- Thông số kỹ thuậ t:
3.2.2Thiết bị kiểm soát áp suất (Pressure Transmitter):
Thiết bị kiểm soát áp suất bao gồm cảm biến áp suất và bộ xử lý tín hiệu áp suất. Tuỳ từng ứng dụng mà ngời ta có thể chế tạo tách rời riêng biệt chúng. Thông thờng, 2 phần linh kiện này thờng đợc chế tạo chung trên 1 thiết bị duy nhất (Pressure Transmitter)
♦ Cảm biến áp suất :
Do trên thực tế các nhu cầu đo rất đa dạng đòi hỏi các cảm biến đo áp suất phải đáp ứng một cách tốt nhất cho từng trờng hợp cụ thể. Chính vì thế, các cảm biến áp suất rất đa dạng. Một nguyên nhân nữa là độ lớn của áp suất cần đo nằm trong một dải khá rộng, từ chân không siêu cao đến áp suất siêu cao.
Độ lớn của áp suất đợc biểu diễn bằng giá trị tuyệt đối (so với chân không) hoặc giá trị tơng đối (so với áp suất khí quyển) hoặc bằng sự khác nhau của 2 áp suất.
Biểu thức xác định áp suất chất lu trong bình chứa nh sau :
Trong đó dF là vi phân lực tác dụng vuông góc lên vi phân diện tích dS của thành bình. Thơng số này không phụ thuộc vào định hớng của bề mặt dS mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của nó.
Nói chung các chất lu không chịu tác dụng của trọng lực, bởi vậy trong trờng hợp cột chất lu chứa một ống hở đặt thẳng đứng, áp suất ở một điểm cách bề mặt tự do có chiều cao h sẽ bằng áp suất khí quyển p0 cộng với trọng lợng của cột chất lu có chiều cao h tác dụng lên 1 đơn vị bề mặt :
p = p0 + ρg.h
Trong đó : ρ: Khối lợng riêng của chất lu.
g: gia tốc trọng trờng tại điểm đo áp suất.
Nếu chất lu chịu tác động của 1 gia tốc thì cần phải tính thêm ảnh hởng của lực quán tính đến áp suất cần đo.
Để đo áp suất của chất lu, trong các cảm biến đo áp suất ngời ta thờng sử dụng các vật dụng trung gian nh màng mỏng, màng dạng sóng, piston kết hợp lò xo, ống xếp nếp,
dS dF P=
ống cong kín 1 đầu... Việc lựa chọn những vật trung gian phụ thuộc vào bản chất của áp suất cần đo, độ lớn của nó và phơng pháp chuyển đổi áp suất thành tín hiệu điện.
Theo phơng pháp chuyển đổi áp suất thành tín hiệu điện ngời ta chế tạo ra 1 số loại cảm biến nh sau :
- Cảm biến đo áp suất dùng điện trở lực căng.
- Cảm biến đo áp suất dùng vật trung gian là màng mỏng. - Cảm biến đo áp suất dùng chuyển đổi áp điện.
- Cảm biến áp suất dùng chuyển đổi điện dung. - Cảm biến áp suất dùng chuyển đổi điện dung vi sai. - Cảm biến biến đổi áp suất thành tần số.
- Cảm biến áp trở.
♦ Bộ xử lý tín hiệu áp suất :
Tuỳ thuộc vào từng loại cảm biến mà ngời ta chế tạo các bộ xử lý tín hiệu áp suất khác nhau. Nhiệm vụ chung của chúng là phối hợp với các cảm biến để xử lý các tín hiệu áp suất thành những tín hiệu điện (dòng điện, điện áp). Các tín hiệu điện này có thể dùng để điều khiển cho các thiết bị thứ cấp hoặc gửi đến các thiết bị khác dới dạng tín hiệu tơng tự hoặc tín hiệu số. Mặt khác, bộ xử lý này còn có thể tự hiệu chỉnh đợc các sai số trong quá trình đo. Sơ đồ khối của thiết bị kiểm soát áp suất.