Thiết bị phát hiện áp suất là những công cụ quan trọng được thiết kế để đo và theo dõi lực do khí hoặc chất lỏng tác dụng trong các hệ thống công nghiệp, ô tô, hàng không vũ trụ và môi trường. Các thiết bị này chuyển đổi áp suất cơ học thành tín hiệu điện, cho phép giám sát, kiểm soát và can thiệp an toàn theo thời gian thực. Các thiết bị phát hiện áp suất hiện đại tận dụng các nguyên tắc cảm biến tiên tiến như hiệu ứng điện trở, điện dung và áp điện để đạt được độ chính xác cao (lên đến ±0,02% toàn dải) và độ tin cậy trong điều kiện khắc nghiệt. Với các ứng dụng trải dài từ hệ thống thủy lực và thiết bị y tế đến sản xuất thông minh và quản lý năng lượng, thiết bị phát hiện áp suất đóng một vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu quả, đảm bảo an toàn và giảm chi phí vận hành. Việc tích hợp kết nối IoT, chẩn đoán do AI điều khiển và vật liệu chắc chắn đã mở rộng hơn nữa khả năng của chúng, định vị chúng là các thành phần không thể thiếu trong hệ sinh thái Công nghiệp 4.0.
Thiết bị phát hiện áp suất sử dụng các nguyên tắc vật lý đa dạng để chuyển đổi lực cơ học thành tín hiệu điện có thể đo được.Cảm biến điện trởtrong số phổ biến nhất, sử dụng đồng hồ đo biến dạng bán dẫn hoặc kim loại có điện trở thay đổi dưới biến dạng áp suất. Các cảm biến này có độ nhạy cao và phù hợp với các phép đo động nhưng có thể yêu cầu bù nhiệt độ để giảm thiểu sự trôi dạt.Thiết bị phát hiện áp suất điện dungđo những thay đổi về điện dung giữa màng và điện cực cố định, mang lại độ chính xác cao và tiêu thụ điện năng thấp, mặc dù chúng nhạy cảm với sự nhiễm bẩn.Cảm biến áp điệntạo ra điện áp để đáp ứng với ứng suất tác dụng, lý tưởng để theo dõi áp suất động tần số cao nhưng không phù hợp với các phép đo tĩnh do rò rỉ điện tích. Các công nghệ mới nổi, chẳng hạn nhưCảm biến dựa trên MEMSkết hợp thu nhỏ với độ chính xác cao, trong khithiết bị phát hiện áp suất quang họcsử dụng lưới nhiễu xạ Bragg sợi quang để phát hiện sự thay đổi bước sóng dưới áp suất, mang lại khả năng miễn nhiễm với nhiễu điện từ. Các thiết bị phát hiện tiên tiến kết hợp các thuật toán bù nhiệt độ và xử lý tín hiệu số để duy trì độ chính xác trên phạm vi hoạt động từ -60°C đến 150°C, với một số kiểu máy được đánh giá cho môi trường khắc nghiệt lên đến 400°C.
Các thông số chính xác định hiệu suất của thiết bị phát hiện áp suất bao gồm phạm vi đo (từ chân không đến 1000 MPa), độ chính xác (thường là ±0,1% đến ±0,5% toàn dải) và độ ổn định lâu dài. Các mẫu cao cấp, chẳng hạn như những mẫu được sử dụng trong hàng không vũ trụ, đạt được độ chính xác ±0,02% với thời gian phản hồi dưới 1 ms. Độ bền môi trường được đảm bảo thông qua xếp hạng IP67/IP68 về khả năng chống bụi và nước, trong khi các chứng nhận khu vực nguy hiểm (ATEX, IECEx) cho phép sử dụng trong môi trường dễ nổ. Các tùy chọn đầu ra bao gồm tín hiệu tương tự (4–20 mA, 0–10 V) cho các vòng điều khiển đơn giản và giao thức kỹ thuật số (HART, IO-Link, PROFIBUS) để giao tiếp hai chiều với PLC và nền tảng đám mây. Các vật liệu như thép không gỉ 316L, Hastelloy hoặc gốm đảm bảo khả năng tương thích với môi trường ăn mòn và thiết kế mô-đun cho phép dễ dàng tích hợp vào các hệ thống hiện có.
Thiết bị phát hiện áp suất đáp ứng các nhu cầu quan trọng trong các lĩnh vực đa dạng. Trongtự động hóa công nghiệpchúng theo dõi áp suất thủy lực trong hệ thống sản xuất, phát hiện các bộ lọc bị tắc thông qua các phép đo áp suất vi sai và đảm bảo hoạt động an toàn của lò phản ứng trong các nhà máy hóa chất. Cácngành công nghiệp dầu khídựa vào các thiết bị phát hiện áp suất cao để theo dõi đường ống và kiểm soát đầu giếng, với thiết kế chống cháy nổ để ngăn ngừa tai nạn trong môi trường dễ bay hơi.Các ứng dụng hàng không vũ trụyêu cầu các cảm biến có khả năng chịu được nhiệt độ và độ rung khắc nghiệt để theo dõi áp suất nhiên liệu và cabin. Trongthiết bị y tếthiết bị phát hiện áp suất điện dung đảm bảo việc cung cấp bơm truyền chính xác và vận hành máy thở, trong khi cảm biến MEMS cho phép sử dụng máy theo dõi huyết áp dùng một lần.Quản lý năng lượnghệ thống sử dụng thiết bị phát hiện áp suất vi sai để tối ưu hóa hiệu quả HVAC vànhà máy xử lý nướcsử dụng cảm biến chìm để theo dõi mức và điều khiển bơm.
Việc chọn thiết bị phát hiện áp suất phù hợp đòi hỏi phải đánh giá khả năng tương thích với môi trường, phạm vi áp suất, điều kiện nhiệt độ và yêu cầu đầu ra. Đối với chất lỏng ăn mòn, cảm biến bằng gốm hoặc phủ Hastelloy ngăn ngừa sự suy giảm, trong khi môi trường rung động cao đòi hỏi phải có thiết kế gắn kết chắc chắn và chống va đập. Hiệu chuẩn phải phù hợp với điều kiện vận hành và việc lắp đặt phải tránh các vị trí dễ bị nhiễu loạn hoặc tích tụ mảnh vụn. Tích hợp với các nền tảng IoT cho phép bảo trì dự đoán, tận dụng dữ liệu thời gian thực để dự báo lỗi và giảm thời gian ngừng hoạt động. Các biện pháp an ninh mạng, chẳng hạn như giao tiếp được mã hóa, rất quan trọng đối với các hệ thống nối mạng để ngăn chặn truy cập trái phép.
Những tiến bộ trong phát hiện áp suất tập trung vào các giải pháp thông minh hơn, được kết nối nhiều hơn. AI và học máy cho phép chẩn đoán dự đoán, xác định các mẫu báo hiệu các lỗi tiềm ẩn trước khi chúng xảy ra. Công nghệ song sinh kỹ thuật số cho phép thử nghiệm và tối ưu hóa ảo, giảm thời gian chạy thử và cải thiện độ chính xác. Xu hướng thu nhỏ hỗ trợ các thiết bị y tế có thể đeo và cảm biến di động, trong khi thiết kế thu năng lượng kéo dài tuổi thọ pin cho các ứng dụng từ xa. Các sáng kiến bền vững thúc đẩy việc sử dụng vật liệu có thể tái chế và thiết bị điện tử tiêu thụ ít điện năng, phù hợp với các mục tiêu môi trường toàn cầu.
Người liên hệ: Ms. Caroline Chan
Tel: 13271919169