Nguyên lý hoạt động máy đo áp suất và cách lựa chọn

Máy đo áp suất là thiết bị quan trọng giúp chúng ta kiểm soát và đảm bảo an toàn trong nhiều lĩnh vực từ sản xuất công nghiệp, y tế cho đến sinh hoạt hàng ngày. Bài viết này của TKTECH sẽ giúp bạn hiểu rõ nguyên lý hoạt động máy đo áp suất, biết cách chọn thiết bị phù hợp nhất cho nhu cầu sử dụng, đồng thời giải đáp các thắc mắc thường gặp mà nhiều người đang quan tâm.

Nguyên lý hoạt động máy đo áp suất

Nguyên lý hoạt động máy đo áp suất dựa trên việc chuyển đổi áp lực của chất khí hoặc chất lỏng thành tín hiệu cơ học hoặc tín hiệu điện để hiển thị giá trị áp suất. Khi áp lực tác động lên màng cảm biến, phần tử này sẽ biến đổi hình dạng, độ cong hoặc điện trở, tương ứng với mức áp suất cần đo. Tín hiệu sau đó được chuyển đổi và hiển thị dưới dạng kim chỉ thị hoặc giá trị số trên màn hình.

Tùy theo cấu tạo và phương thức đo, máy đo áp suất được chia thành ba nhóm chính: máy đo áp suất cơ học, máy đo áp suất điện tử và máy đo áp suất vi sai – mỗi loại đều có nguyên lý hoạt động và ứng dụng riêng trong từng lĩnh vực khác nhau.

Máy đo áp suất cơ học (Analog)

• Ống Bourdon: Áp suất từ môi chất đi vào ống kim loại cong (hình chữ C hoặc xoắn ốc), làm ống giãn nở hoặc duỗi thẳng do lực áp suất. Chuyển động này truyền qua hệ thống bánh răng và đòn bẩy, khiến kim chỉ thị xoay trên mặt đồng hồ, hiển thị giá trị áp suất tương ứng theo thang đo.
• Màng kim loại (Diaphragm): Áp suất tác động lên màng kim loại mỏng, gây ra biến dạng uốn cong. Độ uốn cong được cơ cấu cơ học chuyển thành chuyển động của kim chỉ thị, biểu thị giá trị áp suất.
• Ống chữ U (Manometer): Áp suất đẩy cột chất lỏng (thường là thủy ngân hoặc nước) trong ống chữ U di chuyển. Chênh lệch độ cao giữa hai nhánh cột chất lỏng tỷ lệ trực tiếp với áp suất, được đọc trên thang đo.

Nguyên lý này dựa trên tính chất đàn hồi hoặc dịch chuyển vật lý của các bộ phận cảm biến dưới tác động của áp suất.

Máy đo áp suất điện tử (Digital)

• Cảm biến áp suất: Sử dụng cảm biến như piezo-resistive, capacitive hoặc strain gauge. Khi áp suất tác động, màng cảm biến (thường làm từ silicon hoặc kim loại) biến dạng, làm thay đổi điện trở, điện dung hoặc điện áp của cảm biến.
• Xử lý tín hiệu: Tín hiệu điện từ cảm biến được khuếch đại và chuyển đổi từ analog sang số bởi vi mạch xử lý. Giá trị áp suất sau đó được hiển thị trên màn hình số (LCD/LED) hoặc truyền qua các giao thức như 4-20 mA, Modbus để kết nối với hệ thống điều khiển.

Nguyên lý này dựa trên chuyển đổi áp suất thành tín hiệu điện và xử lý số hóa để hiển thị hoặc truyền tải. 

Máy đo áp suất vi sai

• Cảm biến vi sai: Áp suất từ hai điểm (áp suất cao và thấp) tác động lên hai mặt của màng cảm biến hoặc hai ống Bourdon riêng biệt. Sự chênh lệch áp suất gây ra biến dạng màng hoặc thay đổi tín hiệu điện, tỷ lệ với mức chênh lệch.
• Chuyển đổi tín hiệu: Tín hiệu cơ học hoặc điện tử được xử lý để hiển thị giá trị chênh lệch áp suất trên mặt đồng hồ (đối với loại cơ học) hoặc màn hình số (đối với loại điện tử), hoặc truyền đến hệ thống điều khiển.

Nguyên lý này tập trung vào đo lường sự chênh lệch áp suất giữa hai điểm thông qua biến dạng vật lý hoặc tín hiệu điện.

Các tiêu chí lựa chọn máy đo áp suất

Khi chọn mua máy đo áp suất, người dùng nên xem xét kỹ các tiêu chí dưới đây để đảm bảo thiết bị hoạt động hiệu quả và bền bỉ:

Tiêu chí	Mô tả chi tiết	Lưu ý khi lựa chọn
Phạm vi đo (Range)	Chọn dải đo phù hợp với áp suất làm việc của hệ thống.	Nếu chọn dải đo quá thấp, đồng hồ dễ hỏng; nếu quá cao, độ chính xác giảm.
Độ chính xác	Biểu thị mức sai số cho phép của thiết bị.	Với ứng dụng công nghiệp hoặc y tế, nên chọn loại có sai số ≤ 1%.
Môi trường sử dụng	Bao gồm các yếu tố: nhiệt độ, độ ẩm, loại môi chất (khí, nước, dầu, hơi).	Chọn chất liệu vỏ và màng cảm biến phù hợp: thép không gỉ, đồng thau hoặc inox để đảm bảo độ bền.
Kiểu hiển thị	Cách hiển thị kết quả đo của máy.	– Cơ học: bền, chịu va đập, không cần điện.  – Điện tử: hiện đại, dễ đọc, có thể kết nối PLC hoặc hệ thống điều khiển tự động.

Các máy đo áp suất thông dụng

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều dòng máy đo áp suất với cấu tạo và tính năng khác nhau, phù hợp cho từng nhu cầu sử dụng. Dưới đây là một số model máy đo áp suất thông dụng và nổi bật của TKTECH mà bạn có thể tham khảo.

• Máy đo áp suất chênh lệch, đo tốc độ gió KIMO MP120: Đo áp suất vi sai và tốc độ gió với độ chính xác cao, phù hợp cho kiểm tra hệ thống HVAC.
• Máy đo áp suất tuyệt đối Testo 511: Thiết bị bỏ túi nhỏ gọn, đo áp suất tuyệt đối từ 300 đến 1.200 hPa với độ chính xác /-3 hPa.
• Đồng hồ đo áp suất chênh lệch Extech HD755: Màn hình LCD lớn, hỗ trợ nhiều đơn vị đo, lưu dữ liệu và kết nối USB.
• Máy đo áp suất Benetech GM505: Gọn nhẹ, độ chính xác cao, hiển thị kỹ thuật số, thích hợp cho đo áp lực chính xác trong nhiều ứng dụng.

Câu hỏi thường gặp về máy đo áp suất (FAQ)

1. Nên chọn máy đo áp suất cơ hay điện tử?

• Máy cơ: bền, giá rẻ, phù hợp nơi có môi trường khắc nghiệt.
• Máy điện tử: dễ đọc, chính xác, tiện cho hệ thống tự động hóa.

→ Tùy mục đích sử dụng mà lựa chọn, nhưng xu hướng hiện nay nghiêng về máy đo áp suất điện tử.

2. Khi nào cần thay máy đo áp suất?

Khi thiết bị hiển thị sai lệch, kim nhảy thất thường, hoặc vỏ bị nứt, rò rỉ dầu, đó là lúc nên thay mới để đảm bảo an toàn vận hành.

3. Có thể dùng máy đo áp suất nước để đo khí nén không?

Không nên dùng máy đo áp suất nước để đo khí nén. Vì cấu tạo và vật liệu màng cảm biến khác nhau, việc dùng sai môi chất có thể làm hỏng thiết bị.

Máy đo áp suất là thiết bị quan trọng giúp kiểm soát an toàn, nâng cao hiệu suất và độ chính xác cho mọi hệ thống từ sản xuất công nghiệp, y tế đến dân dụng. Việc nắm vững nguyên lý hoạt động máy đo áp suất không chỉ giúp bạn hiểu cách thiết bị vận hành mà còn hỗ trợ lựa chọn đúng loại máy, phù hợp với nhu cầu và điều kiện sử dụng thực tế.

Nếu bạn đang cần tìm máy đo áp suất chính hãng, hoạt động ổn định và có độ bền cao, hãy tham khảo các sản phẩm tại TKTECH – đơn vị uy tín hàng đầu trong lĩnh vực thiết bị đo lường và kiểm định tại Việt Nam, cam kết mang đến chất lượng, độ chính xác và giá trị sử dụng tối ưu cho khách hàng.