Cảm biến áp suất: Khái Niệm và Nguyên Lý Hoạt Động

Pressure transmitter (cảm biến áp suất) là thiết bị đo lường công nghiệp được sử dụng rộng rãi để đo và chuyển đổi áp suất của chất lỏng, khí hoặc hơi thành tín hiệu điện analog hoặc digital. Thiết bị hoạt động dựa trên nguyên lý biến dạng đàn hồi của màng cảm biến khi chịu áp lực, tạo ra sự thay đổi điện trở, điện dung hoặc tần số cộng hưởng.

Các công nghệ cảm biến chính bao gồm piezoresistive (phổ biến nhất), capacitive (độ chính xác cao), thin-film resistive (độ nhạy cao) và fiber-optic (môi trường khắc nghiệt). Tín hiệu đầu ra tiêu chuẩn là 4-20mA hoặc giao thức số như HART, PROFIBUS PA, FOUNDATION Fieldbus.

Ứng Dụng Theo Ngành Công Nghiệp

Trong ngành dầu khí, pressure transmitter được sử dụng để giám sát áp suất đầu giếng, kiểm soát đường ống và mức chất lỏng trong bể chứa. Ngành hóa chất yêu cầu độ chính xác cao và khả năng chống ăn mòn cho các ứng dụng trong lò phản ứng và cột chưng cất.

So Sánh Cảm Biến Áp Suất: SITRANS P vs các hãng khác

Dòng Sản Phẩm SITRANS P của Siemens

SITRANS P DS III là dòng sản phẩm nổi bật với độ chính xác ≤ 0.065%, độ ổn định dài hạn ≤ 0.125% trong 60 tháng và khả năng tương thích SIL2/3. Sản phẩm hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông như HART, PROFIBUS PA và FOUNDATION Fieldbus.

So Sánh Cảm Biến Áp Suất với Các thương hiệu khác

Emerson Rosemount 3051 được coi là tiêu chuẩn công nghiệp với công nghệ Coplanar độc quyền, cho phép lắp đặt trực tiếp các phần tử đo lưu lượng và đa tạp. Honeywell SmartLine nổi bật với thiết kế modular và tỷ lệ turndown 400:1, gấp 3 lần so với Emerson (150:1).

Yokogawa EJX910A đạt độ chính xác cao nhất 0.03% nhờ công nghệ cảm biến silicon cộng hưởng. Endress+Hauser sử dụng công nghệ Ceraphire ceramic với khả năng chống ăn mòn cao gấp 5 lần so với thép không gỉ 316L.

Bảng Giá Đồng Hồ Đo Áp Suất Theo Từng Ngành

Phân Loại Giá Theo Ứng Dụng

Theo dữ liệu thị trường, Honeywell pressure transmitter có giá từ 2,000-4,500 INR (25-55 USD) cho các model cơ bản như PX2CG series. WIKA Model A-10 được bán với giá từ €130.70 (khoảng 140 USD), phù hợp cho ứng dụng công nghiệp chung.

Các smart pressure transmitter có giá từ 2,500-90,000 INR (30-1,100 USD) tùy theo độ chính xác và tính năng. Differential pressure transmitter chuyên dụng có thể có giá lên đến 65,000-123,300 INR (800-1,500 USD).

Thị trường toàn cầu pressure transmitter được định giá khoảng 2.8 tỷ USD năm 2021 và dự kiến đạt 4.2 tỷ USD năm 2031 với tốc độ tăng trưởng CAGR 4.1%. Top 10 công ty chiếm hơn 70% thị phần với doanh thu vượt 15 tỷ USD/năm.

Hướng Dẫn Lắp Đặt Thiết Bị Đo Áp Suất Chuyên Nghiệp

Vị Trí Lắp Đặt Điểm Lấy Áp

Nguyên tắc chọn vị trí pressure tap:

• Tránh khu vực ống cong, phân nhánh và dòng chảy tạo xoáy

• Lắp đặt phía trước các phần tử đo nhiệt độ

• Duy trì khoảng cách 2 lần đường kính ống từ van điều khiển (phía trước)

• Duy trì khoảng cách 3 lần đường kính ống từ van điều khiển (phía sau)

Quy Trình Lắp Đặt Chi Tiết

Bước 1: Chuẩn bị

• Chọn vị trí phù hợp, tránh rung động và nhiệt độ cực đoan

• Đảm bảo bề mặt lắp đặt sạch, phẳng và không có tạp chất

• Chuẩn bị dụng cụ: khóa lực, mũi khoan, ren nối

Bước 2: Kết nối đường ống

• Đối với khí: dốc đường dẫn về phía điểm lấy áp

• Đối với chất lỏng: dốc đường dẫn về phía thiết bị đo

• Sử dụng kích thước đường impulse phù hợp

• Lắp đặt van cách ly để bảo trì

Bước 3: Lắp đặt transmitter

• Lắp đặt theo phương thẳng đứng khi có thể

• Không áp dụng lực xoắn lên vỏ thiết bị, chỉ sử dụng mặt phẳng của đầu nối

• Đảm bảo kết nối chặt nhưng không quá chặt gây hư hại ren

Yêu Cầu An Toàn

• Tuân thủ yêu cầu ATEX/khu vực nguy hiểm

• Sử dụng ống luồn và đầu nối cáp thích hợp

• Thực hiện nối đất đúng quy cách

• Lắp đặt bảo vệ quá áp khi cần thiết

Hiệu Chuẩn và Bảo Trì Đo Áp Suất Công Nghiệp

Tần Suất Hiệu Chuẩn

Các bước thực hiện:

1. Ngắt nguồn điện an toàn trước khi thực hiện bất kỳ công việc bảo trì nào

2. Sử dụng chuẩn tham chiếu chính xác gấp 4 lần thiết bị cần hiệu chuẩn

3. Kiểm tra tại nhiều điểm trong dải đo (0%, 25%, 50%, 75%, 100%)

4. Thực hiện test cả chiều tăng và giảm để kiểm tra hysteresis

5. Ghi chép tất cả các số đọc và điều chỉnh

6. Xác minh giao thức truyền thông (HART/PROFIBUS)

Công Việc Bảo Trì Định Kỳ

Kiểm tra thường xuyên:

• Kiểm tra trực quan vỏ thiết bị và các kết nối

• Làm sạch bề mặt bên ngoài và màn hình hiển thị

• Kiểm tra kết nối cáp và seal

• Xác minh số đọc zero và span

• Test chức năng báo động và chẩn đoán

Xử lý sự cố thường gặp:

• Drift Issues: Kiểm tra điều kiện quy trình, xác minh hiệu chuẩn, kiểm tra màng cảm biến

• Communication Errors: Kiểm tra dây điện, xác minh cài đặt giao thức, test điện trở loop

• Display Problems: Kiểm tra nguồn điện, xác minh cài đặt hiển thị, test chức năng HMI

Đồng hồ đo áp suất nên được hiệu chuẩn trước khi rời khỏi nhà máy và không cần hiệu chuẩn lại trước khi lắp đặt nếu được bảo quản đúng cách. Tuy nhiên, để đảm bảo hiệu suất tốt nhất, các Đồng hồ đo áp suất nên được hiệu chuẩn định kỳ theo khuyến nghị của từng ngành và ứng dụng cụ thể.

Việc lựa chọn đúng loại cảm biến áp suất và thực hiện đúng quy trình lắp đặt, hiệu chuẩn sẽ đảm bảo độ chính xác và tuổi thọ của hệ thống đo lường, góp phần nâng cao hiệu quả vận hành và an toàn trong các quy trình công nghiệp.