Áp suất chân không là gì? Thiết bị đo áp suất âm

Trong bảo quản thực phẩm và các lĩnh vực sản xuất, con người đã rất quen thuộc với máy hút chân không, máy CNC,…những loại máy này đều vận hành nhờ áp suất chân không. 

Vậy áp suất chân không là gì? Làm sao để đo được áp suất chân không? Cùng CNSG tìm hiểu ngay trong bài viết này nhé!

Môi trường chân không là gì?

Môi trường chân không được hiểu đơn giản là một không gian không chứa vật chất. Khối lượng và năng lượng trong môi trường chân không được xác định bằng không nhưng thể tích của môi trường chân không này lại khác không. Trong đó, áp suất cũng như năng lượng sẽ đều bằng không.

Trong môi trường chân không có thể hiểu là các hạt mang năng lượng dương sẽ xuất hiện ngẫu nhiên ở 1 thời điểm và biến mất ở 1 thời điểm khác.

Chính sự xuất hiện của các hạt ngẫu nhiên được tạo ra trong môi trường chân không này tạo nên 1 áp suất trong môi trường chân không gọi tắt là áp suất chân không.

Thông thường, trạng thái mà áp suất chân không đo được luôn nhỏ hơn áp suất của khí quyển chuẩn. Nó được phân chia thành 4 trạng thái khác nhau:

• Chân không thấp (p>100Pa)
• Chân không siêu cao (p<10−5Pa)
• Chân không trung bình (100Pa>p>0.1Pa)
• Chân không thấp (p>100Pa)
• Chân không cao (0.1Pa>p>10−5Pa)

Xem thêm >> Xi lanh khí nén là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Áp suất chân không là gì?

Áp suất chân không còn được biết đến với nhiều tên gọi khác nhau như: áp suất âm, độ chân không, … là chỉ số đo của áp suất lượng vật chất có trong một khoảng không nhất định. 

Áp suất chân không có thể được đo và tính bằng nhiều đơn vị khác nhau như: Pa, mmHg [abs]Torr, mBar, … trong từng trường hợp cụ thể người dùng có thể đổi đại lượng qua lại với nhau để hỗ trợ thuận tiện hơn cho việc tính toán.

Áp suất chân không bằng bao nhiêu?

Mức độ chân không được mô tả cụ thể bằng mật độ của các phân tử khí có trong 1 thể tích nhất định. 

Áp suất chân không càng lớn được xác định khi mật độ phân tử khí tại không gian so với mật độ phân tử khí trung bình chuẩn của không khí càng thấp. Khi mật độ phân tử khí trung bình chuẩn của không khí càng lớn thì áp suất chân không sẽ càng bé.

Mật độ phân tử khí quy chuẩn trong không khí được xác định bằng 2.5x phân tử/cm3. Vậy nên, khi độ chân không đo được đạt 0 kpa [abs] hay 0 Torr thì được xem là một chân không tuyệt đối được hiểu là nó không có vật chất ở bên trong.

Đơn vị	Pascal	Bar	At	Atm	Torr	Psi
1 Pa	1 N/m2	10−5	1,0197×10−5	9,8692×10−6	7,5006×10−3	145,04×10−6
1Bar	100000	106 dyne/cm2	10,197	98,692	750,06	14,504
1At	98.066,5	980,665	1 kgf/cm2	96,784	735,56	14,223
1 Atm	101.325	101,325	10,332	1 atm	760	14,696
1 Torr	133,322	1,3332×10−3	1,3595×10−3	1,3158×10−3	≡ 1 Torr ≈ 1 mmHg	19,337×10−3
1 Psi	6.894,76	68,948×10−3	70,307×10−3	68,046×10−3	51,715	1 lbf/in2

Thiết bị đo áp suất âm

Để người dùng có thể ứng dụng quan sát và kiểm soát áp lực chân không thì người dùng bắt buộc phải sử dụng thiết bị đo áp lực như:

Đồng hồ đo áp suất âm

Có một tên gọi khác của thiết bị này đó chính là đồng hồ đo áp lực chân không, nó được thiết kế đặc biệt để có thể sử dụng cho các quạt hút hoặc máy bơm chân không.

Thang đo của các đồng hồ đo áp suất chân không có thể được xác định từ -1 – 0 bar, hoặc -3 – 0 bar. So với các thiết bị thông thường thì chân không kế có dải thang đo đó là bắt đầu tại số 0, khi bơm hút hoạt động thì nó sẽ đo và kim đồng hồ sẽ di chuyển sang phải hay sang trái từng thời điểm. 

Đồng hồ đo áp suất âm ngày nay được sản xuất bằng nhiều chất liệu: thép đen, inox, đồng, … nên rất bền bỉ và thích hợp với nhiều môi trường khác nhau.

Cảm biến áp suất chân không

Bên cạnh thiết bị đồng hồ đo áp suất chân không, người ta còn có thể sử dụng cảm biến áp suất âm. Thiết bị cảm biến này được sản xuất với mục đích đo áp suất chân không.

Phạm vi đo của các cảm biến áp suất chân không khá rộng từ -1 bar – 10 bar. Tùy theo từng loại cụ thể mà thang đo có thể dao động -1 bar – 5 bar, -1 bar – 0 bar,… Tuy nhiên, người dùng nên cân nhắc chọn những loại thích hợp bởi nếu cảm biến áp suất âm có dải đo quá rộng sẽ dẫn đến sai số trong quá trình đo.

Hiện nay trên thị trường, người ta dựa vào hoạt động mà phân chia cảm biến áp thành 2 loại: Cảm biến đo áp suất âm tuyệt đối, cảm biến đo áp suất âm tương đối.

• Cảm biến áp suất âm tuyệt đối: Thiết bị cảm biến áp suất chân không tuyệt đối là loại chuyên dùng để đo áp tính từ độ chân không. Khi đó, áp đo tại môi trường bình thường là 1 bar. Áp suất chân không sau khi đo luôn hiển thị giá trị. Nó lớn hơn khoảng 1 bar so với áp suất tương đối.
• Cảm biến áp suất âm tương đối: Thiết bị cảm biến áp suất chân không tương đối sẽ đo bằng cách dựa vào áp suất khí quyển nó sẽ lấy 0 bar (1 atm) để làm mốc. Áp âm sẽ tương ứng với dấu trừ (-) trước giá trị kết quả.

Ứng dụng áp suất chân không

• Trên thực tế, ứng dụng sử dụng áp suất chân không và độ chân không đã rất quen thuộc nhất là trong sản xuất công nghiệp. Trong đời sống hàng ngày, người dùng có thể thấy ứng dụng của nó trong các hút chân không hoặc máy ép.
• Máy hút chân không là thiết bị sẽ hút không khí ở bên trong sản phẩm hoặc thực phẩm nên đa số các cửa hàng tiện lợi, siêu thị, nhà hàng, hộ gia đình cũng đã bắt đầu sử dụng để bảo quản thực phẩm thức ăn và đồ khô một cách hiệu quả và lâu dài.
• Trong công nghiệp, áp suất chân không được ứng dụng trong các máy ép, máy đóng gói, bơm hút chân không.
• Trong kiểm tra phối sản phẩm, hút giữ sản phẩm, các chai lọ hay linh kiện điện tử, chi tiết bằng chân không tại các dây chuyền sản xuất lọ, chai, hũ nhựa.
• Máy CNC, máy VAC sẽ sử dụng lực hút chân không tại mâm giữ và chi tiết gia công nên các chi tiết được giữ chặt tại vị trí giúp quá trình gia công được an toàn, chính xác cũng như nhanh chóng hơn.
• Áp suất chân không còn giúp thổi bay hơi nước, bụi bẩn, làm khô sản phẩm trước khi bước vào khâu đóng gói.
• Bơm hút chân không còn dùng để thổi các loại bọt trong các nhà máy chế biến nhựa, sản xuất thực phẩm, chế biến đá hay sản xuất dược phẩm.