CÔNG TY TNHH TM DV KỸ THUẬT VÀ ĐO LƯỜNGĐỒNG TÂM

Hiệu chuẩn áp kế, chân không kế kiểu lò xo và hiện số

Lượt xem: 773

Nội dung chính

  1. Khái niệm về áp suất
  2. Giới thiệu
  3. Cấu tạo & Nguyên lý hoạt động
  4. Ứng dụng
  5. Quy trình hiệu chuẩn Áp kế lò xo và hiện số - hiệu chuẩn đồng hồ áp suất

Áp suất là một yếu tố quan trọng trong bối cảnh động của sự tiến bộ công nghiệp. Nó có ảnh hưởng đáng kể trên nhiều lĩnh vực, từ cuộc sống hàng ngày và chăm sóc sức khỏe đến các quy trình tinh vi của dây chuyền sản xuất nhà máy.


1. Khái niệm về áp suất
 

1.1 Áp suất là gì?

Áp suất là một đại lượng vật lý biểu diễn áp lực tác động lên một đơn vị diện tích theo phương vuông góc với vật.

Theo hệ đo lường quốc tế (SI), đơn vị đo của áp suất dựa theo đơn vị của lực trên bề mặt tác động đó là N/m2. Đơn vị này được đặt theo tên của nhà bác học người Pháp Blaise Pascal.

1N/m2 = 1Pa

Đơn vị đo áp suất có thể khác nhau tùy theo khu vực.

  • Ở Tây Âu, đơn vị "bar" tuân thủ SI là đơn vị được sử dụng rộng rãi nhất.
  • Ở Úc và Trung Quốc, đơn vị "kPa" và "MPa" được sử dụng phổ biến.
  • Ở Bắc Mỹ, đơn vị áp suất ưa thích là "psi".
  • Ở nhiều nước châu Á, chẳng hạn như Ấn Độ và Hàn Quốc, đơn vị "kg/cm2" được sử dụng khá thường xuyên.

Mặc dù các đơn vị này được sử dụng ở các khu vực cụ thể, đơn vị áp suất SI, Pascal (Pa), được công nhận và sử dụng trên toàn thế giới trong bối cảnh khoa học.

Bên cạnh đó, có thể quy đổi bất kỳ một đơn vị áp suất nào ra các đơn vị áp suất khác và ngược lại theo bảng quy đổi đơn vị đo áp suất.

Xem thêm: Bảng quy đổi đơn vị đo áp suất .

 
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, 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 không 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.

Những giá trị áp suất lớn hơn hoặc bằng áp suất khí quyển được gọi là áp suất dư và những áp kế đo áp suất dư gọi là áp kế.

Những giá trị áp suất nhỏ hơn hoặc bằng áp suất khí quyển được gọi là áp suất âm và những áp kế đo áp suất âm gọi là chân không kế. 

 

2. Giới thiệu
 
Áp kế, chân không kế lò xo và hiện số là các loại thiết bị dùng để đo áp suất dư, áp suất chân không và áp suất không khí. Áp kế kiểu lò xo có phạm vi đo từ -0,1 MPa đến hơn 60 MPa, độ chính xác từ 1% đến 6%. Áp kế kiểu điện tử thường có dải đo rộng hơn và độ chính xác cao hơn kiểu lò xo.
 

3. Cấu tạo & Nguyên lý hoạt động
 
- Áp kế lò xo có cấu tạo gồm ống Bourdon, thanh nối điều chỉnh được và thanh răng. Ống Bourdon có tiết diện ngang dẹt, tròn hay elip, khi áp suất tăng ống Bourdon có chiều hướng duỗi ra và cuộn lại khi áp suất giảm.
 
 
Loại áp kế này hoạt động dựa trên sự biến dạng đàn hồi của phần tử lò xo (ống Bourdon) dưới tác dụng của áp suất. Sự biến dạng của lò xo được phóng đại thông qua liên kết cơ học và cơ cấu bánh răng, và chuyển động thu được được sử dụng để di chuyển con trỏ qua thang đo đã hiệu chỉnh để hiển thị áp suất.
 
Áp kế điện tử: Hoạt động dựa trên sự thay đổi tính chất điện của vật liệu dưới tác dụng của áp suất. Trong nhiều đồng hồ đo áp suất kỹ thuật số, cảm biến áp suất chuyển đổi áp suất thành tín hiệu điện tử tương đương.
 
Ví dụ, một cảm biến áp suất áp điện bao gồm một màng ngăn được trang bị các phần tử áp điện. Áp suất của môi trường làm cho màng ngăn bị lệch; độ lệch này gây ra sự thay đổi diện tích mặt cắt ngang của các phần tử áp điện làm thay đổi điện trở của vật liệu, tạo ra chênh lệch điện áp. Sau đó, bộ vi xử lý bên trong của máy đo sẽ xử lý điện áp để hiển thị số đọc áp suất trên màn hình kỹ thuật số.
 

4. Ứng dụng
 

Áp suất tham gia và đóng vai trò vô cùng quan trọng trong các ngành công nghiệp từ sản xuất, chế biến, y tế đến lĩnh vực khoa học, hàng không vũ trụ. Áp suất phải vừa đủ thì các quả trình phản ứng, các yếu tố khác mới đáp ứng theo yêu cầu sản xuất, mới đảm bảo an toàn.

Áp kế, chân không kế được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của hệ thống sản xuất nhằm kiểm soát áp suất, tránh tình trạng quá áp dẫn đến nguy cơ cháy nổ và các tình huống rủi ro khác. Đây là thiết bị cần thiết trong nhà máy và cần được hiệu chuẩn định kỳ (tự nguyện) nhằm đảm bảo tính chính xác.
 

5. Quy trình hiệu chuẩn áp kế, chân không kế kiểu lò xo và hiện số
 

Trình tự, thủ tục, phương pháp và phương tiện hiệu chuẩn áp kế kiểu lò xo và hiện số đã được qui định cụ thể trong văn bản kỹ thuật ĐLVN 76: 2001. Dưới đây là bản trình bày tóm tắt quy trình hiệu chuẩn áp kế, chân không kế kiểu lò xo và hiện số.

 
5.1 Phương tiện hiệu chuẩn

5.1.1 Chuẩn

- Chuẩn để tiến hành hiệu chuẩn là áp kế, chân không kế chuẩn loại piston, áp kế chất lỏng, lò xo, hiện số có giới hạn đo trên không nhỏ hơn giới hạn đo trên của áp kế, chân không kế cần hiệu chuẩn.

- Độ không đảm bảo đo hoặc sai số cho phép phải nhỏ hơn hoặc bằng 1/4 sai số cho phép của áp kế, chân không kế cần hiệu chuẩn.

Sai số cho phép (SSCP) của thiết bị cần hiệu chuẩn được xác định bằng công thức:

SSCP = ± cấp chính xác (CCX) (%)

Trong trường hợp áp kế, chân không kế cần hiệu chuẩn không ghi cấp chính xác (CCX) thì cấp chính xác được ước lượng tương đối theo biểu thức sau:

* Đối với áp kế, chân không kế lò xo

* Đối với áp kế, chân không kế kiểu hiện số

5.1.2 Phương tiện phụ

- Hệ thống tạo áp phải kín, tăng hoặc giảm áp suất một cách đều đặn, phải tạo được áp suất tối thiểu bằng giới hạn đo trên của áp kế, chân không kế cần hiệu chuẩn.

- Nhiệt kế có phạm vi đo phù hợp và sai số không lớn hơn ± 0,5 oC ; Ẩm kế có phạm vi đo phù hợp và sai số không lớn hơn ± 5 %RH

 
5.2 Điều kiện hiệu chuẩn và chuẩn bị hiệu chuẩn

5.2.1 Điều kiện hiệu chuẩn

5.2.1.1 Môi trường truyền áp

- Đối với các áp kế, chân không kế thông thường, theo bảng 2.

 

- Cho phép chuyển môi trường truyền áp suất từ chất khí sang chất lỏng, nếu sự chuyển đổi này không gây ra sai số lớn hơn 10 % sai số cho phép của áp kế ,chân không kế cần hiệu chuẩn.

- Đối với các áp kế oxy có giới hạn đo trên đến 0,6 MPa, môi trường truyền áp suất là không khí hoặc nước cất cho phép dùng các buồng ngăn cách khí-chất lỏng, chất lỏng-khí để hiệu chuẩn. Còn đối với các áp kế oxy có giới hạn lớn hơn 0,6 MPa, môi trường truyền áp suất là nước cất, cho phép dùng các buồng ngăn cách chất lỏng-chất lỏng để hiệu chuẩn.

- Khi sử dụng môi trường truyền áp suất là chất lỏng, không được để không khí lọt vào hệ thống hiệu chuẩn.

5.2.1.2 Điều kiện môi trường

- Nhiệt độ môi trường:  

  • (20 ± 2)oC đối với áp kế có cấp chính xác cao hơn 0,4
  • (20 ± 5)oC đối với áp kế có cấp chính xác thấp hơn hoặc bằng 0,4

- Độ ẩm tương đối nhỏ hơn 80%RH

 
5.2.2 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 quy định.

- Kiểm tra mức dầu ở bơm tạo áp hay thiết bị chuẩn, cân bằng 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 làm việc theo quy định.

- Độ lệch cho phép so với vị trí đã quy định ghi trên áp kế, chân không kế là 5o.

 
5.3 Tiến hành hiệu chuẩn

5.3.1 Kiểm tra bên ngoài

- Thiết bị cần hiệu chuẩn phải ở tình trạng tốt: không bị ăn mòn, bẩn, nứt, han gỉ, kim không bị cong hoặc gẫy, mặt số hoặc phần chỉ thị phải sáng sủa, rõ ràng, ren đầu nối và các chi tiết 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 đầy đủ:

  • Đơn vị đo;
  • Cấp chính xác của áp kế, chân không kế (nếu có);
  • Môi trường truyền áp suất (đối với môi trường truyền áp suất đặc biệt),
  • Số của áp kế, chân không kế (nếu có),
  • Ký hiêụ lắp đặt (nằm ngang hay thẳng đứng). Đối với áp kế, chân không kế không có ký hiệu lắp đặt thì lắp theo phương thẳng đứng. 
 
5.3.2 Kiểm tra kỹ thuật
 
Đơn vị đo lường áp suất ghi trên mặt áp kế, chân không kế là Pascan (Pa) hoặc các đơn vị đo áp suất khác do nhà sản xuất ghi trên áp kế, chân không kế. Giá trị độ chia nhỏ nhất hoặc độ phân giải của thang đo phải phải phù hợp với cấp chính xác và tuân theo dãy sau:

1.10         2.10        5.10n

Trong đó n là một số nguyên dương, âm hoặc bằng 0.

 
5.3.3 Kiểm tra đo lường

5.3.3.1 Xác định số điểm hiệu chuẩn 

Áp kế, chân không kế phải được hiệu chuẩn ở một số điểm tối thiểu phân bố đều trên toàn bộ thang đo khi tăng và giảm áp suất, tuỳ thuộc vào cấp chính xác 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).

Khi sử dụng môi trường truyền áp suất là chất lỏng thì đầu vào của áp kế chuẩn và áp kế cần hiệu chuẩn phải nằm trên cùng một mặt phẳng ngang, nếu có chênh lệch chiều cao thì phải hiệu chính giá trị áp suất do chiều cao cột chất lỏng gây ra.

ΔP = ρgh

Trong đó:

ρ : khối lượng riêng của chất lỏng, (kg/m3);

: gia tốc trọng trường nơi hiệu chuẩn, (m/s2);

: chênh lệch chiều cao cột chất lỏng đầu vào của áp kế chuẩn và áp kế cần hiệu chuẩn, (m); 

ΔP : áp suất cần hiệu chính, (Pa).

5.3.3.2 Các bước kiểm tra đo lường 

- Từ từ tăng áp suất đến giới hạn đo trên của áp kế, chân không kế cần hiệu chuẩn rồi khóa các van lại và duy trì trạng thái này trong 5 phút, sau đó kiểm tra sự rò rỉ áp suất trong hệ thống;

- Tiếp theo mở các van ra để áp suất giảm từ từ và trở về trạng thái ban đầu;

- Sau khi áp suất hoàn toàn trở về trạng thái ban đầu thì điều chỉnh điểm 0. Đối với những áp kế, chân không kế không điều chỉnh được điểm 0 thì ghi lại giá trị đó và đưa vào giấy chứng nhận hiệu chuẩn;

- Việc hiệu chuẩn tiến hành 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 không được giảm quá giá trị áp suất ở từng điểm đo đã quy định;

- Trước khi đọc số chỉ cần chú ý gõ nhẹ vào vỏ áp kế, chân không kế cần hiệu chuẩn để giảm sai số do ma sát;

- Thời gian chịu tại 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).

- Kết quả hiệu chuẩn phải ghi vào biên bản hiệu chuẩn

- Công thức hiệu chuẩn:

y = a + bx

Trong đó:

: là giá trị áp suất chỉ thị trên áp kế, chân không kế cần hiệu chuẩn

: là giá trị áp suất trên chuẩn.

 

- ​Phân chia thành phần độ không đảm bảo đo tổng hợp uc,i bao gồm:

Độ không đảm bảo đo kiểu A (uA,i)

Độ không đảm bảo đo kiểu B

  • ĐKĐBĐ của chuẩn (us)
  • ĐKĐBĐ do độ phân giải trên áp kế, chân không kế lò xo hoặc áp kế, chân không kế hiện số cần hiệu chuẩn (uR)

- Tính độ không đảm bảo đo mở rộng:

U = k.uc,max

​Trong đó: 

  • U : độ không đảm bảo đo mở rộng
  • k : hệ số phủ (k=2 ứng với mức tin cậy 95%)
  • uc,max : độ không đảm bảo đo tổng hợp lớn nhất

- Độ không đảm bảo đo tương đối:

 
5.4 Xử lý chung
 

Kết quả hiệu chuẩn được ghi vào biên bản hiệu chuẩn và lưu  tại phòng hiệu chuẩn

Áp kế, chân không kế sau khi hiệu chuẩn được cấp giấy chứng nhận hiệu chuẩn kèm kết quả hiệu chuẩn. Trong giấy chứng nhận phải có các thông số sau:

  • Công thức hiệu chuẩn;
  • ĐKĐBĐ mở rộng hoặc ĐKĐBĐ tương đối (%)
  • Hệ số phủ k;
  • Mức độ tin cậy;
  • Điều kiện môi trường nơi hiệu chuẩn

Chu kỳ hiệu chuẩn (khuyến nghị): 01 năm

 


Quý khách hàng/doanh nghiệp có nhu cầu hiệu chuẩn thiết bị đo áp suất, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi để nhận tư vấn và báo giá qua thông tin dưới đây:

PHÒNG THÍ NGHIỆM: CÔNG TY TNHH TMDV KỸ THUẬT VÀ ĐO LƯỜNG ĐỒNG TÂM

Địa chỉ: 57-59 Đường số 11, KDC Bình Hưng, Bình Hưng, Bình Chánh, TP.HCM

SĐT: 028 375 83 869 - Hotline: 0909 347 891 (Mr. Lâm)

Email: info@dongtam-mes.vn