Tất cả về máy phát áp suất với 4-20mA

Bộ truyền áp suất 4-20mA là gì?

Bộ truyền áp suất có đầu ra 4-20mA là thiết bị đo áp suất được sử dụng trong các nhà máy hoặc những nơi khác, dùng để thay đổi giá trị đọc áp suất thành tín hiệu dòng điện có phạm vi từ 4 đến 20 miliampe. Tín hiệu tương tự này (khác với bộ truyền áp suất đầu ra kỹ thuật số ) hiển thị áp suất đo được theo cách tỷ lệ thuận với giá trị đo thực tế. Ví dụ, 4mA thường có nghĩa là không có áp suất (0 psi) hoặc áp suất thấp nhất và 20mA có nghĩa là áp suất cao nhất mà bộ chuyển đổi áp suất có thể xử lý (hoặc giá trị cao nhất mà người dùng muốn sử dụng). Đầu ra tương tự được chuẩn hóa này có nghĩa là bộ chuyển đổi áp suất 4-20mA có thể hoạt động với bất kỳ bộ điều khiển logic lập trình (PLC), hệ thống điều khiển phân tán (DCS) hoặc hệ thống thu thập dữ liệu nào trong bất kỳ ngành nào, khá khác so với đồng hồ đo áp suất cơ học, thông thường không thể có đầu ra tương tự từ các đồng hồ đo này.
Chuẩn 4-20mA đã trở thành phần quan trọng nhất của thiết bị đo lường công nghiệp vì nó mang lại nhiều lợi ích. Tín hiệu dòng điện 4-20mA không bị ảnh hưởng bởi sụt áp xảy ra khi dây kết nối quá dài. Điều này khác với tín hiệu điện áp của bộ chuyển đổi áp suất (chẳng hạn như 0-5V DC). Ngoài ra, tín hiệu zero trực tiếp ở 4mA cho phép người vận hành hệ thống phân biệt giữa giá trị zero thực và giá trị 0mA của dây bị đứt hoặc bộ truyền tín hiệu bị lỗi. Tính năng chẩn đoán này khiến bộ chuyển đổi áp suất 4-20mA trở nên cần thiết cho các ứng dụng quan trọng về an toàn trong dầu khí, xử lý nước, dược phẩm và nhà máy sản xuất.

Tại sao chúng tôi muốn sử dụng Bộ chuyển đổi áp suất vòng lặp 4-20mA?

Các kỹ sư sử dụng bộ chuyển đổi áp suất 4-20mA vì chúng có nhiều lợi ích về mặt vận hành và kinh tế. Thứ nhất, các cảm biến áp suất analog này cho phép các nhà máy khác nhau theo dõi áp suất (hoặc áp suất âm, áp suất chênh lệch, áp suất hỗn hợp hoặc áp suất chân không) theo thời gian thực, cho phép các kỹ thuật viên đo lường tại nhà máy thực hiện bảo trì dự đoán và tránh các sự cố thiết bị tốn kém cũng như thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch. Trong nhiều ứng dụng kiểm soát quy trình, việc duy trì mức áp suất hoặc DP chính xác đảm bảo dây chuyền sản xuất hoạt động bình thường, hàng hóa sản xuất không có lỗi, mức tiêu thụ năng lượng ở mức thấp nhất có thể và tất cả các quy tắc đều được tuân thủ.

Trong các nhà máy hiện đại ngày nay, nhiều thiết bị đo lường hiện trường cần có khả năng hoạt động trong các điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cực cao, áp suất định mức cao, rung động, nhiễu điện từ và môi trường ăn mòn. Thiết kế cảm biến áp suất 4-20mA giải quyết những vấn đề này bằng cách sử dụng vật liệu chống ăn mòn cho các bộ phận ướt như thép không gỉ, tantali, hợp kim hastelloy, thiết bị điện tử kín khí và đầu nối công nghiệp (như cảm biến áp suất chìm IP65, IP67 hoặc thậm chí IP68). Cấu trúc mạch vòng dòng điện cũng chống nhiễu tốt hơn so với các hệ thống dùng điện áp, do đó tín hiệu luôn rõ ràng ngay cả trong môi trường công nghiệp có nhiều nhiễu điện.

Ngoài ra, vì bộ chuyển đổi áp suất vòng lặp 4-20mA dễ lắp đặt nên thời gian lắp đặt và chi phí bảo trì cũng thấp hơn. Các thiết lập cảm biến áp suất hai dây tiêu chuẩn chỉ cần nguồn điện và thiết bị. Hai dây này cùng mang cả nguồn điện và tín hiệu. Sự đơn giản này đồng nghĩa với việc chi phí lắp đặt thấp hơn, hệ thống dây điện ít phức tạp hơn so với các thiết bị đo hiện trường 3 dây hoặc 4 dây, và việc xử lý sự cố cũng dễ dàng hơn nhiều khi xảy ra.

Cách thức hoạt động của thiết bị vòng lặp 4-20mA của bộ chuyển đổi áp suất

Hầu hết các thiết bị cảm biến áp suất 4-20mA sử dụng công nghệ cảm biến silicon đơn tinh thể điện dung hoặc áp điện trở. Khi áp suất làm cong màng ngăn, cảm biến áp suất áp điện trở sử dụng màng ngăn silicon với cảm biến biến dạng thay đổi điện trở. Sự thay đổi điện trở được chuyển thành tín hiệu đầu ra analog 4-20mA chính xác, liên quan trực tiếp đến áp suất hoặc điện áp danh định (DP) được áp dụng. Công nghệ đo áp suất này rất chính xác, thường trong phạm vi ±0,25% của toàn thang đo hoặc có thể đạt độ chính xác cao hơn. Nó cũng có độ ổn định nhiệt độ tốt và thời gian đáp ứng nhanh, rất phù hợp để đo áp suất động.

Một ý tưởng phổ biến khác trong các bộ chuyển đổi áp suất 4-20 mA là công nghệ cảm biến điện dung. Các cảm biến áp suất này đo lường sự thay đổi điện dung giữa màng chắn cảm biến áp suất và điện cực cố định. Cảm biến điện dung rất tốt trong việc đo áp suất thấp như 1 Kpa hoặc 5 psi với độ chính xác cao và duy trì kết quả đọc ổn định theo thời gian. Chúng cũng hoạt động tốt hơn trong các trường hợp áp suất tĩnh quá cao, điều này khiến chúng trở nên hoàn hảo cho các ứng dụng có sự tăng áp suất đột biến theo thời gian.

Bộ truyền áp suất chênh lệch 4-20mA

Đầu ra 4-20mAcủa bộ truyền áp suất chênh lệch đo chênh lệch áp suất giữa hai kết nối quy trình. Chúng thường được sử dụng để đo lưu lượng, kiểm tra bộ lọc và đo mức trong các bể kín. Các bộ truyền chuyên dụng này sử dụng hai phần tử cảm biến hoặc một phần tử với các cổng áp suất cao và thấp riêng biệt để xác định chênh lệch và gửi tín hiệu 4-20mA tỷ lệ thuận với chênh lệch đó.

Ưu điểm của Bộ truyền áp suất 4-20mA có màn hình hiển thị

Bộ truyền áp suất 4-20mA có màn hình hiển thị kết hợp đầu ra analog truyền thống với màn hình kỹ thuật số tại chỗ, giúp việc sử dụng dễ dàng hơn nhiều. Màn hình tích hợp cho phép kỹ thuật viên kiểm tra các phép đo ngay tại vị trí lắp đặt mà không cần bất kỳ công cụ chẩn đoán bổ sung nào. Tính năng này rất tiện lợi cho các kỹ thuật viên đo lường trong quá trình vận hành, xử lý sự cố và bảo trì định kỳ vì nó giúp giảm thời gian tìm kiếm sự cố quy trình.

Hầu hết các bộ chuyển đổi áp suất hoặc DP tiên tiến này đều có màn hình LCD hoặc LED hiển thị giá trị áp suất theo các đơn vị kỹ thuật như PSI, bar, Mpa, mmH2O, kPa hoặc các đơn vị áp suất tùy chỉnh. Hầu hết các bộ chuyển đổi áp suất hiển thị kỹ thuật số đều có cấu hình nút nhấn cho phép kỹ thuật viên thay đổi độ giảm chấn, độ lệch điểm không và khoảng đo tại hiện trường mà không cần phải rút phích cắm thiết bị. Một số bộ chuyển đổi áp suất 4-20mA mới có màn hình cũng có các tính năng chẩn đoán hiển thị giá trị tối thiểu và tối đa đã ghi nhận, trạng thái cảnh báo và mã lỗi giúp tăng tốc độ xử lý sự cố.

Màn hình điện tử của bộ chuyển đổi áp suất đặc biệt hữu ích ở những nơi khó tiếp cận hoặc quá nhỏ để lắp màn hình hệ thống điều khiển. Người vận hành có thể nhanh chóng kiểm tra trực quan mọi thứ trong khi đang tuần tra, phát hiện sự cố ngay lập tức mà không cần phải quay lại phòng điều khiển hoặc sử dụng thiết bị liên lạc cầm tay.

Dải áp suất phổ biến: 4–20mA 0–10 Bar trở lên cho máy phát áp suất

Các dải áp suất khác nhau là cần thiết cho các ứng dụng công nghiệp khác nhau. Ví dụ, bộ truyền áp suất 4-20mA 0-10 bar (khoảng 0-145 PSI) là một trong những loại phổ biến nhất cho các quy trình công nghiệp nói chung, hệ thống khí nén và mạch thủy lực. Áp suất 10 bar cũng hoạt động tốt cho nhiều ứng dụng hơi nước áp suất thấp, mạng lưới phân phối nước và hệ thống khí nén. Tuy nhiên, chúng tôi chỉ lấy ví dụ về 10 bar, chúng tôi cũng cung cấp áp suất 100 psi, 200 psi, 10Mpa hoặc tối đa 700 bar. Hầu hết các nhà sản xuất cảm biến áp suất Trung Quốc đều bán các bộ truyền áp suất hoặc DP hoàn toàn mới này với các loại kết nối áp suất khác nhau, chẳng hạn như ren 1/2”NPT, ren G, kẹp ba và kết nối mặt bích, để chúng có thể hoạt động với các hệ thống đường ống khác nhau.

Bộ chuyển đổi áp suất 0-100 PSI (khoảng 0-7 bar) cũng phổ biến và được sử dụng rộng rãi. Chúng hoạt động với các cài đặt áp suất phổ biến trong hệ thống HVAC, giám sát bơm và điều khiển máy nén. Hệ thống thủy lực, ứng dụng khí áp suất cao và máy ép phun đều sử dụng dải áp suất cao hơn như 0-1000 PSI hoặc 0-6000 PSI. Ưu điểm tuyệt vời của công nghệ bộ chuyển đổi áp suất chuẩn hóa 4-20mA là tín hiệu đầu ra luôn giữ nguyên bất kể dải áp suất nào. Điều này giúp việc tích hợp hệ thống và thay thế thiết bị dễ dàng hơn.

Các máy phát áp suất chân không và hỗn hợp bổ sung khả năng đo cả áp suất chân không và áp suất dương, điều này rất quan trọng đối với hệ thống làm lạnh, cột chưng cất và đóng gói chân không. Các thiết bị đo áp suất chuyên dụng này cũng có thể duy trì cùng một dòng điện 4-20mA khi đo các dải áp suất như -1 đến +3 bar hoặc -14,7 đến +15 PSI hoặc -5000 đến + 5000 mmWG.

Ứng dụng phổ biến cho bộ chuyển đổi áp suất vòng 4-20mA: Giám sát áp suất của nước, dầu và hơi nước

Bộ truyền áp suất nước 4-20mA

Bộ chuyển đổi áp suất nước với vòng lặp 4-20mA có nhiều ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy xử lý nước đô thị, mạng lưới phân phối, hệ thống tưới tiêu và hệ thống tự động hóa tòa nhà. Các bộ chuyển đổi áp suất nước 4-20mA này theo dõi áp suất tại đầu ra của bơm, hệ thống lọc và đường ống phân phối để đảm bảo nước luôn được cung cấp và phát hiện rò rỉ. Chúng quản lý các chu kỳ rửa ngược, đảm bảo sử dụng đúng lượng hóa chất và ngăn ngừa bơm bị cạn nước trong các nhà máy xử lý nước. Để giữ mọi thứ sạch sẽ đồng thời theo dõi các hệ thống vệ sinh tại chỗ (CIP) và đường ống chuyển sản phẩm, ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống sử dụng bộ chuyển đổi áp suất nước đạt tiêu chuẩn vệ sinh làm bằng thép không gỉ đánh bóng và kết nối ba kẹp.

Bộ truyền áp suất dầu với đầu ra 4-20mA

Bộ truyền áp suất dầu đầu ra dòng điện 4-20mA là bộ phận quan trọng của hệ thống thủy lực, mạch bôi trơn và nhà máy chế biến dầu. Các cảm biến áp suất này bảo vệ các bộ phận thủy lực đắt tiền trong thiết bị di động và máy móc sản xuất bằng cách theo dõi áp suất hệ thống và kích hoạt báo động khi áp suất vượt quá mức an toàn hoặc dưới mức tối thiểu, có thể dẫn đến hỏng bơm hoặc rò rỉ. Bộ truyền áp suất dầu làm bằng vật liệu thép không gỉ, không bị hỏng khi tiếp xúc với hydrocarbon, được sử dụng trong các nhà máy lọc dầu và hóa dầu để đo áp suất trong đường ống dẫn dầu thô, cột chưng cất và bể chứa sản phẩm. Bộ truyền áp suất dầu được sử dụng trong các ứng dụng thử nghiệm hàng hải, phát điện và ô tô để đảm bảo áp suất bôi trơn đủ cao để tránh hư hỏng nghiêm trọng cho thiết bị.

Bộ truyền áp suất vòng hơi 4-20mA

Bộ truyền áp suất hơi nước rất quan trọng trong sản xuất điện, xử lý hóa chất, khử trùng thực phẩm và sưởi ấm toàn bộ khu dân cư. Các cảm biến áp suất nhiệt độ cao này có thể xử lý nhiệt độ hơi nước trên 200°C (400°F) nhờ thiết kế đặc biệt như bộ phận làm mát, gioăng từ xa hoặc hệ thống mao dẫn giúp bảo vệ các thiết bị điện tử nhạy cảm khỏi nhiệt độ cực cao. Để duy trì áp suất vận hành phù hợp, hệ thống điều khiển nồi hơi sử dụng bộ truyền áp suất hơi nước. Điều này giúp mọi thứ an toàn và hiệu quả, đồng thời ngăn chặn các tình huống quá áp nguy hiểm. Các nhà máy sản xuất dược phẩm và thiết bị y tế sử dụng bộ truyền áp suất hơi nước trong nồi hấp tiệt trùng và thiết bị tiệt trùng. Các thiết bị này đảm bảo áp suất luôn ở mức vừa phải, đảm bảo các chu trình tiệt trùng hiệu quả và đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn do chính phủ đặt ra.

Những điều cần biết về giá của bộ truyền áp suất 4-20mA

Giá của các bộ truyền áp suất 4-20mA có thể rất khác nhau tùy thuộc vào tính năng, nguyên lý, thông số kỹ thuật, độ chính xác và chất lượng. Nhiều công ty sản xuất bộ truyền áp suất 4-20mA cơ bản dưới 100 đô la. Chúng thường có các tính năng cơ bản và đủ chính xác cho các mục đích sử dụng không quan trọng. Những cảm biến áp suất giá rẻ và phải chăng này thường không có màn hình hiển thị điện tử và giao thức HART, dải áp suất hạn chế và các tính năng cơ bản.

Máy phát áp suất hoặc DP có chức năng tốt hơn, có giá từ 100 đến 300 đô la, chính xác hơn (±0,5% đến ±0,25%), được làm bằng thép không gỉ, với kỹ thuật số

Màn hình hiển thị để đọc trực tiếp hoặc cấu hình, có thể hoạt động trong phạm vi nhiệt độ và áp suất tĩnh rộng hơn, đồng thời ổn định hơn theo thời gian. Các bộ chuyển đổi này hoạt động tốt trong hầu hết các môi trường công nghiệp, nơi độ chính xác và độ tin cậy là quan trọng nhưng không có điều kiện khắc nghiệt. Các bộ chuyển đổi cao cấp có giá hơn 300 đô la mang lại độ chính xác cao hơn (±0,1% hoặc tốt hơn 0,075%), chứng nhận cho khu vực nguy hiểm (được chứng nhận ATEX), chẩn đoán tiên tiến và vật liệu xây dựng có thể được sử dụng trong môi trường ăn mòn hoặc vệ sinh.

Giá của bộ truyền áp suất 4-20mA cũng bao gồm các chứng nhận và phê duyệt. Các thiết bị được chứng nhận cho môi trường dễ cháy nổ (ATEX, IECEx, CSA), ứng dụng vệ sinh (3-A, EHEDG) hoặc các chỉ thị về thiết bị áp suất thường có giá cao hơn vì chúng phải trải qua rất nhiều thử nghiệm và thủ tục giấy tờ. Khi xem xét các bộ truyền áp suất 4-20mA mới, đừng chỉ nhìn vào giá mua ban đầu. Thay vào đó, hãy xem xét tổng chi phí sở hữu, bao gồm lắp đặt, hiệu chuẩn và bảo trì. Điều này là do các thiết bị chất lượng cao hơn thường mang lại cho bạn giá trị lâu dài tốt hơn nhờ ít hỏng hóc hơn và chu kỳ hiệu chuẩn dài hơn.

5 Câu hỏi thường gặp về Bộ truyền áp suất 4-20mA (Câu hỏi thường gặp)

1. Sự khác biệt giữa bộ chuyển đổi áp suất và bộ truyền áp suất là gì?

Có một số khác biệt nhỏ giữa hai thuật ngữ này, mặc dù chúng thường được sử dụng thay thế cho nhau. Bộ chuyển đổi áp suất 4-20mA chuyển đổi áp suất thành tín hiệu điện. Mặt khác, bộ truyền áp suất có mạch bổ sung để điều chỉnh tín hiệu, giúp nó mạnh hơn và ổn định hơn ở mức 4-20mA. Cả hai thiết bị đều có chức năng tương tự trong công nghiệp: đo áp suất và cung cấp đầu ra dòng điện tiêu chuẩn mà hệ thống điều khiển có thể đọc được. Chuẩn 4-20mA là tiêu chuẩn công nghiệp cho các ứng dụng điều khiển quy trình vì nó tương thích với hầu hết các PLC và hệ thống DCS.

2. Có thể sử dụng máy phát áp suất có giá dưới 100 đô la cho mục đích công nghiệp không?

**Bộ chuyển đổi áp suất 4-20mA giá rẻ dưới 100 đô la** có thể được sử dụng cho mục đích giám sát không quá quan trọng, cho trường học hoặc lắp đặt ngắn hạn. Tuy nhiên, đối với các quy trình công nghiệp quan trọng cần độ chính xác cao, độ tin cậy lâu dài và tuân thủ an toàn, tốt nhất nên mua bộ chuyển đổi tầm trung hoặc cao cấp. Thiết bị tốt hơn có độ chính xác cao hơn (±0,25% hoặc tốt hơn), giữ nhiệt độ tốt hơn, được chế tạo để sử dụng lâu dài với vỏ thép không gỉ và có các chứng nhận cần thiết cho các khu vực nguy hiểm. Hãy nghĩ đến tổng chi phí sở hữu. Một bộ chuyển đổi giá rẻ bị hỏng có thể khiến bạn mất nhiều thời gian và sản phẩm hơn so với số tiền bạn tiết kiệm được khi mua nó.

3. Khi nào tôi nhận được bộ truyền áp suất 4–20mA có màn hình hiển thị?

Bộ chuyển đổi áp suất vòng lặp với màn hình hiển thị kỹ thuật số rất hữu ích cho việc bảo trì và khắc phục sự cố. Màn hình tích hợp cho phép kỹ thuật viên kiểm tra các giá trị đo áp suất ngay tại hiện trường mà không cần phải kết nối các công cụ chẩn đoán hoặc đến phòng điều khiển để kiểm tra sự cố. Màn hình LCD cũng hữu ích khi bạn đang vận hành cảm biến, thực hiện kiểm tra định kỳ hoặc cố gắng kiểm tra và sửa chữa thiết bị. Nhiều bộ chuyển đổi có màn hình cũng cho phép bạn thay đổi cài đặt tại hiện trường chỉ bằng một phím bấm, hiển thị thông tin chẩn đoán như giá trị áp suất tối thiểu/tối đa, hiển thị trạng thái cảnh báo hoặc thực hiện cắt điểm 0. Bộ chuyển đổi áp suất loại hiển thị cục bộ có thể tiết kiệm rất nhiều thời gian và giúp vận hành hiệu quả hơn ở những nơi khó tiếp cận màn hình hệ thống điều khiển, chẳng hạn như các cơ sở lắp đặt ở xa hoặc không gian nhỏ.

4. Tôi nên chọn mức áp suất nào cho mục đích sử dụng của mình?

Phạm vi phổ biến nhất là bộ truyền áp suất 4-20mA 0-10 bar (0-145 PSI), hoạt động cho hầu hết các quy trình công nghiệp, hệ thống khí nén và mạng lưới phân phối nước. Chọn một bộ truyền có phạm vi toàn thang đo gấp 1,5 đến 2 lần áp suất tối đa dự kiến của bạn cho các mục đích sử dụng cụ thể. Điều này sẽ mang lại cho bạn thêm một chút an toàn. Trong các hệ thống đô thị, bộ truyền áp suất nước thường hoạt động trong phạm vi 0–10 bar hoặc 0–100 PSI. Trong các hệ thống thủy lực, bộ truyền áp suất dầu có thể cần hoạt động trong phạm vi 0–250 bar (0–3600 PSI) hoặc cao hơn. **Bộ truyền áp suất hơi nước thường cần có khả năng hoạt động ở nhiệt độ cao và có phạm vi áp suất phù hợp với các điều kiện trong nồi hơi. Đối với hơi nước áp suất thấp, phạm vi này thường là 0–16 bar (0–232 PSI) và đối với các quy trình công nghiệp, phạm vi này thường cao hơn.

5. Làm sao để biết được mức giá hợp lý cho bộ truyền áp suất 4-20mA?

Giá của một bộ truyền áp suất 4-20mA phụ thuộc vào một số yếu tố, chẳng hạn như độ chính xác của nó, vật liệu làm nên nó, chứng nhận nó có và các tính năng bổ sung mà nó có. Các mẫu cấp thấp có giá dưới 100 đô la phù hợp cho các nhiệm vụ cơ bản không quá quan trọng. Các bộ truyền tầm trung (100–300 đô la) có hiệu suất cấp công nghiệp với độ chính xác ±0,25–0,5%, được làm bằng thép không gỉ và ổn định theo thời gian, khiến chúng phù hợp với hầu hết các mục đích sử dụng. Các bộ truyền cao cấp (có giá hơn 300 đô la) có độ chính xác tốt hơn (±0,1%), chứng nhận cho khu vực nguy hiểm (ATEX, CSA), phê duyệt cho mục đích vệ sinh (3-A, EHEDG) và chẩn đoán tiên tiến. Khi xem xét các bộ truyền áp suất 4-20mA mới, đừng chỉ nhìn vào giá mua ban đầu. Thay vào đó, hãy cân nhắc tổng chi phí sở hữu, bao gồm mức độ khó khăn khi lắp đặt, tần suất cần hiệu chuẩn, thời gian sử dụng dự kiến và thời gian ngừng hoạt động có thể xảy ra. Mặc dù chi phí ban đầu cao hơn, nhưng một bộ phát đáng tin cậy và chính xác thường có giá trị hơn về lâu dài.