Cảm biến nhiệt độ dầu – Phương pháp giám sát nhiệt độ dầu

   Dầu là một trong những nhiên liệu chiếm tỉ trọng tiêu dùng lớn nhất hiện nay. Mọi loại phương tiện vận chuyển đều luôn sử dụng dầu là nguồn tạo ra năng lượng chính. Chính vì vậy, có rất nhiều nhà máy sản xuất dầu được nhà nước cấp phép để có sản xuất và cung cấp dầu tiêu thụ trong thị trường Việt Nam. Tuy nhiên, trong các khâu sản xuất dầu, có một giai đoạn là dữ trữ dầu và bảo quản dầu. Vì thế, chủ đề bài viết ngày hôm nay các bạn sẽ biết thêm một phương giám sát. Đó là cảm biến nhiệt độ dầu nhiên liệu và phương pháp giám sát nhiệt độ dầu.

Dầu nhiên liệu

   Dầu nhiên liệu là gì? Dầu nhiên liệu là loại dầu được sử dụng dùng để cung cấp nhiên liệu cho các loại phương tiện di chuyển. Chúng được coi là nhiên vật liệu chính và quan trọng từ thế kỷ XIX cho đến nay.

   Dầu nhiên liệu có nguồn gốc từ dầu thô. Đây là loại dầu phải khai thác tại các mỏ, bể trầm tích dầu nằm ở dưới đấy đại dương… Từ dầu thô, người ta điều chế và sản xuất ra nhiều loại dầu. Ngoài dầu nhiên liệu ra, còn có thêm các loại dầu công nghiệp. Chủ yếu các loại dầu này dùng cho các thiết bị máy móc cơ khí…

   Tóm lại, dầu nhiên liệu là tên gọi dùng để ám chỉ chung chung cho các loại dầu dùng để làm nhiên liệu. Hiện nay, phổ biến nhất của loại dầu này đó là chính là dầu Diesel. Viết tắt là dầu DO.

Các loại dầu Diesel (DO)

Dầu Diesel được phân thành hai loại dầu dựa vô hàm lượng lưu huỳnh có trong dầu.

• DO 0,005%S. Đây là loại dầu có hàm lượng lưu huỳnh chiếm 0,005% trong dầu DO. Đồng thời, có hàm lượng lưu huỳnh nhỏ hơn 500 mg/kg.
• DO 0,25%S. Là loại dầu có hàm lượng lưu huỳnh chiếm 0,25% trong dầu DO. Nó có hàm lượng lưu huỳnh bé hơn 2500 mg/kg.

   Dầu DO 0,005%S được sử dụng với mục đích cho các phương tiện đi lại. Điển hình là oto, xe máy…Còn với dầu DO 0,25%S thì phương tiện phổ biến dùng loại dầu này chính là tàu thủy. Nguyên do chủ yếu, loại dầu này phù hợp với một số động cơ hoạt động với công suất cao.

Đặc điểm hóa học dầu Diesel

Dầu Diesel có một số đặc điểm vật lý dưới đây:

• Dầu diesel có tỷ trọng nặng hơn dầu lửa và xăng.
• Nhiệt độ bốc hơi rơi vào khoảng 175 – 370 độ C.
• Có màu vàng nhạt tựa màu xăng A95.
• Dễ cháy.
• Đặc biệt, dầu diesel không gây mòn thiết bị khi sử dụng.

Vì sao cần phải giám sát nhiệt độ dầu?

   Thông thường, dầu DO sẽ có một bể chứa có dung tích lớn dùng để chứa đựng dầu. Loại bình chứa hay bể chứa này thường sẽ được làm bằng betong hoặc là vật liệu bằng thép không rỉ.

   Nguyên do phải thiết kế như vậy, chủ yếu các bình này phải chịu được áp suất sản sinh ra từ dầu DO. Từ một trong số nguyên do này mà việc giám sát nhiệt độ trở nên quan trọng không kém.

   Hẳn lý do mà ai cũng đã biết rằng, nhiệt độ để dầu bốc hơi là hơn 150 độ. Chính vì thế, mà tại các trạm xăng dầu Việt Nam người ta thường xây dựng bể chứa dưới lòng đất. Còn ở những khu vực chuyển sản xuất các loại dầu nhiên liệu thì sẽ làm một cái bể chứa hình cầu. Mục đính làm giảm nhiệt độ của dầu trong bình.

   Như vậy, sẽ tránh được dầu tự động bốc hơi và làm thất thoát dầu. Từ đó, việc giám sát dầu trở thành một việc thất yếu nhằm giúp chúng ta nhận diện được nhiệt độ hiện tại trong bể chứa là bao nhiêu độ.

Cảm biến nhiệt độ dầu

   Hiện nay, việc giám sát nhiệt độ dầu chủ yếu sẽ dựa vô các loại cảm biến nhiệt độ. Song song với nó, là một số thiết bị liên quan để dùng trong hệ thống giám sát. Vậy có bao nhiêu loại cảm biến nhiệt độ dầu phù hợp trong việc đo nhiệt độ dầu?

   Hẳn các bạn cũng đã hiểu rằng, dầu nhiên liệu là loại dầu hay được dùng trong các nhiều động cơ đốt trong. Chính vì thế, ngoài việc dễ bay hơi ra. Vì việc dùng để đo nhiệt độ dầu còn phải có một vài tiêu chuẩn quan trọng. Đó chính là khả năng chống cháy nổ (tiêu chuẩn chống cháy nổ).

Đầu dò nhiệt độ PT100

  Đầu dò nhiệt độ PT100 hay cảm biến nhiệt độ PT100, đây là loại cảm biến nhiệt độ phổ biến. Đồng thời, nó cũng là loại cảm biến nhiệt độ có độ chính xác tương đối tốt nhất so với các loại cảm biến nhiệt độ cũng mã.

 Trên thị trường Việt Nam ta, chủ yếu sẽ có hai loại đầu dò nhiệt độ PT100 có nguồn gốc xuất sứ từ:

• Trung Quốc
• Europe (G7)

   Đối với cảm biến nhiệt độ có hãng Trung Quốc. Trung Quốc từ xưa tới nay có biệt hiệu rằng thiết bị giá rẻ, phù hợp với nhiều doanh nghiệp. Tuy nhiên, xét về tính kỹ thuật, thì nó lại không bằng các hãng nước ngoài khác (trong đó có Europe – G7). Dẫu vậy, rất nhiều doanh nghiệp lớn họ có đủ kinh phí thì chủ yếu dùng các loại cảm biến nhiệt độ PT100 của Europe vì chất lượng của nó đảm bảo.

   Với sự thiết kế hầu như làm bằng thép không rỉ 316 và 304. Đồng thời độ chính xác dạng class B – 0,3% hoặc class A – 0,1%. Như thế, khi dùng để cảm nhận nhiệt độ vừa đảm bảo về lâu về dài khi lắp đặt ngoài trời. Đồng thời, độ chính xác cũng tương đối cao.

   Ngoài ra, về hình dạng của cảm biến còn được biết đến là cảm biến nhiệt độ dạng củ hành. Bởi lẽ, cấu tạo bên ngoài của cảm biến có một phần đầu to bên trên. Mục đích cho việc thiết kế này là để phù hợp chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ sang 4-20mA.

   Việc dùng bộ chuyển đổi khi và chỉ khi bạn cần hiển thị chúng hoặc kết nối đến các bộ điều khiển PLC, HMI… Do đó, cảm biến PT100 này đã được thiết kế trực tiếp để phù hợp lắp đặt thêm một số loại bộ chuyển đổi. Có kích thước phù hợp khi lắp cùng với nó.

   Về nguyên lý hoạt động cơ bản của các loại cảm biến này chủ yếu dựa vào RTD. RTD là Resistance tempareture Dectection, hiểu là sự cảm nhận nhiệt độ bằng điện trở.

   Khi nhiệt độ môi trường có sự chênh lệch về nhiệt độ. Nó sẽ làm cho linh kiện dạng điện trở bên trong que dò của cảm biến bị thay đổi giá trị. Như là khi nóng lên, làm giá trị điện trở tăng cao, khi lạnh sẽ làm giá trị điện trở xuống thấp.

Vì sao mà các loại cảm biến nhiệt độ PT100 thường sử dụng nguyên lý RTD? 

   Ngày này, có 3 dạng nguyên lý thường dùng cho cảm biến nhiệt độ dạng que dò. Đó là RTD, TC (thermocouple – cặp điện nhiệt) và NTC (điện trở nhiệt – Negative Temperature Coefficient of Resistors).

 Về khái niệm lý thuyết của ba loại nguyên lý trên, các bạn có thể tham khảo bài viết kiến thức mình viết dưới đây:

• RTD là gì? Nguyên lý hoạt động của cảm biến RTD?
• TC là gì? Nguyên lý hoạt động của cảm biến TC?
• NTC là gì? Nguyên lý hoạt động của cảm biến NTC?

   Có thể thấy rằng, với nguyên lý đo nhiệt độ bằng RTD là một phương thức phù hợp khi dùng để đo ở những khoảng nhiệt độ từ 0 đến hơn 500 độ C. Đồng thời sự sai số của nó không quá lớn.

Cảm biến nhiệt độ PT100 dạng dây

   Với nguyên lý cũng tương tự như dạng cảm biến nhiệt độ PT100 củ hành. Đối với dạng dây, thì cảm biến nhiệt độ này sẽ có một sợi dây Cable bọc bằng sợi kim loại và có thêm các sợi Amiang.

   Trước hết, loại cảm biến nhiệt độ dạng dây này phù hợp dùng để lắp đặt ở những khu vực nhỏ hẹp. Cần dây tín hiệu dài và được bọc bằng các sợi kim loại và Amiang dùng để bảo vệ các sợi tín hiệu khỏi nhiệt độ tác dụng từ phạm vi môi trường đo.

   Trung bình sợi Cable này dài khoảng 2m hoặc có một số cảm biến dây dài 5m. Dây dài như vậy, chung quy lại chỉ là dùng để bảo vệ dây tín hiệu truyền từ cảm biến đến các thiết bị khác.

Trong loại cảm biến nhiệt độ dạng dây sẽ tồn tại hai loại cảm biến chính:

• Cảm biến nhiệt độ dạng dây có ren
• Cảm biến nhiệt độ dang dây không có ren

   Trường hợp đối với việc đo nhiệt đô dầu, chủ yếu sẽ dùng loại cảm biến có ren. Vì như thế sẽ phù hợp lắp đặt trực tiếp và cố định cảm biến cho việc cảm nhận nhiệt độ.

   Một điều đặc biệt ở mọi hầu hết cảm biến nhiệt độ PT100. Đó là khi đường kính que dò nó càng nhỏ, thì độ nhạy của nó với nhiệt độ môi trường càng tăng. Hiểu thế này, nếu như bạn dùng cảm biến que dò phi 4 và phi 8. Thì giá trị nhiệt độ từ cảm biến phi 4 sẽ thay đổi gần như tức thời so với phi 8.   

Cảm biến nhiệt độ dầu chống cháy nổ

   ATEX Exd explosionproof probe, đây là tiêu chuẩn phòng chống cháy nổ được cấp bởi các quốc gia ở Châu Âu. Đây đồng thời cũng là tiêu chuẩn được công nhận bởi nhiều nước trên thế giới.

   Khi thiết bị cảm biến được đảm bảo tiêu chuẩn này. Chứng tỏ rằng, cảm biến nhiệt độ sẽ được phù hợp lắp đặt trong khu vực dễ cháy nổ. Các bạn biết rằng, dầu DO là loại dầu mà khả năng tương thích với lửa rất cao.

   Do đó, việc sảy ra tình trạng cháy nổ ở những khu vực này khá là nguy hiểm. Vì vây, để có thể đo được nhiệt độ tại những khu vực “nhạy cảm” như vậy. Khi mua các thiết bị cho những khu vực này. Các bạn cũng cần phải lưu ý tới phần quan trọng này.

  Cũng như bao loại cảm biến nhiệt độ khác, gần như về phần cấu tạo của chúng sẽ có phần khá giống nhau. Tuy nhiên, đối với cảm biến nhiệt độ chống cháy nổ sẽ có phần thiết kế nhìn khá là cứng cáp hơn. Thêm nữa, nó sẽ thiết kế thêm một vài chi tiết để đảm bảo tránh việc cháy nổ.

   Việc thiết kế ở đó nằm ở việc cái nắm của cảm biến nhiệt độ PT100 được lắp thêm ren. Lắp như vậy, nếu chẳng may cảm biến bị hư hại bên trong. Có thể nguyên nhân khách quan cho chạm dây điện, còn chủ quan do điện áp tăng vụt.

   Làm cho các dây điện bên trong phần củ hành bị nổ. Việc có thêm phần ren vặn cố định lại để đảm bảo rằng khi hiện tưởng nổ xảy ra, chỉ ảnh hưởng mỗi cảm biến. Không ảnh hưởng đến các thiết bị liên quan khác.

   Ngoài việc, thiết kế cũng như có tiêu chuẩn chống cháy nổ. Thì cảm biến nhiệt độ này cũng có phần nguyên lý hoạt động giống với các loại cảm biến nhiệt độ PT100.

   Cũng là loại cảm biến nhiệt độ gồm có 3 dây. Dùng đo nhiệt độ từ 0 – 600 độ. Và có thêm phần ren là: ½ G hoặc ½ NPT.

Thông số kỹ thuật: Cảm biến nhiệt độ dầu chống cháy nổ

Phương pháp giám sát nhiệt độ dầu

   Quá trình tìm hiểu về các loại cảm biến nhiệt độ nó sẽ có sự mật thiết đối với hệ thống giám sát nhiệt độ dầu. Nghĩa là các tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ sẽ được truyền về đến một số thiết bị có khả năng truyền thông.

Đồng hồ hiển thị nhiệt độ

   Một trong những phương pháp đầu tiền dùng để giám sát nhiệt độ dầu. Đó là đồng hồ hiển thị nhiệt độ. Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ sẽ được truyền về và hiển thị lên một số đồng hồ hiển thị.

   Đặc điểm các loại đồng hồ hiển thị này chủ yếu là hiển thị bằng đèn LED. Ngoài ra, nó sẽ phù hợp lắp đặt trực tiếp tại các trạm – cụ thể là tụ điện. Như vậy, các kỹ sư giám sát sẽ dễ dàng nhận biết được nhiệt độ hiện tại trong bể chứa dầu là bao nhiêu.

Vậy việc lắp đặt tại khu vực cháy nổ, thì đồng hồ hiển thị nhiệt độ cần tiêu chuẩn phòng chống không?

   Đối với việc này, thì sẽ còn tùy. Tuy nhiên, nếu như việc trạm tủ điện bên bạn gần những khu vực dễ cháy nổ này. Thì điều cần thiết cho điều này sẽ là nên dùng các loại đồng hồ kèm theo tiêu chuẩn. Như vậy nó sẽ đảm bảo an toàn phòng chống chảy nổ.

Hệ thống điều khiển giám sát nhiệt độ

 Một hệ thống điều khiển giám sát nhiệt độ dầu sẽ có những đặc điểm như sau:

• Dùng phương thức truyền thông: ModBus RTU, ModBus TCP/IP.
• Tốc độ truyền tín hiệu hầu như 115.000 bit/s.
• Ứng dụng hệ thông IOT trong việc giám sát.

   Hầu như, quá trình giám sát này sẽ được giám sát trong các kỹ thuật. Mục đích dùng để giám sát hầu hết ở những bể chứa dầu có dung tích lớn. Thay vì, giám sát trực tiếp tại các trạm chứa dầu và tốn thời gian đi kiểm tra từng trạm.

   Bằng cách này, việc giám sát nhiệt độ dầu DO hay lẫn mức dầu DO tại phòng giám sát sẽ là một điểm tiện lơi. Ngay nay, cũng có nhiều nhà máy ứng dụng phương pháp này trong việc giám sát dầu.

   Hễ khi có trường hợp gì không may sảy ra, thì nó đồng thời cũng sẽ thông báo trong trên hệ thống luôn. Như vậy tiết kiếm thời gian và đạt được sự hiệu quả trong quá trình giám sát.

Mua cảm biến và thiết bị IOT ở đâu?

   Hiện nay, công ty chúng mình chuyên cung cấp các giải pháp trong ngành công nghiệp. Điển hình trong số đó là cảm biến nhiệt độ chống cháy nổ. Ngoài ra, đối với hệ thống giám sát nhiệt độ dầu thì công ty chúng mình sẽ tư vấn một số thiết bị. Để phù hợp với việc giám sát cũng như giảm giá thành lắp đặt.

   Chủ yếu các bộ dùng trong hệ thống giám sát này có nguồn gốc từ hãng SENECA – Ý. Đây là hãng chuyên cung cấp nhiều giải pháp trong mảng IOT – Internet of things. Nếu như bạn nào cần hỗ trợ tư vấn giải pháp kỹ thuật, liên hệ thông tin bên dưới để mình hỗ trợ cho nhé!

Cảm ơn các bạn đã đọc bài viết của mình. Chúc các bạn một ngày tốt lành.

Consulting Solutions Engineer

Nguyễn Thành Đạt