Cảm biến can nhiệt S

Mến chào tất cả các bạn nhé, trong bài viết này mình xin giới thiệu đến các bạn dòng cảm biến nhiệt độ can S và can nhiệt R. Đây là một dòng cảm biến có khả năng đo lường mức nhiệt lên đến 1600 độ C. Nếu các bạn đang có nhu cầu tìm hiểu và chọn mua thiết bị này thì có thể tham khảo bài viết này của mình nhé. Nội dung bao gồm Cảm biến can nhiệt S là gì ? Điểm khác nhau giữa cảm biến nhiệt độ pt100 và cảm biến can nhiệt S và can nhiệt R ? Các thông số kỹ thuật của chúng là gì ? Cách chọn mua loại cảm biến này như thế nào ? Tất cả sẽ được giải đáp trong bài viết này, nhằm hướng đến các bạn sinh viên mới ra trường cũng như các bạn đang có dự định muốn trang bị để phục vụ cho công việc.

Nhắc đến cảm biến nhiệt độ thì cái tên không xa lạ mà hầu như ai cũng biết đến đó chính là cảm biến nhiệt độ pt100 chuyên dùng để đo nhiệt độ trong nhà máy,xí nghiệp, khu công nghiệp lớn và nhỏ (nếu cần tìm hiểu kỹ hơn về loại cảm biến này các bạn có thể xem lại cảm biến nhiệt độ pt100). Chúng ta cũng đã nghe nhiều và cũng biết được khá nhiều thông tin về loại cảm biến này vì nó quá phổ biến trên thị trường. Đơn giản vì chúng có khoảng đo phù hợp với hầu hết các ứng dụng cần đo lường hiện nay. Bên cạnh đó thì có độ bền cao, thiết kế nhỏ gọn, dễ sử dụng và giá thành khá dễ tiếp cận.

Nhưng có vấn đề là loại cảm biến này không thể đo được nhiệt độ cao trên 600°C. Vì thế hôm nay mình sẽ giới thiệu cho các bạn dòng cảm biến mới có thể đo được mức nhiệt độ mà pt100 không đo được. Đó là cảm biến can nhiệt loại S, vậy thiết bị này có các điểm nổi bật gì ? Trong bài viết này mình sẽ nói cụ thể về những gì liên quan đến sản phẩm này.

Cảm biến can nhiệt S can nhiệt R là gì ?

Trước khi vào nội dung chính thì chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu một vài kiến thức liên quan đến dòng cảm biến này trước nhé. Các bạn có thể hiểu một cách đơn giản cảm biến can S (hay còn gọi là Thermocouple Type S) là một thiết bị công nghiệp chuyên dùng để đo nhiệt độ trong các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp,… Thiết bị được tích hợp nhiều chức năng nổi bật và hiện đại với khoảng đo nhiệt độ khá cao từ 0÷1600°C và có tín hiệu đầu ra đa dạng giúp dễ dàng trong việc truyền tín hiệu của cảm biến đi xa. Bên cạnh đó thì chúng ta còn có can nhiệt R đo max 1600°C và can nhiệt B đo max 1700°C.

Với kết cấu tương tự như các loại cảm biến nhiệt độ pt100 dạng củ hành, chúng ta có thể hoàn toàn sử dụng một cách dễ dàng như cảm biến pt100. Với khoảng đo lớn đến vậy chúng ta rất dễ dàng sử dụng cho các ứng dụng nhiệt độ cao như lò nấu kim loại, công nghiệp luyện kim, đúc rót kim loại,…Bên cạnh đó thì với ngõ ra tín hiệu dạng mV chúng ta có thể kết hợp với các loại chuyển đổi tín hiệu để đưa về PLC xử lý một cách dễ dàng

Điểm khác nhau giữa cảm biến pt100 và cảm biến can nhiệt loại S, R:

Có thể các bạn đã biết cảm biến pt100 là loại cảm biến có cấu tạo đầu dò bằng Platinum (bạch kim), có vỏ bảo vệ bằng Inox, và khoảng nhiệt độ đo được là dưới 600°C. Còn khi cần đo trong khoảng nhiệt độ cao hơn thì cần phải dùng đến cảm biến nhiệt can S, vì thiết bị này được cấu tạo từ 90% PT và 10% Rh-Pt hay còn gọi là sứ. Chúng có khả năng hoạt động tốt trong khoảng nhiệt độ lý thuyết từ -50÷1760°C. Tuy nhiên đó chỉ là khoảng lý thuyết, còn thực tế thì nó có thể đạt khoảng 1600°C. Và trên thị trường không nhiều hãng có thể sản xuất được loại này ngoài các hãng nổi tiếng đến từ Châu Âu.

Cũng giống như các loại cảm biến khác, cảm biến can nhiệt S điều có công dụng chung là dùng để đo nhiệt độ. Nhưng vì cấu tạo bằng Ceramic 610 (ở 1400°C) và Ceramic 710 (ở 1600°C) nên chịu được khoảng nhiệt độ trong dãy nhiệt của can nhiệt S. Nếu vỏ bảo vệ bằng Inox thông thường thì sẽ dễ cháy gây hỏng cảm biến nếu dùng ở các mức nhiệt mình vừa đề cập bên trên. Vì thông thường cảm biến Inox sẽ là cảm biến can nhiệt K có khả năng chịu nhiệt lên đến 1100°C và cao nhất là 1200°C nếu được bọc bằng sứ bên ngoài.

Các thông số của cảm biến nhiệt độ can nhiệt S:

• Model: sản phẩm có mã là ASTCG series
• Xuất xứ: được bên mình nhập khẩu từ hãng Asit và Noken của Italy 
• Dãy đo lớn nhất: có thể chịu được mức nhiệt lên đến 1600°C, 1700°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. Bên cạnh đó chúng ta có thể tùy chọn nhiều kích thước khác nhau.
• Chiều dài cảm biến: có thể lên đến 2000mm.
• Ngõ ra (Output): tín hiệu mV, có thể tùy chọn 4-20mA hoặc không tùy vào nhu cầu.
• Có thể chọn loại đơn (2 dây) hoặc loại đôi (4 dây).

Tín hiệu đầu ra của cảm biến nếu muốn truyền đi xa cần phải chọn loại có đầu ra là analog 4-20mA vì loại tín hiệu này có thể truyền xa đến 700÷800m mà không bị nhiễu hoặc nhiễu rất ít. Mặt khác, nếu nhu cầu của các bạn chỉ cần đo trong khoảng dưới 600°C thì các bạn có thể dùng cảm biến pt100, còn khi dùng trong khoảng dưới 1200°C thì các bạn dùng cảm biến can nhiệt K để giảm chi phí đầu tư và hạn chế sai số trong toàn dãy đo.

Cách chọn mua cảm biến can nhiệt S, can nhiệt R và can nhiệt B như thế nào ?

Để dễ dàng trong việc chọn cảm biến, chúng ta cần chú ý đến những điểm sau:

• Xác định được mức nhiệt cần đo lường là bao nhiêu ? Vì nếu dùng cho các mức nhiệt cao chúng ta cần phải chọn loại cảm biến sao cho phù hợp, tránh trường hợp bị quá nhiệt dẫn đến hư hỏng thiết bị. Nghiêm trọng hơn thì có thể ảnh hưởng đến quá trình hoạt động sản xuất của chúng ta đấy. Nếu các bạn đo nhiệt độ dưới 1600°C thì ta sử dụng can nhiệt R hoặc can nhiệt S, còn đo lường dưới 1700°C thì ta dùng can nhiệt B nhé.
• Cần xác định chính xác đường kính cảm biến là bao nhiêu ? Bởi vì cảm biến nhiệt độ S, R hay B thường có đường kính ống sứ khá to tầm 17mm. Điều này sẽ có ý nghĩa khá quan trọng trong việc lắp đặt tại vị trí cảm biến làm việc.

• Cần xác định chiều dài cảm biến là bao nhiêu ? Có các chiều dài như sau: 400mm, 600mm, 800mm, 1000mm, 1200mm,…Chiều dài cũng là một phần khá quan trọng trong việc lắp đặt cảm biến. Chúng ta có thể tùy chọn tùy theo ứng dụng của mình.
• Xác định vật liệu mong muốn là gì ? Cảm biến sẽ thường làm bằng sứ (Ceramic), sứ 610 và sứ 710, trong đó sứ 710 chịu nhiệt độ cao hơn lên đến 1700°C. Từng loại vật liệu khác nhau thì cảm biến sẽ có khả năng chịu nhiệt cao hơn. Nếu các bạn dùng cảm biến trong điều kiện nhiệt độ khá cao từ 1500°C thì nên chọn các loại vật liệu cấu thành là sứ chịu nhiệt.
• Xác định được nguồn gốc của cảm biến ? Với các loại cảm biến đến từ Châu âu như hãng Asit – Italy mà bên mình đang cung cấp thì sẽ có giá thành cao hơn các loại của Trung Quốc hay Đài Loan. Điều này là chắc chắn rồi đúng không nào, tuy nhiên chúng ta sẽ có được một sản phẩm chất lượng, sử dụng lâu dài kèm theo hậu mãi tốt.

Vì sao can nhiệt S hay Thermocouple Type S lại có giá cao ? 

Không phải ngẫu nhiên mà cảm biến can nhiệt S có giá cao hơn gấp nhiều lần so với các dòng cảm biến khác như PT100, can nhiệt K, J, T, E,…Nguyên nhân cho mức giá này phần lớn nằm ở yếu tố vật liệu cấu thành cảm biến. Can nhiệt S được cấu tạo từ  90% plantium (ký hiệu hóa học là Pt ) và 10% Rhodium (có kí hiệu hóa học là Rh). Cụ thể thông tin về 2 nguyên tố này như sau:

Platinum trong can S là gì ? 

• Platinum hay còn gọi là bạch kim ký hiệu là Pt là một trong những nguyên tố quý hiếm nhất trong lớp vỏ Trái Đất với chỉ trung bình 0.005mg/kg mật độ phân bố. Nó có màu xám trắng, sáng bóng, đặc dẻo và dễ uốn ở dạng tinh khiết. Loại này còn có một cái tên khác gần gũi hơn thường được dùng làm trang sức có tên là Vàng Trắng
• Bạch kim không bị oxy hóa ở bất kỳ môi trường nhiệt nào,không tan trong axit (tính trơ), có tính dẫn điện và ít bị ăn mòn. Bạch kim chỉ tan trong một số dung dịch Halogen Xianua hoặc nước cường toan.
• Hiện nay Platinum được khai thác chủ yếu từ Nam Phi từ các mỏ quặng Niken và Đồng với khoảng 80% sản lượng hàng năm (khoảng vài trăm tấn) được cung cấp ra thị trường đến từ quốc gia này. Sản lượng khai thác của bạch kim nếu so với vàng và bạc thì thấp hơn rất nhiều với ít hơn 100 lần so với bạc và 15 lần so với vàng.
• Các ứng dụng của Platinum trong các ngành công nghiệp là vô cùng phong phú như: công nghiệp ô tô (chiếm hơn 50% sản lượng hàng năm), trang sức, y học (sản xuất thiết bị y tế, máy móc,thuốc hóa trị ung thư )… Sự đa dụng này khiến cho nó trở thành một kim loại vô cùng quý hiếm.

Rhodium trong can S là gì ? 

• Rhodium (có kí hiệu hóa học là Rh) một kim loại chuyển tiếp có màu trắng bạc, cứng và bền. Nhờ tính chất hoá học đặc biệt, Rhodium không bị ăn mòn và oxy hóa, ít bị mờ và trầy xước. Chất duy nhất có thể ăn mòn Rhodium là axit sulfuric. Nhờ đặc tính phản xạ ánh sáng cực kỳ cao, đây là đặc tính hiếm thấy trên các kim loại, mà nó thường được dùng trong ngành chế tác kim hoàn cùng với bạc và các vật liệu khác tạo nên những món đồ trang sức đẹp mắt và quý giá nhờ công nghệ mạ.

Cách thức kiểm tra khả năng hoạt động của cảm biến can nhiệt S:

Nếu các bạn đang có một cảm biến nhiệt độ dạng can nhiệt S, hoặc vừa trang bị cho mình 1 thiết bị như vậy mà muốn kiểm tra xem khả năng hoạt động như thế nào. Lúc này chúng ta sẽ có thể sử dụng đồng hồ vạn năng VOM để đo lường điện áp đầu ra của cảm biến. Cụ thể thì cảm biến sẽ được cấu tạo từ 2 sợi dây kim loại được chập 1 đầu lại với nhau và khi đầu được chập tiếp xúc với một mức nhiệt độ nào đó sẽ cho ra một hiệu điện thế ở 2 đầu còn lại. Chính vì thế và ta có thể kiểm tra mức điện áp 2 đầu ra tại từng khoảng nhiệt cụ thể. Và các bạn có thể tham khảo bảng thông số bên dưới nhé.

Nhìn thông số bảng trên ta thấy rằng giá trị mV ngõ ra của can nhiệt thay đổi theo nhiệt độ. Tại 0 độ thì điện áp là 0mV, tại -10 độ C là -0.052 mV, tại -25 độ C la -0.127 mV. Tương tự như vậy ta có bảng giá trị các thông số lớn hơn.

Các lưu ý khi dùng cảm biến đo lường nhiệt độ:

Vì hầu hết các loại cảm biến trên thị trường hiện nay chưa đủ thông minh để có thể làm tốt mọi thứ, cụ thể là thiết bị này chưa được trang bị màn hình hiển thị giá trị nhiệt độ đo được. Chính vì thế mà ta cần trang bị thêm một số sản phẩm khác để đảm bảo chúng hoạt động tốt nhất đó chính là nên trang bị thêm một bộ hiển thị nhiệt độ.

Bên cạnh đó thì hầu hết các loại cảm biến nhiệt độ đều được lắp đặt trong môi trường có mức nhiệt khá cao. Dù chúng ta không trực tiếp xúc với chúng nhưng nhiệt lan tỏa ra bên ngoài sẽ gây khó khăn cho việc quan sát nếu cảm biến có màn hình hiển thị trên đó. Vì thế mà ta cần lắp màn hình hiển thị nhiệt độ rời và lắp ở xa để có thể dễ dàng quan sát, lưu trữ giá trị nhiệt độ đo được nhé.

Mình xin giới thiệu cho các bạn sản phẩm Bộ hiển thị nhiệt độ, các bạn có thể tham khảo để biết thêm thông tin.

Đây là sản phẩm có khả năng nhận khá nhiều tín hiệu như: cảm biến pt100, cảm biến can nhiệt S, cảm biến can nhiệt K,…Model này dùng để hiển thị giá trị nhiệt độ đo được từ cảm biến. Đồng thời có ngõ ra là tín hiệu analog 4-20mA có khả năng truyền đi xa đến các thiết bị điều khiển PLC hoặc là còi báo động nếu có sự cố quá nhiệt xảy ra. Những bạn vừa muốn quan sát giá trị nhiệt độ và vừa muốn kết nối tín hiệu về PLC để điều khiển cảm biến thì có thể sữ dụng bộ hiển thị OM402UNI để thực hiện công việc này.

Thông số của bộ hiển thị can nhiệt S can nhiệt R:

Ngõ vào (Input):

• Có thể đọc được khá nhiều loại tín hiệu như: tín hiệu pt100, cảm biến can nhiệt K, cảm biến can nhiệt S, cảm biến can nhiệt B, vv…
• Thiết bị còn đọc được các tín hiệu ít phổ biến trên thị trường như pt1000, pt500, cu50, vv…
• Có thể đọc các tín hiệu analog như: 4-20mA , 0-10v , 0-5V, 2-10V, 0-20mA, -2..2v, -10..10v, -40..40v
• Ngoài ra còn có thể nhận các tín hiệu đặc biệt như:  -60÷60mV, -150÷150mV, -300÷300mV, -1200÷1200 mV các tín hiệu phát ra từ các cảm biến đo độ PH.
• Hơn nữa, model còn nhận được các tín hiệu điện trở:  0÷100Ω, 0÷1kΩ, 0÷10kΩ, 0÷100kΩ có thể cài đặt lại các giá trị điện trở và biến trở bất kỳ theo ý muốn.

Ngõ ra (Output):

• Có các tín hiệu analog như: 0-2V, 0-5V, 0-10 V, ±10V,  0-5 mA, 0-20 mA, 4-20mA.
• Có thể được điều chỉnh ở dạng reply (ON/OFF) hay (NO/NC).
• Có các ngõ ra truyền thông modbus RS485, RS232 và Profibus.

Các thông số khác:

• Sai số: ± 0,1% trong quá trình hiển thị
• Có thể cài đặt nhiệt độ trong khoảng -9999÷9999°C
• Màn hình hiển thị: có độ phân giải 0,01C.
• Nguồn cấp: 80-250VAC hay 10-30VDC.
• Hệ số cách ly, chống nhiễu: 4000VAC.
• Thời gian bảo hành: 12 tháng, 1 đổi 1 nếu có phát sinh lỗi từ nhà sản xuất

Lời kết:

Trên đây là các thông tin và kiến thức liên quan đến cảm biến can nhiệt S và can nhiệt R Asit – Italy, hy vọng sẽ giúp ích cho những bạn đang cần hoặc trước khi muốn chọn mua. Ngoài ra mình còn cung cấp các loại Cảm biến nhiệt độ pt100, cảm biến can nhiệt K và các loại cảm biến can nhiệt loại K, R, … các bạn có thể tham khảo thêm nếu có nhu cầu tìm hiểu.

Mọi thắc mắc cần tư vấn các bạn liên hệ mình qua các thông tin sau:

Phone – Zalo: 0779 81 81 84 (An Nguyễn)

Email: An.nguyen@bff-tech.com