Cảm biến áp suất 2 dây : Cấu tạo cách lắp đặt và ứng dụng

Cảm biến áp suất 2 dây 4-20mA là một trong những tín hiệu đầu ra được ưa chuộng trong lĩnh vực đo áp suất, chung với các tín hiệu như 0-10V, 0-5V, 0.5-4.5V và các loại khác. Cảm biến áp suất trong các ứng dụng như đo áp suất nước hoặc áp suất thuỷ lực thường sử dụng cảm biến áp suất tiêu chuẩn công nghiệp. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng sử dụng cảm biến áp suất 2 dây 4-20mA để điều khiển biến tần, việc này vẫn đôi khi gây khó khăn cho một số kỹ thuật viên lần đầu tiên sử dụng. 

Cấu tạo của cảm biến áp suất 2 dây 4-20mA

Cảm biến áp suất 4-20mA dạng 2 dây thường có thiết kế đồng nhất với việc tiếp xúc trực tiếp với môi chất áp suất cần đo thông qua kết nối cơ khí. Ngõ ra của tín hiệu đầu vào thường được trang bị 4 terminal, nhưng chỉ hai trong số chúng được sử dụng, đó là terminal 1 ( + ) và 2 ( – ).
Về cấu trúc, cảm biến áp suất 2 dây 4-20mA thường có thiết kế đơn giản, với các kết nối cơ khí tiêu chuẩn G1/4″ hoặc G1/2″. Phần kết nối điện có thể được lựa chọn làm bằng nhựa hoặc Inox để đáp ứng yêu cầu cụ thể của ứng dụng.

Xem thêm :

• Cảm biến áp suất nhiên liệu : Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Cách lắp đặt cảm biến áp suất 2 dây 4-20mA

Lắp đặt cơ khí

Quá trình lắp đặt phần cơ khí của cảm biến áp suất thường dễ dàng khi chỉ cần sử dụng ren của cảm biến cùng với ống cao su non để đảm bảo chống rò rỉ áp suất. Tuy nhiên, việc lắp đặt cơ khí đặt ra một vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến tuổi thọ của cảm biến. Trong trường hợp sử dụng cảm biến áp suất trong môi trường nước nóng hoặc trong lò hơi, việc sử dụng ống syphon là bắt buộc để giảm nhiệt độ cho cảm biến áp suất.

Lắp đặt phần điện

• Việc lắp đặt phần điện của cảm biến áp suất mặc dù đơn giản với những người đã có kinh nghiệm sử dụng cảm biến áp suất, nhưng lại khá khó khăn đối với người lần đầu tiên tiếp xúc với cảm biến áp suất 2 dây 4-20mA. 
• Kết nối cảm biến áp suất với biến tần hoặc PLC đòi hỏi sự chú ý đặc biệt. Hình dạng sơ đồ kết nối cảm biến áp suất 4-20mA 2 dây hướng dẫn cách kết nối cảm biến với thiết bị điều khiển. Đa phần các PLC và biến tần chỉ nhận tín hiệu 4-20mA có nguồn (active), trong khi cảm biến áp suất 2 dây 4-20mA trả về tín hiệu 4-20mA không nguồn (passive). Vì vậy, cần phải cung cấp một nguồn ngoại vi vào cảm biến, nhưng do cảm biến chỉ có 2 dây, việc đấu dây phải thực hiện theo hướng dẫn để tạo ra một vòng kín cho PLC.
• Tất cả các cảm biến áp suất đều có 4 chân. Tuy nhiên, theo quy ước chung của các hãng trên thế giới, chân số 1 thường là chân Dương (+), chân số 2 là chân Âm (–), chân số 3 không sử dụng và chân còn lại đấu mass.

Giải thích cách đấu dây cảm biến áp suất 4-20mA 2 dây

Theo hướng dẫn kết nối dây của cảm biến áp suất 2 dây 4-20mA như đã mô tả, việc đấu chân Âm của cảm biến vào chân Dương của PLC có thể làm bối rối những người thực hiện kết nối lần đầu. Tuy nhiên, điều này là kết quả của việc chân Âm của cảm biến áp suất thực tế là chân truyền tín hiệu đến chân Dương của PLC.
Quá trình truyền tín hiệu có thể gây khó khăn trong việc hiểu đối với những người mới bắt đầu. Nhưng cần lưu ý rằng cảm biến chỉ sử dụng 2 dây, do đó dòng điện sẽ tạo ra một vòng kín khi Mass của Nguồn và Mass của PLC được kết nối với nhau.

Ứng dụng của cảm biến áp suất 4-20mA

Cảm biến áp suất 4-20mA cho lò hơi

Trong khu vực lò hơi, việc sử dụng nhiều cảm biến áp suất là quan trọng để đo áp suất trong lò hơi và áp suất của hơi ra khỏi lò. Giám sát áp suất không chỉ tăng tính an toàn cho lò hơi mà còn giúp tiết kiệm năng lượng sinh hơi. Để đảm bảo độ bền của cảm biến áp suất khi tiếp xúc với nhiệt độ của lò hơi, việc lắp thêm ống siphon giảm nhiệt là cần thiết.

Cảm biến áp suất 4-20mA cho biến tần

Trong ứng dụng điều khiển bơm nước qua biến tần, cảm biến áp suất đóng vai trò quan trọng. Tín hiệu analog 4-20mA/0-10V từ cảm biến sẽ được đưa vào biến tần. Trong quá khứ, biến tần thường chỉ nhận tín hiệu 0-10V, nhưng hiện nay với sự tiến bộ của công nghệ, hầu hết các biến tần có khả năng nhận tín hiệu 4-20mA mà không cần bộ chuyển đổi, tạo sự thuận tiện và giảm chi phí.

Cảm biến áp suất 4-20mA cho máy nén khí

Trong hệ thống máy nén khí, sử dụng 2-3 cảm biến áp suất 4-20mA giúp giám sát áp suất thực tế tại các khu vực quan trọng của máy nén. Việc này giúp đảm bảo rằng máy nén luôn hoạt động ổn định, đủ tải mà không vượt quá áp suất an toàn. Điều này làm tăng hiệu suất và tuổi thọ của máy nén khí.
Ngoài ra, cảm biến áp suất 4-20mA còn có nhiều ứng dụng khác trong công nghiệp với các dãy áp suất chuẩn như: 0-4 bar, 0-6 bar, 0-10 bar, 0-16 bar, 0-25 bar, 0-40 bar, và nhiều dãy áp suất khác.

Chọn cảm biến áp suất 2 dây 4-20mA

Lựa chọn cảm biến áp suất 4-20mA 2 dây cho các ứng dụng cơ bản như đo áp suất nước, đo áp suất máy nén khí, đo áp suất thuỷ lực, đo áp suất hơi nóng… có thể được thực hiện bằng cách tuân theo các thông số kỹ thuật sau:

Chọn dãy đo áp suất

• Chọn dãy đo áp suất phù hợp với yêu cầu của ứng dụng, tiếp xúc với dãy đo chuẩn của các hãng.
• Tối ưu là chọn dãy đo gần bằng với yêu cầu cụ thể, vì hầu hết các cảm biến áp suất có khả năng chịu quá áp lớn, thậm chí lên tới 2 lần giá trị trong dãy đo. 0-1 bar, 0-2.5 bar, 0-4 bar, 0-6 bar, 0-10 bar, 0-16 bar, 0-25 bar, 0-40 bar, 0-60 bar, 0-100 bar, 0-160 bar, 0-250 bar, 0-400 bar, 0-600 bar.

Lưu ý rằng một số cảm biến có tiêu chuẩn thấp có thể yếu đuối về khả năng chịu quá áp và chống sốc, nên ưu tiên sử dụng cảm biến có nguồn gốc từ Châu Âu hoặc G7 để đảm bảo độ bền bỉ.

Kiểu kết nối cơ khí

• Phổ biến hai kiểu kết nối cơ khí là G1/2" (tương đương ren 21 mm) và G1/4" (tương đương ren 13 mm).
• Cũng có các kiểu kết nối khác như G1/4 NPT, G1/2 NPT, G3/4, hoặc G3/8”.
• Lựa chọn chuẩn ren phổ biến giúp tiện lợi trong việc thay thế và sửa chữa khi cảm biến gặp vấn đề.

Kiểu kết nối bằng điện

• Thông thường sử dụng chuẩn kết nối theo tiêu chuẩn ISO4400, có cách tháo lắp dễ dàng.
• Nếu có điều kiện, ưu tiên lựa chọn phần kết nối bằng điện với vật liệu bằng Inox thay vì Nhựa của ISO4400.
• Việc này có thể tăng chi phí, nhưng đối với các ứng dụng quan trọng, việc sử dụng chuẩn cao sẽ đảm bảo độ bền và ổn định hơn.