Chọn cảm biến nhiệt độ phù hợp với yêu cầu sử dụng? Các thông số chi tiết về cảm biến nhiệt độ? Các lưu ý khi chọn mua cảm biến nhiệt độ? Tất tần tật những thông tin về cảm biến nhiệt độ? Tất cả những thông tin này sẽ được giải đáp trong bài chia sẻ sau để giúp mọi người biết được những thông tin về loại thiết bị này cũng như cách chọn cảm biến nhiệt độ sao cho tốt nhất.
Phân loại cảm biến nhiệt độ:
Chúng ta có thể thấy rất rất nhiều loại cảm biến nhiệt độ trên thị trường. Tuy nhiên về cơ bản, các loại này chỉ bao gồm trong 4 loại chính:
- Thermocouple: hay còn có tên gọi là cảm biến nhiệt độ can nhiệt, là loại cảm biến nhiệt độ đo được nhiệt độ cao, lên đến 1800 độ C. Tuy nhiên loại này có nhược điểm là độ chính xác thường không cao hơn loại Pt100.
- RTD: còn được gọi là cảm biến nhiệt điện trở hoặc cảm biến nhiệt độ pt100, hoạt động dựa trên sự thay đổi điện trở của kim loại. Đây là loại thiết bị được sử dụng nhiều nhất với tên gọi thông thường là cảm biến nhiệt độ pt100, có dải đo trung bình từ -200 độ C đến 850 độ C.
- Thermistor: là loại điện trở có trở kháng của nó thay đổi một cách rõ rệt dưới tác dụng nhiệt, hơn hẳn so với các loại điện trở thông thường. Từ thermistor được kết hợp bởi từ thermal (nhiệt) và resistor (điện trở).
- I.C Sensor: là loại cảm biến nhiệt độ sử dụng mạch điện tử để đo nhiệt độ nên có độ chính xác gần như là tuyệt đối. Tuy nhiên loại này có nhược điểm là chỉ hoạt động trong dải đo -55 độ C đến 150 độ C. Loại này thường được sử dụng trong các thiết bị đo cầm tay để theo dõi nhiệt độ, trong các ứng dụng theo dõi thể dục vì kích thước nhỏ gọn.
Chọn cảm biến nhiệt độ sao cho tốt nhất?
Việc lựa chọn cảm biến nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền cũng như độ chính xác của thiết bị. Việc lựa chọn một thiết bị cảm biến nhiệt độ giữa vô vàn thương hiệu và sản phẩm trên thị trường là một điều không hề dễ dàng.
Cảm biến nhiệt độ loại dây:
Hay còn được gọi là dây dò nhiệt, loại này có cấu tạo dạng dây dài, thích hợp đo trong những vị trí có diện tích nhỏ. Cảm biến nhiệt độ loại dây bao gồm cả 2 loại là cảm biến nhiệt độ pt100 3 dây và cảm biến nhiệt độ can nhiệt 3 dây. Trong đó loại cảm biến nhiệt độ pt100 3 dây là được sử dụng rộng rãi nhất do có thể đo được nhiệt độ -40-200 độ C và 0-400 độ C vốn là dải đo thường gặp nhất trong các nhà máy.
Thang đo nhiệt độ của cảm biến nhiệt độ loại dây:
Dao động từ -40 độ C đến cao nhất là 400 độ C, cụ thể sẽ có một số dải đo như sau:
- 0-400 độ C.
- -40 đến 200 độ C
- -50 đến 250 độ C
- -20 đến 105 độ C.
Các loại cảm biến nhiệt độ loại dây:
- Pt 100 2 dây , 3 dây , 4 dây
- Pt 1000 2 dây , 3 dây , 4 dây
- Ni 100 . 2 dây , 3 dây , 4 dây
- PTC 1 Kohm tại 25oC
- NTC 10 Kohm tại 25oC
- Thermocouple type J ( Fe-Co )
- Thermocouple type K ( Cr-Al )
- TC T ( Cu – Co )
Cảm biến nhiệt độ loại đầu củ hành (head-mounted):
Hay còn được gọi là cảm biến nhiệt độ loại đầu dò hoặc đầu dò nhiệt. Được thiết kế chắc chắn với vỏ ngoài bằng Inox để bảo vệ phần lõi cảm biến bên trong, giúp cho phần lõi không bị cháy khi đo nhiệt độ cao. Loại này thường chia thành 2 loại là cảm biến nhiệt độ pt100 loại đầu củ hành và cảm biến nhiệt độ can nhiệt. Thông thường đối với ứng dụng đo nhiệt độ dưới 850 độ C người ta thường dùng loại pt100, cao hơn 850 độ C người ta sẽ dùng loại cảm biến nhiệt độ can nhiệt vì loại này có thể đo được maximum lên đến 1800 độ C.
Thang đo nhiệt độ của cảm biến nhiệt độ loại đầu củ hành (head-mounted):
Có rất nhiều thang đo nhiệt độ khác nhau tùy theo ứng dụng đo nhiệt độ mà ta có thể tham khảo sau:
- Pt100 / Pt1000 : -80-600oC , -200-850oC , -80 – 250oC , -40 – 500oC
- Thermocouple loại J / T : max 600oC
- Thermocouple ( TC ) loại K stanless steel : max 1100oC
- TC loại K sứ : max 1200oC
- Thermocouple loại S sứ : max 1600oC
- TC loại R sứ : max 1600oC
- TC loại B sứ : max 1700oC
Phân loại cảm biến nhiệt độ loại đầu củ hành (head-mounted):
Về cấu tạo hình dáng bên ngoài, ta khó mà phân biệt loại cảm biến nhiệt độ pt100 hay cảm biến nhiệt độ can nhiệt vì 2 loại này thoạt nhìn là giống nhau. Tuy nhiên đối với các loại cảm biến nhiệt độ can nhiệt thì để đo được những nhiệt độ cao hơn 1000 độ C, loại này thường được bọc sứ bên ngoài để bảo vệ.
Ngoài ra loại cảm biến nhiệt độ can nhiệt sứ còn có đặc điểm là không có ren kết nối; khi sử dụng ta chỉ cần chọc thẳng que sứ vào vị trí cần đo. Thế nên việc chọn lựa cảm biến nhiệt độ can nhiệt sứ phải lưu ý đặc biệt đến đường kính que cảm biến.
So sánh cảm biến nhiệt độ loại dây và cảm biến nhiệt độ loại đầu củ hành (head-mounted):
Cảm biến nhiệt độ loại dây Cảm biến nhiệt độ loại đầu củ hành(head-mounted)Dải đo thấp, maximum 400 độ CNhiều loại, thang đo maximum 1800 độ CKích thước nhỏ gọnThiết kế chắc chắn để gắn chặt vào nơi cần đo Đo liên tục với độ chính xác caoMuốn chuyển sang tín hiệu 4-20mA phải dùng bộ chuyển đổi loại gắn tủ điệnCó chỗ gắn bộ chuyển đổi trực tiếp trên đầu cảm biếnThích hợp gắn ở nơi có diện tích nhỏPhải gắn ở nơi có diện tích lớn vì kích thước lớn.
Thông số của cảm biến nhiệt độ:
Sai số của cảm biến nhiệt độ:
Thông tin về sai số của cảm biến nhiệt độ Pt100 là điều mà ít có người sử dụng nào quan tâm nhưng có sự khác biệt rất lớn giữa các cảm biến nhiệt độ . Cảm biến nhiệt độ được chia ra làm 4 cấp sai số bao gồm Classe C , Classe B , Classe A , Classe AA . Trong đó Classe B là sai số chúng ta thường gặp nhất , đối với các yêu cầu cao trong đo lường như các nhà máy sữa , dược phẩm thường dùng Classe A và Class AA .
Theo như bảng trên, ta có thể thấy là mỗi cấp của sai số của cảm biến nhiệt độ pt100 có độ chính xác cao hơn 50% so với cấp thấp hơn . Riêng sai số từ cấp Classe A lên Classe AA là 30% .
Ren kết nối của cảm biến nhiệt độ:
Cảm biến nhiệt độ có một số ren kết nối như sau. Tuy nhiên nếu chọn không đúng ren, ta có thể dùng bộ chuyển ren để chuyển lại.
- Kết nối ren ngoài G 1/8 “
- Kết nối ren ngoài G 1/4 “
- Chuẩn kết nối ren ngoài G 1/2″
- Kiểu kết nối Clamp dùng cho thực phẩm
- Kiểu kết nối dạng mặt bích chịu áp suất cao
- Kết nối ren trong G1/4″
- Kết nối ren trong G 1/2″
Chiều dài que cảm biến:
Que cảm biến có các chiều dài cụ thể như sau:
Tiêu chuẩn chiều dài que cảm biến: thường có các chiều dài tiêu chuẩn sau:
- Chiều dài 50mm, 100mm,200mm
Ngoài ra còn có các chiều dài que có thể lựa chọn khác:
- Chiều dài 250mm,300mm,350mm,400mm, 450mm,500mm,600mm,700mm,800mm,900mm,1000mm.
Đường kính que dò cảm biến:
Đối với loại cảm biến nhiệt độ dạng dây sẽ có các đường kính chuẩn là 4mm,6mm,8mm.
Loại cảm biến nhiệt độ loại đầu củ hành có các đường kính chuẩn: 6mm,8mm,10mm,12mm. Ngoài ra còn có thêm 1 số đường kính đối với các loại đặc biệt:
- Đường kính không chuẩn Ø 13mm
- Loại đường kính Ø 17mm
- Đường kính đặc biệt Ø 21mm
- Ø 24mm / 32mm cho can nhiệt loại S , can nhiệt loại R , can nhiệt loại B.
Các lưu ý khi chọn mua cảm biến nhiệt độ:
Loại cảm biến nhiệt độ cần sử dụng:
Trước tiên, ta cần xác định loại cảm biến nhiệt độ cần sử dụng là loại nào? Thông thường ta sẽ có 2 loại phổ biến nhất là cảm biến nhiệt độ pt100 và cảm biến nhiệt độ can nhiệt.
Ngoài ra ta cũng cần lưu ý đến tín hiệu output của cảm biến nhiệt độ:
- Loại cảm biến nhiệt độ pt100 sẽ cho tín hiệu output là điện trở (Ω).
- Cảm biến nhiệt độ can nhiệt sẽ cho tín hiệu output là điện áp (mV).
Cảm biến nhiệt độ loại dây hay cảm biến nhiệt độ loại đầu củ hành (head-mounted)?
Loại cảm biến nhiệt độ dạng dây thích hợp dùng trong các vị trí có diện tích nhỏ. Loại cảm biến nhiệt độ loại đầu củ hành chỉ có thể gắn ở những vị trí có diện tích lớn vì kích thước lớn hơn.
Thang đo nhiệt độ của cảm biến nhiệt độ:
Việc lựa chọn cảm biến nhiệt độ liên quan đến giá trị thang đo nhiệt độ của cảm biến:
- Cảm biến nhiệt độ loại dây đo được nhiệt độ maximum là 400 độ C.
- Cảm biến nhiệt độ loại đầu củ hành (head-mounted) đo được nhiệt độ maximum 850 độ C đối với loại cảm biến nhiệt độ pt100 và 1800 độ C đối với loại cảm biến nhiệt độ can nhiệt.
Chiều dài que dò cảm biến:
Nếu chúng ta để ý kỹ phần que cảm biến sẽ có 1 phần nhỏ khoảng 4-5mm có màu sắc khác so với phần còn lại. Lý do là phần này sẽ chứa vật liệu cảm biến (platinum). Nghĩa là phần còn lại của que cảm biến chỉ là để bảo vệ và nhận tín hiệu từ phần này.
Vì thế ta phải lựa chọn chiều dài que dò ít nhất là 50mm nha.
Đường kính que dò cảm biến:
Việc lựa chọn đường kính que dò nhỏ sẽ giúp cho cảm biến nhạy hơn với nhiệt độ. Bởi vì phần vỏ bên ngoài là Inox; nên nếu ta chọn đường kính que dò quá lớn thì sẽ ảnh hưởng đến độ nhạy.
Ren kết nối của cảm biến nhiệt độ:
Đối với các loại cảm biến nhiệt độ thông thường; ta có thể chọn các loại ren kết nối phù hợp với yêu cầu sử dụng. Tuy nhiên trên thị trường có các bộ chuyển ren, ta có thể sử dụng để đổi lại.
Còn đối với các loại cảm biến nhiệt độ bọc sứ, loại này sẽ không có ren kết nối. Ta cần phải chọn đường kính đúng với đường kính nơi cần đo. Bởi vì loại bằng sứ này có cách sử dụng khá đặc biệt là chọc thẳng que dò vào vị trí cần đo nhiệt độ.
Cảm biến nhiệt độ có cần thêm bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ không?
Cảm biến nhiệt độ sẽ cho ra các tín hiệu output khác nhau: output là điện trở (Ω) đối với cảm biến nhiệt độ pt100 và điện áp (mV) đối với cảm biến nhiệt độ can nhiệt.
Thông thường, các thiết bị điều khiển lập trình như PLC hoặc Scadar sẽ không nhận được trực tiếp các tín hiệu này mà chúng ta phải chuyển các tín hiệu này sang tín hiệu 4-20mA để đọc.
Thông tin về thiết bị chuyển đổi này có thể tham khảo thêm tại địa chỉ:
Bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ ra 4-20mA
Môi trường đo nhiệt độ?
Ta cần phải xác định môi trường đo nhiệt độ là nước, khí, hóa chất…. để có thể lựa chọn loại cảm biến nhiệt độ phù hợp. Đối với các môi trường có khả năng ăn mòn, ta cần dùng thêm ống termowell để bảo vệ.
Cảm biến nhiệt độ có cần chuẩn chống cháy nổ không?
Đối với các môi trường cháy nổ, ta cần sử dụng loại cảm biến nhiệt độ có chuẩn chống cháy nổ ATEX để đảm bảo an toàn trong các môi trường nguy hiểm như zone 0, zone 1, zone 2, zone 20, zone 21, zone 22.
Loại này ta có thể tham khảo thêm tại địa chỉ:
cảm biến nhiệt độ ATEX
Trên đây là những chia sẻ về cách chọn cảm biến nhiệt độ sao cho tốt nhất và một số thông tin về loại sản phẩm này. Để lựa chọn sản phẩm phù hợp với yêu cầu sử dụng, hãy liên hệ với chúng tôi:
Nguyễn Vũ Minh Triết
Mobile: 0987 0983 11
Zalo: 0987 0983 11 – Triet Nguyen
Mail: [email protected]
Web: mobitool.net và mobitool.net