Cảm biến áp suất Sensys PCA

Tổng quan

Cảm biến áp suất Sensys PCA (Sensys Model PCA Corrosion Proof Pressure Transmitter) là dòng thiết bị đo lường và chuyển đổi áp suất công nghiệp cao cấp chuyên dụng chống ăn mòn hóa chất, thuộc thương hiệu Sensys (Hàn Quốc). Thiết bị được nghiên cứu và chế tạo tối ưu cho công tác đo đạc áp lực chính xác cao trong các môi trường lưu chất có tính ăn mòn cực mạnh như axit đậm đặc, kiềm mạnh, nước khử ion (DI Water) và các dung dịch hóa chất tinh khiết cao.

Điểm vượt trội cốt lõi của Sensys PCA nằm ở thiết kế không sử dụng bất kỳ vòng đệm làm kín O-ring nào ở phần tiếp xúc bên trong (No seal inner part design), giúp triệt tiêu hoàn toàn nguy cơ rò rỉ lưu chất cũng như hiện tượng ăn mòn màng đệm theo thời gian. Cảm biến ứng dụng công nghệ phần tử gốm Ceramic (Piezoresistive Ceramic Cell) kết hợp toàn bộ phần tiếp xúc môi chất làm từ nhựa Teflon (PTFE) kháng ăn mòn hóa học tuyệt đối. Sản phẩm cung cấp dải đo áp suất tương đối (Gauge) từ 0…100 kPa đến 0…1000 kPa (0…1 MPa / ~10 bar), ngõ ra tiêu chuẩn 4…20mA (2 dây), cùng cấp bảo vệ IP55 kháng bụi và kháng nước hiệu quả.

Cấu tạo vật liệu

Cảm biến áp suất Sensys PCA Hàn Quốc được gia công hoàn thiện từ các nguồn vật liệu nhựa kỹ thuật và gốm cao cấp kháng hóa chất, gia tăng độ bền cơ học và bảo vệ tối ưu vi mạch điện tử bên trong:

Nguyên lý đo lường

Cảm biến áp suất Sensys PCA vận hành dựa trên công nghệ cảm biến áp trở gốm Ceramic (Piezoresistive Ceramic Principle) kết hợp bộ vi xử lý khuếch đại tín hiệu kỹ thuật số:

• Thu nhận áp lực qua màng PTFE: Môi chất hóa chất (axit, kiềm, nước DI) từ đường ống đi qua chân ren nhựa PTFE tác động lực nén trực tiếp lên bề mặt phần tử gốm Ceramic Al2O3. Lực áp suất sinh ra làm cho màng gốm bị biến dạng vi mô.
• Biến đổi điện trở cầu Wheatstone: Sự biến dạng màng làm thay đổi giá trị điện trở của cầu vi mạch Wheatstone tích hợp ở mặt sau lớp gốm Ceramic. Độ lệch điện trở này biến thiên tỷ lệ thuận 100% với mức áp suất thực tế của hóa chất.
• Khuếch đại & Truyền tải tín hiệu: Bo mạch khuếch đại điện tử bên trong thân vỏ nhựa PTFE tiếp nhận tín hiệu điện thế nhỏ, tự động thực hiện bù trừ ảnh hưởng của nhiệt độ (trong khoảng 10…50°C) và chuyển đổi thành tín hiệu chuẩn dòng điện 4…20mA (2 dây) để truyền về PLC hoặc bộ điều khiển trung tâm.

Ứng dụng

Nhờ đặc tính kháng ăn mòn hóa chất toàn diện từ vật liệu PTFE, cấu trúc không O-ring làm kín và phần tử cảm biến gốm Ceramic, Sensys PCA được ứng dụng rộng rãi trong các môi trường đặc thù:

• Thiết bị Sản xuất Bán dẫn (Semiconductor Manufacturing Equipment): Giám sát áp suất trên các hệ thống phân phối hóa chất siêu tinh khiết, dung dịch axit khắc kim loại và nước DI (DI Water).
• Quy trình Công nghiệp Hóa chất (Chemical Process): Lắp đặt đo áp lực đường ống dẫn axit mạnh (H2SO4, HCl, HNO3), kiềm đặc và dung môi có tính ăn mòn cao.
• Hệ thống Xử lý Chất thải & Nước thải Nguy hại (Waste Disposing Equipment): Giám sát áp suất tuyến ống bơm hút hóa chất xử lý, nước thải chứa hóa chất ăn mòn.
• Thiết bị Vật lý & Hóa học (Physics & Chemistry Equipment): Tích hợp trên các băng thử nghiệm hóa nghiệm, máy phân tích hóa chất tự động.

Hướng dẫn đọc chỉ số

Là dòng thiết bị chuyển đổi tín hiệu (Transmitter) không trang bị màn hình hiển thị trực tiếp tại chỗ, giá trị áp suất của Sensys PCA được theo dõi thông qua màn hình PLC, bộ hiển thị phụ hoặc đo đạc tín hiệu dòng ngõ ra. Kỹ thuật viên thực hiện các thao tác đấu nối và kiểm tra theo chỉ dẫn chuẩn sau:

• Cách chuyển đổi giá trị tín hiệu sang áp suất thực tế:
  • Dòng điện ngõ ra 4mA tương ứng với mức áp suất 0 (hoặc Min FS) và 20mA tương ứng với áp suất tối đa (Full Scale – FS, ví dụ 1000 kPa / 1 MPa).

    Công thức tính toán chuẩn:

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

    Ví dụ: Cảm biến Sensys PCA dải đo 0…1000 kPa ngõ ra 4…20mA, nếu PLC nhận được tín hiệu 12mA thì áp suất thực tế = [(12 – 4) / 16] * 1000 = 500 kPa (0.5 MPa / 5 bar).

• Sơ đồ đấu nối dây điện chuẩn kỹ thuật (Wiring Connection):
  • Hệ thống 2 dây (2-Wire 4…20mA): Dây màu Đỏ (Red) nối cực dương nguồn `Input (+)` (DC 11…28V); Dây màu Xanh dương (Blue) nối cực dương tín hiệu `Output (+)` về PLC/Bộ hiển thị; Dây bọc kim (Shield) nối đất `Earth` để chống nhiễu từ trường.
• Quy trình thi công gá lắp cơ khí an toàn:
  • Khi siết chân ren nhựa PTFE (R1/4″, G1/4″, R3/8″, G3/8″), quấn thêm cao su non (băng tan Teflon) làm kín và sử dụng cờ-lê kẹp đúng vị trí ngàm lục giác (HEX 19mm) ở phần cổ chân ren. Tuyệt đối không vặn xoay phần thân vỏ nhựa PTFE để tránh xoắn đứt dây cáp và hư hỏng bo mạch bên trong.
  • Tránh va chạm mạnh hoặc dùng vật nhọn chọc vào bên trong chân ren làm nứt vỡ phần tử màng gốm Ceramic nhạy cảm.