Lớp vỏ bảo vệ cảm biến

Là một lớp bảo vệ các bộ phận quan trọng bên trong để tránh bị ảnh hưởng bởi môi trường bên ngoài. Chống lại các tác nhân từ bên ngoài gây ảnh hưởng đến các mạch điện, bộ phận xử lý bên trong. Nên nó phải được làm bằng các loại nguyên liệu đặc biệt như INOX 304, INOX 316,…

link