Cảm biến áp suất lò hơi là gì? Nguyên lý và ứng dụng thực tế

Cảm biến áp suất lò hơi đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho quá trình vận hành lò hơi. Thiết bị này không chỉ giúp phát hiện kịp thời những bất thường về áp suất mà còn hỗ trợ tối ưu hiệu suất hoạt động, kéo dài tuổi thọ của hệ thống. Trong bài viết này, GreenBoiler sẽ cùng bạn khám phá chi tiết về cảm biến áp suất lò hơi, từ nguyên lý hoạt động đến các ứng dụng thực tiễn.

Cảm biến áp suất lò hơi là gì?

Cảm biến áp suất lò hơi (Boiler Pressure Sensor) là thiết bị chuyên dụng dùng để đo đạc, giám sát và điều chỉnh áp suất bên trong lò hơi, đảm bảo hệ thống vận hành hiệu quả và an toàn. Loại cảm biến này được thiết kế với khả năng chịu nhiệt độ cao và kháng ăn mòn, phù hợp với môi trường làm việc khắc nghiệt của ngành công nghiệp lò hơi.

Với sự hỗ trợ của cảm biến áp suất, áp suất trong lò được kiểm soát chặt chẽ, ngăn ngừa các tình huống nguy hiểm. Nếu áp suất có sự bất thường, hệ thống lò hơi có thể gặp phải những rủi ro nghiêm trọng:

• Áp suất quá cao: Có thể gây ra tình trạng nứt vỡ hoặc thậm chí phát nổ. Bên cạnh đó, áp suất tăng đột biến sẽ làm giảm đáng kể tuổi thọ của các thiết bị và đường ống dẫn do hiện tượng oxy hóa. Hơi nước được tạo ra trong điều kiện áp suất quá cao thường chứa nhiều nước hoặc tạp chất, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm hơi.
• Áp suất quá thấp: Khi áp suất không đạt mức cần thiết, lượng nhiệt sinh ra không đủ, làm giảm đáng kể hiệu suất lò hơi. Ngoài ra, nước không được đun sôi hoàn toàn sẽ dễ hình thành cặn bẩn hoặc bám cặn bên trong lò, dẫn đến các vấn đề bảo trì phức tạp và tốn kém hơn. 

Áp suất lò hơi tác động không nhỏ đến hiệu quả vận hành lò 

Cấu tạo của cảm biến áp suất lò hơi

Cảm biến áp suất của lò hơi có cấu tạo gồm nhiều bộ phận khác nhau, được thiết kế để hoạt động ổn định trong môi trường nhiệt độ và áp suất cao. Mặc dù mỗi nhà sản xuất có thể có các cải tiến riêng, nhưng các cảm biến này thường bao gồm những thành phần cơ bản sau:

Lớp màng cảm biến

Lớp màng cảm biến chịu trách nhiệm trực tiếp trong việc nhận biết áp suất của môi trường. Tùy thuộc vào dải đo của từng loại cảm biến, lớp màng này sẽ được chế tạo từ các vật liệu khác nhau như ceramic hoặc thép không gỉ (INOX). Loại vật liệu sử dụng không chỉ ảnh hưởng đến độ chính xác mà còn quyết định khả năng chống chịu ăn mòn và tuổi thọ của cảm biến. 

Cảm biến áp suất lò hơi có khả năng chống mài mòn cao

Bộ phận tiếp điểm

Bộ tiếp điểm của cảm biến đóng vai trò là giao diện kết nối giữa cảm biến và các thiết bị ngoại vi. Nó cung cấp các cổng đầu ra để kết nối với các thiết bị như bộ hiển thị áp suất, bộ chuyển đổi tín hiệu, hoặc hệ thống điều khiển. Thường thì bộ tiếp điểm được thiết kế theo các tiêu chuẩn chống thấm và chống bụi, như IP65, IP66 hoặc IP67, để đảm bảo khả năng hoạt động ổn định trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.

Bộ chuyển đổi tín hiệu (Transmitter)

Bộ chuyển đổi tín hiệu đảm nhận nhiệm vụ xử lý dữ liệu từ lớp màng cảm biến và chuyển đổi chúng thành các tín hiệu đầu ra chuẩn hóa, như 4-20mA, 0-10V hoặc 0-5V. Những tín hiệu này có thể được gửi tới các thiết bị như bộ lập trình PLC, màn hình hiển thị, hoặc các hệ thống điều khiển khác. Ngoài ra, bộ chuyển đổi tín hiệu còn hỗ trợ điều khiển biến tần để tối ưu hóa hoạt động của động cơ.

Vỏ bảo vệ cảm biến

Lớp vỏ bảo vệ là thành phần quan trọng giúp bảo vệ các linh kiện bên trong cảm biến khỏi tác động của môi trường bên ngoài, như hơi nước, nhiệt độ cao, bụi bẩn, và các chất ăn mòn. Lớp vỏ này thường được chế tạo từ các loại thép không gỉ như INOX 304 hoặc INOX 316 để đảm bảo độ bền và khả năng chống ăn mòn tốt nhất.

Phân loại cảm biến đo áp suất lò hơi

Cảm biến áp suất lò hơi có nhiều loại khác nhau, mỗi loại được thiết kế để đáp ứng những yêu cầu cụ thể của môi trường và ứng dụng.

• Cảm biến áp suất màng: Lý tưởng cho những môi trường có độ ăn mòn cao hoặc khi đo chất lỏng bẩn. Loại cảm biến này hoạt động thông qua một màng ngăn, nơi áp suất tác động sẽ được truyền qua lớp màng này và biến đổi thành tín hiệu điện.
• Cảm biến áp suất áp điện: Sử dụng nguyên lý áp điện để đo áp suất động, tức là những thay đổi áp suất xảy ra trong một khoảng thời gian ngắn. Các cảm biến này được sử dụng trong các ứng dụng cần đo lường áp suất nhanh và chính xác.
• Cảm biến áp suất vi sai: Đo sự chênh lệch áp suất giữa hai điểm khác nhau trong cùng một hệ thống. Loại cảm biến này giúp phát hiện và cảnh báo sớm về các vấn đề liên quan đến sự thay đổi áp suất, từ đó giúp đảm bảo vận hành an toàn.
• Cảm biến áp suất tuyệt đối: Đo áp suất trong mối quan hệ so với chân không tuyệt đối, nghĩa là nó đo áp suất mà không bị ảnh hưởng bởi áp suất khí quyển.

Ứng dụng thực tế của cảm biến áp suất lò hơi

Cảm biến áp suất của lò hơi đo lường áp suất trong các lò hơi, lò dầu có nhiệt độ từ 85°C đến 125°C, có thể cao hơn khi sử dụng các ống cách nhiệt để bảo vệ. Ngoài khả năng hoạt động trong môi trường có nhiệt độ cao, cảm biến áp suất còn có thể đo lường trong nhiều loại môi trường khác nhau, kể cả chân không. 

• Đo áp suất chân không
• Đo áp suất trong hệ thống nước
• Đo áp suất dầu
• Đo áp suất trong hệ thống thủy lực
• Đo áp suất trong hệ thống xe nâng
• Đo áp suất khí gas
• Đo áp suất khí nén

Cảm biến áp suất lò hơi là thiết bị cần thiết cho lò hơi

>>>Xem ngay: Nhiệt trị là gì? Tìm hiểu nhiệt trị các loại khí đốt trong lò hơi

Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo áp suất lò hơi

Cảm biến áp suất lò hơi hoạt động dựa trên nguyên lý biến dạng của lớp màng cảm biến khi chịu tác động của áp suất. Khi cảm biến áp suất được lắp đặt, một nguồn áp suất sẽ tác động lên lớp màng bên trong cảm biến. Lớp màng này được cấy lên các phần tử áp điện trở, và khi áp suất thay đổi, nó sẽ gây ra sự biến dạng của màng, từ đó tạo ra tín hiệu điện tương ứng.

Các tín hiệu này được gửi đến vi xử lý, nơi tín hiệu được xử lý và chuyển đổi thành tín hiệu có thể đọc được. Nếu mục đích chỉ là hiển thị giá trị áp suất, tín hiệu sẽ được truyền đến thiết bị hiển thị. Tuy nhiên, nếu cần điều khiển quá trình, tín hiệu có thể được gửi đến các thiết bị điều khiển như PLC để điều khiển các thiết bị khác, chẳng hạn như động cơ.

Cảm biến áp suất giúp lò hơi duy trì hoạt động ổn định

GreenBoiler hy vọng bài viết trên đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về cảm biến áp suất lò hơi. Khi lựa chọn cảm biến áp suất, điều quan trọng là phải chọn loại cảm biến có dải nhiệt độ phù hợp với nhiệt độ thực tế của lò. Nếu cảm biến không đáp ứng được yêu cầu này, kết quả đo có thể không chính xác, hoặc cảm biến có thể bị hư hỏng do nhiệt độ vượt quá giới hạn cho phép.

>>>Khám phá bài viết liên quan:

• Hướng dẫn công thức tính hiệu suất lò hơi chính xác và dễ hiểu
• Cách tính công suất lò hơi chính xác nhất 2024