Cảm biến áp suất 4-20mA được sử dụng phổ biến trong các hệ thống cấp nước, khí nén, lò hơi, máy bơm và dây chuyền sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên, để thiết bị đo đúng giá trị và truyền tín hiệu ổn định về PLC hoặc bộ hiển thị, người dùng cần lựa chọn cảm biến phù hợp với điều kiện vận hành thực tế. Nếu chọn sai dải đo, vật liệu tiếp xúc môi chất hoặc kiểu kết nối, thiết bị có thể cho kết quả không phù hợp với yêu cầu sử dụng.
Vậy cách chọn cảm biến áp suất 4-20mA như thế nào? Dưới đây là những tiêu chí quan trọng cần xem xét trước khi lựa chọn thiết bị.
Xác định dải đo áp suất phù hợp
Dải đo là thông số đầu tiên cần quan tâm khi chọn cảm biến áp suất 4-20mA. Thông số này cho biết giới hạn áp suất thấp nhất và cao nhất mà cảm biến được thiết kế để đo theo cấu hình tương ứng.
Ví dụ, cảm biến áp suất 0-10 bar có tín hiệu đầu ra 4-20mA thường được quy đổi như sau:
- 4mA tương ứng với 0 bar.
- 12mA tương ứng với 5 bar.
- 20mA tương ứng với 10 bar.
Nếu hệ thống vận hành chủ yếu ở khoảng 3-6 bar, cảm biến có dải đo 0-10 bar có thể là lựa chọn phù hợp. Tuy nhiên, cần xem xét thêm áp suất đỉnh, dao động áp suất và yêu cầu độ phân giải của hệ thống.
Không nên chọn dải đo chỉ dựa trên áp suất vận hành thông thường. Với hệ thống máy bơm hoặc đường ống có khả năng xuất hiện áp suất tăng đột ngột, cần kiểm tra áp suất lớn nhất có thể xảy ra và giới hạn chịu áp của cảm biến.
Dải đo quá rộng có thể khiến việc theo dõi những thay đổi áp suất nhỏ kém thuận tiện. Ngược lại, dải đo quá thấp có thể khiến thiết bị thường xuyên vượt giới hạn đo. Vì vậy, hãy căn cứ vào thông số vận hành thực tế và tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất để lựa chọn.
Lựa chọn cảm biến theo môi chất cần đo
Môi chất tiếp xúc trực tiếp với cảm biến ảnh hưởng đến độ bền và khả năng hoạt động của thiết bị. Nước sạch, nước thải, khí nén, dầu và hơi nóng có những yêu cầu khác nhau về vật liệu, nhiệt độ và cấu tạo đầu đo.
Đối với hệ thống nước sạch, có thể cân nhắc cảm biến áp suất có vật liệu tiếp xúc phù hợp với nước và điều kiện làm việc của đường ống. Nếu sử dụng trong hệ thống nước thải hoặc môi trường có hóa chất, cần kiểm tra khả năng chống ăn mòn của màng cảm biến và các bộ phận tiếp xúc với môi chất.
Trong hệ thống khí nén, nên chọn thiết bị phù hợp với áp suất làm việc, độ ẩm và điều kiện lắp đặt. Với hệ thống dầu hoặc môi chất công nghiệp đặc thù, cần xác nhận khả năng tương thích vật liệu trước khi sử dụng.
Riêng các ứng dụng có nhiệt độ cao như đường ống hơi hoặc hệ thống lò hơi, cần kiểm tra nhiệt độ môi chất cho phép tại đầu đo. Không nên lắp trực tiếp cảm biến vào môi trường vượt quá giới hạn nhiệt độ của thiết bị. Tùy ứng dụng, có thể cần sử dụng phụ kiện làm mát hoặc giải pháp lắp đặt chuyên dụng theo khuyến nghị của nhà sản xuất.
Kiểm tra tín hiệu đầu ra 4-20mA và khả năng kết nối
Cảm biến áp suất 4-20mA chuyển đổi áp suất thành tín hiệu dòng điện để truyền đến PLC, bộ điều khiển hoặc thiết bị hiển thị. Trước khi mua, cần xác nhận thiết bị nhận có hỗ trợ tín hiệu 4-20mA hay không.
Nếu hệ thống sử dụng PLC, hãy kiểm tra module ngõ vào analog, dải dòng điện hỗ trợ và cách đấu nối. Đối với cảm biến hai dây, cần xem xét sơ đồ vòng dòng điện và yêu cầu nguồn cấp. Với các loại cảm biến ba dây hoặc bốn dây, cách đấu dây có thể khác nhau.
Ngoài ra, cần kiểm tra nguồn cấp yêu cầu của cảm biến, chẳng hạn nguồn DC theo thông số nhà sản xuất, đồng thời bảo đảm nguồn điện đáp ứng điều kiện vận hành của toàn bộ mạch.
Một điểm quan trọng khác là cấu hình thang đo trên PLC phải tương ứng với dải đo cảm biến. Ví dụ, nếu cảm biến đo 0-10 bar nhưng PLC được cài đặt theo dải 0-16 bar, giá trị hiển thị có thể sai dù tín hiệu dòng điện vẫn được truyền về bình thường.
>>> Xem thêm: Cảm biến áp suất 4-20mA không có tín hiệu hoặc đo sai?
Chọn vật liệu và cấp bảo vệ phù hợp với môi trường lắp đặt
Ngoài thông số đo, môi trường lắp đặt cũng ảnh hưởng đến việc lựa chọn cảm biến áp suất 4-20mA. Thiết bị được lắp trong phòng kỹ thuật khô ráo có yêu cầu khác với thiết bị đặt ngoài trời, trong khu vực rửa vệ sinh hoặc môi trường nhiều bụi và độ ẩm cao.
Khi chọn cảm biến, cần xem xét vật liệu vỏ, vật liệu màng tiếp xúc môi chất, khả năng chống ăn mòn và cấp bảo vệ IP. Ví dụ, nếu thiết bị được lắp ở vị trí có nguy cơ tiếp xúc với nước hoặc bụi, nên kiểm tra cấp IP cụ thể và điều kiện thử nghiệm mà nhà sản xuất công bố.
Cũng cần lưu ý rằng cấp bảo vệ của cảm biến không đồng nghĩa với khả năng chịu mọi điều kiện môi trường. Khả năng chống nước, chống bụi còn phụ thuộc vào đầu nối, cách lắp đặt và việc sử dụng đúng phụ kiện đi kèm.
Nếu thiết bị được lắp trong khu vực có nguy cơ cháy nổ, cần lựa chọn sản phẩm đáp ứng yêu cầu chứng nhận và quy định an toàn tương ứng của khu vực đó.
Lựa chọn kiểu kết nối cơ khí và vị trí lắp đặt
Cảm biến áp suất có thể sử dụng nhiều kiểu kết nối khác nhau, chẳng hạn ren M20×1.5, G1/2 hoặc các chuẩn kết nối khác tùy dòng sản phẩm. Khi lựa chọn, cần xác nhận kiểu ren, kích thước và tiêu chuẩn kết nối tương thích với đường ống hoặc vị trí lắp đặt.
Không nên chỉ dựa vào kích thước danh nghĩa để kết luận hai đầu nối có thể lắp trực tiếp với nhau. Các loại ren khác tiêu chuẩn có thể khác nhau về hình dạng và phương thức làm kín.
Vị trí lắp đặt cũng cần được xem xét. Đầu đo nên tiếp nhận áp suất đại diện cho khu vực cần giám sát, đồng thời thuận tiện cho việc kiểm tra và bảo trì. Với hệ thống có rung động mạnh, xung áp hoặc nguy cơ va đập cơ học, cần xem xét giải pháp lắp đặt phù hợp để hạn chế ảnh hưởng đến thiết bị.
Đối với các ứng dụng đặc biệt, nên tham khảo hướng dẫn lắp đặt của nhà sản xuất hoặc ý kiến của kỹ thuật viên để xác định phụ kiện và phương án kết nối phù hợp.
Quan tâm đến độ chính xác và các thông số kỹ thuật
Độ chính xác là tiêu chí quan trọng khi lựa chọn cảm biến áp suất 4-20mA. Tùy yêu cầu ứng dụng, người dùng có thể cần thiết bị đáp ứng mức sai số nhất định để phục vụ giám sát, điều khiển hoặc kiểm tra quy trình.
Ngoài độ chính xác, nên kiểm tra thêm độ ổn định lâu dài, độ lặp lại, thời gian đáp ứng và ảnh hưởng của nhiệt độ theo tài liệu kỹ thuật. Với hệ thống cần theo dõi áp suất thay đổi nhanh, thời gian đáp ứng có thể là yếu tố đáng quan tâm.
Cũng cần phân biệt độ chính xác công bố với độ chính xác của toàn bộ hệ thống. Sai số thực tế có thể đến từ cảm biến, module analog, cấu hình PLC, hệ thống dây dẫn hoặc thiết bị hiển thị.
Do đó, nên lựa chọn cảm biến dựa trên yêu cầu đo cụ thể thay vì chỉ so sánh một thông số đơn lẻ.
Cân nhắc thương hiệu, bảo hành và hỗ trợ kỹ thuật
Khi lựa chọn cảm biến áp suất 4-20mA, bên cạnh giá thành, người dùng nên quan tâm đến nguồn gốc sản phẩm, tài liệu kỹ thuật, chính sách bảo hành và khả năng hỗ trợ sau bán hàng.
Một sản phẩm có thông số rõ ràng giúp kỹ thuật viên dễ dàng kiểm tra dải đo, nguồn cấp, sơ đồ đấu dây và điều kiện sử dụng. Với hệ thống công nghiệp, việc có tài liệu hướng dẫn đầy đủ cũng hỗ trợ quá trình lắp đặt, bảo trì và thay thế thiết bị.
Trước khi đặt hàng, nên cung cấp cho đơn vị tư vấn các thông tin như môi chất cần đo, áp suất vận hành, áp suất lớn nhất, nhiệt độ, kiểu kết nối và thiết bị nhận tín hiệu. Thông tin càng cụ thể, việc lựa chọn càng sát với nhu cầu thực tế.
Những sai lầm cần tránh khi chọn cảm biến áp suất 4-20mA
Một số sai lầm thường gặp gồm chọn dải đo quá rộng hoặc quá thấp, bỏ qua tính tương thích với môi chất, nhầm lẫn tiêu chuẩn ren và chưa kiểm tra khả năng nhận tín hiệu của PLC.
Ngoài ra, việc chỉ quan tâm đến giá bán mà bỏ qua điều kiện vận hành có thể khiến thiết bị không đáp ứng được yêu cầu sử dụng. Chọn cảm biến có cấp bảo vệ không phù hợp hoặc lắp đặt trong môi trường vượt giới hạn nhiệt độ cũng có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ thiết bị.
Để hạn chế những vấn đề này, nên lập danh sách thông số cần thiết trước khi mua và đối chiếu với tài liệu kỹ thuật của từng sản phẩm. Nếu chưa chắc chắn về dải đo, kiểu kết nối hoặc phương án đấu dây, hãy trao đổi với nhà cung cấp trước khi lắp đặt.
Liên hệ mua cảm biến áp suất 4-20mA
Để chọn cảm biến áp suất 4-20mA phù hợp, cần xem xét dải đo, môi chất, nguồn cấp, tín hiệu đầu ra và điều kiện lắp đặt. Thiết bị cảm biến THP hỗ trợ tư vấn lựa chọn sản phẩm phù hợp với hệ thống nước, khí nén và các ứng dụng công nghiệp theo nhu cầu thực tế.
