Định hướng nghiên cứu của Phòng đo lường áp suất – Viện Đo lường Việt Nam theo xu hướng quốc tế

Hiện nay trên thế giới lĩnh vực đo lường áp suất đang được định hướng nghiên cứu nhiều hơn, một trong số đó là tập trung nghiên cứu vấn đề: Mở rộng phạm vi đo cho các ứng dụng công nghiệp, phát triển lĩnh vực áp suất chân không siêu cao phục vụ sản xuất công nghệ cao và phát triển ứng dụng đo áp suất động. Vì vậy, Viện Đo lường của các quốc gia trên thế giới cũng đã có định hướng trang bị chuẩn đo lường theo xu hướng phát triển chung của thế giới và theo nhu cầu thực tế của xã hội.

Trong những năm gần đây Tổ chức đo lường Châu Âu (EURAMET) đã có những dự án nghiên cứu đáng chú ý trong lĩnh vực áp suất phải kể đến như dự án: “cải tiến phép đo áp suất cao phục vụ cho công nghiệp, mã số IND03”. Kỹ thuật đo áp suất cao ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm dược phẩm, hóa dầu và ô tô. Các kỹ thuật sử dụng áp suất cao để tạo ra các vật liệu bền vững, hiệu suất cao với chi phí phù hợp, cho phép các nhà sản xuất tạo ra các sản phẩm bền vững và có chất lượng hơn. Mở rộng phạm vi đo áp suất cho phép cải thiện công nghệ sản xuất các sản phẩm, tuy nhiên việc sử dụng áp suất cao trong công nghiệp đang bị hạn chế về khả năng hiệu chuẩn. Khả năng hiệu chuẩn của các các Viện đo lường Quốc gia tiên tiến mới chỉ lên đến 1 GPa, trong khi nhu cầu công nghiệp lên đến 1,5 GPa. Dự án này đã giúp cho các Viện đo lường Quốc gia ở Châu Âu có khả năng hiệu chuẩn được các thiết bị đo áp suất trong công nghiệp lên đến 1,5 GPa và đã được triển khai, hỗ trợ tốt cho lĩnh vực đo lường áp suất chính xác cao.

Hình 1: Hệ thống điều khiển và tạo áp suất có phạm vi đo lên đến 1,6 GPa do PTB thiết kế

Một hướng nghiên cứu tiếp theo được cụ thể hóa thành dự án: “phát triển lĩnh vực đo chân không phục vụ trong sản xuất mang mã số IND12”. Việc sản xuất chip máy tính, màn hình phẳng, điện thoại di động và pin mặt trời phụ thuộc vào các quy trình được thực hiện trong môi trường chân không, với riêng ngành công nghiệp bán dẫn đã chiếm khoảng 40% thị trường chân không. Đo áp suất chân không cũng rất quan trọng và không thể thiếu đối với nhiều quy trình công nghiệp khác trong lĩnh vực chiếu sáng, dược phẩm và đóng gói thực phẩm. Các hệ thống chân không tiên tiến cần phải đáp ứng các yêu cầu khắt khe về chất lượng bởi vì áp suất chân không ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm được tạo ra. Việc nghiên cứu các phép đo áp suất tuyệt đối cực thấp, biến thiên nhanh trong chân không, phát hiện rò rỉ và nhiễm bẩn là cần thiết để cải thiện chất lượng sản phẩm. Trước khi có dự án này, khả năng đo chân không đạt từ 10­^-9 Pa đến 10⁵ Pa. Dự án này đã giúp cải thiện khả năng đo tốt hơn đối với các phép đo chân không và áp suất tuyệt đối cực thấp liên quan đến công nghiệp.

Hình 2: Buồng chân không siêu cao trong phòng thí nghiệm

Dự án “Nâng cao độ tin cậy cho các phép đo động” cũng được cho là một hướng nghiên cứu đáng quan tâm. Đảm bảo các phép đo đáng tin cậy về lực, mô-men xoắn và áp suất động. Các phép đo lực, áp suất và mô-men xoắn rất quan trọng đối với hầu hết các lĩnh vực sản xuất. Tuy nhiên, trong khi các cảm biến được sử dụng để thực hiện các phép đo này được hiệu chuẩn trong điều kiện tĩnh nhưng chúng thường được sử dụng trong điều kiện động, trong đó lực, áp suất và mô-men xoắn thay đổi theo thời gian, thường thay đổi trong phạm vi lớn và biến đổi nhanh chóng. Ví dụ, sự gia tăng áp suất phun nhiên liệu trong động cơ xe làm tăng hiệu quả nhiên liệu và cho phép phát triển những chiếc xe sạch hơn. Khi đánh lửa, áp suất trong động cơ tăng gấp hàng trăm lần trong vòng một phần giây, và việc đo chính xác áp suất thay đổi này là cần thiết để phát triển các sản phẩm sáng tạo và cạnh tranh. Trong lĩnh vực năng lượng, việc đánh giá chính xác lực, áp suất và mô-men xoắn thay đổi nhanh chóng là cần thiết để cải thiện việc giám sát các hệ thống quan trọng về an toàn. Dự án này đã phát triển các phương pháp để hiệu chuẩn các phép đo động lực học, áp suất và mô-men xoắn. Dự án đã phát triển và mở rộng phạm vi, các phương pháp và thiết bị hiệu chuẩn đã được xác nhận, có thể truy nguyên theo các tiêu chuẩn chính, cho nhiều loại cảm biến lực, áp suất và mô-men xoắn hoạt động ở chế độ động.

Ở trong nước, điều kiện nghiên cứu có một số hạn chế nhất định, nhưng việc bám sát các hướng nghiên cứu của thế giới, kế thừa và áp dụng các kết quả nghiên cứu đó là rất cần thiết và cần được khuyến khích, hỗ trợ để các cán bộ có những định hướng nghiên cứu hiệu quả, phù hợp với công tác phục vụ quản lý nhà nước về đo lường và nhu cầu phát triển đo lường khoa học tại quốc gia.