Can nhiệt loại K là một tên gọi khác của cảm biến nhiệt độ Thermocouple type K được sử dụng để đo nhiệt độ cao tới 1200 độ C trong các lò đốt, lò hơi, lò xấy… Ưu điểm của can nhiệt loại K có hai loại là can sứ và can inox đều có khả năng đo nhiệt độ cao hơn so với Pt100. Nhược điểm là sự sai số lớn hơn so với Pt100 nên cần phải dùng kèm bộ chuyển đổi nhiệt độ can K sang analog 4-20mA hoặc 0-10V.
Bạn cần phân biệt giữa hai loại can nhiệt loại K :
- Cây can nhiệt loại K
- Dây can nhiệt loại K
Hai loại này tuy có cùng loại là can K nhưng khác nhau rất nhiều về kiểu dáng và khả năng chịu được nhiệt độ cao. Chúng ta cùng tìm hiểu sự khác nhau giữa các loại can nhiệt loại K như thế nào nhé.
Can nhiệt loại K là gì ?
Nếu bạn chưa biết can nhiệt loại K là gì thì thật là nguy hiểm nếu như bạn đang tìm kiếm cảm biến nhiệt độ loại K. Cảm biến can nhiệt loại K hoạt động dựa vào sự thay đổi điện áp giữa 2 thanh kim loại bên trong cảm biến. Tín hiệu ngõ ra của cản nhiệt loại K là mili voltage tương ứng với nhiệt độ đo được. Bạn nên lưu ý rằng dây can nhiệt loại K khác với cây can nhiệt loại K rất nhiều & rất nhiều người nhầm lẫn giữa hai loại này.
Dây can nhiệt loại K hay cảm biến nhiệt độ Pt100 2 dây
Dây can nhiệt loại K có nhiệt độ làm việc thực tế nhỏ hơn 400oC tương đương với dây cảm biến nhiệt độ Pt100 nhưng thấp hơn nhiều so với cây can nhiệt loại K.
Dây can nhiệt loại K là loại rất nhiều người nhầm lẫn với Pt100 2 dây. Đa phần sự nhầm lẫn này do thiếu kinh nghiệm của kỹ thuật khi chọn cảm biến nhiệt độ.
Bởi,
Không ai dùng cảm biến nhiệt độ Pt100 2 dây nếu như được chọn từ đầu. Pt100 2 dây là loại kém chính xác nhất nên những ai có hiểu biết đều dùng Pt100 3 dây hoặc Pt100 4 dây. Tín hiệu ngõ ra của cảm biến PT100 loại 2 dây, 3 dây, 4 dây đều là điện trở.
Còn dây can nhiệt loại K chỉ duy nhất có một loại là 2 dây với tín hiệu ngõ ra điện áp mili voltage ( mV ). Can nhiệt loại dây có nhiệt độ làm việc khá thấp so với Pt100 nhưng lại có sai số rất lớn so với cảm biến nhiệt độ Pt100.
Như vậy, nếu bạn không biết gì về cảm biến nhiệt độ thì bạn cứ chọn loại nào cũng được. Nếu bạn đã đọc được chia sẻ của mình mà sử dụng Dây can nhiệt loại K thì đó là dự lựa chọn cần được xem lại và thay đổi.
Cây can nhiệt loại K
Can nhiệt loại K dạng cây được thiết kế chắc chắn với 2 loại : bằng sứ và inox. Cả hai loại này đều đo được nhiệt độ cao tương ứng 1200oC và 1100oC. Can nhiệt loại K inox với vật liệu inconel cũng cho khả năng chịu được nhiệt độ 1200oC, còn vật liệu inox 316L thì chỉ chịu được 1100oC.
Can nhiệt loại K làm bằng Inox có nhiệt độ max 1100oC được ưu tiên sử dụng tại các khu vực có nhiệt độ dưới 1000oC. Đầu cảm biến được làm bằng Inox 316L hoặc inconel giúp bảo vệ đầu dò bên trong cảm biến. Các loại can nhiệt loại K đầu dò bằng kim loại thường có độ dài ngắn khoảng 200mm, 300mm, 400mm, 500mm, 600mm. Với độ dài lớn hơn thì thường dùng loại can K bằng sứ. Tại sao như vậy ?
Can nhiệt loại K bằng Sứ cho thang nhiệt đo lên tới 1200oC được sử dụng cho các khu vực có nhiệt độ từ 900-1200oC. Khi đặt ngưỡng 1200oC thì cảm biến sẽ bị cháy bên trong hoặc vỡ do quá nhiệt.
Các lò nung, lò đốt, lò xấy, các khu vực sử dụng nhiệt độ cao nên dùng cây can nhiệt loại K để có độ bền cao hơn so với can nhiệt inox. Sứ là một vật liệu cách nhiệt tốt giúp bảo vệ đầu dò nhiệt nằm bên trong sứ. Nhiệt độ đo được chính là sự giản nở không khí nằm bên trong giữa lớp sứ và đầu dò. Chính vì thế mà cảm biến can nhiệt loại K bằng sứ sẽ cho độ bền cao hơn khi dùng để đo nhiệt độ cao.
Bảng quy đổi can nhiệt loại K
Can nhiệt loại K có tín hiệu ngõ ra dạng mili voltage không tuyến tính mà phi tuyến trong một khoảng nhiệt độ nhất định. Chúng ta có thể dựa vào bảng quy đổi can nhiệt loại K để tính ra được nhiệt độ của cảm biến đang đo là bao nhiêu.
Dựa vào bảng quy đổi can nhiệt K chúng ta có thể biết được cảm biến còn đo được hay không thông qua VOM có chức năng đo milivoltage hoặc các đồng hồ đo chuyên dụng.
Ví dụ bạn muốn dùng đồng hồ đo Vom để kiểm tra cảm biến. Khi can K đo nhiệt 1000oC thì VOM sẽ đo được. 41.2 mV. Nếu đồng hồ đo không lên thì bạn nên thử sử dụng một thiết bị đo khác chuyên dụng hơn để kiểm tra.
Cách kiểm tra can nhiệt loại K
Khi gặp sự cố không hiển thị nhiệt độ hoặc nhiệt độ sai thì chúng ta cần xác định cảm biến can nhiệt loại K còn hoạt động hay không. Có hai cách :
- Sử dụng một thiết bị chuyên dung để kiểm tra can nhiệt loại K
- Dùng bộ hiển thị can nhiệt loại K
Chúng ta cùng xem cách nào dể sử dụng & phù hợp với bạn nhất nhé.
Kiểm tra bằng thiết bị chuyên dụng
Cách kiểm tra can nhiệt loại K hiệu quả nhất chính là sử dụng một thiết bị chuyên dụng để đo tín hiệu ngõ ra của cảm biến và quy đổi thành nhiệt độ thực tế. Bộ kiểm tra tín hiệu MSC của Seneca không chỉ đo được tín hiệu milivoltage ( mV ) mà còn quy đổi tín hiệu mV thành giá trị nhiệt độ của can nhiệt loại K đang đo được.
MSC có thể đo kiểm tra được tất cả các loại can nhiệt như loại K, R, S, T, B, J, E, N, L với độ chính xác cao, sai số 0.03%. Đi kèm với độ chính xác và tin cậy cao thì giá thành của bộ MSC không hề rẻ chút nào do MSC là một thiết bị chuyên dụng.
Một cách khác để kiểm tra can nhiệt loại K còn hoạt động hay không đó chính là sử dụng bộ hiển thị can nhiệt loại K. Chúng ta cùng tìm hiểu nhé.
Bộ hiển thị can nhiệt loại K
Bộ hiển thị can nhiệt loại K được xem là giải pháp đơn giản nhất để kiểm tra cảm biến thermocouple type K còn hoạt động hay không. Việc chúng ta cần làm là kết nối đúng hai chân Dương ( + ) và Âm ( – ) giữa can nhiệt loại K và bộ hiển thị S311A.
Khi cảm biến còn hoạt động tốt để bên ngoài sẽ hiển thị lên khoảng 30-33oC. Khi bỏ vào lò nung thì nhiệt độ sẽ tăng dần cho tới đúng nhiệt độ trong lò nung.
Trường hợp khi vừa lắp vào bộ hiển thị can nhiệt K Model S311A mà màn hình sẽ hiển thị báo lỗi. Lúc đó, bạn nên thay một cảm biến khác vì nó bị cháy hoặc hỏng do quá nhiệt hoặc một lý do nào đó.
Can nhiệt loại K đo sai ?
Tôi tin rằng không ít lần bạn sử dụng can nhiệt loại K nhưng nhiệt độ hiển thị trên màn hình là một con số không chính xác so với nhiệt độ trong lò. Một số trường hợp hiển thị thông số sai hoàn toàn mà bạn không biết tại sao. Tôi sẽ chia sẻ cho các bạn biết lý do tại sao cảm biến can nhiệt K lại đo không chính xác.
Can nhiệt loại K cho ra tín hiệu mV
Như phần đầu bài viết các bạn cũng biết rằng can nhiệt loại K cho ra tín hiệu mV rất nhỏ. Chúng ta đều biết rằng tín hiệu điện áp đều bị sụt áp trên đường dây khi kéo đi xa. Tín hiệu mV lại rất nhỏ khi được truyền về PLC hay các bộ hiển thị sẽ dẩn tới sai số. Đây chính là nguyên nhân chính dẩn tới bạn thấy màn hình hiển thị nhiệt độ không chính xác.
Có các nào khắc phục hay không ? Tất nhiên là phải có giải pháp. Đó là bạn dùng một bộ chuyển đổi tín hiệu can nhiệt loại K ra tín hiệu analog 4-20mA hoặc 0-10V.
Bộ chuyển đổi tín hiệu can nhiệt loại K
Bộ chuyển đổi tín hiệu can nhiệt loại K T121 được xem là giải pháp vô cùng hữu ích khi được lắp ngay trên đầu cảm biến can K. Hai dây tín hiệu của can nhiệt loại K sẽ vào Seneca T121. Sau đó bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ T121 sẽ chuyển đổi thành tín hiệu analog 4-20mA.
Chúng ta đều biết rằng tin hiệu analog 4-20mA không bị suy giảm theo khoảng cách mà phụ thuộc nhiều vào nội trở của dây dẫn. Để sử dụng bộ T121 thì bắt buộc PLC hoặc các bộ hiển thị phải đọc được chuẩn 4-20mA. Tất nhiên lẳng chuẩn Analog 4-20mA đã là tiêu chuẩn cho tất cả các thiết bị nên các bạn chớ lo lắng là không sử dụng được.
Bộ hiển thị can nhiệt loại K có bù nhiệt
Các bộ hiển thị nhiệt độ giá rẻ của Omron, Autonics khi đọc can nhiệt loại K rất dể bị sai số. Lý do rất ít người biết tại sao. Thật ra, sự khác biệt rất lớn giữa các bộ hiển thị mắc tiền và rẻ tiền đó chính là khả năng tự bù nhiệt và chống nhiễu của thiết bị.
Trên các bộ hiển thị rẻ tiền tất nhiên phần này bị cắt bỏ đi để cạnh tranh về giá. Trong khi đó các bộ hiển thị can nhiệt K mắc tiền hơn luôn tích hợp các tiêu chuẩn này bên trong. Các bộ hiển thị nhiệt độ của Seneca đều tích hợp chống nhiễu và bù nhiệt cho can K cho đúng với nhiệt độ của cảm biến đo được.
Thông qua bài viết này tôi mong giúp ích cho các bạn biết được :
- Can nhiệt loại K là gì ?
- Các loại can nhiệt loại K được sử dụng phổ biến
- Bảng quy đổi can nhiệt loại K
- Cách kiểm tra can nhiệt loại K
- Tại sao cảm biến can nhiệt loại K lại đo không chính xác
Tất nhiên bài chia sẻ vẫn còn nhiều thiếu sót. Rất mong nhận được phản hồi của các bạn để hoàn thiện hơn.
Kỹ sư Cơ – Điện Tử
Nguyễn Minh Hoà
Mobi : 0937.27.55.66
Mail : [email protected]