Cấu trúc bên trong của các loại đồng hồ áp suất cơ học khác nhau là gì?
Khi đo áp suất, có thể lựa chọn các loại đồng hồ áp suất khác nhau tùy thuộc vào phương pháp đo, môi trường và nguồn áp suất. SJ Gauge sẽ giúp bạn thông qua bài viết này, bạn sẽ có cái nhìn sâu sắc hơn về cơ chế hoạt động bên trong của đồng hồ áp suất cơ học.
1. Ống Bourdon
Hãy bắt đầu với thành phần chính của đồng hồ đo ống Bourdon (còn được gọi là ống lò xo). Chúng có thể được sử dụng để đo cả chất lỏng và khí. Có ba loại: loại C, loại xoắn ốc và loại xoắn ốc.
Ống Bourdon loại C:
Ống Bourdon loại C được làm từ ống rỗng, thành mỏng, uốn cong. Thường được làm từ đồng hoặc thép không gỉ, và được sử dụng cho áp suất từ 0,6 đến 70 kgf/cm², chúng là loại đồng hồ áp suất cơ học phổ biến nhất. Gắn đầu mở vào đế để kết nối với nguồn áp suất và kết nối đầu bịt kín với bộ truyền động. Khi áp suất tác động, ống Bourdon uốn cong sẽ tạo ra sự dịch chuyển tương ứng do sự chênh lệch áp suất, và kim chỉ thị sẽ quay.
Ống Bourdon xoắn ốc:
Đặc tính uốn cong đa chiều của ống Bourdon xoắn ốc giúp nó phân tán áp suất một cách dễ dàng. So với loại C, loại xoắn ốc có thể chịu được áp suất cao hơn. Nó thường được sử dụng cho áp suất cao từ 70 đến 1000 kgf/cm². Càng cao giá trị áp suất đo được, càng cần nhiều vòng xoắn ống. Thường được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa dầu, nhà máy điện và kỹ thuật môi trường.
Ống Bourdon xoắn ốc:
Ống Bourdon xoắn ốc được uốn cong theo các vòng tròn đồng tâm. Đầu ống được kết nối trực tiếp với kim chỉ thị, không sử dụng bánh răng hoặc khớp nối. Cấu trúc đơn giản của nó thường được sử dụng trong các đồng hồ áp suất có mặt số nhỏ, như bình oxy lặn và bình chữa cháy.
2. Màng ngăn
Tiếp theo, chúng ta hãy xem xét một số loại đồng hồ đo màng. Có ba loại: đồng hồ đo màng liên kết, đồng hồ đo màng dạng vỏ và đồng hồ đo màng không có bánh răng.
Liên kết màng:
Màng liên kết hoạt động mà không cần chất lỏng làm đầy hệ thống, điều này đảm bảo an toàn cho việc đo áp suất vô trùng. Các vật liệu màng thông dụng bao gồm thép không gỉ, Teflon (PTFE), Hastelloy (Hastelloy) hoặc gốm. Áp suất có thể được đo trực tiếp qua màng gợn sóng, sau đó áp suất sẽ được truyền qua liên kết đến bánh răng và kim chỉ. Có thể áp dụng lớp lót hoặc phủ để kéo dài tuổi thọ sử dụng. Các đồng hồ áp suất màng liên kết có thể được sử dụng để đo các môi trường ăn mòn, chúng thường được sử dụng trong ngành nén khí hoặc công nghiệp khí.
Màng không có bánh răng:
Cảm biến áp suất màng không có bánh răng đo áp suất trực tiếp thông qua sự co lại và giãn ra của màng để điều khiển chuyển động của kim chỉ thị. Loại cảm biến này không cần phải chứa chất lỏng để tránh tác động của rung động bên trong (sự không ổn định của áp suất môi trường đo) và rung động bên ngoài (rung động sinh ra trong quá trình vận hành thiết bị) ảnh hưởng đến việc quan sát hoặc gây hư hỏng cho bánh răng. Cảm biến áp suất màng không có bánh răng cũng có khả năng chịu va đập cao. Nhược điểm của nó là độ chính xác thấp. Nó thường được sử dụng trong máy nén khí hoặc làm đồng hồ đo áp suất lốp.
Viên nang:
Hai màng chắn được hàn và bịt kín để tạo thành một vỏ bọc. Khi áp suất từ môi trường thay đổi, vỏ bọc sẽ giãn nở (áp suất dương) hoặc co lại (áp suất âm) tùy theo áp suất. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến bánh răng và thanh truyền, từ đó điều khiển kim chỉ. Các vật liệu thường được sử dụng là đồng và thép không gỉ. Đồng hồ áp suất vỏ bọc thường được sử dụng làm đồng hồ áp suất micro trong ngành công nghiệp khí đốt, hóa dầu hoặc y tế.
3. Các đối tượng khác
Có những loại đồng hồ áp suất khác không thuộc loại ống Bourdon hoặc màng, nhưng chúng không kém phần hữu ích cho các ngành công nghiệp cần đến chúng. Hãy cùng tìm hiểu hai loại: đồng hồ áp suất dạng bellow và đồng hồ áp suất dạng piston.
Bộ phận bơm hơi:
Bộ phận bellow là một loại ống rỗng có hoa văn gợn sóng hình vòng tròn. Khi áp suất tăng, bộ phận bellow sẽ kéo dài theo hướng của ống, đẩy bánh răng và thanh truyền để quay kim chỉ. Ngoài việc là một đồng hồ áp suất thông thường, nó còn thường được sử dụng như một đồng hồ áp suất chênh lệch. Nguyên lý hoạt động là kết nối bộ phận bellow ở cả hai bên của môi trường áp suất một cách riêng biệt. Thông qua sự chênh lệch áp suất giữa hai bên, kim chỉ sẽ quay. Các đồng hồ này thường được sử dụng để đo chênh lệch áp suất trong khoảng từ 0 ~ 25 kgf/cm². Áp suất tĩnh tối đa là 150 kgf/cm². Vật liệu phổ biến của bellow là thép không gỉ, đồng thau và đồng. Bạn thường thấy các đồng hồ này trong hệ thống điều hòa không khí, hệ thống lọc và hệ thống phát hiện ống xả.
Piston:
Các đồng hồ áp suất piston chủ yếu được sử dụng như đồng hồ áp suất chênh lệch. Hai áp suất khác nhau được kết nối với hai bên khác nhau của đồng hồ. Áp suất cao hơn sẽ tác động lên áp suất thấp hơn, khiến piston đẩy áp suất còn lại sang phía áp suất thấp hơn. Điều này làm nén lò xo và quay kim chỉ. Đồng hồ piston chủ yếu được sử dụng để giám sát bơm và hệ thống ống dẫn.
