Pt1000 là một loại cảm biến nhiệt độ RTD phổ biến thứ hai sau Pt100. Vậy Pt1000 có điểm gì đặc biệt và được ứng dụng khi nào? Bài viết hôm nay, Makgil xin được chia sẻ tới Quý khách hàng một số nội dung cơ bản liên quan đến loại cảm biến Pt1000 này.
Cảm biến nhiệt độ pt1000 là gì?
Cảm biến nhiệt độ Pt1000 là một trong những loại của cảm biến nhiệt độ RTD (Resistance Temperature Detectors), còn được gọi là đầu dò nhiệt độ, cọc dò nhiệt độ,… Là một thiết bị có phần cảm biến được cấu tạo từ Platium, sử dụng nguyên lý thay đổi điện trở nhiệt để đo lường giá trị nhiệt độ của hệ thống/thiết bị.
Cảm biến RTD bao gồm nhiều loại như Pt100, Pt500, Pt1000, Ni100, Ni500, chúng được cấu thành từ vật liệu Platium hoặc Niken. Trong các vật liệu trên thì Platium được sử dụng nhiều hơn vì độ tinh khiết của nó khá cao – lên đến 99%. Loại cảm biến nhiệt độ được làm từ vật liệu này cho độ chính xác cực cao nên nó được sử dụng vô cùng phổ biến.
Dải đo của cảm biến nhiệt độ Pt1000 cũng giống như Pt100, phổ biến từ -200°C đến 850°C, chúng chỉ khác biệt nhau duy nhất ở điện ở định danh của cảm biến.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến Pt1000
1. Cấu tạo của Pt1000
Cảm biến nhiệt độ Pt1000 có phần đầu dò cấu tạo từ kim loại bạch kim – Platium (Pt). Các bộ phận khác, chúng có cấu tạo tương đối giống các cảm biến đo nhiệt độ khác như can nhiệt,…
Pt ở đây là thuật ngữ được viết tắt cho kim loại bạch kim – Platium và con số 1000 được ký hiệu cho điện trở định danh của loại cảm biến này 1000Ω tại điểm băng (0°C).
| Pt1000: | Pt: Platium 1000: 1000Ω |
Ngoài ra, cảm biến nhiệt độ này cũng bao gồm một số bộ phận chính khác giống như Pt100, can nhiệt hoặc một số loại cảm biến nhiệt độ khác như:
- Đầu kết nối (Connection head): Tùy vào từng loại RTD mà có hoặc không đầu kết nối này. Chúng thường được làm từ nhôm aluminium hoặc thép không gỉ stainless steel hoặc gang dẻo cast iron, có tác dụng bảo vệ cầu đấu nối, dây tín hiệu nằm bên trong. Thông thường những loại RTD dạng dây sẽ không có đầu kết nối này.
- Kết nối cơ khí (Process connection): Là phần kết nối giúp cố định RTD vào thiết bị/hệ thống. Có hai dạng kết nối phổ biến là kết nối ren hoặc kết nối mặt bích.
- Đầu dò cảm biến (sensing element): Là phần chứa kim loại (Niken hoặc Platium) cảm nhận trực tiếp giá trị nhiệt độ thông qua sự thay đổi điện trở để truyền tín hiệu về thiết bị hiển thị hoặc điều khiển.
2. Nguyên lý hoạt động của Pt1000
Giống như Pt100, cảm biến Pt1000 có nguyên lý hoạt động khá đơn giản. Khi đầu dò của cảm biến tiếp xúc với môi trường đo, nhiệt độ tại đầu dò thay đổi khì điện trở xuất ra tại phần còn lại của cảm biến thay đổi. Pt1000 có điện trở 1000Ω ở 0°C và 138,4Ω ở 1000°C.
Một số lưu ý khi lựa chọn và sử dụng cảm biến nhiệt độ Pt1000
Mặc dù được cấu tạo từ Platium với độ tinh khiết lên tới 99% mang lại độ chính xác cực cao, việc tính toán để lựa chọn và sử dụng cũng ảnh hưởng tới kết quả đo của cảm biến. Dưới đây là một số lưu ý cần thiết khi lựa chọn và sử dụng loại cảm biến này:
– Đối với cảm biến Pt1000, sự thay đổi nhiệt độ 1°C sẽ gây ra sự thay đổi điện trở 0,384Ω, do đó, ngay cả một lỗi nhỏ trong phép đo điện trở (ví dụ: điện trở của dây dẫn đến cảm biến) cũng có thể gây ra lỗi lớn trong phép đo nhiệt độ. Đối với phép đo yêu cầu độ chính xác cao, nên sử dụng cảm biến có bốn dây, trong đó hai dây để mang dòng cảm biến và hai dây để đo điện áp trên phần tử cảm biến. Cũng có thể sử dụng cảm biến ba dây, mặc dù chúng hoạt động dựa trên lý thuyết giả định, rằng điện trở của từng dây trong số ba dây là như nhau.
– Dòng điện đi qua cảm biến sẽ gây ra một số hiệu ứng nhiệt. Ví dụ: Dòng điện cảm ứng 1mA chạy qua điện trở 1000Ω sẽ tạo ra 1000 µW nhiệt. Nếu phần tử cảm biến không thể tản nhiệt này, nó sẽ báo nhiệt độ cao giả tạo. Có thể giảm hiệu ứng này bằng cách sử dụng một phần tử cảm biến lớn hoặc bằng cách đảm bảo rằng nó tiếp xúc nhiệt tốt với môi trường của nó.
– Sử dụng dòng điện cảm ứng 1mA sẽ cho tín hiệu chỉ 1000 mV. Bởi vì sự thay đổi điện trở trong một độ C là rất nhỏ, thậm chí một lỗi nhỏ trong phép đo điện áp trên cảm biến sẽ tạo ra một lỗi lớn trong phép đo nhiệt độ. Ví dụ: sai số đo điện áp 100 µV sẽ cho sai số 0,4 °C khi đọc nhiệt độ. Tương tự, sai số 1 µA theo nghĩa dòng điện sẽ cho sai số nhiệt độ 0,4 °C.
– Do mức tín hiệu thấp, điều quan trọng là phải để mọi dây dẫn cảm biến tránh xa dây cáp điện, động cơ, thiết bị đóng cắt và các thiết bị khác có thể phát ra tín hiệu nhiễu. Việc sử dụng cáp có lớp chống nhiễu, với được nối đất ở một đầu, có thể giúp giảm nhiễu. Khi sử dụng cáp dài, cần kiểm tra xem thiết bị đo có khả năng xử lý điện trở của cáp hay không. Hầu hết các thiết bị có thể đối phó với tối đa 100 Ω mỗi lõi.
– Loại đầu dò và cáp nên được lựa chọn cẩn thận để phù hợp với ứng dụng. Các vấn đề chính là phạm vi nhiệt độ và quá trình tiếp xúc với môi chất (ăn mòn hoặc dẫn điện) hoặc kim loại. Lưu ý không nên sử dụng các mối nối thông thường trên cáp ở nhiệt độ trên khoảng 170°C.
Các nhà sản xuất cảm biến cung cấp nhiều loại cảm biến thường tuân thủ tiêu chuẩn về độ chính xác như sau:
- BS1904 class B (DIN 43760): những cảm biến này có độ chính xác ±0,3°C ở 0°C.
- BS1904 class A: những cảm biến này có độ chính xác ±0,15°C ở 0°C.
- DIN: những cảm biến này có độ chính xác ±0,03°C ở 0°C.
Lưu ý: Các thông số kỹ thuật về độ chính xác này chỉ liên quan đến cảm biến mà không xét đến các lỗi có thể xảy ra trong hệ thống đo lường.
Ưu điểm của cảm biến Pt1000
Cảm biến nhiệt độ Pt1000 có những ưu điểm nhất định như:
- Điện trở suất cao, ổn định lâu dài.
- Điện trở không suy giảm theo thời gian.
- Tính thụ động hóa học rất tốt.Khả năng chống ô nhiễm cao.
- Mối quan hệ điện trở – nhiệt độ gần như tuyến tính.
- Có độ lặp và độ chính xác cao.
Sự khác nhau giữa Pt100 & Pt1000
Pt100 và Pt1000 là hai loại cảm biến nhiệt độ RTD được sử dụng phổ biến nhất. Chúng có sự tương đồng từ độ tuyến tính của đường đặc tính, dải nhiệt độ hoạt động, hệ số nhiệt độ cũng như thời gian đáp ứng. Điểm khác biệt duy nhất ở chúng là điện trở định danh:
- Pt100 có điện trở định danh là 100Ω tại điểm 0°C.
- Pt1000 có điện trở định danh là 1000Ω (lớn hơn gấp 10 lần) tại điểm băng 0°C.
Ghi chú: Do điện trở danh định khác nhau, Pt1000 cao gấp 10 lần Pt100 dẫn đến số đọc sai số đo do điện trở dây dẫn khác nhau. Ví dụ: Trong cùng một thiết kế với cấu hình 2-wires, sai số của Pt100 có thể là ±1,0°C, còn của Pt1000 là ±0,1°C.
Ứng dụng của PT1000
Mặc dù Pt100 và Pt1000 có sự tương đồng về hầu hết thông số kỹ thuật, nhưng Pt100 thường được sử dụng trong hầu hết các ứng dụng quy trình, trong khi đó Pt1000 được sử dụng trong các ứng dụng làm lạnh, sưởi ấm, thông gió, ô tô và chế tạo máy.
Người dùng chỉ nên lựa chọn việc sử dụng Pt1000 trong những trường hợp mà điện trở danh nghĩa lớn hơn mang lại lợi ích rõ ràng, ví dụ:
- Trong trường hợp độ dài dây dẫn dài hơn với cấu hình 2-wires: Số lượng dây càng ít và càng dài thì số điện trở được cộng thêm vào số đọc, dẫn tới sự không chính xác. Khi đó, Pt1000 có điện trở danh định lớn hơn sẽ bù cho những lỗi bổ sung này.
- Trong những ứng dụng hoạt động bằng pin: Pt1000 có điện trở danh định cao hơn sử dụng ít dòng điện hơn, cần ít năng lượng để hoạt động hơn. Việc tiêu thụ điện năng thấp hơn giúp kéo dài tuổi thọ của pin và khoảng thời gian giữa các lần bảo trì, giảm thời gian chết và chi phí.
- Khả năng tự làm nóng: Pt1000 sử dụng ít năng lượng hơn, đồng nghĩa với việc ít tự làm nóng hơn. Điều này có nghĩa là ít lỗi hơn trong việc đọc do nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh.
Có thể kể đến một số ứng dụng cụ thể của loại cảm biến Pt1000 này như sau:
- Giám sát nhiệt độ hơi nước trong hệ thống lò hơi.
- Giám sát nhiệt độ các tấm pin năng lượng mặt trời.
- Giám sát nhiệt độ động cơ: motor, pump,…
- Giám sát nhiệt độ cho các lò nấu hóa chất, lò nấu thực phẩm,…
- Giám sát nhiệt độ phòng sạch, phòng nghiên cứu, chế tạo sinh phẩm hoặc linh kiện điện tử.
Cách chọn mua cảm biến PT1000
Để lựa chọn được loại cảm biến Pt1000 phù hợp với mục đích và yêu cầu sử dụng, người dùng cần xác định được những thông tin cơ bản sau đây:
- Dải nhiệt độ cần đo (temperature range): Vì Pt1000 chỉ đo được khoảng nhiệt độ trung bình từ -200°C đến 850°C (có thể thấp hơn do thiết kế từng hãng sản xuất), nên chúng ta cần xác định được dải đo chính xác. Trong trường hợp những ứng dụng có dải đo cao hơn, cần phải sử dụng đến can nhiệt loại K, loại J, loại S,…
- Loại cảm biến (RTD type): Có hai loại cảm biến Pt1000 chính là dạng đầu củ hành (connection head) hoặc loại dây (wire type). Dạng củ hành thường được sử dụng với mục đích bảo vệ, cách ly phần cầu đấu nối dây tín hiệu với tác động nhiệt hoặc tác động cơ học, loại này thường có dải đo cao hơn từ 1-1,5 lần so với dạng dây dẫn.
- Kích thước đầu dò (sensor dimension): Là phần sẽ tiếp xúc trực tiếp với môi trường và môi chất cần đo, vì vậy cần lựa chọn kích thước của đầu dò phù hợp với hệ thống/thiết bị. Kích thước ở đây bao gồm đường kính que đo (sensor diameter) và chiều dài que đo (sensor length).
- Kết nối cơ khí (Process connection): Là phần sẽ kết nối trực tiếp với kết nối của hệ thống, thiết bị, vì vậy người dùng cần khảo sát kỹ kết nối của hệ thống, thiết bị để lựa chọn cho phù hợp, tránh việc lựa chọn sai sẽ không kết nối được, hoặc phải modify, hoặc phải sử dụng đầu chuyển. Hai dạng kết nối phổ biến là dạng ren và dạng mặt bích.
- Độ chính xác (Accuracy): Như đã đề cập ở trên, các nhà sản xuất thường tuân thủ các tiêu chuẩn về độ chính xác như BS1904 (class A, class B), DIN,… Điều này ảnh hưởng trực tiếp tới giá thành cũng như giá trị đo của cảm biến. Vì vậy, người dùng cần lưu tâm khi lựa chọn.
- Tín hiệu ngõ ra (Signal Output): Hai dạng tín hiệu ngõ ra cơ bản của dòng cảm biến Pt1000 là tín hiệu analog 4-20mA hoặc tín hiệu điện áp mV. Người dùng cần xem mục đích sử dụng của mình là gì để lựa chọn cho phù hợp.
Makgil chuyên cung cấp cảm biến nhiệt độ Pt1000 chính hãng, xuất xứ châu Âu
Makgil Việt Nam là một trong những đơn vị giàu kinh kiệm trong lĩnh vực cung cấp, lắp đặt các thiết bị đo áp suất, nhiệt độ, trong đó có cảm biến nhiệt độ Pt1000. Với nhiều năm kinh nghiệm trong ngành, Makgil hiện là nhà phân phối ủy quyền của hãng Thermo-electra có xuất xứ Netherland – thương hiệu từ những năm 1962 với đầy đủ chủng loại, chất lượng và công nghệ vượt trội.
Với đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm, chúng tôi cũng dễ dàng có thể tư vấn cho khách hàng lựa chọn được loại cảm biến nhiệt độ Pt1000 phù hợp với yêu cầu và mục đích sử dụng, với chi phí tối ưu, hợp lý nhất.
Đặc biệt, với lượng hàng lưu khó rất lớn với đầy đủ chủng loại, dải đo, vật liệu, kích thước, giá thành của Makgil Việt Nam luôn cam kết tốt nhất thị trường, với thời gian bảo hành lên tới 18 tháng, đảm bảo để khách hàng có thể tin tưởng lựa chọn.
Quý khách hàng lưu ý rằng chúng tôi xin phép không cung cấp hàng hóa có xuất xứ từ Trung Quốc, thương hiệu của Trung Quốc, gây ảnh hưởng đến uy tín của chúng tôi và sự an toàn cho hệ thống của người dùng.
Makgil Việt Nam hân hạnh được phục vụ mọi yêu cầu của khách hàng theo thông tin chi tiết dưới đây:
CÔNG TY TNHH MAKGIL VIỆT NAM
Trụ sở chính: 18/21 Nguyễn Văn Dung, Phường 06, Quận Gò Vấp, TP. Hồ Chí Minh
Chi nhánh Hà Nội: Số 130 D4 Khu đô thị mới Đại Kim, Đại Kim, Hoàng Mai, Hà Nội
Điện thoại: 02866-572-704
Fax: 02822-026-775
Website: https://makgil.com Email: info@makgil.com
Zalo: 0902 949 401 – 0902 988 005 – 0932 798 882