Hiện nay, trên các thiết bị đo áp suất dễ dàng thấy có rất nhiều đơn vị như bar, psi, Kpa hay kg/cm2. Chính sự khác nhau trong tiêu chuẩn đo áp suất của mỗi quốc gia và mỗi khu vực mà lại có sự khác nhau này. Vậy các đơn vị này có mối quan hệ như thế nào và làm thế nào để chuyển đổi đơn vị áp suất chính xác nhất? Bài viết này sẽ giới thiệu cho bạn mọi thông tin về áp suất.
Nội dung
Áp suất là gì? Có những loại áp suất nào?
Chắc hẳn ai cũng từng nghe nói đến các khái niệm như áp suất không khí, áp suất nước. Vậy cụ thể áp suất là gì? Đây là một đại lượng vật lý, được ký hiệu là p hoặc P, viết tắt từ Pressure. Áp suất được định nghĩa là tác dụng của lực trên một đơn vị diện tích theo chiều vuông góc với vật thể. Chính vì thế, đơn vị của áp suất N/m2 hoặc Pascal (Pa), được gọi theo tên của nhà vật lý người Pháp Blaise Pascal.
Áp suất không khí
Thông thường, khi nhắc đến áp suất người ta sẽ nghĩ đến áp suất khí quyển. Đó chính là áp suất của môi trường sống xung quanh con người. Có rất nhiều đơn vị đo áp suất, trong đó phổ biến nhất là bar, Pa. Bởi áp suất của 1 Pa rất nhỏ, chỉ bằng tác dụng của một đồng đôla lên mặt bàn. Nên thường được đo lường với một tỷ lệ bắt đầu là 1kPa = 1000Pa. Vậy áp suất khí quyển là bao nhiêu?
Trong thực tế, áp suất của không khí rất hiếm khi được đo lường chính xác, Bởi áp suất luôn thay đổi và phù thuộc vào nhiều yếu tố chẳng hạn như thời tiết và độ cao. Hơn nữa, không khí xung quanh ta bao gồm rất nhiều loại khí nên rất khó để đo áp suất. May mắn là vẫn có một số đơn vị đặc biệt để đo áp suất khí quyển và khí quyển tiêu chuẩn trên Trái Đất được thống nhất là 101,325 kPa.
Áp suất chân không
Khi mật độ của các phần tử trong không gian hẹp ít hơn hẳn so với bên ngoài thì sẽ tạo ra một lực đẩy. Đó chính là áp suất chân không. Nói đơn giản thì đây là áp suất của một lượng vật chất tồn tại trong khoảng không gian nhất định. Cũng giống như áp suất khí quyển, rất khó để đo chính xác áp suất chân không bằng bao nhiêu. Bởi mức độ chân không sẽ khác nhau.
Áp suất hơi bão hòa
Bên cạnh việc đo áp suất của chất rắn, không khí thì còn có thể đo lường áp suất của thể hơi, thể lỏng. Bạn thắc mắc không biết áp suất hơi bão hòa là gì thì đây là áp suất mà tại đó thể hơi cân bằng thể lỏng. Khi đó, hơi bão hòa sẽ đạt giá trị cực đại và nếu áp suất càng lớn thì càng dễ bay hơi.
Tầm quan trọng của việc đo lường áp suất trong công nghiệp
Có thể nói, các thiết bị đo áp suất là vật dụng không thể thiếu trong các ứng dụng công nghiệp. Từ ứng dụng trong nhà máy, xí nghiệp cho đến các các xưởng chế biến thực phẩm. Hiện nay, có rất nhiều loại dụng cụ đo áp suất chuyên dụng cho từng môi trường như đo áp suất nước, áp suất gas, xăng dầu hay môi trường chất lỏng khác. Tùy thuộc vào nhu cầu để lựa chọn thiết bị phù hợp nhất.
Cảm biến đo áp suất
Đây là loại thiết bị điện tử có khả năng chuyển đổi áp suất sang tín hiệu điện. Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo áp suất rất đơn giản. Chỉ cần có nguồn tác động lên phần cảm biến, bao gồm nguồn nhiệt, nguồn áp suất,… Sau đó, cảm biến trả giá trị về vi xử lý rồi đưa tín hiệu ra. Thiết bị này thường được ứng dụng để đo áp suất tại những vị trí khó quan sát trực tiếp bằng mắt hoặc trong những trường hợp cần phát ra tín hiệu điều khiển áp suất.
Đồng hồ đo áp suất
Thiết bị chuyên dụng này dùng để đo áp suất chất lỏng hoặc khí gas và hơi. Nhờ tác động của nước lên hệ thống chuyển động mà bánh răng quay. Từ đó kim trỏ đồng hồ sẽ cho ra dải áp suất trên bề mặt giúp chúng ta biết được mức áp suất hiện tại là bao nhiêu. Đồng hồ đo áp suất thường được sử dụng trực tiếp tại vị trí cần đo.
Cảm biến đo áp suất kết hợp mặt đồng hồ điện tử
Kết hợp giữa cảm biến áp suất và đồng hồ dạng điện tử, đây là thiết bị đo áp suất tiên tiến. Người dùng có thể thấy được áp suất ngay thời điểm cần đo và đưa ra tín hiệu cần thiết về bộ xử lý.
Tại sao lại có nhiều đơn vị áp suất như vậy?
Như đã biết, có rất nhiều đơn vị được sử dụng để đo áp suất và mỗi khu vực lại áp dụng một quy chuẩn riêng. Sự khác nhau đó là do hậu quả của chiến tranh thế giới thứ 2. Các cường quốc trên thế giới không chấp nhận bất cứ tiêu chuẩn nào về đơn vị áp suất của những nước còn lại. Hiện nay, tồn tại 3 đơn vị đo áp suất được phân chia theo khu vực địa lý.
Bắc Mỹ
Đại diện tiêu biểu nhất chính là Mỹ, một cường quốc về ngành công nghiệp, đặc biệt là đo lường và tự động hóa. Các nước trong khu vực này sử dụng đơn vị là Psi, Ksi,.. Psi được viết tắt từ pound per square inch tức là trọng lượng trên một đơn vị diện tích inch.
Châu Âu
Đây là cái nôi của ngành công nghiệp cơ khí, chế tạo và đo lường với nhiều phát minh về máy móc. Họ cũng tự tạo cho riêng mình một chuẩn đo lường riêng là đơn vị Bar, mBar,…
Bar là đơn vị đo áp suất chuẩn của những nước châu Âu
Tuy không phải là một đơn vị đo lường trong hệ thống quốc tế (SI) nhưng Bar được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất thế giới, nhất là trong các thiết bị công nghiệp. 1Bar = 100,000 Pa và hơi thấp hơn một chút so với áp suất khí quyển của Trái Đất.
Bên cạnh đó, đơn vị áp suất kg/cm2 cũng được sử dụng rất nhiều. Đây là hai đơn vị gần bằng nhau, 1 bar = 1.02 kg/cm2. Thế nên, trong những trường hợp không cần độ chính xác quá cao thì không cần chuyển đổi hai đơn vị này với nhau.
Châu Á
Trong nhiều đồng hồ đo áp suất được sản xuất từ Nhật Bản hoặc Trung Quốc, bạn dễ dàng thấy đơn vị Mpa. Đây là chuẩn riêng tại các nước châu Á với giá trị 1 Mpa tương đương với 10 bar. Tuy nhiên, do độ phân giải cao gấp 10 lần so với bar nên hệ thống đơn vị áp suất cũng sử dụng thêm Kpa. 100 Kpa gần bằng 1 bar.
Bảng đổi đơn vị áp suất chuẩn nhất, đơn giản nhất trên thế giới
Chính sự khác nhau giữa các chuẩn đơn vị trên thế giới mà trên các thiết bị cảm biến hay đồng hồ đo áp suất được sản xuất tại quốc gia nào thì sẽ phải theo chuẩn của nơi đó. Thế nhưng, với xu hướng toàn cầu hóa như hiện nay, các nhà sản xuất đã thiết kế dụng cụ với đa dạng dãy đo và đơn vị. Chính vì thế, chúng ta cần phải nắm rõ được quy tắc đổi đơn vị áp suất. Ở bài viết này sẽ lấy bar làm thước đo chuẩn để tính cho tất cả các đơn vị khác.
Quy đổi theo “hệ mét” của châu Á
1 bar = 0.1 Mpa ( megapascal )
1 bar = 1.02 kg/cm2
1 bar = 100 kPa ( kilopascal )
1 bar = 1000 mbar ( milibar )
1 bar = 100000 Pa ( pascal )
Tính theo “hệ thống đo lường” của châu Mỹ
1 bar = 0.0145 Ksi ( kilopound lực trên inch vuông )
1 bar = 14.5 Psi ( pound lực trên inch vuông )
1 bar = 2088.5 ( pound per square foot )
Công tắc áp suất – thiết bị chuyển đổi áp suất hiệu quả nhất
Bên cạnh việc tìm hiểu các đơn vị đo áp suất, bạn cũng cần quan tâm đến cách tăng hoặc giảm áp suất. Và công suất áp tắc là một thiết bị giúp bạn phát hiện sự thay đổi áp suất hiệu quả. Có hai loại công tắc suất chính là relay áp suất nước và áp suất khí nén theo dạng tiếp xúc hoặc không tiếp xúc. Dụng cụ này được ứng dụng trong nhiều mục đích khác nhau. từ sử dụng để cảnh báo về mức nhiên liệu trong xe oto cho đến các thiết kế điện.
Nguyên lý cảm biến áp suất hoạt động dựa vào công tắc điện tử. Khi áp suất cao thì sẽ xảy ra chuỗi các yếu tố ảnh hưởng tại cổng áp lực như màng ngăn bị uốn cong và đẩy tấm áp lực. Trong trường hợp lực áp suất đủ cao để nén lò xo thì tấm áp lực sẽ tăng lên. Chính vì thế, khi lực đủ lớn thì tấm áp lực sẽ tăng cho đến khi các tiếp điểm kết nối. Tại đây, các mạch điện sẽ đóng lại và cung cấp nguồn điện cho mạch điện. Sự thay đổi từ cảm biến này sẽ kích hoạt tín hiệu điện nhờ việc thay đổi vị trí của các tiếp điểm.
Sử dụng rơ le áp suất để thay đổi áp suất phù hợp
Trong trường hợp áp suất thấp, không có đủ lực để nén lò xo thì mạch điện vẫn mở. Chính vì thế, sử dụng loại công tác an toàn dạng Manual Reset là một lựa chọn hoàn hảo. Các thiết bị này được nối để tạo ra hoặc phá vỡ mạch điện. Nên sẽ thực hiện chức năng mở và đóng khi không kích hoạt công tắc. Hơn nữa, màng chắn của công tắc áp suất danfoss có tác dụng thực hiện cơ chế võng xuống để lắp đặt với tấm áp lực.
Điều chỉnh công tắc áp suất như thế nào?
Để có được cách điều chỉnh rơ le áp suất hiệu quả và tốt nhất thì cần phải lắp đặt công tắc vào đường ống đúng cách. Đầu tiên, bạn cần phải tìm hiểu kỹ về các thông số kỹ thuật của công tắc và rơ le áp lực một cách chính xác nhất.
Ngoài ra, cần phải lựa chọn được cho mình một loại thiết bị phù hợp nhất với kích thước của đường ống. Điều này sẽ giúp tránh được những sai sót không đáng có cũng như tránh tổn thất áp suất trên đường ống gió. Các bước điều chỉnh công tắc áp suất:
- Bước 1: Xác định đúng các thông số max, min và diff.
- Bước 2: Bắt đầu điều chỉnh giá trị max để sử dụng tua vít vặn vít tương ứng ở trên đầu cột Range.
- Bước 3: Tăng dần áp suất đồng thời quan sát kim đồng hồ cũng như các tín hiệu phát ra từ rơ le. Sau khi quan sát, rơ le bắt đầu di chuyển đến vị trí max tức là bạn đã điều chỉnh xong max.
Thực hiện tương tự để điều chỉnh thông số dif và min. Ngoài việc điều chỉnh trên, bạn cần kiểm tra xem cách chỉnh công tắc áp suất đã đúng chưa và phù hợp với yêu cầu hay chưa.
Bài viết này đã giới thiệu cho bạn mọi kiến thức về áp suất là gì, cách đổi đơn vị áp suất, cách thay đổi áp suất phù hợp. Hy vọng rằng với những thông tin đó, bạn có thể quy đổi các chuẩn áp suất chính xác nhất.
Xem thêm: thiết bị điện điện
