Cảm biến áp suất nước 4-20mA

Cảm biến áp suất nước 4-20mA hoạt động dựa trên nguyên tắc chuyển đổi giá trị áp suất của nước thực tế đo được thành tín hiệu dòng điện tỷ lệ thuận với áp suất nước. Dòng điện này có tiêu chuẩn là 4-20mA được truyền đến thiết bị đầu vào hoặc bộ điều khiển, tại đó được giải mã thành giá trị áp suất tương ứng.

Tóm Tắt Nội Dung

• 1 Cảm biến áp suất nước 4-20mA
  • 1.1 Tại sao gọi là cảm biến áp suất nước
  • 1.2 Lý do sử dụng tín hiệu 4-20mA:
  • 1.3 Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất nước 4-20mA:
  • 1.4 Ưu điểm:
  • 1.5 Nhược điểm:
  • 1.6 Ứng dụng:
• 2 Các loại cảm biến áp suất nước 4-20mA
  • 2.1 Cảm biến áp suất nước 4-20mA không hiển thị:
  • 2.2 Cảm biến áp suất nước 4-20mA kèm hiển thị:
  • 2.3 Cảm biến áp suất nước 4-20mA thủy tĩnh:

Cảm biến áp suất nước 4-20mA

Tại sao gọi là cảm biến áp suất nước

Cảm biến áp suất nước được thiết kế để đo áp suất dạng lỏng, đặc biệt là nước. Loại cảm biến áp suất chất lỏng nói chung sẽ có một lớp màng bằng kim loại 316L hoặc gốm ( Ceramic ). Trong khi đó các cảm biến chuyên dùng cho môi chất là khí thì lớp màng có thể là PVC ( nhựa ).

Cảm biến áp suất nước 4-20mA sẽ dùng được cho cả môi chất là khí nhưng ngược lại thì không thể. Đó là lý do tại sao chúng ta cần phải phân biệt cảm biến áp suất nước.

Các loại cảm biến áp suất nước 4-20mA

Mặc dù nhu cầu đo áp suất nước khá là đơn giản nhưng lại có khá nhiều loại cảm biến áp suất khác nhau có thể đáp ứng. Mỗi loại lại có ưu và nhược điểm khác nhau rất rõ ràng.

Cảm biến áp suất nước 4-20mA không hiển thị:

Cảm biến áp suất nước 4-20mA không có hiển thị là loại phổ biến nhất và gặp nhiều nhất trong công nghiệp. Loại này thường có dãi đo áp suất cố định tức là không thể thay đổi được. Ví dụ: Cảm biến áp suất nước SR1E005A00 (0-16 bar), tín hiệu ngõ ra 4-20mA, nguồn cấp 8-30V.

• Áp suất làm việc từ 0-16 bar.
• Tín hiệu ngõ ra 4-20mA tương ứng 0 bar = 4mA, 16 bar = 20mA. Tín hiệu tuyến tính tương ứng với áp suất tác động vào cảm biến.

Đặc điểm:

• • Không có màn hình hiển thị giá trị áp suất trực tiếp.
  • Thang đo áp suất cố định.
  • Cung cấp tín hiệu điện 4-20mA để truyền tải giá trị áp suất đến thiết bị khác (bộ điều khiển, PLC,…).
  • Kích thước nhỏ gọn, giá thành rẻ hơn.
  • Phù hợp cho các ứng dụng không cần hiển thị trực tiếp giá trị áp suất.

• Ví dụ: Lắp đặt trong hệ thống cấp nước, hệ thống tưới tiêu, hệ thống HVAC,…

Cảm biến áp suất nước 4-20mA kèm hiển thị:

Cảm biến áp suất kèm màn hình hiển thị cho phép chúng ta có thể vừa hiển thị giá trị áp suất mà cảm biến đo được vừa dùng để cài đặt dãi đo áp suất. Nói cách khác, cảm biến có thể scales lại giá trị đo áp suất tương ứng với tín hiệu ngõ ra.

Ví dụ: cảm biến áp suất nước FKP có thang đo 0-30 bar tương ứng với tín hiệu ngõ ra 4-20mA. Tức là:

• 0 bar tại 4mA
• 15 bar tại 12mA
• 30 bar tại 20mA

Tuy nhiên, do đặc thù vị trí đo chúng ta chỉ cần giám sát 3 bar. Lúc này chúng ta có thể cài đặt cảm biến áp suất với dải áp suất 0-3 bar tương ứng 4-20mA bằng nút bấm ngay trên màn hình.

Lúc này cảm biến sẽ có thông số:

• 0 bar tại 4mA
• 1.5 bar tại 12mA
• 3 bar tại 20mA

Việc cảm biến áp suất nước có màn hình hiển thị không chỉ giúp ích chúng ta xác định được áp suất thực tế đang đo được mà còn có thể kiểm tra chéo áp suất thực tế với tín hiệu ngõ ra 4-20mA. 

• Đặc điểm:

  • Có màn hình hiển thị giá trị áp suất trực tiếp.
  • Dễ dàng quan sát và theo dõi giá trị áp suất mà không cần kết nối với thiết bị khác.
  • Nút điều chỉnh, cài đặt ngay trên màn hình.
  • Kích thước lớn hơn, giá thành cao hơn.
  • Phù hợp cho các ứng dụng cần theo dõi trực tiếp giá trị áp suất.
  • Giá thành khá cao.

• Ví dụ: Sử dụng trong phòng thí nghiệm, trạm bơm nước, hệ thống kiểm soát áp suất, máy nén khí…

Cảm biến áp suất nước 4-20mA thủy tĩnh:

Cảm biến áp suất nước 4-20mA dạng thủy tĩnh được dùng để đo mức nước trong sông, hồ, giếng, thủy điện và cả mực nước biển. Loại cảm biến áp suất này khá đặc biệt là thả chìm hoàn toàn trong nước.

Áp suất sẽ tác động vào màng cảm biến. Lực ép tại màng cảm biến sẽ được quy đổi thành độ sâu của mức nước với công thức:

• 100mm bar = 1m nước
• 1 bar  = 10m nước
• 4 bar = 40m nước

Như vậy nếu bạn cần đo mực nước giếng thì bạn cần chọn 4 bar hoặc 40m nước và kèm dây tín hiệu 40m trở lên.

Tín hiệu ngõ ra sẽ là 4-20mA tương ứng với áp suất độ sâu của mức nước. Loại cảm biến áp suất thủy tĩnh không thể thay đổi được dãi đo áp suất. Điều đó có nghĩa rằng bạn cần phải chọn độ sâu mức nước chính xác trước khi đặt hàng.

• Đặc điểm:

  • Đo áp suất dựa trên nguyên lý đo áp suất cột nước.
  • Sử dụng màng đàn hồi để cảm nhận áp suất nước.
  • Có độ chính xác cao, ổn định.
  • Phù hợp đo độ sâu của giếng, sông, hồ, thủy điện …

• Ví dụ: Đo áp suất nước trong bể chứa, giếng nước, hệ thống phòng cháy chữa cháy …

Ví dụ: cảm biến áp suất thủy tĩnh có mã HLM-25C-I-0100-K12-SHV.

Tương ứng đo 10m nước với tín hiệu ngõ ra 4-20mA.

• 0m = 4mA
• 5m = 12mA
• 10m = 20mA

Khi đầu cảm biến càng nằm sâu dưới mặt nước thì tín hiệu sẽ tăng dần từ 4-20mA tương đương 0-10m nước. Về nguyên tắc thì cảm biến thủy tĩnh hoạt động khá đơn giản.

Như vậy, cảm biến áp suất nước 4-20mA có khá nhiều sự lựa chọn. Mỗi một loại chỉ đáp ứng cho từng ứng dụng cụ thể. Nếu bạn đọc tới đây thì chắc chắn rằng bạn đã biết loại cảm biến áp suất nước 4-20mA nào phù hợp với nhu cầu của mình.

Chúc các bạn thành công !

Kỹ Sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hòa