Đăng ngày · Cập nhật
Cảm biến áp suất (pressure sensor, pressure transmitter) là thiết bị biến áp suất của chất lỏng, khí hoặc hơi thành tín hiệu điện – phổ biến nhất là 4–20 mA – để PLC, biến tần hoặc màn hình đọc và điều khiển. Chọn đúng cảm biến áp suất cần năm thông tin: dải đo, loại áp suất (tương đối, tuyệt đối, chênh áp), môi chất và nhiệt độ, kiểu kết nối cơ khí, tín hiệu ra. Bài này giải thích nguyên lý, cách chọn, lắp đặt, đấu dây và các lỗi hay gặp.
Cảm biến áp suất là gì?
Mục lục
Bên trong cảm biến có một màng cảm biến: khi áp suất thay đổi, màng biến dạng rất nhỏ và phần tử đo (điện trở, tụ điện) đổi giá trị theo. Mạch điện tử chuẩn hóa sự thay đổi đó thành tín hiệu tiêu chuẩn.
| Thiết bị | Đầu ra | Dùng khi |
|---|---|---|
| Cảm biến / transmitter áp suất | Tín hiệu liên tục 4–20 mA, 0–10 V, Modbus | Cần đưa áp suất về PLC, SCADA, điều khiển biến tần |
| Đồng hồ áp suất (áp kế) | Kim chỉ thị, không có tín hiệu điện | Chỉ cần xem tại chỗ – xem áp kế kiểu lò xo |
| Công tắc áp suất | Tiếp điểm đóng/ngắt tại ngưỡng | Bảo vệ đơn giản: cạn nước, quá áp |
Nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất
| Công nghệ | Ưu điểm | Hạn chế | Hay dùng cho |
|---|---|---|---|
| Áp trở silicon (piezoresistive) | Nhạy, chính xác, giá hợp lý, dải đo rộng | Cần màng cách ly và dầu truyền áp với môi chất ăn mòn | Nước, khí nén, dầu, quá trình công nghiệp nói chung |
| Điện dung gốm (ceramic capacitive) | Màng gốm bền hóa chất, chịu quá áp tốt, không có dầu | Dải đo cao bị giới hạn hơn | Nước thải, hóa chất, đo mức thủy tĩnh |
| Màng mỏng kim loại (thin-film strain gauge) | Chịu rung, chịu áp cao, ổn định lâu dài | Độ nhạy ở dải thấp kém hơn | Thủy lực, máy công trình, áp suất cao |
| Áp điện (piezoelectric) | Đo áp suất biến thiên rất nhanh | Không đo được áp suất tĩnh | Đo xung áp, động cơ, thử nghiệm |
So sánh chi tiết từng công nghệ: cảm biến áp suất áp điện, áp trở, strain gauge và điện dung gốm.
Các loại áp suất cần đo
- Áp suất tương đối (gauge): so với áp suất khí quyển – loại dùng nhiều nhất cho đường ống nước, khí nén, thủy lực.
- Áp suất tuyệt đối (absolute): so với chân không tuyệt đối – dùng khi đo chân không, áp hơi, hoặc khi áp khí quyển thay đổi ảnh hưởng kết quả.
- Áp suất chênh lệch (differential): hiệu áp giữa hai điểm – đo nghẹt lọc, lưu lượng qua tấm orifice, mức bồn kín. Xem cảm biến chênh áp.
- Áp suất âm và hỗn hợp (vacuum, compound): dải đo có cả phần chân không và áp dương, ví dụ −1…+5 bar.
Quy đổi nhanh: 1 bar = 100 kPa = 0,1 MPa ≈ 14,5 psi ≈ 10,2 m cột nước.
Tín hiệu ngõ ra của cảm biến áp suất
| Tín hiệu | Số dây | Đặc điểm |
|---|---|---|
| 4–20 mA | 2 dây | Phổ biến nhất, chống nhiễu tốt, đi dây xa, phát hiện được đứt dây (dòng về 0 mA) |
| 0–10 V, 1–5 V | 3 dây | Đơn giản, hợp khoảng cách ngắn trong tủ máy |
| 4–20 mA + HART | 2 dây | Cài đặt dải đo, đọc chẩn đoán từ xa bằng HART |
| RS485 Modbus RTU | 4 dây | Nhiều cảm biến trên một đường dây, đọc thêm nhiệt độ, trạng thái |
| IO-Link | 3 dây | Cài đặt và chẩn đoán qua master IO-Link, hay gặp trên máy móc |
Khác nhau giữa các chuẩn tín hiệu: tín hiệu 4–20 mA và 0–10 V.
Cách chọn cảm biến áp suất (7 bước)
- Dải đo: chọn sao cho áp suất làm việc bình thường nằm khoảng 50–75% thang đo; áp suất lớn nhất (kể cả búa nước) không vượt giới hạn quá áp của cảm biến.
- Loại áp suất: tương đối, tuyệt đối hay chênh áp.
- Môi chất và vật liệu tiếp xúc: nước sạch, khí nén dùng inox 316L; axit, kiềm, nước thải nên dùng màng gốm hoặc vật liệu đặc biệt (Hastelloy, PTFE); chất đặc, dễ đóng cặn dùng màng phẳng hoặc màng cách ly (diaphragm seal).
- Nhiệt độ môi chất: hơi nóng cần ống siphon hoặc bộ tản nhiệt; thực phẩm, dược phẩm cần màng phẳng kết nối clamp vi sinh.
- Kết nối cơ khí: ren G1/4, G1/2, 1/2″ NPT, mặt bích hoặc clamp – trùng với đường ống hiện có để khỏi phải gia công.
- Tín hiệu và nguồn: 4–20 mA 2 dây nguồn 24 VDC là lựa chọn an toàn cho PLC; cần Modbus nếu muốn đọc nhiều cảm biến trên một đường.
- Độ chính xác và môi trường: 0,25–0,5% thang đo đủ cho hầu hết ứng dụng; ngoài trời chọn cấp bảo vệ IP65 trở lên; khu vực dễ cháy nổ cần chứng nhận Ex – xem tiêu chuẩn ATEX, IECEx.
Đấu dây cảm biến áp suất
- 4–20 mA 2 dây: dây (+) của cảm biến nối nguồn 24 VDC, dây (−) vào ngõ vào analog của PLC; vòng dòng khép kín qua PLC.
- 0–10 V 3 dây: nguồn (+), chung (0 V) và dây tín hiệu ra; dây 0 V của cảm biến và của ngõ vào PLC phải chung.
- Dùng cáp bọc chống nhiễu, nối vỏ chống nhiễu một đầu phía tủ điện, đi tách khỏi cáp động lực biến tần.
Sơ đồ chi tiết cho 2 dây, 3 dây, 4 dây: cách đấu dây cảm biến áp suất 4–20 mA vào PLC.
Lắp đặt đúng để cảm biến bền và đo chuẩn
- Lắp van khóa trước cảm biến để tháo kiểm định mà không phải dừng hệ thống; đo chênh áp dùng manifold 3 hoặc 5 van.
- Đường ống có búa nước, xung áp (sau bơm, van đóng nhanh) cần lắp bộ giảm chấn (snubber).
- Hơi nóng: luôn dùng ống siphon có nước ngưng để màng cảm biến không tiếp xúc trực tiếp với hơi.
- Đo chất lỏng: lấy áp ở cạnh hoặc dưới ống để tránh bọt khí; đo khí: lấy áp ở phía trên ống để nước ngưng chảy về ống.
- Tránh lắp sát nguồn rung mạnh hoặc gần cáp động lực.
Lỗi thường gặp của cảm biến áp suất
| Hiện tượng | Nguyên nhân thường gặp | Hướng xử lý |
|---|---|---|
| Tín hiệu 0 mA, PLC báo đứt dây | Đứt dây, mất nguồn 24 V, đấu ngược cực | Đo nguồn và dòng trong vòng 4–20 mA |
| Đứng yên ở 4 mA dù có áp | Van khóa đóng, ống lấy áp bị tắc, màng hỏng | Kiểm tra van, vệ sinh ống lấy áp |
| Vượt 20 mA hoặc báo quá thang | Áp suất vượt dải đo, cảm biến hỏng do quá áp | Kiểm tra áp thực tế, chọn lại dải đo |
| Điểm 0 bị lệch (khi không có áp vẫn báo) | Trôi theo thời gian, nhiệt độ, màng biến dạng do búa nước | Hiệu chỉnh zero; nếu lệch lớn, thay cảm biến – xem hướng dẫn hiệu chỉnh cảm biến áp suất |
| Giá trị dao động liên tục | Xung áp từ bơm, bọt khí, nhiễu điện | Lắp snubber, bật lọc (damping) trong PLC, kiểm tra cáp chống nhiễu |
| Hỏng sau mưa | Nước vào giắc cắm, cấp bảo vệ IP thấp | Dùng giắc kín, cáp đúc liền, che chắn |
Ứng dụng tiêu biểu
- Trạm bơm, cấp nước: điều khiển áp không đổi bằng biến tần – xem cảm biến áp suất cho bơm tăng áp và trạm cấp nước đô thị.
- Thủy lực, máy móc: cảm biến áp suất compact MOSE MSP-C.
- Thực phẩm, dược phẩm: cảm biến màng phẳng MOSE MSP-S.
- Hóa chất: chọn vật liệu và màng ngăn cho ngành hóa chất.
- Đo mức bồn, giếng: cảm biến áp suất thủy tĩnh thả chìm.
Thương hiệu cảm biến áp suất tại HOANTRANTDH
HOANTRANTDH cung cấp cảm biến áp suất Georgin (Pháp), MOSE, Anhui Tiankang và tìm nguồn các hãng khác theo mã yêu cầu. Tổng quan các dòng đồng hồ, công tắc và transmitter: thiết bị đo áp suất công nghiệp; riêng dòng MOSE: cảm biến áp suất MOSE.
Nhận tư vấn và báo giá cảm biến áp suất
Gửi cho chúng tôi: môi chất · dải áp làm việc và áp lớn nhất · nhiệt độ · kiểu kết nối ren · tín hiệu ra cần dùng · số lượng. Kỹ sư sẽ đề xuất model phù hợp và báo giá.
→ Liên hệ tư vấn cảm biến áp suất qua Zalo
Xem thêm: Công tắc áp suất: các loại, cách chọn và giá tham khảo 2026, Cerabar PMC71B – thông số và mã thay thế.
Xem thêm: cảm biến áp suất giá bao nhiêu – bảng giá 2026 theo nhóm.
Câu hỏi thường gặp
Cảm biến áp suất 4–20 mA nghĩa là gì? Cảm biến xuất dòng 4 mA ở đầu thang đo và 20 mA ở cuối thang. Ví dụ dải 0–10 bar: 4 mA = 0 bar, 12 mA = 5 bar, 20 mA = 10 bar.
Nên chọn dải đo bao nhiêu? Chọn để áp làm việc nằm khoảng 50–75% thang đo. Áp 6 bar thì dải 0–10 bar là hợp lý.
Cảm biến áp suất và transmitter áp suất khác nhau thế nào? Trong thực tế hai tên thường dùng thay nhau; transmitter là loại đã có mạch chuẩn hóa tín hiệu 4–20 mA hoặc 0–10 V để đưa trực tiếp vào PLC.
Đo áp suất hơi nóng có cần phụ kiện gì? Cần ống siphon (và van khóa) để màng cảm biến không tiếp xúc trực tiếp với hơi nhiệt độ cao.
Cần báo giá hoặc tư vấn kỹ thuật?
Để lại thông tin, kỹ sư HOANTRANTDH sẽ liên hệ trong giờ làm việc.
BÀI VIẾT LIÊN QUAN
Tín hiệu 4-20mA và loại đấu dây Sơ đồ minh họa: Cách Đấu Dây Cảm Biến Áp Suất 4-20mA (2 Dây, 3 Dây, 4 Dây) Cảm biến áp suất công nghiệp phổ biến nhất dùng tín hiệu 4-20mA (4mA = mức thấp nhất, 20mA = cao nhất). Có 3 kiểu đấu dây: Loại Số dây […]
Cảm biến nhiệt độ là gì? Sơ đồ minh họa: Cảm Biến Nhiệt Độ Cảm biến nhiệt độ là thiết bị đo nhiệt độ và chuyển thành tín hiệu để đưa về bộ điều khiển, hiển thị hay SCADA. Hai loại phổ biến nhất trong công nghiệp là Pt100 (RTD) và can nhiệt (thermocouple). Tín […]
Cảm biến chênh áp là gì? Sơ đồ minh họa: Cảm Biến Chênh Áp Cảm biến chênh áp (differential pressure transmitter) đo chênh lệch áp suất giữa hai điểm (đầu “+” và đầu “–”) rồi chuyển thành tín hiệu chuẩn 4-20mA/0-10V. Khác với cảm biến áp suất thường (đo tại một điểm so với khí […]