Cấu tạo và ứng dụng cảm biến nhiệt độ pt100 3 dây

Bài chia sẻ này sẽ giúp các bạn biết được pt100 là gì ? Ưu nhược điểm của pt100 là gì  ? Ứng dụng của pt100 trong công nghiệp; kinh nghiệm để mua được loại cảm biến pt100 tốt nhất . Đồng thời thông qua bài này bạn còn biết được cách chuyển đổi tín hiệu nhiệt sang tín hiệu dòng 4-20ma; chuyển đổi tín hiệu nhiệt sang tín hiệu modbus hiệu quả tiết kiệm chi phí cho người dùng. Bên cạnh đó còn có các bộ chia tín hiệu 4-20ma 0-10v

Pt100 hiện nay là một đề tài mới mẻ đối với các bạn sinh viên trong ngành kỹ thuật; nhưng lại là sản phẩm gần gũi với các kỹ thuật viên; các kỹ sư trong các nhà máy bởi công dụng tuyệt với của nó mang lại.

PT100 là gì ?

PT100 tiếng anh thường gọi là Resistance Temperature Detectors viết tắt là Can nhiệt RTD PT100 là một thiết bị dùng để cảm ứng nhiệt độ thông qua lớp Platinum tích hợp phía dưới đầu que đo tầm 200mm. 

Phần quan trọng nhất của cảm biến nhiệt độ pt100 chính là lớp platinum này. Đây là một loại kim loại quý có sức chịu nhiệt cao hay còn gọi là bạch kim. Môi trường có nhiệt độ phạm vi đo càng lớn thì lượng platinum được tích hợp càng nhiều. Chính vì thế mà giá thiết bị trong từng môi trường nhiệt độ hoàn toàn khác nhau

Các loại cảm biến nhiệt độ trong công nghiệp

Tùy vào từng khu vực giám sát nhiệt độ khác nhau mà sinh ra nhiều thiết kế về độ dài, đường kính hay phân ra từng phạm vi tối đa cho việc kiểm soát nhiệt độ trong nhà máy. Dưới đây là một vài mẫu thiết bị cảm biến đo nhiệt độ thông dụng

Can nhiệt PT50 /  PT100 / PT500 / PT1000

Xét về dòng PT thì có các loại cảm biến nhiệt độ pt50, pt100, pt500 và pt1000. Trong đó; dòng cảm biến PT100 được sử dụng phổ biến gần như 98% tất cả các ứng dụng trong Nông Nghiệp và Công Nghiệp

Vì sao cảm biến pt100 lại được sử dụng nhiều ?

Phạm vi đo nhiệt độ:

Dãy đo nhiệt độ pt100 nằm trong phạm vi phù hợp với tất cả các ứng dụng ( -200……. 650 oC ). Thực tế giới hạn nhiệt độ cao nhất của pt100 max 850 oC tuy nhiên ở mức 600oC hầu hết đã chuyển sang dòng cảm biến nhiệt độ K để đảm bảo độ bền vì dòng pt100 max 850 oC có giá khá cao

Tính chính xác và giá thành :

Độ phân giải và tín hiệu báo về từ pt100 nhanh nhạy và chính xác cao được phân làm nhiều loại như Class A, Class B, Class C…

Mặc dù, dòng cảm biến nhiệt độ pt500 và pt1000 có độ phân giải và tính chính xác cao hơn PT100 nhưng giá thành nó lại đắt hơn pt100. Trong những trường hợp đặc biệt cần độ chính xác cao như dầu khí… Người ta mới chú trọng đến 2 dòng pt500 và pt1000

Các bộ cảm biến nhiệt độ pt100

Xét về lõi:

Về các lõi dây thì pt100 được phân làm 3 loại chính đó là pt100 2 dây / pt100 3 dây và pt100 4 dây. Do dòng 3 dây được nhiều người biết đến và có tính chính xác cao nhất trong họ pt100 nên được phổ biến nhiều trong nhà máy hiện nay

Một số loại như pt100 2 dây và pt100 loại 4 dây cũng có nhưng ít. Hầu hết; các dòng thiết bị này có trong nhà máy là do người thiết kế máy đã chọn loại này gắn vào

Xét về thiết kế:

Về thiết kế để dễ dàng lắp đặt trong các môi trường thì cảm biến pt100 được phân làm 2 nhóm đó là nhóm đầu dò hình dạng tròn như củ hành và nhóm đầu dò bằng que kết nối với dây cáp dài độ 2 hoặc 3 – 5 mét

Đầu dò nhiệt độ củ hành được thiết kế chắc chắn sử dụng trong các môi trường có nhiệt độ cao; chịu áp lực cao hay các môi trường đo có tính chất ăn mòn

Đầu dò nhiệt độ pt100 thiết kế que dò nối với dây cáp thường thì được thiết kế để đo các môi trường có nhiệt độ thấp, ít áp lực và được sử dụng để lắp đặt trong những môi trường giám sát nhiệt chật hẹp. Có loại còn được thiết kế đầu dò hình dẹt để dễ lắp đặt trên các khu vực trên cao

Dây cảm biến nhiệt độ lại phân làm loại có ren như hình phía trên và một loại thiết kế không ren kết nối

Cảm biến nhiệt độ loại K

Khi nào vượt qua giới hạn đo của pt100 thì người ta mới sử dụng đến dòng can nhiệt loại K. Bời loại K đầu củ hành dãy đo lên tới 1100 oC Đây là dãy quá cao đem đo chỗ có nhiệt độ quá thấp sẽ làm cho nhiệt độ báo về không chính xác. Thứ 2 là so về giá thành thì dòng can nhiệt K vẫn có giá cao hơn pt100

Cũng giống như pt100 dòng can nhiệt K cũng có 2 loại: Đầu củ hành và đầu dò kết nối dây

Can nhiệt loại S

Giám sát nhiệt độ sử dụng can S trong trường hợp nhiệt độ rất cao. Vượt quá 1100 oC và dưới 1700 oC thì bắt đầu chuyển sang dùng can nhiệt S. Vì dòng cảm biến nhiệt độ loại S giá rất cao do được tích hợp lượng platinum khá dày; đồng thời ở nhiệt độ cao này sẽ bọc thêm sứ cách nhiệt để bảo vệ thiết bị đo

Cảm biến nhiệt độ pt100 ra 4-20mA / 0-10V

Dòng thiết bị đo nhiệt độ pt100 ra 4-20mA hoặc 0-10V đang được chú trọng sử dụng trong các khu vực nhà máy lớn cần độ chính xác của thiết bị gần như tuyệt đối để đảm bảo sản phẩm tạo ra đạt tiêu chuẩn tuyệt đối.

Cảm biến nhiệt độ 4-20mA hoặc 0-10V là một trong những dòng thiết bị cảm biến đã đề cập phía trên kết hợp đấu dây với một thiết bị chuyển đổi tín hiệu từ cảm biến ra dòng 4-20mA hoặc áp 0-10V

Vì sao phải dùng bộ chuyển đổi cảm biến đo nhiệt độ pt100 ra 4-20mA ?

 

 

Thực tế; dây cáp dẫn tín hiệu khi gặp nhiệt độ bên ngoài sẽ tạo ra điện trở + Điện trở từ cảm biến đo được sẽ tạo ra sai số trong khi dòng 4-20mA lại không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường

Ví dụ:

Trong khi đo tại khu vực có nhiệt xuất ra tín hiệu điện trở 200ohm thì khi truyền trên dây dẫn về bộ hiển thị tín hiệu chắc chắn sẽ trên 200ohm nếu dây dẫn gặp môi trường nhiệt độ như nắng mặt trời; hay nhiệt độ không khí cao ở khu vực nhà máy…

Vì vậy; cần các bộ chuyển đổi tín hiệu để đưa về dòng điện 4-20ma giúp các tín hiệu truyền được xa hơn và không bị báo sai nhiệt độ.

Bên cạnh đó; trường hợp truyền tín hiệu đi xa mà vẫn ổn định tín hiệu thì chỉ có dòng 4-20mA mới làm được điều này

Tín hiêu điện 4-20mA truyền nhanh đồng thời khả năng chống nhiễu tín hiệu cao

Vậy tại sao 0-10V gây sai số mà vẫn dùng ?

Bởi hệ thống máy tích hợp PLC cũ ngày xưa chủ yếu nhận tín hiệu áp 0-10V; và không nhận được tín hiệu dòng 4-20mA. Nhà máy chưa thay đổi hệ thống mới nên bắt buộc phải sử dụng lại pt100 ra dòng 0-10V

Ưu nhược điểm của cảm biến nhiệt độ Pt100:

Ưu điểm của đầu dò nhiệt pt100:

Đây là loại cảm biến nhiệt độ có thang đo thấp nhất -100 đến 650oC nhưng nó đo rất chính xác hơn các loại cảm biến khác, độ đo chính các lên tới 99.9%

Cấu tạo platinum có chức năng chịu nhiệt cao

Chiều dài đa dạng, rất dễ sử dụng

Loại cảm biến này còn có cái tên gọi khá đặc biệt đó là Sensor pt100

Nhược điểm của đầu dò nhiệt pt100:

Trên 650oC chắc chắn loại cảm biến này sẽ không đo được buộc phải dùng các loại sản phẩm cao cấp hơn.

Nguyên lý hoạt động và cấu tạo cảm biến nhiệt độ pt100

Phần trên bao quát sơ lược về các dòng cảm biến nhiệt độ thường xuất hiện trong các dây chuyền sản xuất hiện nay. Vậy cấu tạo của cảm biến nhiệt độ như thế nào ? Nguyên lý hoạt động của thiết bị này ra sao ? Bạn cần lưu ý điều gì khi mua cảm biến nhiệt độ về sử dụng ?

Mời bạn đọc tham khảo tại đây:

Để chọn được cảm biến nhiệt độ loại tốt bạn cần quan tâm một số vấn đề chính:

• Giám sát nhiệt trong phạm vi bao nhiêu độ oC ?
• Cần độ chính xác như thế nào ?
• Nơi cảm biến nhiệt độ đo là môi trường bình thường hay khu vực có các tác nhân gây ăn mòn thiết bị
• Độ dài que và đường kính que đo + Ren kết nối vì nó liên quan đến vấn đề lắp đặt
• Cần bộ hiển thị nhiệt độ hay điều khiển nhiệt độ không ?

Ứng dụng cảm biến nhiệt độ pt100

Đo nhiệt độ lò hơi; lò rang cafe, lò ấp trứng; lò đốt, lò sấy lúa . Thông thường các khu vực này nhiệt độ dao động tầm 500 oC / 650 oC / 800 oC / 1000 oC / 1200 oC. Đầu dò nhiệt độ loại củ hành được ứng dụng trong môi trường này vì nó chịu nhiệt cao và chịu áp va đập tốt

Phạm vi tầm từ 1200 đổ lên sẽ sử dụng các loại cảm biến nhiệt độ bọc sứ chống nhiệt phù hợp với môi trường đo

Đo nhiệt độ nước nóng, hoa quả, thức uống; phòng sạch, cây trồng trong nhà kính với phạm vi thông dụng 50 oC  / 80 oC / 100 oC / 150 oC hầu như đều chọn loại đầu dò pt100 dạng dây cáp kéo dài độ 2m 3m hoặc 5m. Trong đó dòng 2 mét thường phổ biến

Tuy nhiên; nhiều trường hợp nhiệt độ thấp người ta vẫn sử dụng loại đầu củ hành là vì khả năng ngày xưa thiết bị có sẵn gắn trong máy; hoặc cần đưa về dòng 4-20mA bằng con transmitter tròn gắn trên cảm biến

Đo nhiệt độ axit HCL, H2S04 – Muối, nước biển

Thiết bị giám sát nhiệt độ các dung dịch hay chất rắn có độ bào mòn cao như axit – Hóa chất muối hột hay nước biển….Thì chúng ta nên kèm theo nó là ống thermowell được thích hợp toàn bộ bằng innox 316L để gắn phía ngoài que dò nhiệt giúp tránh bị bào mòn theo thời gian

Cách đấu dây cảm biến nhiệt độ pt100

Sản phẩm thường có loại 2 dây, loại 3 dây, loại 4 dây nên mỗi loại có cách đấu dây khác nhau:

Dưới đây là hình ảnh thể hiện cách đấu dây của từng loại

Thông qua ảnh ta thấy cảm biến nhiệt độ RTD PT100 có hẳn 3 loại: Loại 2 dây; 3 dây và 4 dây

Thì đối với loại 2 dây đơn giản ta chỉ cần đấu trực tiếp vào 2 chân 3 và 6

Đối với loại 3 dây thì đấu 2 dây vào chân 3 và 4 rồi nối 2 dây lại với nhau. Dây còn lại đấu vào chân 6

Đối với loại 4 dây càng đơn giản. Ta đấu trực tiếp vào 4 chân như hình

Báo giá cảm biến nhiệt độ pt100

CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HÙNG PHAT

Trưởng Phòng Kinh Doanh

Kỹ Sư Cơ Điện

0931 429 989  –  0972 56 05 06 – Mr. Thành

Mail: thanh.nguyen@huphaco.vn

Địa chỉ: Rosita Khang Điền; Phường Phú Hữu, Q9, TP.HCM