Cảm biến áp suất lò hơi là thiết bị quan trọng giúp theo dõi và kiểm soát áp suất bên trong lò hơi, đảm bảo hệ thống vận hành an toàn và ổn định. Với vai trò như “bộ não cảm nhận”, thiết bị này không chỉ hỗ trợ người vận hành kịp thời phát hiện sự cố mà còn góp phần nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của lò hơi. Trong bài viết dưới đây, Kim Trường Phúc sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như tầm quan trọng của cảm biến áp suất lò hơi trong thực tế.

1. Cảm biến áp suất lò hơi là gì?

Cảm biến áp suất lò hơi (Boiler Pressure Sensor) là thiết bị đo lường chuyên dụng được thiết kế để theo dõi, kiểm soát và điều chỉnh mức áp suất bên trong các lò hơi công nghiệp. Thiết bị này được chế tạo với khả năng chống chịu nhiệt độ cao và có tính kháng ăn mòn tốt, phù hợp với điều kiện vận hành khắc nghiệt của môi trường công nghiệp.


Cảm biến áp suất lò hơi được thiết kế để theo dõi
và điều chỉnh mức áp suất trong lò hơi

Vai trò của cảm biến áp suất lò hơi trong việc kiểm soát áp suất là vô cùng quan trọng. Khi thiết bị hoạt động, nó sẽ liên tục giám sát mức áp suất và phát hiện ngay lập tức những biến đổi bất thường. Điều này giúp ngăn ngừa các tình huống nguy hiểm có thể xảy ra như:

Khi áp suất vượt quá mức cho phép, hệ thống có thể đối mặt với nguy cơ nứt vỡ hoặc thậm chí là nổ. Áp suất tăng đột ngột còn làm giảm tuổi thọ của thiết bị và đường ống.
Khi áp suất thấp hơn mức yêu cầu, lượng nhiệt tạo ra sẽ không đủ, làm giảm đáng kể hiệu suất vận hành của lò hơi. Điều này còn dẫn đến tình trạng nước không được đun sôi hoàn toàn, tạo điều kiện cho sự hình thành cặn bẩn bên trong lò, gây ra những vấn đề bảo trì phức tạp và chi phí cao.

2. Cấu tạo của cảm biến áp suất lò hơi

Mặc dù các nhà sản xuất khác nhau có thể có những thiết kế riêng biệt, nhưng một cảm biến áp suất lò hơi thường có những thành phần cơ bản tương tự nhau như:

Màng cảm biến (Sensor Diaphragm): Đây là thành phần quan trọng nhất, chịu trách nhiệm cảm nhận mức áp suất từ môi trường. Độ chính xác của thiết bị phụ thuộc rất lớn vào chất liệu làm màng cảm biến. Thường các màng này được chế tạo từ Ceramic hoặc thép không gỉ (INOX) để đảm bảo độ bền và chính xác cao.
Bộ phận tiếp điểm: Đây là phần tiếp xúc với các thiết bị bên ngoài để truyền tải thông tin từ cảm biến. Chúng được sử dụng để kết nối với các bộ chuyển đổi tín hiệu, màn hình hiển thị áp suất hoặc điều khiển các quy trình trong máy móc và dây chuyền sản xuất. Các cổng kết nối này được thiết kế theo tiêu chuẩn bảo vệ IP65, IP66, IP67.
Bộ truyền tín hiệu (Transmitter): Bộ phận này có nhiệm vụ xử lý các tín hiệu từ màng cảm biến và chuyển đổi thành các dạng tín hiệu đầu ra tiêu chuẩn. Các tín hiệu thông dụng bao gồm 2 dây như 4-20mA, 0-20mA, 0-5V, 0-10V. Nhờ các tín hiệu này, cảm biến áp suất lò hơi có thể truyền dữ liệu đến PLC hoặc màn hình hiển thị. Các tín hiệu này cũng hữu ích trong việc điều khiển biến tần để thay đổi tốc độ vận hành của động cơ.
Vỏ bảo vệ cảm biến: Lớp vỏ ngoài có tác dụng bảo vệ các thành phần bên trong khỏi tác động của môi trường bên ngoài, chống lại các yếu tố có thể gây hại đến mạch điện và bộ phận xử lý bên trong. Vỏ bảo vệ thường được chế tạo từ các vật liệu đặc biệt như INOX 304, INOX 316.


Cảm biến áp suất lò hơi có cấu tạo gồm màng cảm biến,
bộ phận tiếp điểm, bộ truyền tín hiệu và vỏ bảo vệ

3. Nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất lò hơi

Cảm biến áp suất lò hơi vận hành dựa trên nguyên tắc biến dạng của màng cảm biến khi chịu tác động từ áp suất. Khi thiết bị được lắp đặt vào hệ thống, áp suất từ môi trường sẽ tác động trực tiếp lên màng cảm biến.

Màng cảm biến được cấy lên trên các phần tử áp điện trở. Khi có sự thay đổi áp suất, màng sẽ bị biến dạng, làm thay đổi điện trở của các phần tử này, từ đó tạo ra tín hiệu điện có cường độ tương ứng với mức áp suất đo được.

Các tín hiệu điện này được chuyển đến bộ vi xử lý, nơi chúng được xử lý, sau đó chuyển đổi thành tín hiệu có thể đọc và sử dụng được. Tín hiệu này có thể được truyền đến màn hình hiển thị để theo dõi hoặc gửi đến các thiết bị điều khiển như PLC để tự động vận hành các thiết bị khác trong hệ thống, ví dụ như động cơ hoặc van điều khiển.


Cảm biến áp suất hoạt động dựa vào sự biến dạng của màng cảm biến
khi chịu tác động từ áp suất

4. Phân loại cảm biến áp suất lò hơi

Cảm biến áp suất lò hơi được chia thành nhiều loại khác nhau. Mỗi loại được thiết kế để đáp ứng những yêu cầu đặc thù của từng môi trường và ứng dụng cụ thể:

4.1. Cảm biến áp suất màng (Diaphragm Seal Sensor)

Loại này đặc biệt thích hợp cho những môi trường có tính ăn mòn cao hoặc khi cần đo lường chất lỏng có tạp chất. Cảm biến hoạt động thông qua một màng ngăn cách, tại đó áp suất tác động được truyền qua và chuyển đổi thành tín hiệu điện tương ứng.

4.2. Cảm biến áp suất Piezoelectric (Áp điện)

Cảm biến áp suất lò hơi này áp dụng nguyên lý áp điện để đo lường áp suất động, tức là những biến động áp suất diễn ra trong khoảng thời gian ngắn. Cảm biến này thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi tốc độ đo lường nhanh và độ chính xác cao.


Cảm biến áp suất điện áp dụng nguyên lý áp điện để đo lường áp suất động

4.3. Cảm biến áp suất vi sai (Differential Pressure Sensor)

Cảm biến này có khả năng đo lường sự chênh lệch áp suất giữa hai vị trí khác nhau trong cùng một hệ thống. Điều này giúp phát hiện sớm các vấn đề liên quan đến biến đổi áp suất.

4.4. Cảm biến áp suất tuyệt đối (Absolute Pressure Sensor)

Loại này thực hiện đo lường áp suất trong mối tương quan với chân không tuyệt đối, không bị ảnh hưởng bởi áp suất khí quyển.

4.5. Cảm biến áp suất Piezoresistive (Áp điện trở)

Loại này sử dụng hiệu ứng áp điện trở để đo áp suất. Đây là loại cảm biến phổ biến nhất trong công nghiệp, hoạt động hiệu quả cho việc đo áp suất tĩnh.

5. Ứng dụng của cảm biến áp suất lò hơi

Cảm biến áp suất được ứng dụng rộng rãi trong việc đo lường và kiểm soát áp suất trong các lò hơi, lò dầu và nhiều hệ thống khác. Đối với các môi trường có nhiệt độ cao (trên 125°C), cần sử dụng thêm các phụ kiện như ống siphon hoặc tháp giải nhiệt để bảo vệ cảm biến khỏi hư hỏng do nhiệt độ quá cao

Ngoài ra, cảm biến áp suất còn có thể đo lường trong nhiều loại môi trường khác nhau, bao gồm:

Giám sát áp suất trong hệ thống cung cấp nước, dầu, khí nén, khí gas.
Kiểm soát áp suất trong hệ thống thủy lực và hệ thống xe nâng.
Đo lường áp suất trong điều kiện chân không.


Cảm biến áp suất được ứng dụng trong các lò hơi, lò dầu có nhiệt độ cao

6. Lưu ý khi chọn mua cảm biến áp suất lò hơi

Để lựa chọn được cảm biến áp suất lò hơi phù hợp, bạn cần nắm rõ một số yếu tố kỹ thuật quan trọng như:

Dãy đo cảm biến: Việc xác định chính xác dãy đo là rất quan trọng. Bạn nên chọn phạm vi đo lớn hơn áp suất làm việc tối đa của hệ thống khoảng 1,5 đến 2 lần để đảm bảo cảm biến hoạt động ổn định, chính xác và bền bỉ hơn.
Loại cảm biến: Xác định rõ ứng dụng để chọn loại cảm biến phù hợp (thường hay chênh áp, màng, hoặc loại khác).
Tín hiệu đầu ra: Thông thường các cảm biến áp suất lò hơi hiện nay có tín hiệu đầu ra dạng analog tuyến tính 4-20mA. Tuy nhiên, một số ứng dụng đặc biệt có thể cần các loại cảm biến có tín hiệu đầu ra 0-10V hoặc 0-5V. Hai loại này ít được sử dụng tại Việt Nam, thay vào đó có thể sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu để giải quyết vấn đề này.
Ren kết nối: Hai loại ren kết nối phổ biến nhất hiện nay là G1/4" (13mm) và G1/2" (21mm). Thường cảm biến sử dụng ren dạng G1/4" và có thể sử dụng bộ chuyển ren nếu khách hàng có nhu cầu sử dụng G1/2".
Ứng dụng cụ thể: Cần xác định rõ ứng dụng cần đo (áp suất nước, hơi, dầu, nước tinh khiết...) và nhiệt độ môi trường tối đa cần đo. Trong trường hợp cần đo ở nhiệt độ cao, cần sử dụng phụ kiện giảm nhiệt cho cảm biến áp suất lò hơi để tránh hỏng hóc do nhiệt độ vượt quá cho phép.

Cảm biến áp suất lò hơi là thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống công nghiệp hiện đại, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và gia tăng hiệu quả vận hành. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, các cảm biến áp suất ngày càng được cải tiến về độ chính xác và độ bền, đáp ứng tốt hơn nhu cầu sử dụng của nhiều ngành công nghiệp. Nếu bạn còn điều gì băn khoăn hoặc cần nhận sự tư vấn chuyên nghiệp để lựa chọn hệ thống lò hơi phù hợp, hãy liên hệ với các đơn vị uy tín, điển hình như Kim Trường Phúc để được hỗ trợ nhanh chóng.