HT 4010 – Can nhiệt đo nhiệt độ cao lên tới 1300°C với kết nối mặt bích trượt Thermo-electra/Hà Lan

MAKGIL VIỆT NAM tự hào là nhà phân phối ủy quyền các sản phẩm của hãng Thermo-electra/Hà Lan tại Việt Nam, trong đó có Can nhiệt đo nhiệt độ cao (High Temperature Thermocouple) HT 4010, với phần que đo bọc sứ hoặc khoáng cách nhiệt, dùng để đo nhiệt độ lên tới 1300°C trong các ứng dụng công nghiệp như môi trường khí hoặc lỏng như không khí, hơi nước, khí đốt, dầu,…

        Thermo-electra, là một thương hiệu của Hà Lan (Netherland) được hình thành từ năm 1962. Với nhiều năm kinh nghiệm hình thành & phát triển, Thermo-electra đã trở thành một công ty đa quốc gia và tích cực tham gia vào việc phát triển các giải pháp đo nhiệt độ cho các ngành công nghiệp, xây dựng thiết bị, phòng nghiên cứu & thí nghiệm, hàng không vũ trụ, công nghiệp ô tô & hệ thống phát điện,… Đến nay, Thermo-electra đã trở thành một trong những thương hiệu hàng đầu thế giới về lĩnh vực này, với đa dạng các giải pháp về lĩnh vực đo lường, hiệu chuẩn nhiệt độ. Các sản phẩm của Thermo-electra được sản xuất tại nhà máy ở Pijnacker, theo tiêu chuẩn chất lượng ISO 9001:2015 do Derka chứng nhận. Các mối hàn do Thermo-electra thực hiện đạt tiêu chuẩn ISO 3834 Part 2, được chứng nhận bởi NIL & thương hiệu này cũng sở hữu ASME-stamp.

Thermo-electra là cụm từ viết tắt của chất lượng sản phẩm & tập trung vào giá trị khách hàng. Vì vậy, thương hiệu này liên tục theo đuổi sự hoàn thiện & đổi mới để mang lại những giá trị, giải pháp tối ưu nhất cho khách hàng.

Bài viết này, Makgil Việt Nam xin giới thiệu sơ lược những kiến thức về can nhiệt & thông số kỹ thuật của Can nhiệt đo nhiệt độ cao với đầu kết nối HT 4010 của hãng Thermo-electra/Hà Lan.

CAN NHIỆT ĐO NHIỆT ĐỘ CAO (HIGH TEMPERATURE THERMOCOUPLE) HT 4010

Can nhiệt đo nhiệt độ cao với mặt bích trượt HT 4010 hãng Thermo-electra

CAN NHIỆT LÀ GÌ?

Can nhiệt (hay còn gọi là cặp nhiệt điện, điện trở, cảm biến nhiệt,…), có tên tiếng anh là Thermocouple, là một loại cảm biến nhiệt độ dùng để đo nhiệt độ trong các máy móc, đo nhiệt độ môi trường, nhiệt độ trong đời sống sinh hoạt hằng ngày, trong hoạt động sản xuất công nghiệp. Can nhiệt gồm nhiều loại khác nhau như can nhiệt K, can nhiệt T, can nhiệt J, can nhiệt E, can nhiệt N, can nhiệt U, can nhiệt L, mỗi loại có một dải đo & tính chất khác nhau.

            Can nhiệt sử dụng đầu dò để cảm nhận giá trị nhiệt độ cần đo, sau đó nhờ vào bộ phận xử lý chuyển từ giá trị cơ sang tín hiệu điện, thông qua các thiết bị mà người dùng kết nối để hiển thị.

CẤU TẠO & NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CAN NHIỆT (THERMOCOUPLE)

Thermocouple cấu thành từ 2 dây kim loại khác nhau được hàn dính 1 đầu gọi là đầu nóng (hay đầu đo), đầu còn lại gọi là đầu lạnh (hay là đầu chuẩn). Khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh thì sẽ phát sinh 1 sức điện động V tại đầu lạnh. Một vấn đề đặt ra là phải ổn định và đo được nhiệt độ ở đầu lạnh, điều này tùy thuộc rất lớn vào chất liệu. Do vậy mới cho ra các chủng loại cặp nhiệt độ, mỗi loại cho ra 1 sức điện động khác nhau: E, J, K, R, S, T.

Định nghĩa một cách khác, can nhiệt là một thiết bị cảm biến nhiệt điện mạch kín bao gồm hai dây kim loại khác nhau được nối lại ở hai đầu. Một dòng điện được tạo ra khi nhiệt độ ở một đầu khác với nhiệt độ ở đầu còn lại. Hiện tượng này được biết đến như là hiệu ứng Seebeck, đây là cơ sở để đo nhiệt độ cặp nhiệt điện.

Can nhiệt hoạt động dựa trên nguyên lý “hiệu ứng nhiệt điện”. Hiệu ứng này xảy ra khi hai kim loại khác nhau được nối lại với nhau một đầu sẽ sinh ra một dòng điện rất nhỏ được tính bằng milivon (mV). Khi nhiệt độ tại điểm nối này thay đổi sẽ làm cho dòng điện bên trong thay đổi => dựa vào tín hiệu điện này sẽ đọc được giá trị nhiệt độ.

Hình ảnh nguyên lý hoạt động của thermocouple

Hình ảnh ứng dụng của can nhiệt công nghiệp thermocouple

Khi nhiệt độ môi trường tăng hoặc giảm, tác động lên đầu nóng của thermocouple, do hiệu ứng Seebeck nên điện áp V_AB ở đầu lạnh của thermocouple sẽ tăng hoặc giảm theo nhiệt độ môi trường (nhiệt độ tăng thì điện áp tăng, nhiệt độ giảm thì điện áp giảm). Đo giá trị điện áp V_AB ta có thể suy ra ngược lại giá trị của nhiệt độ.

CÓ NHỮNG LOẠI CAN NHIỆT NÀO?

Can nhiệt công nghiệp chia ra nhiều loại khác nhau, ứng với mỗi dòng có dãy nhiệt làm việc khác nhau và vật liệu cũng khác nhau:

Can nhiệt K

Cặp nhiệt điện K là loại can nhiệt sử dụng phổ biến nhất trong công nghiệp, gồm các hợp kim có chứa niken, nó phù hợp để điều chỉnh nhiệt độ cao trong môi trường oxy hóa. Khoảng nhiệt độ đo được trong khoảng từ -270 đến 1372 độ C. Can nhiệt loại K thường được sử dụng để đo nhiệt độ các ứng dụng có nhiệt độ hoạt động trong khoảng từ 600 đến 1200 độ C. Khi lựa chọn can nhiệt, nếu không có yêu cầu đặc biệt nào khác thì nên sử dụng can nhiệt loại K.

Can nhiệt J

Cặp nhiệt điện J bao gồm cực dương sắt và cực âm (hợp kim đồng-niken), có thể đo được nhiệt độ từ -200 đến 1200 độ C. Loại J phù hợp để sử dụng trong chân không, không khí giảm, hoặc trơ. Nó sẽ giảm tuổi thọ nếu sử dụng trong môi trường oxy hóa.

Can nhiệt E

Cặp nhiệt điện E có công suất nhiệt điện cao kết hợp cực dương của cặp nhiệt điện loại K và cực âm của cặp nhiệt điện loại J, đặc biệt chỉ định trong khí quyển oxy hóa. No có thể đo được nhiệt độ trong khoảng -270 đến 1000 độ C. Nó được khuyến cáo sử dụng cho môi trường oxy hóa liên tục hoặc khí trơ. Sai số không ổn định khi đo nhiệt độ âm.

Can nhiệt T

Cặp nhiệt điện T đo được nhiệt độ tương đối thấp (-270 đến 400 độ C) chỉ tuyến tính ở nhiệt độ thấp. Chúng có thể được sử dụng trong môi trường oxy hóa, giảm hoặc trơ và trong chân không. Chúng có khả năng chống ăn mòn cao.

Can nhiệt N

Cặp nhiệt điện N là loại can nhiệt mới, dần đang được sử dụng nhiều trên thế giới. Chúng sử dụng cho dải đo nhiệt độ cao tương tự can nhiệt loại K, trong khoảng -270 đến 1300 độ C, tuy nhiên chúng có độ phản ứng trễ nhiệt ít hơn. Chúng thường sử dụng ổn định nhiệt độ ở nhiệt độ 1200 độ C.

Can nhiệt R

Cặp nhiệt điện R có nhiệt độ đo được cao (-50 đến 1768 độ C) giống như can nhiệt loại S, chỉ khác nhau tỷ lệ phần trăm khác nhau của hai kim loại. Do đó nó được ứng dụng trong các ứng dụng công nghiệp có nhiệt độ cao và cần tính ổn định cao.

Can nhiệt S

Can nhiệt s có dải đo giống với loại R (ở nhiệt độ cao từ 50ºC – 1768ºC). Tuy nhiên, loại R được sử dụng trong công nghiệp, còn loại S thì được sử dụng trong thí nghiệm, trong khí quyển oxy hóa bởi nó cho phép thu về các phép đo rất chính xác. Nó còn được sử dụng để xác định Thang đo Nhiệt độ Quốc tế (International Temperature Scale).

Can nhiệt B

Cặp nhiệt điện B gồm các kim loại quý, do số lượng Rhodium lớn hơn so với các loại cảm biến S và R, nó có khả năng chịu nhiệt độ cao hơn & chịu áp lực cơ học tốt hơn. Can nhiệt loại B đo được nhiệt độ rất cao (0 đến 1820 độ C), sử dụng để đo nhiệt độ cao mà các can nhiệt khác không đáp ứng được.

Trong các loại cặp nhiệt điện thermcouple thì cặp nhiệt điện loại K được sử dụng phổ biến nhất, ở nhiệt độ Max 1200 ºC. Do giá can nhiệt loại K rất cạnh tranh so với các loại can nhiệt khác cùng tính năng như can J. Mặt khác phù hợp với các chuẩn kết nối thông dụng, dễ dàng mua thay thế cảm biến bị hỏng, …

ƯU & NHƯỢC ĐIỂM CỦA CAN NHIỆT THERMOCOUPLE

Ưu điểm: Đo được khoảng nhiệt độ cao, có tuổi thọ cao hơn nhiệt điện trở RTD.

Nhược điểm: Can nhiệt thermocouple có độ nhạy không cao và sai số lớn.

LÀM SAO ĐỂ LỰA CHỌN CAN NHIỆT THERMOCOUPLE PHÙ HỢP?

Để lựa chọn được thermocouple phù hợp với môi trường và điều kiện làm việc của mình, người dùng cần phải xác định được những thông tin sau:

• Thang đo nhiệt độ cần đo: Thông thường, đối với can nhiệt, nhiệt độ tối thiểu thường là -270°C và tối đa là1820° Tuy nhiên người dùng cần biết khoảng nhiệt độ chính xác để lựa chọn lại can nhiệt phù hợp.
• Loại can nhiệt cần mua: can nhiệt K, can nhiệt R, can nhiệt S, can nhiệt B …?
• Đường kính đầu dò cảm biến: đầu dò có nhiều kích thước khác nhau như 3mm, 6mm, 8mm, 1/4”, 1/2”, 3/8”,… nên khách hàng cần lựa chọn kích thước đầu dò cho phù hợp.
• Chiều dài của cảm biến: Người dùng cần lựa chọn chiều dài của cảm biến phù hợp để tránh trường hợp chiều dài quá dài dẫn tới việc khó khăn trong lắp đặt hoặc quá ngắn dẫn tới việc can nhiệt đo không chính xác.
• Độ chính xác: Can nhiệt thường có cấp độ chính xác khác nhau và chúng quyết định tới sai số của sản phẩm, giá bán của can nhiệt nên người dùng cần nắm rõ để lựa chọn.
• Vật liệu của vỏ bọc đầu can nhiệt: Trong những ứng dụng nhiệt độ cao, đầu can nhiệt có thể phải được bọc bởi những vật liệu như sứ. Vì vậy người dùng cần lưu ý vấn đề này khi lựa chọn.
• Môi chất mà can nhiệt sẽ đo: Để xác định xem có cần sử dụng ống bảo vệ thermowell đi kèm hay không? Đối với những môi trường có áp suất cao hoặc môi chất ăn mòn, oxy hóa thì cần sử dụng ống thermowell bảo vệ đầu dò.

NHỮNG LỖI THƯỜNG GẶP KHI LỰA CHỌN & SỬ DỤNG CAN NHIỆT

Trong quá trình lựa chọn & sử dụng can nhiệt, nhiều khi khách hàng gặp phải những vấn đề như cảm biến nhanh hỏng, đo không chính xác,… đôi khi không phải do chất lượng của cặp nhiệt điện, mà do những yếu tố chủ quan khi lựa chọn & lắp đặt. Dưới đây là những vấn đề cố hữu mà nhiều khách hàng có thể mắc phải:

• Tình trạng quá nhiệt của phần tử cảm biến, xảy ra do khách hàng lựa chọn loại can nhiệt không phù hợp, nhiệt độ của ứng dụng cao hơn dải đo của cặp nhiệt điện.
• Cách điện kém của thiết bị cảm biến.
• Phần đầu dò cảm biến, không được đặt ở độ sâu phù hợp, xảy ra do khách hàng lựa chọn chiều dài của cảm biến quá ngắn so với vị trí đo, dẫn tới đầu dò không tiếp xúc hoặc tiếp xúc kém với vị trí & môi chất cần đo.
• Khi can nhiệt bị cắt ngang bởi dòng điện quá cao, thì bộ phận cảm biến sẽ tự nóng lên trong quá trình đo bởi hiệu ứng JOEL làm tăng nhiệt độ của phần tử.
• Ở môi trường nhiệt độ không đổi, nếu cách điện giảm đi, điện áp đo trên các phần tử cảm biến cũng sẽ giảm, gây ra tình trạng lỗi trong phép đo, do đó nó được đặt song song với các phần tử cảm biến.
• Điện trở cách điện có thể giảm khi đầu dò được sử dụng ở nhiệt độ quá cao, khi có rung động mạnh hoặc do các ảnh hưởng của các tác nhân vật lý hay hóa học.
• Sự tăng nhiệt độ phụ thuộc vào các yếu tố chính được sử dụng & điều kiện đo. Thông thường các thiết bị đo sử dụng nhiệt điện trở làm cảm biến đều có dòng đo rất thấp, tuy nhiên không vượt quá 1mA.

THÔNG SỐ KỸ THUẬT CAN NHIỆT ĐO NHIỆT ĐỘ CAO HT 4010 HÃNG THERMO-ELECTRA

HT 4010 là loại can nhiệt phổ biến, được sử dụng rộng rãi để đo nhiệt độ cao lên tới 1300°C, với những thông số cơ bản sau đây

Ghi chú: Thông số trên là những thông số cơ bản, Thermo-electra tập trung phát triển tối đa nhu cầu của khách hàng nên có thế mạnh trong việc sản xuất những sản phẩm theo yêu cầu của khách hàng.

Hình ảnh thông số kỹ thuật Can nhiệt đo nhiệt độ cao Thermo-electra HT 4010

CÁC ĐƠN VỊ ĐO NHIỆT ĐỘ THƯỜNG ĐƯỢC SỬ DỤNG

Đổi °F sang °C            : °C = (°F – 32) / 1.8

Đổi °C sang °F            : °F = °C × 1.8 + 32

Đổi từ K sang °C        : °C = K – 273.15

Đổi từ °C sang K         : K = °C + 273.15

Công ty TNHH Makgil Việt Nam là nhà phân phối ủy quyền các sản phẩm thiết bị đo nhiệt độ hãng Thermo-electra/Netherland tại thị trường Việt Nam. Để biết rõ hơn hoặc cần tư vấn về sản phẩm thiết bị đo nhiệt độ của hãng Thermo-electra, Quý khách hàng vui lòng liên hệ theo thông tin dưới đây:

CÔNG TY TNHH MAKGIL VIỆT NAM

Địa chỉ: 18/21 Nguyễn Văn Dung, Phường 06, Quận Gò Vấp, TP. Hồ Chí Minh

Điện thoại: 02866 572 704     Fax: 02822 026 775

Website: https://makgil.com/    Email: info@makgil.com