Áp kế là gì

Áp kế là gì? Nếu bạn đang tìm kiếm đáp án cho câu hỏi này, đây là bài viết dành cho bạn.

Áp kế là gì? Tìm hiểu về áp kế

Áp kế là thiết bị đo áp suất được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau (y tế, công nghiệp, nghiên cứu khí tượng, năng lượng,…). Áp kế còn được gọi là áp suất kế, hay đồng hồ đo áp suất, tên tiếng anh là (Pressure gauge), chúng có thể sử dụng để đo áp suất của hầu hết các loại chất lỏng, chất khí và một số môi trường nhất định.

Hiện tại có nhiều loại áp kế khác nhau được thiết kế, để phù hợp cho từng ứng dụng cụ thể.

Ý nghĩa của tên gọi áp kế

Áp kế là tên gọi của thiết bị đo áp suất, được sử dụng phổ biến tại Việt Nam, từ rất lâu trước đây, để chỉ loại thiết bị có chức năng đo áp suất. Tuy nhiên trong khoảng thời gian gần đây, nó không còn được sử dụng rộng rãi như trước, thay vào đó là tên gọi đồng hồ đo áp suất.

Vậy tên gọi áp kế có ý nghĩa như thế nào?

• Áp: Trong từ áp suất.
• Kế: Thể hiện thiết bị đo lường (nhiệt kế – dụng cụ đo nhiệt độ, vôn kế – thiết bị đo hiệu điện thế, ampe kế – thiết bị đo cường độ dòng điện,…).

Lưu ý: Từ “kế” là một từ hán việt có nhiều nghĩa khác nhau, phụ thuộc ngữ cảnh (mưu kế, kế tiếp, kế thừa,…). Trong trường hợp “áp kế”, từ “kế” được hiểu là thiết bị đo lường.

Đơn vị đo của áp kế

Áp kế hay (đồng hồ đo áp suất) sử dụng đơn là thiết bị có chức năng đo áp suất, để biểu thị được giá trị áp suất đo được, ngoài chỉ số còn cần đến đơn vị đo.

Hiện nay trên thế giới sử dụng nhiều loại đơn vị đo áp suất khác nhau, loại đơn vị đo áp suất phụ thuộc vào từng quốc gia, ứng dụng cụ thể. Chí vì vậy mà đơn vị đo của áp kế, được các đơn vị sản xuất, cung cấp đa dạng phụ thuộc vào nhu cầu thị trường.

Đơn vị đo của áp kế bao gồm: PSI, MPa, Bar, kg/cm², mmHg,…

Ví dụ:

• Đơn vị đo PSI: PSI viết tắt của “pounds per square inch”. PSI là đơn vị đo áp suất thông dụng trong hệ thống đo lường tại Hoa Kỳ và một số quốc gia khác.
• Đơn vị đo mmHg: mmHg là viết tắt của “milimet thủy ngân”. Đây là một đơn vị áp suất được sử dụng rộng rãi trong y học, để đo áp suất huyết áp và trong một số ứng dụng khác.
• Đơn vị đo kg/cm²: Đơn vị kilogram trên cm², không quá phổ biến trên thế giới, Việt Nam là một trong những quốc gia thường sử dụng đơn vị đo này trong, việc đo lường áp suất của chất khí và chất lỏng.

Các loại áp kế

Áp kế chữ U

Áp kế chữ U (U-tube manometer) là một loại thiết bị đo áp suất, dựa trên nguyên lý của cột chất lỏng nâng hạ thấp. Nó bao gồm một ống chữ U trong suốt, chế tạo từ nhựa hoặc thủy tinh, ống được đánh dấu các số và vạch chia, bên trong chứa một lượng chất lỏng.

Thiết bị được sử dụng để đo áp suất tĩnh, một đầu của ống nối với nguồn áp suất cần đo, còn đầu kia mở ra môi trường áp suất cố định. Khi áp suất cần đo có sự thay đổi, mực chất của hai cột bên trong cột ống chữ U, sẽ có sự thay đổi. Căn cứ và mức độ thay đổi chất lỏng, ta tính được áp suất cần đo.

Nó đơn giản và đáng tin cậy trong việc đo áp suất tĩnh, nhưng không thích hợp cho các áp suất động hay áp suất cao vì chất lỏng có thể tràn ra khỏi ống.

Khí áp kế

Khí áp kế hay đồng hồ đo áp suất không khí (Barometer) là một thiết bị đo áp suất khí quyển, tức là áp suất của không khí tại một vị trí cụ thể trong không gian. Barometer được sử dụng để đo áp suất khí quyển, thường được sử dụng trong các ứng dụng dự báo thời tiết.

Barometer là một công cụ quan trọng trong khí tượng học và được sử dụng để giúp dự báo thời tiết và hiểu thêm về các biến đổi trong khí quyển.

Huyết áp kế

Huyết áp kế, còn được gọi là máy đo huyết áp (blood pressure monitor), là một thiết bị y tế được sử dụng để đo áp suất huyết áp của người (áp suất của máu trong cơ thể). Đây là một trong những thiết bị quan trọng, trong chẩn đoán và theo dõi tình trạng sức khỏe của con người, trong lĩnh vực y học.

Đồng hồ đo áp suất công nghiệp

Đồng hồ đo áp suất sử dụng trong công nghiệp, bao gồm nhiều chủng loại, thiết bị được sử dụng để giám sát thông số áp suất làm việc bên trong hệ thống. Thiết bị được lắp đặt trực tiếp lên hệ thống, để đo áp suất của các loại chất lưu như: Khí nén, nước, dầu, hơi nước nhiệt độ cao,…

Tầm quan trọng của áp kế trong thực tiễn

Áp kế hay đồng hồ đo áp suất, được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, để đo áp suất. Nó có thể là áp suất của khí quyển, áp suất chân không, áp suất của bình chứa, đường ống, hoặc một thiết bị nào đó. Vậy tại sao chúng ta cần phải làm điều này.

Về khía cạnh tính toán và thiết kế, áp suất tuy chúng ta không thể nhìn thấy, nhưng nó vẫn luôn tồn tại xung quanh chúng ta. Trong nhiều trường khí tính toán thiết kế các dự án, áp suất của môi trường làm việc tác động lên thiết bị, cần phải được xác định để đưa vào nguyên cứu. Ví dụ những thiết bị hoặc công trình làm việc sâu dưới biển, cần được thiết kế chắc chắn hơn, so với trên cạn.

Và để thiết kế chính xác ta cần dùng đến những loại áp kế chuyên dụng, để xác định áp suất cho từng trường hợp.

Về khía cạnh an toàn, đối với nhiều hệ thống công nghiệp đặc biệt là những hệ thống làm việc liên quan đến lĩnh vực công nghiệp năng, hoặc liên quan đến ngành năng lượng. Áp suất làm việc sẽ rất lớn, nó tiềm ẩn nguy cơ tai nạn nếu hệ thống không được giám sát và quản lý chặt chẽ (trên thực tế đã có những vụ tai nạn, liên quan đến nổ nồi hơi). Đồng hồ đo áp suất được sử dụng để giám sát chỉ số, áp suất làm việc của hệ thống.

Về vận hành trong nhiều trường hợp, áp suất là một trong những thông số quan trọng, ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc. Việc điều chỉnh giá trị áp suất của các loại lưu chất, cho phép người dùng điều chỉnh được cường độ làm việc của thiết bị.

Và còn nhiều khía cạnh khác thể hiện, tầm quan trọng của việc đo lường áp suất.

Nguyên lý hoạt động của áp kế

Đồng hồ đo lưu lượng áp suất (áp kế), có nhiều chủng loại chình vì vậy mà nguyên lý hoạt động của chúng cũng không hoàn toàn giống nhau. Để tìm hiểu về hoạt động của áp kế nói chung. Ta sẽ căn cứ vào những thiết bị đồng hồ đo áp suất thường sử dụng trong công nghiệp, đó là loại được sử dụng nhiều và phổ biến nhất, cho đến thời điểm hiện tại.

Áp kế được sử dụng trong công nghiệp, được chia thành hai loại gồm có loại sử dụng bộ máy cơ học và loại sử dụng bộ máy điện tử.

Đồng hồ đo áp suất cơ

Thiết bị áp dụng phương pháp đo áp suất, dựa trên sự biến dạng đàn hồi của chi tiết tiếp xúc với chất lưu cần đo (ống bourdon là một loại trong số đó).

Để đo được áp suất của chất lưu làm việc bên trong đường ống (khí nén, hơi nước nhiệt độ cao, nước, dầu,…), đồng hồ đo áp suất cần được lắp đặt lên trên hệ thống, sau đó một phần lưu chất đi vào trong ống bourdon, lúc này áp suất của chất lưu tác động đến ống bourdon, làm cho nó biến dạng. Sự biến dạng của ống bourdon, kéo theo sự thay đổi vị trí của các điểm trên ống bourdon, điểm có sự thay đổi lớn nhất là đuôi ống.

Đuôi ống bourdon được liên kết với bộ phận truyền chuyển động, nó bao gồm các chi tiết bánh răng, thanh truyền liên kết, đòn bẩy,… Những chi tiết này kết hợp với nhau, tạo thành một bộ phận có chức năng, truyền chuyển động và biến đổi chuyển động của ống bourdon, thành chuyển động qua của kim đồng hồ.

Một chu kỳ hoạt động của áp kế như sau:

• Đầu tiên lưu chất từ hệ thống đi vào bên trong ống bourdon, khi áp suất của chất lưu lớn hơn so với áp suất của môi trường bên ngoài, nó là biến dạng bộ phận ống bourdon.
• Sự biến dạng của ống bourdon, được truyền đến bộ phận truyền động, tại bộ phận truyền động, chuyển động tiếp tục được biến đổi và truyền đi làm quay kim đồng hồ, góc quay của kim đồng hồ tỉ lệ thuận với, độ biến dạng ống bourdon.
• Góc quay của kim đồng hồ kết hợp với thanh đo, in trên mặt hiển thị cho biết giá trị áp suất của lưu chất cần đo.

Đồng hồ đo áp suất điện tử

Đồng hồ đo áp suất loại điện tử, thực hiện việc đo áp suất bằng cách sử dụng các cảm biến điện tử, để đo áp suất và biến đổi nó thành các tín hiệu điện tử. Các cảm biến này có thể dựa trên nguyên tắc điện trở biến thiên (resistive), điện dung (capacitive), hoặc hệ thống cảm biến áp suất thạch anh (quartz pressure sensor). Khi áp suất tác động lên cảm biến, nó sẽ thay đổi các thuộc tính điện học, ví dụ như điện trở, điện dung hoặc điện thế, từ đó tạo ra tín hiệu điện tử tương ứng.

Tín hiệu điện tử này sau đó được đọc bởi một bộ vi xử lý trong đồng hồ, và được biến đổi thành giá trị áp suất thể hiện trên màn hình hoặc chỉ báo kỹ thuật số.