Cảm biến can nhiệt Loại K

Cảm biến can nhiệt Loại K là loại cảm biến nhiệt độ dùng phổ biến trong nhà máy, đặc điểm khác biệt giữa cảm biến PT100 và Cảm biến can nhiệt Loại K là dãy đo khác nhau và nguyên lý hoạt động khác nhau, nếu ở cảm biến nhiệt độ Pt100 là hoạt động dựa vào sự thay đổi điện trở của cảm biến thì Cảm biến can nhiệt Loại K hoạt động động dựa vào sự thay đổi điện áp trên 2 dây, ngõ ra của cam bien can nhiet loai K là mV.

Can nhiệt K hay còn gọi là Cảm biến nhiệt độ K. Là dòng cảm biến nhiệt độ với dãy đo lớn được ứng dụng để đo nhiệt độ trong các lò đốt lên đến 1300 độ C. Dãy đo âm và dãy đo dưới 400 độ C thì chúng ta sử dụng Pt100 là giải pháp tối ưu. Tương tự như vậy đối với các ứng từ 400 độ C trở lên thì Can nhiệt K là sự lựa chọn không thể thiếu.

Can nhiệt K là gì ? Cấu tạo và nguyên lý 

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. Nhiêt 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.

Cách kiểm tra can nhiệt K 

Khi dùng can nhiệt loại K đo nhiệt độ là sao ta biết được can nhiệt đó còn hoạt động tốt hay không ? Cách làm như sau: Chúng ta mở bảng tra giá trị mV theo nhiệt độ của can nhiệt. Dùng đồng hồ VOM để đo giá trị mV tại nhiệt độ hiện tại và so sánh với bảng tra.

Ví dụ: tại  50 độ C thì giá trị là 2.023 mV, tại 105 độ C là 4.303 mV 

=> Nếu giá trị giống bảng tra thì can nhiệt hoạt động tốt

=> Nếu có sự sai lệch hoặc không có giá trị mV trả về là cảm biến đó bị hỏng. 

Cảm biến can nhiệt Loại K có các thông số nào ?

Chọn cam bien can nhiet K chúng ta cần chú ý đến một vài thông số sau để đo nhiệt độ chính xác ứng dụng của mình và có hiệu quả kinh tế cao.

1 – Chiều dài cảm biến. Chọn cảm biến đo nhiệt độ thì chiều dài khá quan trọng. Phụ thuộc vào vị trí lắp cảm biến mà chọn chiều dài thích hợp. Chiều dài dao động từ 30mm, 40mm, 50mm ..cho đến 2000mm. 

2-Đường kính cảm biến. Đường kính cảm biến sẽ thể hiện thời gian đáp ứng của cảm biến. Nếu đường kính nhỏ thì thời gian đáp ứng nhanh. Đường kính lớn thời gian đáp ứng chậm nhưng sẽ bền hơn với nhiệt độ cao. Đường kính thông thường dùng cho can nhiệt K là 3mm, 4mm, 6mm, 8mm, 10mm, 15mm, 16mm….

3-Kiểu ren của cảm biến nhiệt độ. Kiểu ren để lắp vào đường ống phù hợp để khi dùng trong các ứng dụng có áp suất lớn sẽ không bị rò rĩ. Ren thông dụng như G1/4, G1/2, G3/4, Flange…

Như hình trên là can nhiệt K loại củ hành. Được dùng để đo nhiệt độ lên đến 1200 độ C. Ngoài ra còn có dòng can nhiệt loại dây có thang đo thấp hơn. Thang đo dòng can nhiệt K vào khoảng 400 độ. Đối với can nhiệt K dạng dây thường được dùng trong các vị trí lắp đặt nhỏ hẹp.

Vì sao can nhiệt loại K lại được sử dụng nhiều ? 

Dòng can nhiệt loai K được sử dụng nhiều trong công nghiệp vì một số ưu điểm như sau:

• Can nhiệt có thang đo nhiệt lớn, lên đến 1200 độ C. 
• Đáp ứng được trong nhiều ứng dụng đo nhiệt độ.
• Có nhiều kích thước khác nhau. Phù hợp với nhiều vị trí lắp khác nhau. 
• Dễ dàng kết nối với các bộ hiển thị và các thiết bị điều khiển. 
• Giá thành tốt hơn các dòng RTD và độ bền cao. 

Các dòng Can nhiệt loại J, B, E, N, S và B

Ngoài dòng can nhiệt K, chúng tôi còn cung cấp dòng can nhiệt J, S, R và B. Điểm khác nhau của các dòng này là gì ?

Về nguyên lý thì dòng can nhiệt hoạt động giống nhau. Chỉ khác nhau về cấu tạo bên trong. Với cấu tạo khác nhau sẽ có thang đo nhiệt khác nhau và cấp chính xác khác nhau.

– Đối với can nhiệt J : Kết hợp hợp kim: Sắt /Constantan. Phạm vi đo: (0 đến 760) ° C. Cặp nhiệt điện kiểu J thích hợp cho môi trường chân không, khử hoặc khí trơ, oxy hóa.. Sắt bị oxy hóa nhanh trên 538 ° C, vì vậy chỉ khuyến nghị sử dụng dây đo nặng cho các ứng dụng nhiệt độ cao. Các phần tử trần không được tiếp xúc với khí có lưu huỳnh trên 538 ° C.

– Đối với can nhiệt E : Kết hợp hợp kim: Chromel® / Constantan . Phạm vi đo: (0 đến 870)° C. Nên sử dụng cặp nhiệt điện loại E cho môi trường ôxy hóa liên tục hoặc khí trơ.  Loại này có công suất nhiệt điện cao nhất trong các hiệu chuẩn thông thường.

–Đối với can nhiệt S va R :

Phụ kiện thường dùng với dòng Cảm biến can nhiệt Loại K

Giống như cam bien PT100 thì can nhiệt K cũng cần có bộ chuyển đổi tín hiệu sang 4-20ma vì tín hiệu ra của can k là mV nên sẽ bị sụt áp theo khoảng cách truyền , do đó cần chuyển sang tín hiệu 4-20ma để truyền đi xa mà không có sai số.

Một số ứng dụng khi đo nhiệt độ cần có bộ hiển thị nhiệt gắn trên tủ điên để giám sát và điều khiển. Mình xin giới thiệu một dòng hiển thị nhiệt độ thông dụng của hãng Orbit Merret OM352UNI. Có thể hiểnn thị nhiệt lên đến 1999 độ C. Bộ hiển thị với một số đặc tính như sau;

Bộ điều khiển nhiệt OM352UNI 

Dòng OM352UNI là dòng hiển thị cơ bản nhất của hãng Orbit Merret. Đọc được tín hiệu của tất cả các cảm biến nhiệt độ thông dụng. Trên bộ hiển thị có 3 1/2 led cho giá trị hiển thị lên đến 1999 độ C. Hiển thị dạng LED độ sáng cao dạng led 14 đoạn với độ cao 14mm.

• Model : OM352UNI
• Bộ hiển thị đọc được các dòng cảm biến thông dụng : hiển thị cảm biến 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.
• Trên màng hình có 4 led, cho giá trị hiển thị nhiệt đô lên đến 1999 độ C
• 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
• Cách ly chống nhiễu tín hiệu lên đến : 4000 VAC => bảo vệ thiết bị của bạn trong trường hợp xảy ra sự cố.
• Sai số của bộ hiển thị nhiệt độ chỉ 0.1%

Một số tuỳ chọn ngõ ra điều khiển của thiết bị 

• Ngõ ra tín hiệu 4-20mA, 0-10v, 0-5v..
• Có tuỳ chọn ngõ ra relay để điều khiển giá trị cao và giá trị thấp
• Có tuỳ chọn ngõ ra dạng truyền thông Modbus
• Xuất xứ Orbit Merret – CH Séc 

Trên thị trường hiện nay có khá nhiều hãng sản xuất cảm biến can nhiệt loại K như Asit, Siemen, Endress …và nhiều nhà sản xuất khác của Trung Quốc, tuy nhiên với các hàng của Trung Quốc thì phải thận trọng, dãy nhiệt thường không đúng vớ can k, chúng ta không thể đo nhiệt độ cao, khi lên cao thì bị hỏng. Do đó nếu chịu chi tiền thì sẽ đảm bảo về chất lượng và độ bền cao của các hãng có uy tín.

Để biết thêm thông tin về Cảm biến can nhiệt Loại K các bạn liên hê Quốc với thông tin sau: