Máy phát áp suất hoạt động như thế nào và bạn nên chọn loại nào?

Máy phát áp suất là gì?

A máy phát áp lực là một thiết bị dùng để đo áp suất trong chất lỏng, khí hoặc hơi nước và chuyển đổi phép đo đó thành tín hiệu điện. Tín hiệu này, thường ở dạng 4-20mA, điện áp hoặc đầu ra kỹ thuật số, có thể được truyền đến hệ thống điều khiển, thiết bị hiển thị hoặc bộ ghi dữ liệu. Bộ truyền áp suất là thành phần thiết yếu trong các ngành công nghiệp như dầu khí, xử lý nước, HVAC, chế biến thực phẩm và dược phẩm, trong đó việc giám sát áp suất chính xác là rất quan trọng để đảm bảo an toàn, hiệu quả và kiểm soát quy trình.

Không giống như các đồng hồ đo áp suất đơn giản cung cấp khả năng đọc trực quan cục bộ, máy phát áp suất cho phép giám sát và tích hợp từ xa với các hệ thống tự động như PLC (Bộ điều khiển logic lập trình) và hệ thống SCADA (Điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu). Điều này làm cho chúng không thể thiếu đối với tự động hóa công nghiệp hiện đại.

Máy phát áp suất hoạt động như thế nào?

Một máy phát áp suất hoạt động bằng cách phát hiện sự thay đổi áp suất thông qua một bộ phận cảm biến, sau đó chuyển đổi sự thay đổi vật lý này thành tín hiệu điện tỷ lệ. Quá trình này thường bao gồm ba giai đoạn chính.

1. Yếu tố cảm biến

Bộ phận cảm biến, thường là màng ngăn hoặc máy đo biến dạng, biến dạng nhẹ khi tiếp xúc với áp suất. Biến dạng này là nền tảng của quá trình đo lường. Các công nghệ cảm biến phổ biến bao gồm cảm biến áp điện, điện dung và cộng hưởng, mỗi loại cung cấp mức độ chính xác, độ nhạy và độ bền khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng.

2. Chuyển đổi tín hiệu

Khi phần tử cảm biến phát hiện sự thay đổi áp suất, biến dạng cơ học này sẽ được chuyển thành tín hiệu điện. Mạch điều hòa tín hiệu khuếch đại, lọc và tuyến tính hóa tín hiệu thô để đảm bảo độ chính xác trên toàn bộ phạm vi đo.

3. Truyền đầu ra

Tín hiệu được xử lý sau đó được truyền đến hệ thống điều khiển hoặc thiết bị hiển thị. Các định dạng đầu ra tiêu chuẩn bao gồm các tín hiệu tương tự như 4-20mA hoặc 0-10V và các giao thức kỹ thuật số như HART, Modbus hoặc Profibus, cho phép truyền đạt thông tin chẩn đoán bổ sung cùng với chỉ số áp suất.

Các loại máy phát áp suất phổ biến

Việc lựa chọn máy phát áp suất phù hợp tùy thuộc vào yêu cầu ứng dụng cụ thể. Dưới đây là tổng quan về các loại được sử dụng rộng rãi nhất và ứng dụng điển hình của chúng.

Các yếu tố chính khi chọn máy phát áp suất

Việc lựa chọn máy phát áp suất chính xác đòi hỏi phải xem xét cẩn thận một số yếu tố kỹ thuật và môi trường. Lựa chọn sai có thể dẫn đến kết quả đọc không chính xác, hỏng hóc sớm hoặc thời gian ngừng hoạt động tốn kém.

• Phạm vi áp suất: Đảm bảo phạm vi của máy phát bao gồm áp suất vận hành dự kiến ​​với một số giới hạn cho mức tăng đột biến.
• Yêu cầu về độ chính xác: Các quy trình có độ chính xác cao hơn, chẳng hạn như sản xuất dược phẩm, yêu cầu máy phát có thông số kỹ thuật chính xác chặt chẽ hơn.
• Khả năng tương thích của môi trường xử lý: Xem xét liệu vật liệu ướt của máy phát có thể chịu được môi trường ăn mòn, mài mòn hoặc nhiệt độ cao hay không.
• Loại tín hiệu đầu ra: Chọn giữa đầu ra analog và kỹ thuật số dựa trên khả năng tương thích với các hệ thống điều khiển hiện có.
• Điều kiện môi trường: Yếu tố về nhiệt độ môi trường, độ ẩm, độ rung và các chứng chỉ khu vực nguy hiểm như ATEX hoặc IECEx.
• Kết nối quy trình: Xác minh kích thước ren và loại phụ kiện phù hợp với thông số kỹ thuật của đường ống hoặc thiết bị hiện có.

Thực hành tốt nhất về cài đặt và bảo trì

Việc lắp đặt đúng cách sẽ tác động đáng kể đến hiệu suất và tuổi thọ của máy phát áp lực. Gắn thiết bị ở vị trí không có rung động và biến động nhiệt độ quá mức giúp duy trì độ chính xác của phép đo theo thời gian. Nếu có thể, hãy lắp đặt máy phát gần điểm kết nối quy trình để giảm thiểu chiều dài ống, điều này có thể gây ra độ trễ tín hiệu hoặc mất áp suất.

Bảo trì thường xuyên bao gồm kiểm tra rò rỉ tại các kết nối của quy trình, xác minh hiệu chuẩn theo tiêu chuẩn tham chiếu đã biết và kiểm tra hệ thống dây điện và vòng đệm để tìm dấu hiệu hao mòn hoặc ăn mòn. Nhiều cơ sở công nghiệp thiết lập lịch hiệu chuẩn, thường là hàng năm hoặc sáu tháng một lần, tùy thuộc vào mức độ quan trọng của ứng dụng và các yêu cầu pháp lý.

Đối với các ứng dụng liên quan đến môi trường ăn mòn hoặc nhiệt độ cao, có thể sử dụng màng ngăn hoặc bộ phát gắn từ xa để bảo vệ bộ phận cảm biến khỏi tiếp xúc trực tiếp, kéo dài tuổi thọ hoạt động của thiết bị và giảm tần suất bảo trì.

Khắc phục sự cố thường gặp của máy phát áp suất

Khi máy phát áp suất tạo ra các kết quả không nhất quán hoặc không chính xác, trước tiên cần điều tra một số nguyên nhân phổ biến. Không khí bị mắc kẹt trong các đường xung có thể gây ra các kết quả dao động, đặc biệt là trong các ứng dụng chất lỏng. Chảy dòng đúng cách trong quá trình cài đặt giúp ngăn ngừa vấn đề này.

Nhiễu điện từ các thiết bị điện áp cao gần đó cũng có thể làm méo tín hiệu đầu ra, đặc biệt là ở các vòng lặp analog 4-20mA. Sử dụng cáp có vỏ bọc và các biện pháp nối đất thích hợp sẽ giảm nguy cơ này. Ngoài ra, hiện tượng trôi cảm biến theo thời gian là hiện tượng bình thường và cần được giải quyết bằng cách hiệu chuẩn lại định kỳ thay vì thay thế sớm.

Nếu máy phát bị lỗi hoàn toàn, việc kiểm tra điện áp nguồn và tính liên tục của dây vòng phải là bước chẩn đoán đầu tiên trước khi cho rằng cảm biến bị lỗi, vì các vấn đề về dây dẫn chiếm một phần đáng kể trong các trục trặc được báo cáo tại hiện trường.