Or you want a quick look: Cảm biến đo lường can nhiệt K là gì ?
Mến chào tất cả các bạn nhé, trong bài viết này mình xin giới thiệu đến các bạn dòng cảm biến đo nhiệt độ can K. Đây là dòng cảm biến được sử dụng khá phổ biến trong khoảng nhiệt 0-1200 độ C. Nếu các bạn đang có nhu cầu tìm hiểu cũng như chọn mua cho mình một sản phẩm như vậy thì có thể tham khảo bài viết này của mình nhé. Nội dung bài viết bao gồm Cảm biến can nhiệt K là gì ? Phân biệt cảm biến pt100 và cảm biến can nhiệt loại K ? Các thông số kỹ thuật của cảm biến là gì ? Các sản phẩm hỗ trợ cho cảm biến là gì ? Mình sẽ chia sẻ đến các bạn các thông tin để trả lời các câu hỏi vừa nêu trên trong bài viết này. Chúng ta cùng nhau tìm hiểu về loại thiết bị này nhé.
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại cảm biến đo nhiệt độ như các loại cảm biến nhiệt độ pt100, các loại cảm biến can nhiệt S, B, E ,R,… Từng loại sẽ có dãy đo nhiệt độ cũng như có cấu tạo, nguyên lý làm việc khác nhau. Nếu các bạn đang có nhu cầu đo lường nhiệt độ trong khoảng 0-1200°C và có thể tùy chọn chiều dài của cảm biến thì có thể chọn mua cảm biến can nhiệt K nhé. Vì dòng này đang được bên mình cung cấp chính hãng tại thị trường Việt Nam. Cụ thể về các thông tin liên quan như thế nào chúng ta cùng nhau tìm hiểu nhé.
Cảm biến đo lường can nhiệt K là gì ?
Cảm biến can nhiệt loại K là một thiết bị công nghiệp chuyên dùng để đo nhiệt độ trong các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp, hệ thống đường ống,… Với khoảng nhiệt độ đo đạc trong khoảng 0÷1200°C. Thiết bị này thích hợp cho các ứng dụng có dãy nhiệt thay đổi rộng, tuy nhiên nếu so với cảm biến pt100 thì dòng này ít được dùng hơn vì khoảng đo rất kén chọn nhu cầu sử dụng. Cảm biến pt100 sẽ có mức nhiệt trong khoảng 0-400°C và có thể ứng dụng cho rất nhiều trường hợp khác nhau.
Can nhiệt loại K có tên tiếng Anh là Thermocouple type K là dòng cảm biến hoạt động Theo nguyên lý sự thay đổi suất điên động theo nhiệt độ của cặp nhiệt. Cặp nhiệt được cấu tạo từ hai vật liệu kim loại khác nhau. Đối với cảm biến nhiệt độ loạ K thì vât liệu tạo thành là cặp nhiệt chromel-alumel. Có thể đo nhiệt độ trong khoảng từ -20-1350 độ C đó là theo lý thuyết. Nhiệt độ thực tế chỉ từ -50-1200 độ C. Và dãy nhiệt độ còn phụ thuộc vào vật liệu của lớp kim loại bảo vệ bên ngoài.
Trong trường hợp dùng nhiệt độ dưới 800 độ C thì vật liệu cảm biến của can nhiệt K thông thường là Inox 304 và 316. Nếu đo lên 1200 C phải dùng vật liệu là inconel 600. Tín hiệu ngõ ra của can nhiệt K là mV, vì can nhiệt K sẽ nhạy nhiệt độ hơn dòng Pt100. Nhưng sẽ có sai số cao hơn nếu truyền ở khoảng cách xa.
Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng cảm biến can nhiệt K có model là ASTCH được công ty mình nhập khẩu từ hãng Asit – Italy. Đây là hãng sản xuất cảm biến có uy tín và được bên mình phân phối chính hãng tại thị trường Việt Nam. Sản phẩm đã được cung cấp và nhận được nhiều phản hồi tích cực từ phía người dùng. Chính vì thế việc của các bạn là chọn mua và sử dụng, còn lại bảo hành hay hậu mãi để bên mình lo cả nhé.
Điểm khác nhau giữa pt100 và cảm biến nhiệt độ can K:
Điểm khác nhau cơ bản của hai loại cảm biến này nằm ở phần nguyên lý hoạt động. Chúng ta cũng biết cảm biến pt100 còn có tên khác là nhiệt điện trở. Nhiệt độ tỷ lệ thuận với điện trở , nghĩa là nhiệt độ sẽ thay đổi khi điện trở thay đổi. Tuy nhiên, cảm biến can nhiệt loại K thì khác hoàn toàn. Nếu như pt100 thay đổi điện trở theo nhiệt độ thì cảm biến sẽ thay đổi điện áp khi nhiệt độ thay đổi. Cũng khá giống nhau nhưng chỉ khác về các chỉ số vật lý mà chúng phụ thuộc. Bên cạnh đó thì với pt100 chúng ta có thể tùy chọn loại dạng dây hay củ hành, còn với can nhiệt K chúng ta chỉ có thể chọn option củ hành thôi các bạn nhé.
Mặt khác, 2 loại cảm biến trên chúng còn khác nhau ở dãy nhiệt độ khi làm việc. Trong khi dãy đo của pt100 là dưới 600°C thì cảm biến sẽ lên đến dưới 1200°C. Với 2 khoảng nhiệt độ này chúng ta nên xác định kỹ càng và chính xác nhu cầu cần đo để lựa chọn cho phù hợp. Vì nếu khoảng đo quá chênh lệch sẽ dẫn đến sai số và hơn thế nữa là dẫn đến tốn kém chi phí vì dãy đo càng rộng giá thành sản phẩm sẽ càng cao. Hơn nữa kích thước của cảm biến nhiệt độ can K sẽ lớn hơn so với pt100 vì chúng thích hợp cho nhiều ứng dụng nhiệt độ cao trong các lò đốt hay lò nấu có kích thước lớn.
Các thành phần cấu tạo và đặc điểm của cảm biến nhiệt can K:
- Cảm biến cặp nhiệt điện loại K (Niken-Crom / Niken-Alumel) là các loại cảm biến nhiệt độ được dùng phổ biến nhất hiện nay vì giá thành khá hợp lý, độ bền cao, khoảng nhiệt độ vừa phải.
- Có thể tùy chọn sai số thấp nhất là : ±1,1°C hoặc 0.4%
- Chúng thường có dãy đo trong khoảng nhiệt -270 ÷ 1200°C.
- Loại K là một trong những cặp nhiệt điện phổ biến nhất với độ nhạy khoảng 41 μV/ºC.
- Chromel® là dây dương, Alumel® là dây âm.
- Không tốn kém, và phạm vi của nó là từ -270 °C đến +1372 °C (-454 °F đến +2501 °F) và tương đối tuyến tính.
- Thành phần niken là từ tính, và như các kim loại từ tính khác, sẽ có độ lệch trong đầu ra khi vật liệu đạt tới điểm Curie, xảy ra ở nhiệt độ 350 °C (662 °F) đối với cặp nhiệt điện loại K. Điểm Curie là nơi vật liệu từ trải qua một sự thay đổi đáng kể trong tính chất từ của nó và gây ra sự sai lệch lớn đến tín hiệu đầu ra.
- Nó có thể được sử dụng trong không khí liên tục oxy hoá hoặc trung hòa.• Hầu hết sử dụng ở trên 538 °C (1000 °F).
- Tiếp xúc với lưu huỳnh góp phần vào sự hư hỏng sớm.
- Sai số tiêu chuẩn của cảm biến can nhiệt K trong khoảng ±2,2°C hoặc 0,75%.
- Chromel® gồm 90% niken và 10% crom; Alumel® là hợp kim bao gồm 95% niken, 2% mangan, 2% nhôm và 1% silic.
- Hoạt động ở nồng độ oxy thấp gây ra một sự dị thường gọi là quá trình oxy hóa ưu tiên của crom trong dây dương gây ra tình trạng gọi là ‘green rot’ tạo ra các sai lệch lớn nghiêm trọng nhất trong khoảng 816 đến 1038 °C (1500 đến 1900 °F). Việc thông gió hoặc bít kín ống bảo vệ có thể ngăn ngừa hoặc giảm nhẹ tình trạng này.
- Chu kỳ trên và dưới 1000 °C (1800 °F) không được khuyến nghị do thay đổi đầu ra từ các hiệu ứng trễ.
Các thông số kỹ thuật của cảm biến đo can nhiệt K:
- Hãng sản xuất: được bên mình nhập khẩu từ hãng Asit và Noken của Italy
- Ngõ ra (Output): thường là tín hiệu điện áp mV/V.
- Độ dài cảm biến: 100mm, 150mm, 200mm, 500mm và 1000mm tùy nhu cầu mà chọn cho phù hợp.
- Đường kính cảm biến: Ø10mm, Ø12mm, Ø20mm, Ø22mm.
- Dãy đo cảm biến: 0-1200°C.
- Ứng dụng: trong các lò hơi, các lò nung, các ống khói, các nơi có nhiệt độ cao trong dãy đo,…
- Thời gian bảo hành: lên đến 12 tháng 1 đổi 1 nếu có lỗi từ nhà sản xuất
Lưu ý: các bạn nên chọn mua những sản phẩm của các thương hiệu nổi tiếng đến từ Châu Âu, hạn chế mua các sản phẩm đến từ Trung Quốc vì rất nhanh hỏng và đo lường không chính xác. Vì một khi đo lường không chính xác sẽ dẫn đến quá nhiệt, gây hư hỏng thiết bị, dễ xảy ra tai nạn lao động,…
Cách kiểm tra cảm biến can nhiệt độ loại K như thế nào ?
Trong quá trình sử dụng chắc chắn sẽ có lúc chúng ta cảm biến gặp vấn đề gì đó, có thể nguyên nhân là do cảm biến đã không còn sử dụng được nữa. Vậy nếu chúng ta muốn kiểm chứng vấn đề này thì phải làm như thế nào. Lúc này chúng ta sẽ dùng đồng hồ vạn năng VOM để kiểm tra tín hiệu mV theo mức nhiệt của cảm biến. Cụ thể thì ứng với một mức tín hiệu mV sẽ có mức nhiệt độ kèm theo. Cụ thể như thế nào thì các bạn tham khảo theo bảng dưới đây nhé.
Các bước thực hiện khi dùng VOM:
- Bước 1: dùng đồng hồ VOM và chỉnh thang đo dạng mV
- Bước 2: đấu cực dương của VOM và dây đỏ của can nhiệt K, đấu cực âm của VOM vào dây trắng hoặc xanh của can nhiệt K
- Bước 3: dùng bật lửa hoặc đèn cầy nung nóng phần đầu dò can nhiệt
- Bước 4: quan sát giá trị mV thông qua VOM, sẽ có 2 trường hợp:
- Trường hợp 1: nếu tín hiệu mV tăng dần thì cảm biến còn hoạt động tốt
- Trường hợp 2: nếu giá trị điện áp mV không thay đổi hoặc chạy loạn xạ thì cảm biến đã hỏng, việc các bạn cần làm bây giờ là đi mua cảm biến mới nhé.
Cảm biến can nhiệt S, can nhiệt R:
Nếu các bạn đang có nhu cầ đo lường với mức nhiệt độ cao hơn 1200 độ C và thậm chí có thể lên cao đến 1600 độ C thì không thể sử dụng cảm biến can nhiệt K được các bạn nhé. Vì dòng cảm biến can nhiệt K loại sứ chỉ có thể chịu nhiệt lên đến 1200 độ C mà thôi, lúc này ta cần sử dụng loại can nhiệt S hay can nhiệt R để có thể đo lường tốt trong mức nhiệt này.
Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng cảm biến can nhiệt S được Công Ty mình nhập khẩu từ hãng Asit – Italy. Dòng cảm biến này có chung hãng sản xuất với dòng can nhiệt K mình vừa giới thiệu đến các bạn bên trên đấy. Cảm biến can S sẽ có mức nhiệt độ chịu được trong khoảng 0-1600 độ C, các dòng cảm biến can nhiệt S sẽ được cấu tạo bằng sứ. Các bạn có thể tham khảo một vài thông số của cảm biến dưới đây.
Thông số của cảm biến can S và can nhiệt R:
- Xuất xứ: được bên mình nhập khẩu từ hãng Asit và Noken của Italy
- Dãy đo lớn nhất: dưới 1700°C. Thường là 1600°C
- Vật liệu cấu tạo: Ceramic 610 và Ceramic 710.
- Đường kính đầu dò: Ø17mm đối với Ceramic, còn khi làm bằng Inox là Ø21mm.
- Chiều dài cảm biến: có thể lên đến 2000mm.
- Ngõ ra (Output): có thể tùy chọn 4-20mA hoặc không tùy vào nhu cầu.
- Có thể chọn loại đơn (2 dây) hoặc loại đôi (4 dây).
- Thời gian bảo hành: lên đến 12 tháng 1 đổi 1 nếu có lỗi từ nhà sản xuất
Chọn mua cảm biến can nhiệt như thế nào ?
Trong phần này mình sẽ hướng dẫn các thức chọn mua cảm biến can nhiệt cho những bạn lần đầu sử dụng sản phẩm nhé. Cụ thể thì một vài yếu tố chúng ta cần quan tâm trong vấn đề chọn mua cảm biến bao gồm:
- Mức nhiệt cần đo: thường nếu mức nhiệt dưới 500°C ta sẽ dùng cảm biến nhiệt độ pt100, mức nhiệt từ 500°C đến 1100°C ta sử dụng cảm biến can nhiệt K và trên nữa tới 1600°C thì ta sử dụng can nhiệt S.
- Mức sai số: mỗi sản phẩm đến từ các hãng khác nhau sẽ có mức sai số khác nhau, dãy đo khác nhau chúng ta cũng sẽ có mức sai số khác nhau. Thông thường thì khi sử dụng can nhiệt K chúng ta sẽ có sai số trong khoảng 5-7°C
- Kích thước cảm biến: Cảm biến can nhiệt sẽ thường có cấu tạo dạng củ hành. Chúng ta có thể tùy chọn chiều dài cảm biến, đường kính cảm biến và vật liệu của cảm biến như INOX hay sứ. Với vật liệu sứ sẽ thường chịu nhiệt cao hơn Inox, thường dùng cho can nhiệt S
- Giá thành cảm biến: mỗi nơi cung cấp sẽ có giá thành khác nhau, cũng như mỗi hãng sản xuất cũng đều có giá khác nhau tùy vào chất lượng và khả năng đáp ứng của sản phẩm. Chúng ta cần cân nhắc mức giá với chất lượng sản phẩm nhé.
- Một số yếu tố phụ như sự linh hoạt trong tháo lắp, độ tương thích với môi trường, khả năng điều chỉnh riêng lẻ,…
Một số ứng dụng của cảm biến nhiệt độ trong đời sống:
Trong phần này mình sẽ đưa ra một vài ngành ứng dụng cảm biến nhiệt độ để chúng ta có thể hình dung được mức độ phổ biến của các dòng cảm biến là như thế nào nhé. Cụ thể một số lĩnh vực có thể ứng dụng như:
- Sản xuất hàng hóa: thường dùng nhiệt kế điện tử – chất bán dẫn hay pt100 để đo lường nhiệt độ môi trường
- Luyện kim: dùng khá nhiều dòng cảm biến như pt100, can nhiệt K, can nhiệt S, can nhiệt R,…
- Nhiệt độ môi trường: thường sẽ dùng các loại nhiệt kế, cảm biến pt100, can nhiệt T,…
- Nhiệt lạnh: sử dụng các loại như điện trở oxit kim loại
- Phương tiện giao thông: các loại cảm biến pt100, nhiệt kế dạng điện tử
- Nông nghiệp: sử dụng nhiệt kế điện tử, can nhiệt loại T,…
- Gia công kim loại: sử dụng can nhiệt các loại như K, S, T, E, R, J,…
- Giáo dục: sử dụng nhiệt kế điện tử, cảm biến pt100, can nhiệt K,…
Các sản phẩm bổ trợ cho cảm biến nhiệt độ loại K:
Giống như pt100, cảm biến can nhiệt loại K cũng cần phải chuyển đổi tín hiệu vì đầu ra (Output) là mV sẽ bị nhiễu khi truyền đi khoảng cách xa. Vì thế chúng ta cần lắp kèm các sản phẩm có thể chuyển tín hiệu mV thành analog 4-20mA.
Bộ chuyển đổi tín hiệu:
Nếu các bạn không cần giám sát giá trị nhiệt độ mà chỉ cần đo lường để báo động hoặc đóng ngắt các thiết bị điều khiển nhiệt độ thì có thể dùng đến bộ chuyển tín hiệu can nhiệt K sang analog 4-20mA. Cụ thể là cảm biến nhiệt độ sẽ truyền tín hiệu dạng mV/V đến bộ chuyển tín hiệu sau đó từ bộ chuyển tín hiệu sẽ xuất ra tín hiệu analog 4-20mA truyền đến còi báo động. Thường dùng trong các ứng dụng nhiệt độ có nguy hiểm tiềm tàng. Các bạn có thể xem hình ảnh bên dưới để hiểu sơ lược về các truyền tín hiệu của các thiết bị.
Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng thiết bị chuyển đổi tín hiệu có model là OMX333UNI được bên mình nhập khẩu từ hãng Orbit Merret thuộc Cộng Hòa Séc. Đây là dòng chuyển đổi được dùng kèm với cảm biến can nhiệt trong trường hợp muốn kết nối tín hiệu với PLC điều khiển. Các bạn muốn tìm hiểu thêm về dòng sản phẩm này thì có thể tham khảo bài viết Bộ chuyển tín hiệu can nhiệt S, K, R, E, sang 4-20mA
Thông số của bộ chuyển đổi tín hiệu can nhiệt K:
- Model: sản phẩm có mã là OMX333UNI
- Xuất xứ: nhập khẩu từ hãng Orbit Merret – Châu Âu (Cộng Hòa Séc)
- Ngõ vào (Input): bộ khuếch đại đọc được các dạng tín hiệu như 4-20mA, 0-20mA, 0-10v, 0-5v, 1-5v
- Ngõ ra (Output): thiết bị có thể tùy chọn một trong các tín hiệu sau 4-20mA, 0-20mA, 0-10v, 0-5v, 1-5v
- Hệ số cách ly và chống nhiễu: 2500 VAC, chống nhiễu tốt trong môi trường có nhiều tác nhân sinh ra từ trường
- Sai số: thiết bị có sai số chỉ 0.1%
- Thời gian phản hồi: thời gian phản hồi tín hiệu của thiết bị chỉ 1ms, gần như chúng ta không thấy được độ trễ này
- Nguồn cấp: nguồn sử dụng cho thiết bị 10-30VDC
- Nhiệt độ làm việc: hoạt động tốt trong khoảng nhiệt -20-60°C
- Thời gian bảo hành: lên đến 12 tháng, 1 đổi 1
- Cài đặt dễ dàng thông qua các dip switch và bằng phần mềm.
Bộ hiển thị và điều khiển nhiệt độ OM352UNI:
Vì các cảm biến trên thị trường hiện nay hầu hết đều không có bộ hiển thị nên chắc chắn chúng ta cần trang bị thêm bộ hiển thị số để dễ dàng giám sát nhiệt độ khi đo đạc. Mình sẽ giới thiệu cho các bạn Bộ hiển thị nhiệt độ do chính công ty mình phân phối. Các bạn có thể mua kèm với cảm biến can nhiệt loại K để tiện sử dụng.
Tín hiệu mV từ cảm biến sẽ truyền đến bộ hiển thị OM352UNI (vì model này có thể đọc được tín hiệu mV) để hiển thị giá trị nhiệt độ, sau đó từ OM352UNI sẽ xuất ra tín hiệu 4-20mA để truyền về PLC điều khiển. Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng.
Thông số của bộ hiển thị:
- Model: sản phẩm có mã là OM352UNI
- Xuất xứ: sản phẩm được bên mình nhập khẩu từ hãng Orbit Merret thuộc Cộng Hòa Séc. Hiện tại bên mình đang là đại lý cung cấp độc quyền các sản phẩm của hãng này tại thị trường Việt Nam.
- Tín hiệu ngõ vào (Input): bộ hiển thị đọc được các dòng cảm biến thông dụng như can nhiệt loại K, cảm biến biến dạng S, cảm biến dạng B…Ngoài ra bộ OM352UNI còn đọc được tín hiệu nhiệt điện trở thông dụng như Cảm biến Pt100, pt1000,…
- Hiển thị: trên màn hình có 4 led, cho giá trị hiển thị nhiệt đô lên đến 1999 độ C
- Cài đặt: có 5 phím hiệu chuẩn, dùng để cài đặt nhiệt độ.
- Sử dụng nguồn cấp: 80-265VAC có thể tuỳ chọn dùng nguồn 10..30VDC, thường ta sẽ dùng 24VDC và 220VAC
- Cách ly chống nhiễu tín hiệu lên đến: 2500 VAC => bảo vệ thiết bị của bạn trong trường hợp xảy ra sự cố.
- Sai số: mức sai số của bộ hiển thị nhiệt độ chỉ 0.1%
Lời kết:
Trên đây là các thông tin liên quan đến cảm biến can nhiệt loại K, hy vọng sẽ giúp ích cho những bạn đang muốn tìm hiểu và chọn mua. Ngoài ra bên mình còn cung cấp các loại Cảm biến nhiệt độ pt100 3 dây, Cảm biến can nhiệt S các bạn có thể tham khảo nếu có nhu cầu. Mọi thắc mắc cần tư vấn các bạn vui lòng liên hệ mình qua các thông tin sau:
Phone – Zalo: 0779 81 81 84 (An Nguyễn)
Email: An.nguyen@bff-tech.com
