Đồng hồ đo chênh lệch áp suất

Đồng hồ đo chênh lệch áp suất (Differential Pressure Gauge – DP Gauge) là thiết bị dùng để đo sự chênh lệch áp suất giữa hai điểm trong hệ thống. Thiết bị được ứng dụng rộng rãi trong đo lưu lượng, giám sát mức chất lỏng, theo dõi tình trạng bộ lọc, điều khiển quy trình công nghiệp, hệ thống HVAC, thiết bị y tế, phòng sạch và nhiều lĩnh vực kỹ thuật khác.

Đồng hồ đo chênh lệch áp suất chủ yếu được chia thành hai loại: loại cơ khí và loại điện tử (bộ truyền áp suất chênh lệch). Các mẫu cơ khí thường sử dụng thân nhôm đúc nguyên khối kết hợp cơ cấu truyền động từ tính và bánh răng xoắn, không cần sử dụng chất lỏng truyền áp. Thiết bị có khả năng chống rung tốt, chống quá áp và hạn chế hiện tượng sai lệch kim đo theo thời gian.

Một số model được trang bị màn hình LCD và cấu trúc chống nhiễu điện từ nhằm nâng cao khả năng hiển thị và độ ổn định khi làm việc trong môi trường công nghiệp.

Phạm vi đo của đồng hồ chênh áp khá rộng, từ -15Pa đến 210kPa, với độ chính xác từ ±0,1% đến ±2%FS. Thiết bị có thể hoạt động trong môi trường nhiệt độ từ -70℃ đến 60℃.

Thông số kỹ thuật đồng hồ đo chênh lệch áp suất

• Phạm vi đo: từ -15Pa ~ 210kPa
• Độ chính xác: ±0,1% ~ ±2%FS
• Áp suất định mức: -68 ~ 103kPa
• Áp suất quá tải: khoảng 172kPa
• Nhiệt độ hoạt động: -70℃ ~ 60℃
• Kết nối áp suất: ren 1/8″ NPT
• Vật liệu vỏ: nhôm đúc nguyên khối
• Tín hiệu đầu ra: hiển thị cơ khí, 4~20mA, RS485 (tùy chọn)
• Chỉ số bảo vệ: IP65
• Nguồn cấp: 24VDC hoặc pin (tùy model)
• Ứng dụng: HVAC, phòng sạch, lọc khí, đo lưu lượng và hệ thống công nghiệp.

Giới thiệu chung về đồng hồ đo áp suất chênh lệch

Đồng hồ đo áp suất chênh lệch là thiết bị dùng để đo sự chênh lệch áp suất giữa hai điểm trong chất lỏng hoặc khí trong đường ống, bồn chứa và hệ thống công nghiệp.

Nguyên lý hoạt động của thiết bị dựa trên việc phát hiện sự khác biệt áp suất giữa hai cổng kết nối gồm cổng áp suất cao (HP) và cổng áp suất thấp (LP), sau đó chuyển đổi thành tín hiệu hiển thị cơ học hoặc tín hiệu điện tương ứng.

Khác với đồng hồ đo áp suất thông thường chỉ sử dụng một cổng kết nối, đồng hồ đo áp suất chênh lệch luôn có hai cổng áp suất để thực hiện phép đo chênh lệch giữa hai vị trí trong hệ thống.

Ngoài chức năng đo chênh áp, thiết bị cũng có thể được sử dụng để đo áp suất tương đối bằng cách mở một cổng áp suất ra môi trường bên ngoài và sử dụng áp suất khí quyển làm giá trị tham chiếu.

Lịch sử phát triển đồng hồ đo chênh lệch áp suất

Các bộ truyền áp suất chênh lệch ban đầu sử dụng nguyên lý dịch chuyển lớn, điển hình như đồng hồ đo chênh áp phao thủy ngân và bộ truyền áp suất chênh lệch màng ngăn. Các thiết bị này có độ chính xác thấp, kích thước cồng kềnh và khả năng ứng dụng còn hạn chế.

Vào giữa những năm 1950, các bộ truyền áp suất chênh lệch cân bằng lực bắt đầu xuất hiện với độ chính xác được cải thiện hơn. Tuy nhiên, do lực phản hồi nhỏ, kết cấu phức tạp nên các thiết bị này vẫn tồn tại nhiều hạn chế về độ tin cậy, độ ổn định và khả năng chống rung động.

Đến giữa những năm 1970, cùng với sự phát triển của vật liệu mới, công nghệ chế tạo và đặc biệt là công nghệ điện tử, các bộ truyền áp suất chênh lệch dịch chuyển nhỏ với thiết kế gọn nhẹ và cấu trúc đơn giản hơn đã được phát triển rộng rãi.

Bước sang thập niên 1990, sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ đã giúp nâng cao đáng kể độ chính xác của thiết bị đo áp suất chênh lệch. Các bộ truyền dần được phát triển theo hướng thông minh hóa, hỗ trợ truyền tín hiệu số nhằm thuận tiện cho việc thu thập và xử lý dữ liệu.

Trong giai đoạn này, nhiều công nghệ cảm biến mới cũng được ứng dụng như cảm biến điện dung, cảm biến điện trở áp silicon khuếch tán, cảm biến cảm ứng chênh lệch và cảm biến điện dung gốm, giúp cải thiện hiệu suất đo, độ ổn định và khả năng thích ứng trong nhiều môi trường công nghiệp khác nhau.

Phân loại và đặc điểm đồng hồ đo chênh lệch áp suất

Các đồng hồ đo áp suất chênh lệch chủ yếu được chia thành hai loại dựa trên công nghệ cảm biến: đồng hồ đo áp suất chênh lệch cơ khí và bộ truyền áp suất chênh lệch điện tử.

Đồng hồ đo áp suất chênh lệch cơ khí

Đồng hồ đo áp suất chênh lệch cơ khí bao gồm các loại màng ngăn, ống thổi và ống chữ U. Nguyên lý hoạt động của chúng dựa trên sự biến dạng của phần tử đàn hồi do chênh lệch áp suất tạo ra hoặc phản ánh trực tiếp chênh lệch áp suất thông qua độ cao cột chất lỏng.

Các thiết bị cơ khí không cần nguồn điện bên ngoài, có cấu trúc đơn giản và khả năng chống nhiễu điện từ tốt. Tuy nhiên, độ chính xác của chúng tương đối thấp, thường trong khoảng ±1%~2%FS, và chủ yếu chỉ dùng để hiển thị tại chỗ mà không hỗ trợ truyền tín hiệu từ xa.

Bộ truyền áp suất chênh lệch điện tử

Bộ truyền áp suất chênh lệch điện tử sử dụng các công nghệ cảm biến như điện trở áp, điện dung và cảm biến cộng hưởng để chuyển đổi chênh lệch áp suất thành tín hiệu điện tiêu chuẩn như 4~20mA.

Loại thiết bị này có độ chính xác cao, thường đạt từ ±0,1%~0,5%FS, đồng thời hỗ trợ truyền tín hiệu từ xa, điều khiển tự động và thu thập dữ liệu. Tuy nhiên, chúng cần nguồn điện cấp ngoài và chi phí thường cao hơn so với các loại cơ khí truyền thống.

Các dạng sản phẩm khác đồng hồ đo chênh lệch áp suất

Ngoài hai loại chính trên, thị trường còn có nhiều dạng đồng hồ đo áp suất chênh lệch khác nhau:

Đồng hồ đo áp suất chênh lệch thông minh tích hợp màn hình hiển thị, bảng mạch điều khiển và các chức năng thông minh

Đồng hồ đo áp suất chênh lệch kỹ thuật số cầm tay với khả năng đọc số trực tiếp, lưu trữ dữ liệu và bù nhiệt độ tự động

Vi áp kế kỹ thuật số sử dụng chip công suất thấp, màn hình LCD lớn và hỗ trợ giao tiếp RS232/RS485, phù hợp cho đo khí ở dải áp suất thấp.

Đặc trưng đồng hồ đo chênh lệch áp suất

Đúc hoàn toàn bằng nhôm

Cơ cấu bánh răng trục vít xoắn ốc từ tính về cơ bản loại bỏ ma sát sinh ra trong truyền động bánh răng. (Sản phẩm được cấp bằng sáng chế kiểu mẫu quốc gia)

Không cần phải đổ chất lỏng vào đồng hồ đo.

Cơ chế chuyển động của kim chỉ thị không bị ảnh hưởng bởi quán tính và hiện tượng trôi lệch.

Về cơ bản là không có độ trễ.

Khả năng chống rung và xóc tuyệt vời.

Nó có thể đo áp suất dương, áp suất âm hoặc áp suất chênh lệch.

Phạm vi đo, tối thiểu -15Pa đến 30Pa, tối đa 0 – 210kPa.

Hai cổng đo áp suất (bên hông và phía sau) + ba phương pháp lắp đặt = ứng dụng linh hoạt và dễ thích nghi.

Độ chính xác tốt với giá cả hợp lý.

Các chỉ số kỹ thuật đồng hồ đo chênh lệch áp suất

Các thông số chính cần xem xét khi lựa chọn model bao gồm: phạm vi đo (ΔP), cấp độ chính xác (ví dụ: ±0,5%FS), khả năng tương thích môi trường (vật liệu màng phải phù hợp với môi chất ăn mòn), tín hiệu đầu ra (mặt hiển thị cơ khí, 4~20mA, giao tiếp kỹ thuật số, v.v.) và cấp độ bảo vệ môi trường (xếp hạng IP, chứng nhận chống cháy nổ).

Áp suất định mức: -68 ~ 103kPa

Áp suất quá tải: nút cao su chống quá áp sẽ vỡ ở áp suất khoảng 172kPa.

Kết nối quy trình: cả cổng áp suất cao và áp suất thấp đều sử dụng ren 1/8″, gồm hai bộ (một bộ ở bên hông và một bộ ở phía sau).

Vật liệu vỏ: nhôm đúc khuôn, thân chính và các bộ phận bằng nhôm mạ crom đã vượt qua thử nghiệm phun muối 168 giờ, lớp phủ ngoài cùng màu xám đậm.

Độ chính xác: ±2%FS ở 21℃ (3% đối với loại -125Pa; 250Pa, và 4% đối với loại -60Pa).

Phụ kiện tiêu chuẩn: 2 nút bịt 1/8 NPT, 2 đầu nối ống cao su ren 1/8″ và 3 kẹp vít lắp chìm kèm vít (đối với tùy chọn MP và HP, ba vít trên được thay thế bằng vòng lắp và vòng giữ).

Ứng dụng đồng hồ đo chênh lệch áp suất

Đồng hồ đo áp suất chênh lệch được sử dụng rộng rãi để đo áp suất của quạt và máy thổi, điện trở của bộ lọc, tốc độ gió, áp suất lò nung, áp suất chênh lệch của tấm chắn lỗ, mực chất lỏng và áp suất của bộ khuếch đại chất lỏng hoặc hệ thống thủy lực. Thiết bị cũng được sử dụng để kiểm soát tỷ lệ không khí – khí và điều khiển van tự động trong quá trình đốt cháy, đồng thời theo dõi huyết áp và áp suất hô hấp trong các thiết bị y tế và chăm sóc sức khỏe.

Đồng hồ đo áp suất chênh lệch có phạm vi ứng dụng rất rộng, chủ yếu bao gồm điều khiển quy trình công nghiệp và đo lường chất lỏng, lĩnh vực HVAC (sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí), y tế và phòng thí nghiệm, bảo vệ môi trường và năng lượng, công nghiệp thực phẩm và dược phẩm cùng nhiều lĩnh vực khác.

Trong điều khiển quy trình công nghiệp và đo lường chất lỏng, thiết bị được sử dụng để giám sát và điều chỉnh lưu lượng, phát hiện mức chất lỏng, kiểm tra điện trở và tình trạng tắc nghẽn đường ống.

Trong lĩnh vực HVAC và xây dựng, đồng hồ đo áp suất chênh lệch được sử dụng để cân bằng lưu lượng không khí, điều khiển áp suất không khí, giám sát hiệu suất quạt, theo dõi áp suất chênh lệch của bộ lọc không khí và kiểm soát áp suất phòng sạch. Giá trị áp suất chênh lệch tiêu chuẩn của phòng sạch thường nằm trong khoảng từ 5 ~ 20Pa.

Trong lĩnh vực y tế và phòng thí nghiệm, thiết bị được ứng dụng để kiểm soát lưu lượng khí trong máy thở, thiết bị gây mê và hệ thống hút khí; kiểm soát lưu lượng và áp suất chất lỏng trong máy bơm truyền dịch và máy lọc máu; đồng thời giám sát áp suất chênh lệch và chất lượng không khí trong phòng mổ, phòng áp suất âm và tủ an toàn sinh học.

Trong lĩnh vực bảo vệ môi trường và năng lượng, đồng hồ đo áp suất chênh lệch được sử dụng để giám sát khí thải, thử nghiệm pin nhiên liệu và lớp khuếch tán khí.

Trong ngành thực phẩm và dược phẩm, thiết bị được dùng để kiểm soát quy trình chiết rót vô trùng, khu vực sạch và điều khiển quá trình trong bể lên men.

Ngoài ra, đồng hồ đo áp suất chênh lệch còn được ứng dụng trong giám sát cửa hút khí động cơ ô tô, thử nghiệm độ kín khí của toa tàu cao tốc, thử nghiệm khí động học hàng không vũ trụ, nghiên cứu động lực học chất lỏng trong phòng thí nghiệm và giám sát khí tượng.