(+7 Yếu Tố) Chọn cảm biến nhiệt độ PT100 | Bạn cần biết

Chọn cảm biến nhiệt độ PT100 cần dựa trên dải nhiệt, môi chất, kiểu đầu dò, số dây, kích thước, kết nối cơ khí và thiết bị nhận tín hiệu. Nếu chỉ chọn theo dải đo, cảm biến có thể lắp không vừa, phản hồi chậm, sai số lớn hoặc nhanh hư hỏng.

Pt100 được sử dụng phổ biến để đo nhiệt độ nước, dầu, khí, đường ống, lò sấy, máy móc, kho lạnh và nhiều quy trình công nghiệp. Bài viết dưới đây trình bày 7 yếu tố cần kiểm tra để chọn đúng cảm biến Pt100 cho từng ứng dụng.

Cảm biến nhiệt PT100 là gì?

Cảm biến Pt100 là cảm biến nhiệt độ điện trở thuộc nhóm RTD. Phần tử đo thường được chế tạo từ platinum và có điện trở danh định 100Ω tại 0°C. Khi nhiệt độ thay đổi, điện trở của Pt100 cũng thay đổi theo đặc tuyến được quy định trong tiêu chuẩn IEC 60751 dành cho cảm biến điện trở platinum.

Pt100 còn được gọi bằng các tên như đầu dò Pt100, dây dò nhiệt độ Pt100 hoặc cảm biến RTD Pt100. Thiết bị được sử dụng phổ biến nhờ độ ổn định tốt, khả năng đo lặp lại và có nhiều kiểu lắp đặt khác nhau.

Tại sao nên sử dụng loại PT100?

So với các dòng cảm biến nhiệt độ khác thì loại PT100 chúng chiếm tới 80% về mức độ phổ biến. Lý do mà chúng được người ta ứng dụng nhiều loại cảm biến này là gì?

Bởi vì:

• Dải nhiệt rộng: Phần tử Pt100 có thể làm việc trong phạm vi rộng tùy cấu tạo. Tuy nhiên, dải nhiệt thực tế của một đầu dò hoàn chỉnh còn phụ thuộc vào vỏ bảo vệ, dây dẫn, vật liệu cách điện và thiết kế của nhà sản xuất.
• Độ ổn định tốt: Pt100 có quan hệ điện trở – nhiệt độ tương đối tuyến tính, phù hợp các ứng dụng cần theo dõi nhiệt độ chính xác và ổn định.
• Dễ tích hợp: Có thể đấu trực tiếp vào bộ hiển thị, bộ điều khiển hoặc module RTD của PLC. Khi cần truyền xa, tín hiệu Pt100 có thể được chuyển thành 4-20mA.

Với 3 ưu điểm khiến cho cảm biến nhiệt độ PT100 ăn phổ biến hơn tất cả các loại cảm biến khác. Nhưng để lựa chọn được loại cmar biến thì cũng không đơn giảm chút nào. Chúng cần dựa vào rất nhiều yếu tố, điều kiện khác nhau để sử dụng chúng cho. Vậy cùng mình đi tìm hiểu về cách lựa chọn cảm biến PT100 này nhé.

Cách chọn cảm biến nhiệt độ PT100

Để chọn cảm biến nhiệt độ PT100 phù hợp, cần kiểm tra đồng thời bảy yếu tố dưới đây. Việc xác định đầy đủ ngay từ đầu giúp cảm biến lắp đúng vị trí, đo ổn định và tương thích với hệ thống điều khiển.

Chọn loại Đầu của hành hay Dây dò?

Đây là yếu tố đầu tiên để lựu chọn cảm biến nhiệt độ PT100. Với sự khác nhau của hai loại PT100 của hành và PT 100 loại dây đó là:

• PT100 đầu củ hành:

  Pt100 đầu củ hành có hộp đấu dây ở phía trên, phù hợp lắp cố định trên bồn, đường ống và thiết bị công nghiệp. Bên trong đầu kết nối có thể lắp cầu đấu hoặc transmitter chuyển tín hiệu Pt100 sang 4-20mA để truyền về PLC.

  Dạng đầu củ hành có kết cấu chắc chắn, thuận tiện bảo trì và phù hợp khi cần kéo tín hiệu đi xa. Dải nhiệt thực tế phải được xác định theo phần tử đo, vật liệu đầu dò và cấu hình của nhà sản xuất.

• Loại dây dò:

  Pt100 dây dò có kích thước nhỏ gọn, dây tín hiệu đi trực tiếp từ đầu dò. Loại này phù hợp lắp trong máy móc, khuôn, vòng bi, đường ống nhỏ hoặc những vị trí có không gian hạn chế.

  Khi chọn cần kiểm tra vật liệu dây dẫn. Dây PVC, silicone, PTFE, sợi thủy tinh và cáp bọc kim loại có giới hạn nhiệt độ khác nhau. Không nên chỉ dựa vào dải nhiệt của phần tử Pt100.

Với loại dây do nhiệt thì chúng còn được thiết kế với hai dạng loại có ren và loại không có ren. Cho nên chúng đạp ứng được nhiều điều kiện lắp đặt chật hẹp khác nhau.

Chiều dài và đường kính bao nhiêu?

Chiều dài đầu dò phải đủ để phần tử Pt100 tiếp xúc tốt với vùng nhiệt độ đại diện của môi chất. Nếu lắp quá nông, kết quả có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ thành bồn, thành ống hoặc môi trường bên ngoài.

Với chất lỏng, có thể tham khảo chiều sâu nhúng tối thiểu khoảng 10 lần đường kính đầu dò. Tuy nhiên, chiều dài chính xác còn phụ thuộc đường kính ống, chiều dài ren, thermowell, vận tốc dòng chảy và hướng dẫn của nhà sản xuất.

Các đường kính phổ biến gồm Ø3, Ø4, Ø6, Ø8, Ø10 và Ø12mm. Đầu dò nhỏ thường phản hồi nhanh hơn; đầu dò lớn có độ cứng và khả năng chịu lực tốt hơn nhưng thời gian đáp ứng có thể chậm hơn.

Chọn loại mấy dây?

Pt100 thường có cấu hình 2 dây, 3 dây hoặc 4 dây. Số dây không trực tiếp quyết định cấp chính xác của phần tử cảm biến mà ảnh hưởng chủ yếu đến khả năng bù điện trở dây dẫn.

• Pt100 2 dây: Điện trở dây dẫn được cộng vào giá trị đo, phù hợp dây ngắn và ứng dụng không yêu cầu độ chính xác cao.
• Pt100 3 dây: Thiết bị nhận có thể bù điện trở đường dây khi các dây có đặc tính tương đương. Đây là cấu hình được dùng phổ biến trong công nghiệp.
• Pt100 4 dây: Giảm ảnh hưởng của điện trở dây dẫn tốt nhất, phù hợp đo lường chính xác và hiệu chuẩn.

Nếu cảm biến có 6 dây, nhiều khả năng đó là Duplex Pt100 gồm hai phần tử 3 dây độc lập. Cần kiểm tra sơ đồ của nhà sản xuất trước khi đấu nối.

Ngoài số dây, cần kiểm tra cấp dung sai của phần tử. Class A có dung sai nhỏ hơn Class B và phù hợp các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao hơn. Tuy nhiên, sai số toàn hệ thống còn phụ thuộc cách lắp, chiều sâu nhúng và thiết bị nhận tín hiệu.

Kết nối với PLC hay bộ đọc nhiệt độ?

Tín hiệu nguyên bản của Pt100 là điện trở RTD, không phải 4-20mA hoặc 0-10V. Có thể đấu trực tiếp cảm biến vào bộ hiển thị, bộ điều khiển hoặc PLC nếu thiết bị có ngõ vào Pt100 tương thích với cấu hình 2, 3 hoặc 4 dây.

Nếu PLC chỉ có ngõ vào analog 4-20mA hoặc 0-10V, cần sử dụng transmitter hoặc bộ chuyển đổi tín hiệu. Với khoảng cách truyền xa, chuyển Pt100 sang 4-20mA ngay gần cảm biến giúp giảm ảnh hưởng của điện trở dây và nhiễu tín hiệu.

Xem thêm các bài viết:

• Tín hiệu 4-20mA là gì?
• Bộ chuyển đổi nhiệt độ đa năng Seneca T121.
• Bộ chuyển đổi tín hiệu Seneca Z109REG2-1.

Môi trường làm việc là gì?

Môi trường làm việc quyết định vật liệu, kết cấu và dải nhiệt của cảm biến. Không phải mọi đầu dò Pt100 đều sử dụng được trong toàn bộ dải -200…400°C. Cần kiểm tra đồng thời phần tử đo, vỏ bảo vệ, dây dẫn, đầu kết nối và vật liệu cách điện.

Với nước, dầu và môi trường thông thường, đầu dò inox 304 hoặc 316L có thể phù hợp. Đối với hóa chất ăn mòn, thực phẩm, dòng chảy mạnh, rung hoặc nhiệt độ cao, cần chọn vật liệu và kết cấu chuyên dụng.

Khi nhiệt độ quá cao, đặc biệt trong lò nung hoặc lò xử lý nhiệt, thermocouple có thể phù hợp hơn Pt100.

Nên sử dụng thermowell khi đường ống hoặc bồn có áp suất, dòng chảy mạnh, môi chất ăn mòn hoặc cần thay cảm biến mà không dừng hệ thống. Thermowell bảo vệ đầu dò nhưng có thể làm thời gian đáp ứng chậm hơn, vì vậy đầu cảm biến phải được lắp sát đáy thermowell.

Loại ren kết nối?

Các kết nối thường gặp gồm G1/4, G3/8, G1/2, G3/4 và các chuẩn NPT tương ứng. Kích thước đường kính ngoài tham khảo:

• G1/4: khoảng 13mm.
• G3/8: khoảng 16,7mm.
• G1/2: khoảng 21mm.
• G3/4: khoảng 26,4mm.

Cần phân biệt ren G/BSP và ren NPT vì chúng khác biên dạng và phương pháp làm kín. Không nên cố lắp hai chuẩn ren vào nhau dù kích thước nhìn gần giống.

Có thể sử dụng đầu chuyển ren khi cần, nhưng phải tính lại chiều sâu nhúng của cảm biến và kiểm tra khả năng làm kín.

Cần phòng nổ hay không?

Khi đo nhiệt độ xăng dầu, khí gas, dung môi hoặc khu vực có nguy cơ cháy nổ, cần sử dụng cảm biến và phụ kiện có chứng nhận phù hợp như ATEX hoặc IECEx.

Ngoài bản thân cảm biến, cần kiểm tra phân vùng nguy hiểm, kiểu bảo vệ Ex, transmitter, cable gland, hộp đấu nối và barrier cách ly nếu sử dụng mạch an toàn nội tại. Không nên lựa chọn chỉ dựa vào hình dạng đầu củ hành.

Liên hệ tư vấn chọn cảm biến nhiệt độ PT100

Để chọn cảm biến nhiệt độ PT100 chính xác, cần xác định đầy đủ dải nhiệt, môi chất, cấp chính xác, số dây, kích thước đầu dò, kiểu ren, vật liệu và thiết bị nhận tín hiệu. Việc chọn đúng ngay từ đầu giúp giảm sai số, tránh lắp đặt lại và tăng tuổi thọ điểm đo.

Khi cần tư vấn, quý khách vui lòng cung cấp:

• Môi chất và dải nhiệt cần đo.
• Áp suất và điều kiện làm việc.
• Chiều dài, đường kính đầu dò.
• Kiểu ren kết nối.
• Khoảng cách truyền tín hiệu.
• Thiết bị nhận tín hiệu.
• Yêu cầu thermowell hoặc phòng nổ.

Chuyendoitinhieu.vn sẽ hỗ trợ kiểm tra cấu hình cảm biến và phương án kết nối với bộ hiển thị hoặc PLC trước khi đặt hàng.

Hotline/Zalo: 0886 0884 96
Email: datle.huphaco@gmail.com