Tìm hiểu về đồng hồ áp suất và nguyên lý hoạt động.

Nhiều kỹ thuật đã được phát triển cho các phép đo áp suất, thiết bị sử dụng để đo áp suất gọi là đồng hồ đo áp suất, được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực của cuộc sống, trong các ngành công nghiệp của đất nước như trong hệ thống đường ống nước, các lò hơi của các công ty xí nghiệp, trong phòng thí nghiệm, trong nghành phòng cháy chữa cháy, lĩnh vực xử lý nước thải...

Áp suất là gì?

Trong vật lý áp suất (viết tắt là p hoặc P) là một đại lượng vật lý, được định nghĩa là lực trên một đơn vị diện tích tác dụng theo chiều vuông góc với bề mặt của vật thể.

Trong hệ SI, đơn vị của áp suất bằng Newton trên mét vuông (N/m2), nó được gọi là Pascal (Pa) mang tên nhà toán học và vật lý người Pháp Blaise Pascal thế kỉ thứ 17.

SI là chữ viết tắt của hệ đo lường quốc tế là hệ đo lường được sử dụng rộng rãi nhất. Được sử dụng trong hoạt động kinh tế, thương mại, khoa học, giáo dục và công nghệ của phần lớn các nước trên thế giới ngoại trừ Mỹ, Liberia và Myanmar.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của đồng hồ áp suất:

Cấu tạo:

• Thân đồng hồ: Vỏ ngoài của đồng hồ áp suất thường được làm từ những vật liệu như  thép đồng, vỏ thép mạ crom, vật liệu inox 304, vật liệu inox 316.
• Mặt đồng hồ: Mặt đồng hồ áp suất được làm từ chất liệu chủ yếu là thủy tinh cường lực, ngoài ra còn sử dụng nhựa để làm mặt kính. Ngoài ra, với những loại sản phẩm cao cấp thì được sử dụng kính chống vỡ chất lượng cao để tránh trường hợp khi quá áp suất, bị va đập thì mặt kính bị vỡ.
• Mặt hiển thị: Là mặt hiển thị các thông số đo đạc của đồng hồ.
• Ống chứa áp suất: để cho lưu thể đi vào, vật liệu làm ống chứa thường giống vật liệu chân đồng hồ.
• Kim đo: Được gắn với động cơ bên trong, để chỉ thông tin, số liệu đo được để người dùng có thể xác định được.
• Bộ chuyển động: Là bộ phận chính để đo đạc thông tin và đưa số liệu cho kim đo hoạt động.
• Chân đồng hồ: được thiết kế lắp bằng ren, có thể lắp trực tiếp vào các đường ống hoặc gián tiếp qua xypong.

Nguyên lý hoạt động:

Khi lưu thể đi vào trong ống chứa áp suất, thì áp suất tác động lên thành ống, làm cho ống chứa, lớp màng co-dãn, tác động tới kim đồng hồ dẫn tới kim đồng hồ di chuyển trên mặt hiển thị, và từ đó sẽ hiển thị số đo áp suất tương ứng.

Áp suất của lưu thể không đủ để làm giãn ống chứa thì kim đồng hồ chỉ về vạch “0” nhờ lò xo đàn hồi.

Phân loại đồng hồ áp suất:

Đồng hồ đo áp suất được chia làm nhiều loại khác nhau, để sử dụng đúng công việc cần thiết, cũng như phù hợp với những môi trường sử dụng khác nhau. Ta có thể phân loại thiết bị đo áp suất thành ba dạng cơ bản theo dạng áp suất, nguyên lý hoạt động và theo cấp chính xác.

Phân loại theo dạng áp suất :

Tùy thuộc vào môi trường thì ta có những loại áp suất sau: áp suất khí quyển, áp suất dư, áp suất âm.

Theo các dạng áp suất cần đo mà người ta sử dụng phương tiện đo khác nhau.

• Khí áp kế (barômét): đo áp suất khí quyển
• Áp kế, áp – chân kế, hoặc áp kế chính xác: đo áp suất dư
• Chân không kế, áp – chân không kế, khí áp kế chân không, và áp kế hút: đo áp âm
• Áp kế hiệu số: đo áp suất hiệu.

Phân loại theo nguyên lý hoạt động:

• Đồng hồ đo áp suất theo kiểu lò xo: Nguyên lý hoạt động của loại thiết bị đo này là dựa vào sự biến dạng đàn hồi của phần tử lò xo dưới tác dụng của áp suất. Độ biến dạng thường được phóng đại nhờ cơ cấu truyền động phóng đại và cũng có thể chuyển đổi thành tín hiệu truyền đi xa
• Đồng hồ đo áp suất theo kiểu pittông: Áp kế này dựa vào nguyên lý tải trọng trực tiếp, áp suất đo được sẽ so sánh với áp suất do trọng lượng của pittông và quả cân tạo ra trên tiết diện của pittông đó.
• Đồng hồ đo áp suất theo kiểu chất lỏng: Loại áp kế dựa vào nguyên lý hoạt động thuỷ tĩnh, kết quả đo được đem so sánh với suất của cột chất lỏng có chiều cao tương ứng. Ví dụ áp kế thuỷ ngân, áp kế chữ U, áp chân không, áp kế bình hoặc áp kế bình với ống nghiêng có góc nghiêng cố định hay thay đổi,…
• Đồng hồ đo áp suất kiểu theo nguyên lý điện: Với sự phát triển của điện lực thì loại áp kế này dựa vào sự thay đổi tính chất điện của các vật liệu dưới tác dụng của áp suất. Áp kế dựa vào sự thay đổi điện trở gọi là áp kế điện trở hay theo tên của loại dây dẫn. Ví dụ áp kế điện trở maganin. Áp kế dùng hiệu ứng áp điện gọi là áp kế điện. Ví dụ muối sec-nhéc, tuamalin, thạch anh
• Đồng hồ đo áp suất theo kiểu liên hợp: Áp kế này là một kiểu áp kế phức tạp, sử dụng nhiều nguyên lý khác nhau kết hợp lại để tạo nên một loại áp kế liên hợp. Ví dụ: một áp kế vừa làm việc theo nguyên lý cơ, vừa làm việc theo nguyên lý điện.

Phân loại theo cấp chính xác:

Tất cả các đồng hồ áp suất dùng vào các mục đích khác nhau đều được phân loại theo cấp chính xác. Đối với áp kế lò xo hay hiện số, cấp chính xác được ký hiệu bằng một chữ số thập phân tương ứng với độ lớn của giới hạn sai số cho phép biểu thị theo phần trăm giá trị đo lớn nhất, ví dụ: áp kế lò xo cấp chính xác 2,5, phạm vi đo 100 bar thì sai số cho phép là 2,5 bar

Đối với áp kế pittông hoặc chất lỏng thì sai số này được tính theo phần trăm giá trị tại điểm đo. Ví dụ: áp kế píttông 3DP 50, có phạm vi đo (1-50) bar, cấp chính xác 0,1, sai số cho phép lớn nhất tại điểm đo 15 bar sẽ là 0,015 bar và tại 50 bar là 0,05 bar.

Cấp chính xác của các phương tiện đo áp suất được qui định theo hai dãy cấp chính xác sau:

0,0005; 0,005; 0,02; 0,05; 0,1; 0,16; 0,20; 0,25; 0,4; 0,5; 1; 1,6; 2,5; 4; 6; và 0,0005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,6; 1; 1,6; 2; 2,5; 4; 6.

Một số nhà sản xuất đồng hồ áp suất:

• Badotherm: Đồng hồ áp suất Badotherm là sản phẩm của nhà sản xuất đến từ Hà Lan, một trong những nước có nền công nghiệp chế tạo phát triển tại châu Âu.
• GB: Đồng hồ áp suất GB – France là nhà sản xuất và cung cấp giải pháp kỹ thuật và thiết bị kỹ thuật cao nhất cho thiết bị đo áp suất, nhiệt độ và thiết bị đo mức và lưu lượng từ năm 1966. Trong 5 thập kỷ hoạt động, đồng hồ áp suất GB – France đã nổi lên như những nhà cung cấp giải pháp kỹ thuật có khả năng thiết kế và tái thiết kế các sản phẩm để đáp ứng các ứng dụng sản xuất quan trọng trong ngành công nghiệp trên bờ và ngoài khơi trên toàn thế giới.
  Đồng hồ áp suất GB – France được thành lập bởi Capt M.M. Kulkarni vào năm 1966 với nhà máy sản xuất đầu tiên ở New-Mumbai, Panvel, Ấn Độ để sản xuất đồng hồ nhiệt độ lưỡng kim. Năm 1991, Amarendra Kulkarni gia nhập gia đình đồng hồ áp suất GB – France và với tầm nhìn độc đáo của mình, ông đã xác định lại các nhà máy sản xuất và quy trình bằng cách cải tạo các cơ sở sản xuất và áp dụng các công nghệ mới nhất của Châu Âu bằng cách hợp tác kỹ thuật với M/s.Máy Gauge Bourdon – Anh/Pháp cho các thiết bị đo áp suất và nhiệt độ dẫn đến các sản phẩm chất lượng cao đạt tiêu chuẩn quốc tế.
  Tất cả các nhà máy sản xuất đều có chứng nhận chất lượng như ISO 9001: 2015 cũng như ISO 140001: 2015 được chứng nhận về sức khỏe và an toàn và OHSAS 18001: 2007 được chứng nhận về an toàn môi trường cũng như các sản phẩm chất lượng cao của đồnh hồ áp suất GB – France được khen ngợi bởi các chứng chỉ quốc tế như CE, ATEX … Và được các tổ chức quốc tế như: BV, TUV, Lloyds, GL, SGS, ABS, DNV …
• Genneral: Đồng hồ áp suất General được sản xuất ở Ấn Độ. Với chất lượng cao trong khi giá thành rất hợp lý dùng trong các ngành công nghiệp cần đo đạc cũng như kiểm soát áp suất một cách chuẩn xác.…
• Unijin: Unijin là nhà sản xuất đồng hồ đo áp suất và nhiệt độ liên doanh giữa công ty Malaysia thuộc tập đoàn Unimech và công ty Hàn Quốc – Công ty thuộc nhà sản xuất thiết bị đo – Đồng hồ WISE của Hàn Quốc với hơn 50 năm kinh nghiệm chuyên thiết bị đo đạc hiển thị tại Hàn Quốc. Sản phẩm của Unijin và WISE được sản xuất theo tiêu chuẩn ANSI và BS (Viện Tiêu Chuẩn Hoa Kỳ và Anh Quốc).
  Unijin có đa dạng sản phẩm cho nhiều ứng dụng khác nhau gồm ngành công nghiệp năng lượng điện, dầu khí hóa chất, giấy, sản xuất, sinh học, thực phẩm, cơ khí chế tạo…Các sản phẩm là đồng hồ đo áp suất, đồng hồ đo nhiệt độ, dạng cơ dạng điện tử và nhiều phụ kiện thiết bị đo.
• Wika: Đồng hồ đo áp Wika là dòng sản phẩm có xuất xứ từ Đức, một nước sở hữu những công nghệ đứng đầu thế giới về công nghiệp, do vậy Wika được tin dùng và sử dụng rộng rãi trong các nhà máy, xí nghiệp hiện nay bởi các đặc tính, ứng dụng và sự đa dạng về mẫu mã cũng như giá thành sản phẩm.
• Wise: Đồng hồ Wise sản xuất tại Hàn Quốc với tiêu chuẩn chất lượng quốc tế trên dây chuyền hiện đại được kiểm tra nghiêm ngặt từ khâu đầu vào đến khâu đóng gói và vận chuyển. Độ chính xác đo áp suất của wise cực cao có thể sử dụng tốt trong các lĩnh vực cần độ chính xác áp suất.

Xem thêm: Đồng hồ nước