Hướng dẫn chỉnh góc trên đầu cân XK3190-DS1 / XK3190-DS1M

>>> Đầu cân (bộ chỉ thị) XK3190-DS1 / XK3190-DS1M và cảm biến lực số BTA-D 30t đang được sử dụng khá phổ biến.  

Khi lắp đặt xong một hệ thống cân xe tải, vấn đề gây nhức đầu nhiều nhất là hiệu chỉnh lại các tham số góc để hệ thống cân không bị lỗi lệch tâm (lệch góc). Việc chỉnh góc trên các hệ thống cân sử dụng công nghệ cũ được thực hiện trên các hộp nối cảm biến lực.

Các hệ thống cân sử dụng các thiết bị công nghệ kỹ thuật số, vấn đề hiệu chỉnh các thông số góc đều được thực hiện tự động trên đầu cân. Rút ngắn quá trình lắp đặt.

Các lỗi xảy ra đều được hiển thị trên đầu cân (bộ chỉ thị), nên vấn đề xử lý lỗi (bảo trì sau này) khá tiện lợi và dễ dàng.

In 3D và ứng dụng trong ngành công nghiệp chế tạo ô tô

Ngành công nghiệp chế tạo ô tô, cùng với ngành hàng không vũ trụ và y tế, một trong ba lĩnh vực tiên phong ứng dụng hiệu quả công nghệ in 3D. Các hãng sản xuất ô tô lớn trên thế giới đã đâu tư và trang bị các máy in 3D trong dây chuyền sản xuất. Các mẫu xe độc đáo và ý tưởng thiết kế các mẫu xe này dựa trên công nghệ in 3D ngày càng gia tăng, đặc biệt là cho sản xuất hàng loạt.

TÌM HIỂU NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CẢM BIẾN ÁP SUẤT

Cảm biến áp suất là gì?

Cảm biến áp suất là thiết bị điện tử chuyển đổi tín hiệu áp suất sang tín hiệu điện, thường được dùng để đo áp suất hoặc dùng trong các ứng dụng có liên quan đến áp suất.

Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất cũng gần giống như  các loại cảm biến khác là cần nguồn tác động (nguồn áp suất, nguồn nhiệt,… nguồn cần đo của cảm biến loại đó) tác động lên cảm biến, cảm biến đưa giá trị về vi xử lý, vi xử lý tín hiệu rồi đưa tín hiệu ra.

Tìm hiểu các thiết bị đo lưu lượng chất lỏng, chất khí trong công nghiệp

Đo lưu lượng đóng một vai trò quan trọng, không chỉ vì nó phục vụ cho mục đích kiểm kê, đo đếm mà còn bởi vì ứng dụng của nó trong hệ thống tự động hóa các quá trình sản xuất. Chính vì vậy việc hiểu rõ về phương pháp đo, cũng như nắm vững các đặc tính của thiết bị đo lưu lượng là điều hết sức cần thiết.

CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TRANSMITTER ĐO ÁP SUẤT, CHÊNH ÁP

Các cảm biến áp suất thông thường được thiết kế hoạt động dựa trên nguyên lý đo sự chênh lệch điện dung. Trong thiết kế này, phần tử cảm biến là một màng kim loại đàn hồi được đặt giữa 2  bề mặt kim loại cố định, tất cả có 3 tấm kim loại tạo thành 2 tụ điện có chung 1 bản cực. Dung môi ( thường là silicone lỏng có thể chuyển động được từ màng cách li sang màng cảm biến và làm thay đổi điện dung của 2 tụ điện.

Khi có bất kỳ sự chênh lệch áp suất nào sẽ khiến màng cảm biến bị cong về hướng có áp suất thấp hơn. Màng cảm biến có tính đàn hồi và là phần tử được chế tạo tinh vi,chính xác. Có nghĩa là nó có chức năng phát hiện lực tác dụng. Áp lực này có thể chỉ là một hàm của sự chênh áp tác động lên một diện tích bề mặt theo công thức về lực, áp suất, tiết diện F = PA.  Trong trường hợp này chúng ta có 2 lực tác động lên màng cảm biến, do đó công thức ở trên có thể được viết lại như một hàm của chênh áp (P2-P1) và tiết diện : F = (P1 − P2)A. Do tiết diện của màng cảm biến là không đổi, và lực liên quan đến sự dịch chuyển của màng,  bây giờ chúng ta cần suy ra chênh áp dựa bằng cách đo độ dịch chuyển của màng.
Một chức năng nữa của màng cảm biến là nó như một bản cực của 2 tụ điện để có thể đo sự dịch chuyển. Do điện dung của tụ điện tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa 2 bản cực, điện dung ở phía áp suất thấp sẽ tăng lên trong khi điện dung ở phía áp suất cao sẽ giảm:

Một mạch phát hiện điện dung được kết nối vào tế bào cảm biến sử dụng một tín hiệu AC tần số cao để đo sự chênh lệch điện dung giữa 2 nửa, và chuyển thành một tín hiệu dc và biến nó trở thành tính hiệu đầu ra của thiết bị đo áp suất.

Những cảm biến áp suất này có độ chính xác rất cao, ổn định và tin cậy. một điều thú vị trong cách thiết kế này đó là sử dụng 2 màng cách ly để chuyển áp suất quá trình ( áp suất đo) đến màng cảm biến thông qua dung môi được đặt trong nó. khung nền bằng chất rắn ( solid frame) giới hạn chuyển động của 2 màng cách ly để ngăn không có bất lỳ lực nào có thể tác động màng cảm biến vượt qua giới hạn của nó. như hình minh họa, màng cách ly được đẩy về phía khung nền chất rắn, chuyển động của nó được truyền qua màng cảm biến thông qua chất lỏng lấp đầy bên trong.   Nếu áp lực quá lớn được đưa vào phía này, màng cách ly chỉ có thể ép vào khung chất rắn ( nó phẳng lại) và không di chuyển thêm điều này đảm bảo không có bất kỳ 1 lực nào tác động thêm lên màng cảm biến, ngay cả khi áp suất quá trình được tăng thêm. việc sử dụng màng cách ly và chất lỏng điền đầy giúp giảm thiểu hư hỏng không đáng có của cảm biến.
Và có một lưu ý nữa là chất lỏng lấp đầy này chính là chất dung môi của cảm biến điện dung.

Một ví dụ điển hình của một thiết bị đo áp suất dựa trên cảm biến chênh lệch điện dung là model transmitter chênh áp Rosemount 1511, nó có hình dạng như ở hình dưới:

Bằng cách tháo 4 bulong từ transmitter, chúng ta có thế tháo 2 mặt bích từ  khoang áp suất, để có thế thấy được màng cách ly.

Một bức ảnh phóng to cho thấy rõ cấu tạo của màng cách ly , nó không được thiết kế như màng cảm biến, các nếp gấp đồng tâm bằng kim loại của màng cách ly giúp nó dễ dàng uốn cong khi có áp lực tác dụng lên, truyền áp suất quá trình qua chất dung môi lỏng tới màng cảm biến. 

Cấu tạo bên trong của cảm biến chênh áp điện dung ( khi ta cắt  đôi 1 cảm biến chênh áp rosemount 1151) cho thấy màng cách ly, màng cảm biến bà các cổng kết nối của chúng:

Ở đây, màng cách ly bên trái nhình rõ hơn so với màng cách ly bên phải. Và ta thấy rõ ràng trong bức ảnh này có 1 khoảng hở nhỏ hay chính xác hơn là đường ống nhỏ nối từ 2 màng cách ly trái phải với một khoàng hở lớn , nơi đặt màng cảm biến. và tất cả chúng được bao bọc bởi khung kim loại chắc chắn. và nên nhớ rằng trong các khoảng hở này thường được lấp đầy bởi chất dung môi lỏng, mục đích là truyền áp lực từ 2 màng cách ly đến màng cảm biến. như đã đề cập trước đây khung kim loại rắn giới hạn sự di chuyển của 2 màng cách ly. bằng cách này màng cảm biến được bảo vệ tránh hư hỏng do áp suất quá cao được đặt vào màng cách ly đơn giản là vì chúng không thể dịch chuyển xa hơn do có khung kim loại giới hạn chuyển động.
Cảm biến áp suất kiểu điện dung vốn dĩ là để đo sự chênh lệch áp suất giữa 2 bên của nó. để phù hợp với chức năng này, cảm biến đo áp suất thường có 2 cổng để đo áp suất quá trình.
tất cả các mạch điện tử cần thiết để chuyển đổi tín hiệu điện dung của cảm biến thành tín hiệu đo lường được đặt trong phần cấu trúc màu xanh phía trên. một phiên bản mới của cảm biến chênh áp kiểu điện dung là transmitte áp suất rosemount 3051:

Như đối với tất các các thiết bị đo chênh áp khác, thiết bị này cũng có 2 cổng để kết nối với áp suất cần đo. mặ phẳng màng cảm biến vuông góc với mặt phẳng 2 màng cách ly. thiết kế này nhỏ gọn hơn cảm biến áp suất kiểu cũ

Một thay đổi nhỏ về cách lắp đặt cảm biến là nó không được nhúng trong khung kim loại như cảm biến loại rosemount đời đầu. thay vào đó cụm cảm biến được đặt riêng biệt khỏi khung và chỉ được kết nối với 2 magnf cách ly bằng 2 ống dẫn nhỏ. Bằng cách này thì khi có sự cô giãn của kim loại rắn do dản nở nay lực ép bu long sẽ không ảnh hưởng điến màng cảm biến tránh sai số khi đo.

Việc truyền áp suất quá trình từ màng cách ly chuyển đến màng cảm biến đều do chất lỏng bên trong các ống dẫn
Chất lỏng này có các chức năng sau:
- Bảo vệ màng cảm biến tránh quá trình oxy hóa , ăn mòn
- Chúng kết hợp với các màng cách ly bảo vệ tránh màng cảm biến bị quá áp suất dẫn đến bị hỏng
- Nó chính là chất dung môi của cảm biến.

Theo INSTRUMENTATION.COM

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ỐNG PITOT

Ống pitot được đặt tên theo Henri Pitot, người sử dụng một ống thủy tinh để đo vận tốc dòng chảy của một con sông ở Pháp năm 1700. Ống pitot là thiết bị đơn giản không có bộ phận chuyển động dùng để đo vận tốc dòng chảy.
Ống pitot là loại lưu lượng kế phổ biến. Hình động dưới đây mô tả hoạt động cơ bản của một ống pitot, ở đây áp suất được tạo ra bởi vận tốc của chất lưu trong một ống đối diện với dòng chảy. Áp suất động này được so sánh với áp suất tham chiếu ( áp suất tĩnh) trong đường ống, và vận tốc này có thể được xác định bằng một công thức đơn giản.

Lưu ý: trong hình động trên từ phải qua trái: Ống được chèn vào giữa đường ống được dùng để đo áp suất động và ống kế tiếp dùng để đo áp suất tĩnh. Khi lưu lượng thông qua đường ống thay đổi, áp suất tại ống áp suất động và ống áp suất tĩnh thay đổi tùy theo vận tốc dòng chảy. Chênh áp giữa áp suất tổng và áp suất tĩnh tỉ tệ với lưu lượng thông qua đường ống.
Một Transmitter chênh áp dùng để đo chên áp giữa áp suất động và áp suất tĩnh và chuyển đổi nó thành tỉ lệ lưu lượng.

Trong thực tế, 2 ống đo áp được chèn vào một đường ống là khá rườm rà, thay vào đó chúng ta dùng một ống pitot đơn giản hơn tương tự như như hình sau. ở đây lỗ đo áp suất động và lỗ đo áp suất tĩnh ( áp suất tham chiếu) được kết hợp trên cùng một thiết bị

Vì sự đơn giản của ống pitot ( như hình vẽ) chỉ lấy mẫu ở một điểm, và bởi vì lưu lượng dòng chảy (vận tốc dòng chảy) là khác nhau tại mỗi điểm trong đường ống, Vị trí chính xác của dòng chảy là rất quan trọng do đó để khắc phục những điểm này chúng ta sử dụng một ống pitot trung bình.  
Lưu ý về mối quan hệ căn bậc hai giữa vận tốc và sụt áp ( nhìn công thức dưới đây)
Điều này giới hạn độ chính xác trong một dải nhỏ

Ở đây:

u1 =	Vận tốc chất lưu trong đường ống
Δp =	Áp suất động– Áp suất tĩnh
ρ =	Tỉ trọng chất lưu

Có một vài hạn chế trong thực tế khi dùng một ống pitot

1. Nếu vận tốc thấp, chênh áp sẽ rất nhỏ và đầu dò khó có thể đo chính xác. Sai số có thể rất lớn trong phép đo. Do đó ống pitot không làm việc được ở vận tốc quá nhỏ.
2. Nếu vận tốc qua lớn ( siêu âm) Điều đó vi phạm các giả định của phương trình của Bernoulli và phép đo sẽ không đúng. Ở phía trước ống , một sóng xung kích xuất hiện sẽ làm thay đổi áp suất tổng, có thể điều chỉnh những sóng  xung kích này đối với ống pitot dùng cho tốc độ lớn như máy bay
3. Nếu đường ống bị tắc hoặc bị chèn ép, thì áp suất tại đầu dò áp suất sẽ không đúng với áp suất động và tĩnh trong đường ống, do đó lúc này nó không thể đo đúng vận tốc của dòng chảy.

Ống pitot trung bình
Ống pitot trung bình ( như hình dưới) được phát triển với một số điểm đo áp suất động trên đường ống theo chiều ngang sau đó tính giá trị trung bình của áp suất động sau đó áp suất này được so sánh với áp suất tĩnh trong đường ống. từ đó tính được vận tốc dòng chảy.

Ưu điểm của ống pitot

• Ít cản trở dòng chảy
• Ít tốn kém.
• loại lưu lượng kế đơn giản có thể dùng cho nhiều đường ống có kích thước khác nhau.

Nhược điểm của ống pitot:

• Tỉ lệ giới hạn nhỏ bởi vì quan hệ căn bặc 2 giữa áp suất và vận tốc. 
•  Nếu chất lưu là chất lỏng, các lỗ đo hay đường ống sẽ có thể bị chặn . để loại bỏ việc này, một số model được lắp đặt theo chiều ngang
• Vị trí đặt trong đường ống phải đúng

Ứng dụng của ống pitot:

• Được sử dụng trong việc đo lưu lượng, tốc độ dòng chảy