Cảm biến áp suất Danfoss MBS 4510

Tổng quan

Cảm biến áp suất Danfoss MBS 4510 (Danfoss Model MBS 4510 Pressure Transmitter with Flush Diaphragm) là dòng thiết bị đo lường và chuyển đổi áp suất công nghiệp cao cấp thuộc tập đoàn Danfoss (Đan Mạch). Sản phẩm được thiết kế chuyên biệt với cấu trúc màng phẳng cách ly (Flush diaphragm), là giải pháp kỹ thuật tối ưu để đo đạc và giám sát áp suất trong các môi trường chất lỏng có độ nhớt cao, dạng keo đặc sệt, dễ đông đặc hoặc chứa chất rắn lơ lửng.

Điểm nổi bật của Danfoss MBS 4510 nằm ở thiết kế bề mặt màng tiếp xúc hoàn toàn phẳng, giúp loại bỏ các khoảng chết (dead spaces) và lỗ dẫn hẹp của chân ren truyền thống. Cấu trúc này ngăn ngừa triệt để tình trạng đọng cặn, bám dính gây tắc nghẽn đường đo và cho phép vệ sinh thiết bị dễ dàng. Cảm biến cung cấp dải đo áp suất tương đối linh hoạt từ 0…250 mbar đến 0…25 bar (tương đương 0…0.25 bar đến 0…25 bar). Đặc biệt, MBS 4510 tích hợp khả năng tinh chỉnh điểm Zero và dải đo Span trực tiếp trên thân, cung cấp tín hiệu ngõ ra chuẩn 4…20 mA (2 dây) đạt cấp chính xác cao và cấp bảo vệ vỏ ngoài IP65.

Cấu tạo vật liệu

Cảm biến áp suất Danfoss MBS 4510 được chế tạo hoàn thiện từ các nguồn vật liệu kim loại cao cấp, mang lại khả năng chống ăn mòn hóa học và chịu lực cơ học toàn diện:

Nguyên lý đo lường

Cảm biến áp suất Danfoss MBS 4510 vận hành dựa trên công nghệ áp trở piezoresistive kết hợp truyền dẫn lực qua màng phẳng kín:

• Tiếp nhận áp lực màng phẳng: Lưu chất đặc sệt, dung dịch hóa chất hoặc bùn lỏng tác động lực nén trực tiếp lên bề mặt màng phẳng Inox 316L mà không qua lỗ dẫn nhỏ, loại bỏ triệt để nguy cơ kẹt cặn.
• Biến dạng vi mô & Biến đổi điện trở: Lực áp suất làm màng cảm biến uốn cong vi mô, truyền lực qua chất lưu truyền dẫn bên trong đến cầu vi mạch Wheatstone, làm thay đổi giá trị điện trở tương ứng với áp suất thực tế.
• Khuếch đại & Tinh chỉnh tín hiệu: Mạch vi xử lý bù nhiệt bên trong khuếch đại độ lệch điện áp, đi qua bộ tinh chỉnh Zero/Span và chuyển đổi thành tín hiệu dòng điện 4…20 mA tỷ lệ tuyến tính với áp suất hệ thống.

Ứng dụng

Nhờ thiết kế màng phẳng chống bám cặn, dải đo hạ áp từ 250 mbar và độ bền chuẩn Đan Mạch, Danfoss MBS 4510 được ứng dụng rộng rãi trong:

• Hệ thống Xử lý nước thải & Bùn lỏng: Đo áp lực trên tuyến ống dẫn bùn vi sinh, nước thải chứa hạt lơ lửng và chất đặc sệt.
• Ngành Chế biến Thực phẩm & Đồ uống: Đo áp suất và mức thủy tĩnh bồn chứa siro, nước sốt, sữa đặc, dầu ăn mà không gây tồn đọng vi sinh.
• Sản xuất Sơn, Mực in & Keo dính: Giám sát áp suất đường ống vận chuyển hóa chất đặc, độ nhớt cao dễ gây tắc nghẽn cảm biến thông thường.
• Đo mức bồn chứa hở (Level Measurement): Đo áp suất thủy tĩnh tại đáy bồn chứa chất lỏng để tính toán chính xác dung tích mức lưu chất.

Hướng dẫn đọc chỉ số và lắp đặt

Là dòng cảm biến chuyển đổi tín hiệu (Transmitter) truyền dữ liệu về bộ điều khiển trung tâm (PLC, màn hình HMI, bộ hiển thị phụ), giá trị áp suất của Danfoss MBS 4510 được xác định qua công thức toán học và quy trình lắp đặt chuẩn kỹ thuật như sau:

• Tính toán chuyển đổi tín hiệu ngõ ra sang áp suất thực tế: Tín hiệu dòng 4…20 mA biến thiên tỷ lệ tuyến tính theo dải đo. Giá trị 4 mA tương ứng với điểm 0 bar (hoặc dải Min) và 20 mA tương ứng với áp suất tối đa (Full Scale – FS).

  Công thức tính toán chuẩn:

  Áp suất thực tế = [(I_đo_được – 4) / 16] * Dải_đo_tối_đa

  Ví dụ minh họa: Đối với cảm biến Danfoss MBS 4510 dải đo 0…10 bar ngõ ra 4…20 mA, nếu tín hiệu nhận được từ PLC là 12 mA, áp suất thực tế trong đường ống = [(12 – 4) / 16] * 10 = 5 bar.

• Hướng dẫn thao tác tinh chỉnh Zero và Span:
  • Tháo nắp bảo vệ đầu nối điện để tiếp cận hai biến trở điều chỉnh “Zero” và “Span”.
  • Khi hệ thống ở áp suất 0 bar (hoặc áp suất khí quyển), điều chỉnh vít “Zero” cho đến khi tín hiệu ngõ ra đạt chuẩn 4.00 mA.
  • Cấp áp suất tối đa cho dải đo, điều chỉnh vít “Span” cho đến khi ngõ ra đạt đúng 20.00 mA.
• Quy trình thi công & Lắp đặt cơ khí chuẩn kỹ thuật:
  • Sử dụng cút hàn chuyên dụng (Welding Nipple): Để màng phẳng nằm chuẩn vị trí làm kín, cần hàn cút hàn ren G 1 A chuyên dụng vào thành bồn hoặc đường ống trước khi gá lắp cảm biến.
  • Thao tác vặn siết chân ren: Sử dụng gioăng đệm phẳng chịu hóa chất thích hợp tại mặt đệm làm kín. Khi vặn siết, dùng cờ-lê ôm đúng phần ngàm lục giác ở chân ren. Tuyệt đối không vặn xoay thân vỏ kim loại để tránh hỏng vi mạch bên trong.
  • Đấu nối dây điện an toàn: Với chuẩn cắm EN 175301-803 A ngõ ra 4…20 mA (2 dây), đấu chân 1 vào cực dương nguồn cấp UB+ (DC 10…30 V) và chân 2 vào tín hiệu âm / ngõ vào PLC. Siết chặt ốc giữ nắp cắm để đảm bảo cấp bảo vệ chống nước IP65.