Cảm biến đo nhiệt độ là gì?

Cảm biến nhiệt độ hay còn gọi là cảm biến nhiệt, sensor nhiệt độ là thiết bị chuyên dụng đo nhiệt độ thay đổi của các đại lượng cần đo. Các cảm biến sẽ đưa ra một dạng tín hiệu khi nhiệt độ thay đổi , từ tín hiệu này các bộ đọc sẽ đọc được và quy ra nhiệt độ.

Có thể bạn sẽ quan tâm: Can nhiệt

Cảm biến nhiệt độ công nghiệp được thiết kế chuyên dụng cho các ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, hóa chất, ô tô, hàng hải và sản xuất nhựa, cũng như tất cả các ngành đòi hỏi độ chính xác, độ tin cậy cao.

Về cơ bản, cảm biến nhiệt độ được cấu tạo gồm hai dây kim loại khác nhau được gắn vào một đầu gọi là đầu nóng ( đầu đo) và đầu lạnh ( đầu chuẩn). Khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu thì sẽ phát sinh một nhiệt điện động tại đầu lạnh. Vì thế cần kiểm soát nhiệt độ đầu lạnh( tùy thuộc vào loại chất liệu).

Cấu tạo cảm biến nhiệt:

– Bộ phận cảm biến: bộ phận cảm biến là phần quan trọng nhất của khả năng chịu nhiệt, một bộ phận cảm biến kém chất lượng sẽ gây nguy hiểm cho hoạt động chính xác của toàn bộ thiết bị cảm biến. Sau khi kết nối với đầu nối, nó được đặt bên trong vỏ bảo vệ. Các nguyên tố cảm biến với cuộn dây đôi có sẵn cho mức độ chính xác khác nhau.

– Dây kết nối. Kết nối của bộ phận cảm biến có thể được thực hiện bằng cách sử dụng 2, 3 hoặc 4 dây; vật liệu dây phụ thuộc vào điều kiện sử dụng đầu dò.

– Chất cách điện gốm. Chất cách điện bằng gốm ngăn ngừa đoản mạch và cách điện các dây kết nối khỏi vỏ bảo vệ.

– Phụ Chất làm đầy bao gồm bột alumina cực kỳ mịn, sấy khô và rung, lấp đầy bất kỳ khoảng trống nào để bảo vệ cảm biến khỏi các rung động.

– Vỏ bảo vệ: vỏ bảo vệ để bảo vệ các bộ phận cảm biến và các dây kết nối. Vì nó tiếp xúc trực tiếp với quá trình, điều quan trọng là nó được làm bằng vật liệu phù hợp và có kích thước phù hợp. Trong một số điều kiện nhất định, nên bọc thêm vỏ bọc bằng vỏ bổ sung (thermowell).

– Đầu kết nối: Đầu kết nối chứa bảng mạch được làm bằng vật liệu cách điện (thường là gốm) cho phép kết nối điện của điện trở. Tùy thuộc vào kết cấu sử dụng vỏ chống cháy nổ có thể được sử dụng. Bộ chuyển đổi 4-20 mA có thể được cài đặt thay cho bảng đầu cuối.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ

Nguyên lý chung của các loại cảm biến nhiệt là hoạt động dựa trên sự thay đổi của điện trở.

Theo tiêu chuẩn thì nhiệt độ ở mức 0ºC thì giá trị điện trở của cảm biến là 100Ω.

Khi nhiệt độ đi qua cảm biến sẽ cho ra một số đo điện trở nhưng ta không thể đọc trực tiếp được nhiệt độ là bao nhiêu.

Chính vì vậy cây pt100 sẽ kết nối thêm với các bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ ; thông qua những dây dẫn làm bằng đồng, bộ chuyển đổi này sẽ giúp chuyển đổi tín hiệu ra tín hiệu dòng điện 4-20mA

Thông qua một bộ hiển thị nhiệt độ sẽ cho ta biết chính xác được nhiệt độ môi trường đó là bao nhiêu, tăng giảm thế nào….

Các loại cảm biến nhiệt độ công nghiệp thông dụng:

Ecozen là nhà phân phối chính thức của hãng Finetek chuyên nhập khẩu và cung cấp các loại cảm biến nhiệt độ công nghiệp thông dụng như: pt100, pt1000, 2 dây, 3 dây, 4 dây… Hàng có sẵn, đầy đủ giấy tờ.

1. Loại cảm biến nhiệt độ pt100:

Cảm biến nhiệt độ pt100 là loại được làm từ chất liệu bạch kim, có độ ổn định cao và tuyến tính tốt. Loại cảm biến nhiệt độ pt100 có thể cảm biến được sự thay đổi của nhiệt độ trong phạm vi từ -200°C ~ 850°C. Khi nhiệt độ thay đổi; nghĩa là nhiệt độ tăng, điện trở tăng; nhiệt độ giảm, chỉ số điện trở giảm.

2. Loại cảm biến nhiệt pt1000:

Cảm biến nhiệt độ pt1000 là loại can nhiệt có điện trở biến thiên rộng hơn Pt100; khi nhiệt độ thay đổi thì điện trở cũng thay đổi từ 0-1000 ohm; tại nhiệt độ 0oC thì điện trở là 1000 ohm.

3. Loại sensor nhiệt độ 2 dây:

Dây cảm biến nhiệt độ loại này là ít chính xác nhất và chỉ được sử dụng trong trường hợp kết nối độ bền nhiệt được thực hiện với dây điện trở ngắn và điện trở thấp; kiểm tra mạch điện tương đương, có thể lưu ý rằng điện trở đo được là tổng của phần tử cảm biến (phụ thuộc vào nhiệt độ) và điện trở của dây dẫn được sử dụng cho kết nối. Lỗi trong phép đo này không liên quan: nó phụ thuộc vào nhiệt độ.

Ecozen cung cấp các loại cảm biến nhiệt độ pt100, pt1000, 2 dây, 3 dây, 4 dây

4. Loại cảm biến nhiệt độ 3 dây:

Dây dò nhiệt loại này cho mức độ đo chính xác tốt hơn, kỹ thuật ba dây được sử dụng nhiều nhất trong lĩnh vực công nghiệp. Với kỹ thuật đo lường này, loại bỏ các lỗi gây ra bởi điện trở của các dây dẫn; ở đầu ra, điện áp phụ thuộc hoàn toàn vào sự biến đổi điện trở của cảm biến nhiệt và điều chỉnh liên tục theo nhiệt độ.

5. Loại cảm biến nhiệt 4 dây:

Dây cảm biến nhiệt loại này cho độ chính xác lớn nhất có thể; ít được sử dụng trong lĩnh vực công nghiệp, nó hầu như chỉ được sử dụng trong các ứng dụng trong phòng thí nghiệm.

Trên một mạch điện tương đương có thể thấy rằng điện áp đo được chỉ phụ thuộc vào điện trở của nhiệt; độ chính xác của phép đo phụ thuộc hoàn toàn vào độ ổn định của dòng đo và độ chính xác của số đọc điện áp trên nhiệt.

Có hai loại nhiệt điện tạo thành: cách nhiệt truyền thống hoặc cách nhiệt khoáng chất MgO.

Ứng dụng của cảm biến nhiệt độ công nghiệp

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại cảm biến nhiệt độ công nghiệp; chúng có các đặc điểm khác nhau tùy vào từng ứng dụng thực tế; như đo nhiệt độ trong bồn đun nước, đun dầu, đo nhiệt độ trong lò nung, lò sấy, đo nhiệt độ máy, máy đun nhựa…

Cảm biến nhiệt độ ứng dụng trong quá trình đo nhiệt độ tại các môi trường không khí, dầu, nước… sử dụng vật liệu chống ăn mòn ở vị trí trao đổi nhiệt đo đạc nhiệt độ trong môi trường hóa chất. Cảm biến đo nhiệt độ có dãy đo nhiệt độ cao.

1. Đo nhiệt độ nước

Đối với các khu vực bể chứa cần giám sát nhiệt hoặc các dây chuyền gia công sản xuất; các thiết bị sắt thép đều được gắn các loại bộ cảm biến nhiệt độ này.

2. Giám sát nhiệt độ lò hơi

Lò hơi là một thiết bị có giá trị rất cao và đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền cấp hơi phục vụ cho sản xuất. Thiết bị cảm biến nhiệt độ tín hiệu ra analog 4-20mA dùng trong lò hơi 200 – 300oC.

Do vậy việc kiểm soát nhiệt độ – Áp suất tại các lò hơi rất quan trọng. Nếu giám sát không cẩn thận sẽ dẫn đến tình trạng nổ ống hơi trên dây chuyền hoặc làm hư hỏng lò.

3. Kiểm soát nhiệt độ lò sấy – lò đốt

Dây cảm biến nhiệt độ rất quan trọng trong việc duy trì nhiệt độ giúp các lò sấy nhiên liệu như: Lúa, bắp; gạo và các loại thực phẩm cần mức nhiệt an toàn để lưu trữ lầu dài.

4. Duy trì nhiệt độ lò ấp trứng

Tại các lò ấp trứng thường sử dụng các loại dây dò nhiệt nhằm tiết kiểm chi phí. Vì các khu vực nsày không cần nhiệt độ cao. Nhưng độ tin cậy phải chuẩn.

5. Đo nhiệt độ Muối – Axit – Hóa chất

Đây là một trong những môi trường cần giám sát nhiệt rất khắc nghiệt. Vì bản thân các dòng lưu chất này đều có độ bào mòn thiết bị theo thời gian rất cao.

Có thể bạn sẽ quan tâm: Cảm biến độ ẩm công nghiệp