Định nghĩa đơn thuần nhất cho áp suất là lực tính năng trên một đơn vị chức năng diện tích quy hoạnh theo chiều vuông góc với mặt phẳng vật thể, ví dụ :
Có khá nhiều đơn vị chức năng đo áp suất : Pa, Bar, atm, PSI, mmHg, …
1.2. Điểm áp suất “0” và áp suất tuyệt đối
- Theo thuyết động học phân tử thì nguyên nhân của áp suất là do va chạm của các phân tử, và độ lớn của áp suất này tỷ lệ với số lần va chạm trong một đơn vị thời gian của các phần tử có trong một đơn vị thể tích.
- Như vậy áp suất bằng “0” khi và chỉ khi trong thể tích chứa khí không còn phân tử khí.
- Điểm áp suất bằng “0” này người ta gọi là điểm “0” tuyệt đối. Giá trị áp suất tính từ điểm “0” tuyệt đối này được gọi là áp suất tuyệt đối.
- Áp suất khí quyển là áp suất tuyệt đối đo được ở điều kiện khí quyển.
1.3. Điểm “0” qui ước hay điểm “0” tương đối
Điểm áp suất lấy làm mốc là áp suất khí quyển được gọi là điểm “0” qui ước hay điểm “0” tương đối.
Áp suất đo ≥ áp suất khí quyển gọi là áp suất dư. Đồng hồ đo áp suất dư gọi là áp kế
Áp suất đo ≤ áp suất khí quyển gọi là áp suất âm. Đồng hồ đo áp suất âm gọi là chân không kế
2. Giới thiệu
Áp kế, chân không kế lò xo và hiện số là những loại thiết bị dùng để đo áp suất dư, áp suất chân không và áp suất không khí. Áp kế kiểu lò xo có khoanh vùng phạm vi đo từ – 0,1 MPa đến hơn 60 MPa, độ đúng chuẩn từ 1 % đến 6 %. Áp kế kiểu điện tử thường có dải đo rộng hơn và độ đúng mực cao hơn kiểu lò xo .
3. Nguyên lý hoạt động
3.1. Áp kế lò xo (Đồng hồ áp suất dạng lò xo)
Nguyên lý hoạt động giải trí : dựa vào sự biến dạng đàn hồi của lò xo ( ống bourdon ) dưới công dụng của áp suất. Phần cuối ống được gắn với bộ truyền động, bánh răng và kim chỉ để thông tư, mặt ngoài được khắc vạch và số đọc .
3.2. Áp kế điện tử (Đồng hồ áp suất điện tử)
Loại áp kế này dựa vào sự đổi khác đặc thù điện của những vật tư dưới công dụng của áp suất .
Áp kế dựa sự biến hóa điện trở gọi là áp kế điện trở như : transducer, transmitter, công tắc nguồn áp suất. Áp suất tác động ảnh hưởng vào màng ngăn bên trong, phía trên màng được dán một loại điện trở đặc biệt quan trọng, sẽ đổi khác điện trở khi bị biến dạng bởi lực công dụng, đưa tín hiệu về mạch đo, bộ khuếch đại và bộ chuyển đổi A / D ( Analog to Digital ), hiển thị giá trị áp suất .
4. Ứng dụng
Áp kế, chân không kế là một thiết bị đóng vai trò vô cùng quan trọng trong nhiều nghành nghề dịch vụ. Việc theo dõi áp suất của mạng lưới hệ thống sản xuất, những đường ống khí nén, chất lỏng … là một điều thiết yếu và bắt buộc .
Áp suất vừa đủ thì những quy trình phản ứng, hoặc nhiệt độ mới phân phối theo nhu yếu sản xuất. Bên cạnh đó, áp kế còn là công cụ để trấn áp áp suất, tránh thực trạng quá áp sẽ gây nổ và dẫn đến những trường hợp rủi ro đáng tiếc khác .
5. Vì sao nên hiệu chuẩn áp kế – hiệu chuẩn đồng hồ áp suất?
Việc hiệu chuẩn áp kế hoàn toàn có thể mang đến những quyền lợi sau :
- Đưa ra những phép đo đáng tin cậy.
- Phát hiện kịp thời sự sai lệch trong phép đo của thiết bị, hoặc biết được thiết bị đã hao mòn hay hư hỏng.
- Giúp cho người sử dụng giám sát và đảm bảo áp suất của thiết bị, hệ thống sản xuất luôn trong mức cài đặt, tránh các rủi ro xảy ra do dư thừa hoặc thiếu hụt áp suất.
6. Quy trình hiệu chuẩn Áp kế lò xo và hiện số – hiệu chuẩn đồng hồ áp suất
Nguồn tìm hiểu thêm : DLVN 76 : 2001
Lưu ý : Đây là tiến trình theo chuẩn chung, tiến trình đơn cử trên trong thực tiễn sẽ có những điểm độc lạ nhất định, nhờ vào vào nhu yếu của người mua .
6.1. Các phép hiệu chuẩn
Phải lần lượt thực thi những phép hiệu chuẩn ghi trong bảng 1 .
6.2. Phương tiện hiệu chuẩn
6.2.1. Chuẩn
Chuẩn để thực thi hiệu chuẩn là áp kế, chân không kế chuẩn loại piston, áp kế chất lỏng, lò xo, hiện số có số lượng giới hạn đo trên không nhỏ hơn số lượng giới hạn đo trên của áp kế, chân không kế cần hiệu chuẩn và độ không bảo vệ đo hoặc sai số được cho phép phải nhỏ hơn hoặc bằng 1/4 sai số được cho phép của áp kế, chân không kế cần hiệu chuẩn .
6.2.2. Phương tiện phụ
Hệ thống tạo áp phải tạo áp suất tối thiểu bằng số lượng giới hạn đo trên của áp kế, chân không kế cần hiệu chuẩn, phải kín, tăng hoặc giảm áp suất một cách đều đặn. Độ sụt áp của mạng lưới hệ thống tạo áp ở số lượng giới hạn đo trên không vượt quá 5 % trong thời hạn 5 phút, sau khi đã chịu tải 15 phút .
Nhiệt kế có khoanh vùng phạm vi đo tương thích và sai số không lớn hơn ± 0,5 0C ;
Ẩm kế có khoanh vùng phạm vi đo tương thích và sai số không lớn hơn ± 5 % RH .
6.3. Điều kiện hiệu chuẩn và chuẩn bị hiệu chuẩn áp kế
6.3.1. Điều kiện hiệu chuẩn
Khi thực thi hiệu chuẩn phải bảo vệ những điều kiện kèm theo sau đây :
_ Môi trường truyền áp suất
_ Đối với những áp kế, chân không kế thường thì, theo bảng 2 .
Cho phép chuyển môi trường tự nhiên truyền áp suất từ chất khí sang chất lỏng, nếu sự quy đổi này không gây ra sai số lớn hơn 10 % sai số được cho phép của áp kế, chân không kế cần hiệu chuẩn .
Đối với những áp kế oxy có số lượng giới hạn đo trên đến 0,6 MPa, thiên nhiên và môi trường truyền áp suất là không khí hoặc nước cất được cho phép dùng những buồng ngăn cách khí-chất lỏng, chất lỏng-khí để hiệu chuẩn. Còn so với những áp kế oxy có số lượng giới hạn lớn hơn 0,6 MPa, môi trường tự nhiên truyền áp suất là nước cất, được cho phép dùng những buồng ngăn cách chất lỏng-chất lỏng để hiệu chuẩn .
Khi sử dụng môi trường tự nhiên truyền áp suất là chất lỏng, không được để không khí lọt vào mạng lưới hệ thống hiệu chuẩn .
Môi trường hiệu chuẩn phải bảo vệ :
Nhiệt độ thiên nhiên và môi trường :
- (20± 2) 0C đối với áp kế có cấp chính xác cao hơn 0,4;
- (20± 5) 0C đối với áp kế có cấp chính xác thấp hơn hoặc bằng 0,4.
- Độ ẩm tương đối nhỏ hơn 80 %RH;
- Phòng hiệu chuẩn phải thoáng khí, không có bụi, không bị đốt nóng từ một phía, tránh chấn động và va chạm.
6.3.2. Chuẩn bị hiệu chuẩn
Áp kế, chân không kế cần hiệu chuẩn và áp kế, chân không kế chuẩn phải để trong phòng hiệu chuẩn cho đến khi chúng đạt được nhiệt độ lao lý ở mục 4.1.2 .
Kiểm tra mức dầu ở bơm tạo áp hay thiết bị chuẩn, cân đối ni-vô ( nếu dùng áp kế piston chuẩn ), đẩy hết bọt khí ra khỏi thiết bị .
Làm sạch đầu nối của dụng cụ cần hiệu chuẩn .
Lắp áp kế, chân không kế cần hiệu chuẩn vào vị trí thao tác theo lao lý. Độ lệch được cho phép so với vị trí đã lao lý ghi trên áp kế, chân không kế là 50 .
6.4. Tiến hành hiệu chuẩn
6.4.1. Kiểm tra bên ngoài
Thiết bị cần hiệu chuẩn phải ở thực trạng tốt : không bị ăn mòn, bẩn, nứt, han gỉ, kim không bị cong hoặc gẫy, mặt số hoặc phần thông tư phải sáng sủa, rõ ràng, ren đầu nối và những chi tiết cụ thể khác không bị hư hỏng .
Mặt kính phải trong suốt không có vết nứt, bọt, bẩn, mốc và không có các khuyết tật khác cản trở việc đọc chỉ số.
Vỏ của áp kế đo khí nén phải có chỗ thoát khí và phải có màng chắn bụi .
Ký mã hiệu
Trên mặt thiết bị phải ghi rất đầy đủ :
Đơn vị đo ;
Cấp đúng chuẩn của áp kế, chân không kế ( nếu có ) ;
Môi trường truyền áp suất ( so với thiên nhiên và môi trường truyền áp suất đặc biệt quan trọng ), số của áp kế, chân không kế ( nếu có ), ký hiệu lắp ráp ( nằm ngang hay thẳng đứng ). Đối với áp kế, chân không kế không có ký hiệu lắp ráp thì lắp theo phương thẳng đứng .
6.4.2. Kiểm tra kỹ thuật khi hiệu chuẩn áp kế
Đơn vị đo lường và thống kê áp suất ghi trên mặt áp kế, chân không kế là Pascan ( Pa ) hoặc những đơn vị chức năng đo áp suất khác do đơn vị sản xuất ghi trên áp kế, chân không kế .
Giá trị độ chia nhỏ nhất hoặc độ phân giải của thang đo phải phải tương thích với cấp đúng chuẩn và tuân theo dãy sau :
1.10 n 2.10 n 5.10 n
Trong đó n là một số ít nguyên dương, âm hoặc bằng 0 .
6.4.3. Kiểm tra đo lường
6.4.3.1. Xác định số điểm hiệu chuẩn
Áp kế, chân không kế phải được hiệu chuẩn ở một số ít điểm tối thiểu phân bổ đều trên hàng loạt thang đo khi tăng và giảm áp suất, tùy thuộc vào cấp đúng chuẩn của áp kế, chân không kế cần hiệu chuẩn .
- Cấp chính xác cao hơn 0,25: Số điểm hiệu chuẩn tối thiểu là 10 điểm (10 % phạm vi đo cho mỗi điểm);
- Cấp chính xác từ 0,25 đến 1: Số điểm hiệu chuẩn tối thiểu là 6 điểm (15 % phạm vi đo cho mỗi điểm);
- Cấp chính xác thấp hơn 1: Số điểm hiệu chuẩn tối thiểu là 5 điểm (20 % phạm vi đo cho mỗi điểm).
Trường hợp khi trên áp kế, chân không kế cần hiệu chuẩn không ghi cấp đúng mực, để xác lập số điểm hiệu chuẩn tối thiểu thì cấp đúng chuẩn của áp kế, chân không kế được ước đạt tương đối theo biểu thức sau :
Khi sử dụng thiên nhiên và môi trường truyền áp suất là chất lỏng thì nguồn vào của áp kế chuẩn và áp kế cần hiệu chuẩn phải nằm trên cùng một mặt phẳng ngang, nếu có chênh lệch độ cao thì phải hiệu chính giá trị áp suất do chiều cao cột chất lỏng gây ra .
ΔP = ρgh
Trong đó :
: khối lượng riêng của chất lỏng, ( kg / m3 ) ;
: tần suất trọng trường nơi hiệu chuẩn, ( m / s2 ) ;
: chênh lệch chiều cao cột chất lỏng nguồn vào của áp kế chuẩn và áp kế cần hiệu chuẩn, ( m ) ;
ΔP : áp suất cần hiệu chính, ( Pa ) .
6.4.3.2. Các bước kiểm tra đo lường khi hiệu chuẩn áp kế
– Từ từ tăng áp suất đến số lượng giới hạn đo trên cần hiệu chuẩn rồi khóa những van lại và duy trì trạng thái này trong 5 phút, sau đó kiểm tra sự rò rỉ áp suất trong mạng lưới hệ thống ;
Tất cả đang ở vạch số không
Từ từ tăng áp suất
– Tiếp theo mở những van ra để áp suất giảm từ từ và trở lại trạng thái bắt đầu ;
– Sau khi áp suất trọn vẹn quay trở lại trạng thái bắt đầu thì kiểm soát và điều chỉnh điểm 0. Đối với những áp kế, chân không kế không kiểm soát và điều chỉnh được điểm 0 thì ghi lại giá trị đó và đưa vào giấy ghi nhận hiệu chuẩn ;
– Việc hiệu chuẩn triển khai bằng cách : Đọc số chỉ ở từng điểm đo đã định trước khi tăng và khi giảm áp suất. Khi giảm áp suất chú ý quan tâm không được giảm quá giá trị áp suất ở từng điểm đo đã lao lý ;
Đọc số chỉ từng điểm đo
– Trước khi đọc số chỉ cần quan tâm gõ nhẹ vào vỏ áp kế, chân không kế cần hiệu chuẩn để giảm sai số do ma sát ;
– Thời gian chịu tải giữa loạt đo khi tăng áp suất sang loạt đo khi giảm áp suất là 5 phút ( ở giá trị đo trên của áp kế, chân không kế cần hiệu chuẩn ) .
– Công thức hiệu chuẩn :
y = a + bx
Trong đó :
là giá trị áp suất thông tư trên áp kế, chân không kế cần hiệu chuẩn
