Áp suất âm là gì? Giá trị áp suất âm

Áp suất âm là đại lượng vô cùng quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đời sống và sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ áp suất này là gì và giá trị của nó như thế nào. Điều này tạo ra một nhu cầu tìm hiểu tổng quan về đại lượng này. Bao gồm ứng dụng của nó và cách tạo ra áp suất âm.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về áp suất âm, giá trị của nó và tầm quan trọng trong cuộc sống hàng ngày. Chúng ta cũng sẽ khám phá các ứng dụng thực tế của áp suất âm và hiểu cách tạo ra loại áp suất này. Bài viết sẽ mang lại cái nhìn tổng quan về đại lượng quan trọng này và giúp bạn hiểu rõ hơn về áp suất âm.

Áp suất âm là gì? 

Áp suất âm trong tiếng Anh được gọi là “negative pressure”. Trong khi đồng hồ đo áp suất âm được gọi là “negative pressure gauge”.

Thực tế, áp suất âm chính là áp suất chân không còn được gọi là độ chân không. Đơn vị đo thường gặp của áp suất chân không là mmHg, Pa, mBar và Torr. Mức độ chân không thường được diễn tả trong đơn vị Torr và đơn vị quốc tế là Pascal (Pa).

Áp suất âm là gì?

Hãy tưởng tượng áp suất mà một tờ tiền mệnh giá 1 đô la tác động lên mặt bàn. Bạn không cảm nhận được áp suất đó, phải không? Tuy nhiên, đó tương đương với áp suất 1 Pa. Vì vậy, thường ta sử dụng tỉ lệ đo áp suất bắt đầu từ 1 kPa = 1000 Pa.

Đơn giản nhất, áp suất là chỉ số đo áp suất của một loại chất xác định trong một không gian cụ thể. Khi đo áp suất chân không và kết quả là 0 Torr hoặc 0 kPa. Nghĩa là không có chất bên trong không gian đó. Trường hợp này được gọi là môi trường chân không tuyệt đối.

Áp suất chân không được định nghĩa dựa trên việc lượng chất tồn tại trong một không gian cụ thể. Nó giảm đi khi áp suất chân không tăng lên.

Mức độ chân không cũng có thể được biểu thị bằng mật độ phân tử khí trong một đơn vị thể tích. Mật độ phân tử khí tại bầu khí quyển là khoảng 2.5 x phân tử/cm³. Mức độ chân không cao hơn đồng nghĩa với mật độ phân tử khí trong một đơn vị thể tích thấp hơn.

Áp suất âm – Áp suất âm thanh

Áp suất âm hay áp suất âm thanh là chênh lệch áp suất cục bộ so với áp suất khí quyển trung bình gây ra bởi một sóng âm. Áp suất âm trong không khí có thể được đo bằng microphone, và trong nước bằng cách dùng hydrophone. Đơn vị SI cho áp suất âm p là pascal (ký hiệu: Pa) – Theo Wikipedia.

Ngưỡng áp suất âm (SPL) hoặc ngưỡng âm thanh. Là một phép đo lường dựa trên thang đo logarit của áp suất âm hiệu dụng của một âm thanh so với một giá trị tham chiếu. Được đo bằng đơn vị đề-xi-ben (dB) trên một ngưỡng tham chiếu tiêu chuẩn. Trong không khí, ngưỡng tham chiếu thông thường là 20 µPa RMS. Điều này thường được coi là ngưỡng của khả năng nghe của con người (tại 1 kHz).

>>> Bạn có thể xem thêm bài viết: Công tắc áp suất nước 

Giá trị áp suất âm

Đơn vị đo áp suất âm

Hiện nay, có nhiều đơn vị đo áp suất chân không phổ biến như: Pa, kPa, MPa, bar, mbar, mmHg, psi,…

Các đơn vị này có thể được chuyển đổi với nhau thông qua các tỷ lệ cố định. Do đó, bạn có thể dễ dàng đo lường và chuyển đổi giữa các đơn vị đo áp suất âm này.

Bảng đơn vị đo áp suất

Chân không tuyệt đối

Áp suất chân không được đo bằng giá trị âm và đạt 0 Torr hoặc 0 Pa. Được xem là chân không tuyệt đối – không có vật chất bên trong. Hiện nay, các đơn vị đo áp suất chân không thường được biểu diễn trong Torr. Và đơn vị áp suất quốc tế – Pascal (Pa), có định nghĩa như sau:

• Áp suất khí quyển tiêu chuẩn: 1 atm = 760 mmHg = 760 Torr, 1 Pa = 1 N/cm².

Công nghệ chân không hiện đang được áp dụng trong nhiều ngành công nghiệp như: thực phẩm, chế tạo, cơ khí, điện tử,… Do đó, việc giám sát và theo dõi áp suất là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Có rất nhiều loại đơn vị đo áp suất chân không được sử dụng. Và mỗi khu vực có xu hướng ưa chuộng một loại đơn vị đo cụ thể. Ở Việt Nam, chúng ta thường sử dụng một số đơn vị đo áp suất chân không như: Pa, mBar, mmHg và Kg/cm².

Các đơn vị đo trên có mối quan hệ tỷ lệ như sau:

• 1 Kg/cm² = 980,7 mBar = 735,5 mmHg = 98,06 x 10³ Pa.

Phân loại áp suất

Áp suất khí quyển được sử dụng làm mốc để so sánh với các loại áp suất khác. Điểm này được quy ước là mốc “0” cho áp suất. Tuy nhiên, nó chỉ đóng vai trò một điểm tham chiếu và không có giá trị thực sự bằng 0.

Có các phân loại khác nhau cho áp suất chân không như sau:

Phân loại áp suất

• Chân không thấp (p > 100 Pa): Khi áp suất chân không vượt qua mức này. Nghĩa là áp suất vẫn còn khá cao và không đạt được mức chân không hoàn toàn.
• Chân không trung bình (100 Pa > p > 0.1 Pa): Trong khoảng áp suất này, áp suất đã giảm đáng kể. Nó có thể đạt được mức chân không trung bình.
• Chân không cao (0.1 Pa > p > 10^−5 Pa): Ở mức này, áp suất đã giảm đáng kể hơn nữa và đạt được mức chân không cao.
• Chân không siêu cao (p < 10^−5 Pa): Đây là mức chân không tối cao, với áp suất cực kỳ thấp, gần như không có chất khí tồn tại.

Các mức chân không được phân loại dựa trên giá trị áp suất. Và đề cập đến mức độ giảm áp suất so với áp suất khí quyển.

Thiết bị đo lường áp suất âm

Có nhiều loại thiết bị được sử dụng để đo áp suất âm. Ví dụ như đồng hồ đo áp suất âm dương, khí áp kế chân không, chân không kế, áp – chân không kế, hoặc áp kế hút.

Trong số các thiết bị này, đồng hồ đo áp suất chân không là phổ biến nhất. Nó được thiết kế để đo áp suất trong môi trường không có không khí. Áp suất lớn nhất được định nghĩa là 0 bar. Dải đo của đồng hồ bắt đầu từ giá trị 0, và khi thực hiện đo lường, kim đồng hồ sẽ chuyển động ngược chiều kim đồng hồ. Giá trị tối đa mà đồng hồ đo áp suất âm có thể hiển thị là âm 1 bar. Hiện nay, đã có sẵn các loại đồng hồ đo áp suất âm điện tử. Nó mang lại độ chính xác cao và dễ dàng theo dõi.

Hiện nay, đồng hồ đo áp suất âm được chia thành ba loại chính: đồng hồ đo áp suất màng, đồng hồ áp suất có dầu và đồng hồ áp suất không dầu. Mỗi loại có cấu trúc và ứng dụng phù hợp với từng môi trường cụ thể.

Hình ảnh đồng hồ đo áp suất

Đồng hồ áp suất màng

Đồng hồ áp suất màng được sử dụng phổ biến trong các nhà máy chế biến đồ uống, ngành hóa chất và các ứng dụng tương tự. Loại đồng hồ này được thiết kế để đáp ứng trong môi trường chứa nhiều dầu, nước và các tạp chất.

Đồng hồ đo áp suất có dầu

Đồng hồ đo áp suất có dầu được thiết kế để hoạt động hiệu quả trong các môi trường khắc nghiệt như nhà máy lọc dầu, nhà máy điện và các nơi có áp suất cao. Dầu trong đồng hồ giúp giảm ma sát và làm tăng độ chính xác của đo lường trong môi trường có áp suất lớn.

Đồng hồ đo áp suất không dầu

Loại đồng hồ đo áp suất không dầu này gần giống với đồng hồ cơ thông thường. Thường được sử dụng trong môi trường có nguy cơ ăn mòn cao. Loại này thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ tin cậy cao và không chứa chất bôi trơn dầu.

Cảm biến áp suất âm

Cảm biến áp suất

Cảm biến áp suất âm là một loại thiết bị công nghiệp được sử dụng trong việc đo lường, giám sát các hệ thống hút khí và hệ thống hút áp chân không.

Tín hiệu đo lường từ cảm biến có thể được xử lý hoặc lập trình (thông qua bộ điều khiển hoặc kết nối với PLC). Cấu tạo của cảm biến áp suất âm tương tự như các thiết bị cảm biến áp suất dương. Với điểm khác biệt chính là màng cảm biến bị ngược đảo.

Hiện nay, cảm biến áp suất âm có nhiều loại với các thang đo như -1-0 bar, 0-0.5 bar, 0-6 bar, 0-10 bar,…. Để đáp ứng nhu cầu sử dụng của người dùng.

>>> Bạn có thể tham khảo thêm bài viết: Cảm biến áp suất nước 

Cách tạo áp suất âm

Phòng tạo ra áp suất âm

Để tạo ra một môi trường chân không, áp suất âm cho các ứng dụng sản xuất, người ta đã phát triển các thiết bị chuyên dụng. Trong số đó, hệ thống bơm chân không và máy bơm hút chân không là hai thiết bị phổ biến nhất được sử dụng.

Bơm chân không hoạt động dựa trên nguyên lý riêng của nó để hút và loại bỏ không khí trong một không gian kín. Đây là một phương pháp đơn giản và tiết kiệm chi phí để tạo ra áp suất âm.

Có nhiều loại bơm chân không khác nhau như: bơm chân không vòng dầu, bơm chân không khô, bơm chân không vòng nước, bơm chân không khí nén và nhiều loại khác. Mỗi loại bơm có những đặc điểm riêng để phù hợp với các ứng dụng cụ thể.

Có thể bạn chưa biết?

Trong lý thuyết cổ điển, môi trường chân không được định nghĩa là không gian không chứa vật chất, có thể tích và khối lượng bằng không. Do không có vật chất tồn tại trong đó, chân không được coi là không có áp suất. Đơn giản hơn, chân không là một môi trường không chứa vật chất. Trong đó áp suất và năng lượng đều bằng không.

Tuy nhiên, theo một số lý thuyết lượng tử, chân không vẫn có sự dao động nhỏ về khối lượng. Điều này có nghĩa là, tại một thời điểm nào đó, các hạt có năng lượng dương có thể xuất hiện ngẫu nhiên trong chân không. Sau đó biến mất vào một thời điểm khác. Sự xuất hiện ngẫu nhiên của các hạt này trong chân không tạo ra một áp suất. Nó được gọi là áp suất lượng tử chân không.

Những khám phá trong lĩnh vực lượng tử đã mở ra một góc nhìn mới về môi trường chân không. Dù áp suất lượng tử chân không rất nhỏ và không ảnh hưởng đáng kể trong các ứng dụng thông thường. Nhưng nó đóng vai trò quan trọng trong một số lĩnh vực như lý thuyết lượng tử và nghiên cứu về chân không.

Xu hướng biến đổi của vật chất trong môi trường chân không

Ngoài những hiểu biết chung về trạng thái đóng băng và sôi của nước ở nhiệt độ 0°C và 100°C tương ứng. Cần lưu ý rằng trạng thái của nước cũng phụ thuộc vào áp suất mà nó chịu đựng. Khi môi trường chứa nước không có không khí, áp suất tác động lên nước sẽ bằng 0, làm cho các phân tử nước có xu hướng tìm kiếm nhiều không gian riêng hơn. Trong trường hợp này, nước sẽ có xu hướng chuyển sang trạng thái khí. Hoặc trạng thái lỏng hơn là ở trạng thái rắn. Điều này dẫn đến việc đá tan chảy và nước sôi ở nhiệt độ thấp hơn so với trạng thái thông thường. Do đó, nước trong môi trường chân không có xu hướng sôi ở nhiệt độ phổ biến hơn.

Công ty Tuấn Hưng Phát là đơn vị chuyên cung cấp các dòng đồng hồ đo lưu lượng trong đó có đồng hồ đo áp suất âm, van công nghiệp chất lượng. Để có thể được tư vấn chi tiết và giải đáp các thắc mắc của mình. Quý khách vui lòng liên hệ với chúng tôi để được tư vấn và báo giá nhanh chóng.