Giải pháp hệ thống nước nóng trung tâm, hệ thống hơi Ecotherm Áo

Sau khi giải pháp truyền nhiệt hệ nước nóng trung tâm, hệ hơi Ecotherm (Áo) được giới thiệu tại Việt Nam, đã tạo nên một điểm nhấn công nghệ độc đáo và thú vị cho thị trường cơ điện, các chủ đầu tư, các nhà tư vấn thiết kế đã nhận được những thông tin thật sự gây ngạc nhiên bởi nó có thể giúp tiết kiệm được 95% diện tích đặt sàn so với lắp đặt hệ thống bồn truyền thống, đồng thời tiết kiệm 25% năng lượng, tiết kiệm chi phí bảo trì hiệu quả và tiết kiệm chi phí đầu tư tổng thể. Hãy đăng ký buổi chia sẻ giải pháp từ chúng tôi, hoặc yêu cầu chúng tôi cung cấp thông tin kỹ thuật, tính toán dự án nếu bạn đang có dự án về khách sạn, bệnh viện, tòa nhà hoặc công nghiệp có sử dụng hệ nước nóng trung tâm, hệ hơi hoặc hệ năng lượng mặt trời...chúng tôi sẽ giúp các bạn! Vui lòng liên hệ với PGTECH!

Cảm biến chênh lệch áp suất (Differential pressure sensors), Hướng dẫn cho kỹ sư thiết kế

06/11/2024

Cảm biến áp suất là một dòng cảm biến được sử dụng phổ biến nhất trong các dòng cảm biến. Với chức năng cho phép các nhà vận hành theo dõi và duy trì độ an toàn của hệ thống, cảm biến áp suất chênh áp còn được gọi là cảm biến chênh lệch áp suất (cảm biến chênh áp) đo lường sự khác biệt áp suất và sử dụng kết quả để kiểm soát quy trình tự động. PGTECH là nhà phân phối đại diện Belimo Thuỵ Sỹ các dòng cảm biến áp suất, cảm biến chênh lệch áp suất tại thị trường Việt Nam. Nhờ vào đặc điểm có độ đọc rộng, chính xác và hiệu quả cao mà dòng cảm biến của Belimo ngày càng được ưa chuộng sử dụng trong các hệ thống HVAC trên toàn thế giới, trong đó có Việt Nam. Dựa vào kinh nghiệm tư vấn lâu năm của mình, chúng tôi sẽ trình bày các thông tin tham khảo về Cảm biến chênh lệch áp suất (Differential pressure sensors) như một bài hướng dẫn dành cho các kỹ sư thiết kế thông qua bài viết này.

Cảm biến chênh lệch áp suất là gì?

Đôi khi chúng ta không cần phải biết áp suất tuyệt đối của chất lỏng hoặc khí. Thay vào đó, chỉ cần biết sự khác biệt giữa hai điểm trong hệ thống đang được giám sát. Trong những tình huống như vậy, bạn có thể chuyển sang sử dụng cảm biến chênh lệch áp suất, tên tiếng anh là differential pressure sensor.

Cảm biến chênh lệch áp suất Belimo Thuỵ Sỹ — *Cảm biến chênh lệch áp suất đo sự chênh lệch áp suất tại hai cổng của nó*

Cảm biến chênh lệch áp suất sẽ cung cấp cho bạn phép đo so sánh giữa hai điểm, ví dụ có thể là trước và sau van trong đường ống. Nếu van mở hoàn toàn, áp suất ở cả hai bên phải giống nhau. Nếu có sự chênh lệch áp suất, có thể là van không mở hoàn toàn hoặc có sự tắc nghẽn.

Cảm biến chênh lệch áp suất thường được đi kèm với hai cổng có thể gắn vào đường ống. Các đường ống sau đó được kết nối với hệ thống nơi cần thực hiện phép đo. Các cảm biến chênh lệch áp suất công nghiệp có thể được tích hợp vào một phụ kiện tiêu chuẩn, cho phép tích hợp vào hệ thống đường ống hiện có.

Các phép đo được thực hiện hoàn toàn không phụ thuộc vào áp suất khí quyển, không giống như cảm biến đo áp suất.

Cảm biến chênh áp chất lỏng (Differential Pressure Transmitter for Liquid Medium) của Belimo dùng để phát hiện chênh lệch áp suất trong môi trường chất lỏng của điều hòa không khí, sưởi ấm và kỹ thuật nước. Cũng phù hợp với chất lỏng nhẹ có tính ăn mòn. Bộ cảm biến điện trở ổn định cao trên bề mặt gốm và hộp bằng thép không rỉ chắc chắn. Tham khảo thêm về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của cảm biến chênh áp Belimo trong video dưới đây:

Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của Cảm biến chênh áp nước Belimo

Cảm biến chênh lệch áp suất cảm nhận áp suất bằng cách nào?

Thông thường, hai áp suất cần đo được áp dụng vào các mặt đối diện của một màng ngăn. Độ lệch của màng ngăn, có thể là dương hoặc âm so với trạng thái nghỉ, sẽ quyết định sự chênh lệch áp suất.

Một số cảm biến chênh lệch áp suất công nghiệp thực sự sử dụng hai cảm biến tuyệt đối riêng biệt, sử dụng thiết bị điện tử bên trong để tính toán và cung cấp sự chênh lệch áp suất cho hệ thống điều khiển.

Hai cảm biến áp suất tuyệt đối và phần mềm trên hệ thống điều khiển — *Thực hiện đo chênh lệch áp suất sử dụng hai cảm biến áp suất tuyệt đối và phần mềm trên hệ thống điều khiển nếu cần*

Hoặc nếu cần, phép đo chênh lệch cũng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng hai cảm biến áp suất tuyệt đối sau đó tính toán sự chênh lệch trên hệ thống điều khiển công nghiệp. Trường hợp này có thể xảy ra trong những trường hợp cần hai loại cảm biến khác nhau do môi chất được đo, chẳng hạn như chất lỏng và khí, hoặc môi trường đo (xem bên phải).

*Minh hoạ mạch khuếch đại tín hiệu từ cảm biến áp suất điện trở cầu*

Nhiều cảm biến cấp bo mạch có sẵn sử dụng các thành phần cảm biến áp điện trở. Cách đơn giản nhất trong số này sử dụng cấu hình cầu đòi hỏi phải có mạch xử lý tín hiệu để khuếch đại đầu ra của nó (xem bên trái).

Các mạch như sơ đồ trên áp dụng dòng điện không đổi cho cầu. Tín hiệu đầu ra sau đó được khuếch đại và áp dụng cho đầu vào của hệ thống đo lường. Nếu ứng dụng của bạn dựa trên vi điều khiển, tín hiệu có thể được kết nối với chân đầu vào ADC. Nếu không, có nhiều ADC độc lập với đầu ra kỹ thuật số có thể được sử dụng làm nguồn thay thế.

Đầu cuối tương tự (AFE) cũng có thể cần phải cung cấp điện áp bù, bù nhiệt độ và khoảng cách.

Nếu bạn đang tìm kiếm một giải pháp đơn giản hơn, nhiều nhà sản xuất cung cấp các cảm biến chênh lệch áp suất tích hợp đầy đủ. Ví dụ, một số có thể bao gồm mạch bù nhiệt độ cùng với hai giai đoạn khuếch đại, cho phép kết nối đơn giản với đầu vào ADC của bộ vi điều khiển.

Làm thế nào để tích hợp cảm biến áp suất chênh lệch vào mạch?

Nếu bạn đang phát triển một hệ thống đo áp suất chênh lệch dựa trên vi điều khiển, có nhiều loại cảm biến gắn trên bo mạch để lựa chọn. Như chúng ta đã thấy, một số cung cấp đầu ra tương tự được điều chỉnh và khuếch đại có thể được áp dụng cho đầu vào ADC.

Những loại khác số hóa tín hiệu bên trong cảm biến, cho phép chúng được kết nối với giao diện nối tiếp kỹ thuật số như I2C hoặc ZACwire.

I2C là một công nghệ giao diện khá nổi tiếng và thậm chí còn có trên một số bộ vi điều khiển 8 bit nhỏ nhất. Chỉ cần hai dây, một dây dùng cho đồng hồ trong khi dây thứ hai là đường dữ liệu hai chiều.

Vì I2C hỗ trợ nhiều tiếp điểm, nên cũng quan trọng khi xem xét băng thông tổng thể của đường dẫn. Khi thêm nhiều thiết bị hơn vào đường dẫn, nguy cơ cảm biến áp suất không thể truy cập thường xuyên như mong muốn sẽ tăng lên. Một cân nhắc quan trọng khác là kích thước của điện trở kéo lên trên bus. Thông số kỹ thuật chính thức cho I2C cung cấp giải thích phù hợp về cách tính toán các giá trị cần thiết.

Tôi có thể sử dụng cảm biến áp suất chênh lệch công nghiệp trong thiết kế của mình không?

Có một sức hấp dẫn rõ ràng khi sử dụng cảm biến áp suất công nghiệp so với các thiết bị trên bo mạch. Chúng được chế tạo chắc chắn, chủ yếu được đặt trong vỏ thép và có khớp nối ren, giúp chúng dễ dàng lắp vào đường ống và bể chứa. Cảm biến áp suất công nghiệp chủ yếu được thiết kế để tích hợp vào môi trường sản xuất, được liên kết với bộ điều khiển logic lập trình (PLC).

Vì các cảm biến công nghiệp được sử dụng trong các hệ thống đòi hỏi mức độ an toàn và độ bền chức năng cao, nên các giao diện mà chúng cung cấp có vẻ hơi khác thường. Hầu hết các cảm biến đầu ra tương tự cung cấp điện áp đầu ra với phạm vi rộng (0 – 20 V) hoặc cung cấp đầu ra của chúng dưới dạng dòng điện trong phạm vi 4 – 20 mA. Mục tiêu đằng sau các giao diện cảm biến như vậy là giảm thiểu độ nhạy với tiếng ồn nền trên các chiều dài cáp dài được sử dụng. Một số ví dụ về mạch cảm biến đo loại máy phát được hiển thị bên dưới.

*Ví dụ về các mạch cho thấy cách cảm biến đo lường áp suất có thể được triển khai*

Giống như trong các lĩnh vực kinh doanh khác, các cảm biến công nghiệp cũng đang chuyển sang giao diện kỹ thuật số. Điều này có lợi thế là một số cảm biến đều có thể được kết nối với cùng một vòng dây, giúp tiết kiệm sự phức tạp của hệ thống cáp. Một số giao diện này, chẳng hạn như CANopen, có thể được kết nối với bộ vi điều khiển tương đối dễ dàng. Miễn là có giao diện CAN, tất cả những gì cần thiết là một bộ thu phát CAN tương thích ở phía phần cứng. Để triển khai phần mềm của bạn, bạn sẽ tìm thấy một loạt các ngăn xếp phần mềm từ nhiều nhà cung cấp phần mềm nhúng khác nhau.

Cảm biến chênh lệch áp suất được sử dụng trong những ứng dụng nào?

Cảm biến chênh lệch áp suất thường được sử dụng trong môi trường công nghiệp, nơi có thể sử dụng chênh lệch áp suất để xác định dòng khí hoặc chất lỏng. Điều này có thể bao gồm các nhà máy xử lý nước thải, xử lý khí và dầu ngoài khơi và dưới biển, và hệ thống sưởi ấm từ xa sử dụng nước nóng hoặc hơi nước.

Chúng cũng có thể được lắp đặt vào hệ thống phun nước chữa cháy có sẵn.

Nếu cần đo thể tích chất lỏng trong một bình kín, cũng có thể sử dụng cảm biến chênh lệch áp suất. Miễn là mật độ chất lỏng không thay đổi theo sự thay đổi nhiệt độ, chiều cao của cột chất lỏng có thể được xác định từ áp suất, mật độ chất lỏng và trọng lực.

Trong lĩnh vực y tế, cảm biến chênh lệch áp suất được sử dụng để điều trị huyết khối tĩnh mạch sâu, bơm truyền dịch, máy thở và thiết bị phát hiện hơi thở.

Liên hệ

Đo áp suất chính xác là rất quan trọng để đạt được hiệu năng hệ thống HVAC tối ưu, Cảm biến áp suất của Belimo có khả năng đo áp suất rất cao và rất thấp trong cả ứng dụng chất lỏng có độ ăn mòn và khí trơ. Cảm biến áp suất Belimo được sản xuất tại nhà máy ở Đức, cung cấp khả năng đo chính xác áp suất, áp suất chênh áp, có độ giám sát đáng tin cậy. Các dải đo có thể lựa chọn cho tính linh hoạt của các ứng dụng. Belimo có đa dạng các loại cảm biến áp suất như Cảm biến chênh áp khí, Công tắc chênh áp khí, Cảm biến chênh áp gió, Công tắc chênh áp khí có thể tự điều chỉnh, Cảm biến áp suất chất lỏng và dòng Cảm biến chênh áp chất lỏng như phần trình bày trong bài viết này. Để hiểu rõ thêm về các dòng cảm biến áp suất Belimo, vui lòng liên hệ trực tiếp tới PGTECH.

PGTech Co., Ltd - Nhà phân phối các thiết bị, sản phẩm công nghiệp uy tín hàng đầu tại Việt Nam và các nước trong Khu Vực

Ban Biên Tập Tin Tức: PGTECH

Kỹ sư: Quang Tùng

PGTECH CO., LTD

VPGD: Tầng 3, Tòa Nhà C14-CT2, Bắc Hà, Bộ Công An, Đường Tố Hữu, Nam Từ Liêm, HN.