[+ Cung cấp] Sensor PT100 củ hành và thermowell

Sensor PT100 củ hành được sử dụng dùng đo nhiệt độ cho các lò hơi, lò xấy, lò nung cùng với một số môi trường nhiệt độ khác. Đặc điểm của loại PT100 này là nó dùng để đo nhiệt độ tương đối chính xác hơn nhiều loại nhiệt độ khác. Như là dạng Ni100, NTC…Không những thế, giá thành của loại PT100 này thường giá rẻ và không quá tốn nhiều ngân sách cho nó. Trong bài viết dưới đây, cùng mình tìm hiểu thêm về loại cảm biến PT100 của hành là như thế nào nhé!

Sensor PT100 củ hành là gì?

Sensor PT100 củ hành còn được gọi là đầu dò nhiệt độ điện trở bạch kim (RTD). Nó là một loại cảm biến thường được sử dụng để đo nhiệt độ. Như là trong các ứng dụng khoa học và công nghiệp khác nhau.

“PT” trong PT100 là viết tắt của Platinum và “100” thể hiện cho giá trị điện trở của cảm biến ở 0 độ C. Cảm biến được chế tạo bằng cách sử dụng dây bạch kim quấn thành cuộn. Bạch kim được chọn vì tính ổn định, tuyến tính và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời của nó.

Điện trở của cảm biến PT100 thay đổi theo nhiệt độ theo bảng tiêu chuẩn nhiệt độ. Nó được thiết kế vào năm 1990 (ITS-90). Bằng cách xác định mối quan hệ giữa nhiệt độ và điện trở đối với bạch kim. Khi nhiệt độ thay đổi, điện trở của cảm biến PT100 cũng thay đổi theo cách có thể dự đoán và lặp lại được.

Cảm biến PT100 được biết đến với độ chính xác cao và dải nhiệt độ rộng. Chúng có thể đo nhiệt độ từ -200 đến +850 độ C (-328 đến +1562 độ F) với độ chính xác thường là ±0,1 đến ±0,6 độ C.

Sự thay đổi điện trở trong các cảm biến PT100 thường là tuyến tính, khiến chúng phù hợp với các phép đo nhiệt độ chính xác.

Cấu tạo sensor PT100 của hành

Cảm biến PT100 thường bao gồm một dây. Hay màng bạch kim được quấn thành cuộn hoặc đặt trên đế gốm. Cấu trúc của cảm biến PT100 có thể khác nhau tùy thuộc vào thiết kế và cấu trúc của nó. Dẫu thế dưới đây sẽ là tổng quan chung về các thành phần của nó:

• Dây hoặc phim bạch kim: Phần tử cảm biến của cảm biến PT100 được làm bằng bạch kim. Dây thường rất mỏng và có điện trở chính xác ở 0 độ C = 100 ôm đối với cảm biến PT100. Dây bạch kim được chọn vì các đặc tính nhiệt độ ổn định và tuyến tính của nó.
• Vỏ bọc bảo vệ: Để bảo vệ dây hoặc màng bạch kim khỏi bị hư hại. Vỏ bọc thường được làm bằng các vật liệu như thép không gỉ hoặc gốm, mang lại độ bền và khả năng chống chọi với môi trường khắc nghiệt.
• Dây dẫn: Dây hoặc màng bạch kim được kết nối với dây dẫn kéo dài từ thân cảm biến. Những dây dẫn này thường được làm bằng vật liệu có tính dẫn điện tốt và khả năng chịu nhiệt độ, chẳng hạn như đồng hoặc niken. Các dây dẫn cho phép kết nối cảm biến PT100 với các mạch bên ngoài hoặc thiết bị đo lường.
• Cách điện: Các vật liệu cách điện như hạt gốm hoặc thủy tinh, epoxy hoặc silicone được sử dụng để đảm bảo cách ly điện thích hợp.
• Phần kết nối ren: Dùng để kết nối với phần ren để cố định cảm biến trong lúc đo đạc. Thường thì phần ren sẽ có kích thước là G1/2, G1/4
• Phần đầu củ hành: Được dùng để bảo vệ dây dẫn điện. Hay được dùng để lắp thêm các thiết bị như T120, T121 để chuyển thành tín hiệu 4-20mA.

Nguyên lý hoạt động sensor PT100 củ hành

Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ PT100 dựa trên mối tương quan giữa nhiệt độ và điện trở của dây hay màng bạch kim được sử dụng trong cảm biến. Ở 0 độ C, cảm biến PT100 có điện trở giá trị là 100 ohms.

Khi nhiệt độ tăng, giá trị điện trở cũng sẽ tăng tuyến tính theo. Sự thay đổi điện trở tỷ lệ thuận với sự thay đổi nhiệt độ. Mối quan hệ giữa nhiệt độ và điện trở thường được xác định theo phương trình sau:

Trong đó:

• Rt là điện trở của cảm biến PT100 ở một nhiệt độ nhất định.
• R₀ là điện trở của cảm biến PT100 ở 0 độ C (100 ôm đối với PT100).
• Hệ số A = 3.9083 * 10^(-3).
• Hệ số B = -5.775 * 10^(-7).
• Hệ số C = 4.183 * 10^(-12).
• t là nhiệt độ tính bằng độ C.

Bằng cách đo điện trở của cảm biến PT100, người ta có thể xác định nhiệt độ tương ứng dựa trên mối quan hệ điện trở-nhiệt độ đã biết.

Điều này thường được thực hiện bằng cách kết nối cảm biến PT100 với mạch cầu Wheatstone hoặc dụng cụ đo nhiệt độ chuyên dụng có thể đo chính xác điện trở và chuyển đổi nó thành số đọc nhiệt độ.

Dụng cụ đo áp dụng dòng điện kích thích đã biết cho cảm biến PT100, đo điện áp rơi trên cảm biến và tính toán điện trở dựa trên Định luật Ohm (R = V/I).

Bằng cách biết điện trở và hệ số nhiệt độ của điện trở, thiết bị có thể tính toán nhiệt độ bằng phương trình đã đề cập ở trên.

Nguyên lý làm việc của cảm biến PT100 dựa trên phép đo chính xác điện trở và mối tương quan chính xác giữa điện trở và nhiệt độ đối với bạch kim. Điều này cho phép cảm biến cung cấp các phép đo nhiệt độ tương đối chính xác hơn nhiều loại khác.    

Để đo nhiệt độ bằng cảm biến PT100, nó được kết nối với mạch cầu Wheatstone hoặc dụng cụ đo nhiệt độ chuyên dụng để chuyển đổi sự thay đổi điện trở thành số đọc nhiệt độ.

Đầu ra có thể ở dạng tín hiệu tương tự, tín hiệu số hoặc thông qua các giao diện chuyên dụng như vòng lặp dòng điện 4-20 mA hoặc các giao thức truyền thông như Modbus hoặc HART 

Tại sao PT100 củ hành cần dùng thêm Thermowell?

Cảm biến PT100 có thể yêu cầu một thermowell để bảo vệ đầu dò của nó trong một số ứng dụng nhất định. Một thermowell là vỏ bảo vệ bao quanh cảm biến nhiệt độ và cung cấp một số lợi ích quan trọng:

• Bảo vệ cơ học: Bảo vệ cảm biến có thể tiếp xúc với tác động cơ học, rung động hoặc hư hỏng từ các vật thể hoặc quy trình. Thermowell hoạt động như một rào cản vật lý, che chắn cảm biến PT100 khỏi tiếp xúc trực tiếp với các lực bên ngoài này, giảm nguy cơ hư hỏng hoặc vỡ.
• Bảo vệ hóa chất: Một số quy trình công nghiệp liên quan đến các chất ăn mòn. Nó có thể làm hư hỏng hoặc xuống cấp cảm biến PT100. Thermowell, thường được làm bằng vật liệu chống lại các hóa chất như vậy.
• Khả năng chịu áp suất: Trong các ứng dụng liên quan đến áp suất cao hoặc biến động áp suất. Thermowell cung cấp tính toàn vẹn về cấu trúc để chịu được các điều kiện này. Nó đảm bảo rằng cảm biến PT100 vẫn được bảo vệ. Và duy trì chức năng của nó ngay cả trong điều kiện áp suất khó khăn.
• Dễ dàng bảo trì và thay thế: Nếu cảm biến PT100 cần được bảo dưỡng hoặc thay thế. Thermowell sẽ giúp quá trình này thuận tiện hơn. Thay vì tháo dỡ toàn bộ hệ thống hoặc làm gián đoạn quá trình. Thì thermowell có thể dễ dàng tháo ra, cho phép tiếp cận trực tiếp cảm biến để bảo trì hoặc thay thế.

Điều quan trọng cần lưu ý là không phải tất cả các cài đặt cảm biến PT100 đều yêu cầu thermowell. Ví dụ như trong một số trường hợp khi điều kiện bình thường, cảm biến PT100 có thể được đo trực tiếp.

Tuy nhiên, trong môi trường khắc nghiệt hơn hoặc đòi hỏi khắt khe hơn. Thermowell thường được khuyến nghị để đảm bảo tuổi thọ và độ chính xác của cảm biến PT100.

Các loại sensor PT100 củ hành

Vậy thì có các loại PT100 ở dạng củ hành nào? Trên thị trường hiện nay, có tương đối nhiều loại cảm biến nhiệt độ PT100 này.

Mặc dù nói về kích thước hay mẫu thiết kế nhìn tương đồng với nhau. Chúng chỉ khác nhau mỗi hãng thiết kế ra chúng nó, dẫn đến vât liệu cũng như độ bền của nó có điểm khác biệt lớn.

Sensor nhiệt độ PT100 Termotech

Sensor nhiệt độ PT100 Termotech là loại cảm biến nhiệt độ được sản xuất bởi hãng Termotech – Italy.

Loại cảm biến này hay được sử dụng để đo nhiệt độ như 0-100, 0-200, 0-300, 0-350, 0-400, 0-500…hay thậm chí là nhiệt độ âm khoảng -50 đến 0 độ C.

Với loại cảm biến nhiệt độ PT100 Termotech này, có nhiều dạng kích thước khác nhau. Chủ yếu chính là đường kính và chiều dài que dò. Với kích thước như vậy, phổ biến như phi 8 dài 50 mm, phi 8 dài 200mm, phi 6 dài 150mm…

Đặc điểm của loại nhiệt độ PT100 Termotech này dùng được cho các môi trường điều kiện thường. Không những thế, hãng này còn có thermowell đi kèm với thiết bị.

Thế nên, việc đặt hàng kèm thêm thermowell sẽ rất tiện và không cần phải đi mua thêm ngoài.

Sensor nhiệt độ Pt100 Georgin

Sensor nhiệt độ PT100 Georgin được thiết kế bởi Pháp. Đây là cảm biến được sử dụng cho các môi trường đặc biệt.

Như là môi trường dễ cháy nổ, các khu vực nguy hiểm…Loại cảm biến này có thiết kế cứng cáp và giá thành của nó tương đương với loại PT100 Termotech.

Tuy nhiên, nếu như bạn cần loại cảm biến nhiệt có độ chính xác. Như là Class A, khoảng 0,15 phần trăm. Thì với con cảm biến nhiệt loại này sẽ đáp ứng được như cần bạn cần. Không chỉ là class A mà còn có thể là class B.

Sensor nhiệt độ PT100 Finetek

Còn đối với loại sensor nhiệt độ PT100 Finetek này hiện nay trên thị trường có tương đối nhiều. Và hiển nhiên, loại PT100 này có giá thành tương đối là rẻ.

Rẻ hơn nhiều so với hai loại trên. Bù lại, nếu nói về chất lượng thì lại không bằng. Và thêm cả độ chính xác không được lâu theo thời gian.

Về cơ bản, các loại này cũng đều đảm bảo thông số như đường kính và chiều dài que dò. Bên cạnh đó là giải đo nhiệt độ của nó cũng giống như các loại trên.

Tuy nhiên, loại này chúng ta có thể sử dụng thay thế cho nhiều trường hợp. Như điển hình là cần loại giá rẻ để sử dụng. Thay cho các loại cao hơn thì vẫn có khả năng. Bù lại thì phí mua lại vật tư sẽ phải thường niên.

Xem thêm bài viết: Các bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ PT100  | PT100 => 4-20mA