LEX45 – Cảm biến RTD chống cháy nổ tiêu chuẩn Ex nA sử dụng cho zone 2 & 22 hãng Thermo-electra/Netherland

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 Cảm biến RTD chống cháy nổ LEX45, được thiết kế đạt tiêu chuẩn chống cháy nổ Ex nA IIC T6…T1 Gc, được cấp chứng chỉ chống cháy nổ ATEX số DEKRA 17ATEX0123 X & IECEx số IECEx nAEK 17.0046X, phù hợp sử dụng cho những khu vực, môi trường nguy hiểm thuộc zone 2 & 22, có nguy cơ cháy nổ cao như xăng dầu, nhiên liệu, hóa chất,…

        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 cảm biến nhiệt độ Pt100 & thông số kỹ thuật của Cảm biến RTD chống cháy nổ LEX45 của hãng Thermo-electra/Hà Lan.

CẢM BIẾN RTD CHỐNG CHÁY NỔ LEX45 HÃNG THERMO-ELECTRA

Đầu dò nhiệt độ Pt100 chống cháy nổ LEX45 hãng Thermo-electra

CẢM BIẾN RTD CHỐNG CHÁY NỔ LÀ GÌ?

Cảm biến RTD chống cháy nổ (hay còn gọi là cảm biến nhiệt độ RTD chống cháy nổ, cảm biến RTD phòng nổ, cảm biến nhiệt độ RTD phòng nổ, đầu dò nhiệt RTD chống cháy nổ, cảm biến nhiệt độ Pt100 chống cháy nổ, cảm biến Pt100 chống cháy nổ,…), có tên gọi tiếng anh là Explosion Proof Resistance Temperature Detectors (viết tắt là RTD), là một loại cảm biến nhiệt độ được sử dụng để đo nhiệt độ trong các khu vực sản xuất, trên thiết bị, máy móc,… giúp con người nhận biết & kiểm soát giá trị nhiệt độ. Các cảm biến RTD này được thiết kế đạt tiêu chuẩn chống cháy nổ (thường theo hai tiêu chuẩn ATEX & IECEx), phù hợp để sử dụng trong các khu vực, môi trường nguy hiểm, có nguy cơ cháy nổ cao như môi trường xăng dầu, hóa chất, nhiên liệu,…

Trước tiên đi vào phạm trù chống cháy nổ, chúng tôi xin phép định nghĩa sơ lược về cảm biến nhiệt độ RTD trước. Cảm biến nhiệt độ RTD bao gồm các loại: Pt100, Pt500, Pt1000, Ni100, Ni500. Trong đó, Pt là thuật ngữ viết tắt của từ Platinum còn có cái tên gọi là bạch kim là loại kim loại quý hiếm. Trong các loại này, Pt100 là loại phổ biến nhất, chiếm tới 90% nhu cầu sử dụng trong các ngành công nghiệp. Chính vì vậy, nên người dùng Việt Nam có thói quen cảm biến nhiệt độ là cảm biến nhiệt độ Pt100, đầu dò nhiệt Pt100,… (Chính vì vậy, cảm biến RTD chống cháy nổ cũng thường được gọi là Cảm biến Pt100 chống cháy nổ).

Cảm biến nhiệt độ RTD hay còn gọi là nhiệt điện trở kim loại (RTD), được cấu tạo từ kim loại Platinum được quấn tùy theo hình dáng của đầu dò nhiệt có giá trị điện trở khi ở 0ºC là 100 Ohm. Khi nhiệt độ thay đổi điện trở giữa 2 đầu dây kim loại này sẽ thay đổi, và tùy chất liệu kim loại sẽ có độ tuyến tính trong 1 khoảng nhiệt độ nhất định. Đây là loại cảm biến thụ động nên khi sử dụng cần phải cấp một nguồn ngoài ổn định. Giá trị điện trở thay đổi tỉ lệ thuận với sự thay đổi nhiệt độ. Cảm biến nhiệt độ RTD có 3 loại chính như sau:

 Cảm biến nhiệt độ RTD 2 dây : là loại có sai số cao nhất do ảnh hương của điện trở trên 2 dây. Chính vì thế mà can nhiệt pt100 rất hiếm khi sử dụng. Rất nhiều người sử dụng nhầm lẫn giữa đầu dò nhiệt độ Pt100 và can nhiệt Thermocouple.

Cảm biến nhiệt độ RTD 3 dây : đây là loại được sử dụng phổ biến nhất do có độ chính xác tương đối cao. Hai dây chung triệt tiêu điện trở cho nhau & dây còn lại đóng vai trò dây biến đổi giá trị điện trở khi nhiệt độ thay đổi.

Cảm biến nhiệt độ RTD 4 dây : được xem là cảm biến nhiệt độ chính xác nhất trong họ RTD nhưng giá thành cũng cao nhất nên chỉ phục vụ cho một số yêu cầu cần độ sai số thấp.

SỰ KHÁC NHAU GIỮA CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ (RTD) VÀ CAN NHIỆT (THERMOCOUPLE)

Hiện nay, có nhiều người còn chưa hiểu rõ sự khác nhau giữa hai dòng cảm biến nhiệt độ: Cảm biến nhiệt độ (RTD) và cặp nhiệt điện (Thermocouple). Vậy sự khác nhau là gì?

Về cơ bản, cả hai loại đều có cùng một mục đích là dùng để đo nhiệt độ. Tuy nhiên về cấu tạo và nguyên lý hoạt động thì có sự khác nhau như sau:

• Cảm biến nhiệt độ RTD cấu tạo gồm có dây kim loại làm từ: Đồng, Niken, Platium,… được quấn theo hình dáng của đầu to. Khi nhiệt độ thay đổi điện trở giữa 2 đầu dây kim loại này sẽ thay đổi, và tùy chất liệu kim loại sẽ có độ tuyến tính trong 1 khoảng nhiệt độ nhất định.
• Can nhiệt (Thermocouple) cấu tạo gồm 2 dây kim loại khác nhau được hàn dính 1 đầu gọi là đầu nóng (hay đầu đo), hai 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, B, U, L. Dây của cặp nhiệt điện thì không dài để nối đến bộ điều khiển, yếu tố dẫn đến không chính xác là chỗ này, để giải quyết điều này chúng ta phải bù trừ cho nó (offset trên bộ điều khiển).

Về chức năng, cảm biến nhiệt độ RTD được sử dụng cho dải đo trong khoảng -200…850°C, trong khi đó can nhiệt (thermocouple) được sử dụng ở các dải đo lớn hơn, trong khoảng -100 – 1600 ⁰C.

TIÊU CHUẨN CHỐNG CHÁY NỔ ATEX LÀ GÌ? TIÊU CHUẨN CHỐNG CHÁY NỔ IECEx LÀ GÌ? SỰ KHÁC NHAU GIỮA TIÊU CHUẨN ATEX & TIÊU CHUẨN IECEx?

Sau khi tìm hiểu về định nghĩa các loại cảm biến nhiệt độ RTD, chúng tôi xin phép làm rõ một số kiến thức sơ lược về hai tiêu chuẩn chống cháy nổ ATEX & IECEx. Đây là hai tổ chức hàng đầu thế giới với các bộ tiêu chuẩn cụ thể về ngành công nghiệp này. Dưới đây là khái niệm & sự khác nhau giữa chúng.

Tiêu chuẩn ATEX là gì?

ATEX là Khuôn khổ Quy định Châu Âu về Sản xuất, Lắp và Sử dụng Thiết bị trong Khí quyển Khí nổ (được ký hiệu là Ex). Theo đó, kể từ tháng 7 năm 2003, các tổ chức ở EU phải tuân theo các chỉ thị để bảo vệ nhân viên khỏi nguy cơ cháy nổ ở những khu vực có môi trường dễ nổ.

Có hai chỉ thị ATEX (một cho nhà sản xuất và một cho người sử dụng thiết bị):

• Chỉ thị thiết bị ATEX /94/9/EC, Thiết bị và hệ thống bảo vệ được thiết kế để sử dụng trong môi trường dễ cháy nổ;
• Chỉ thị ATEX 137 tại nơi làm việc 99/92/EC, Yêu cầu tối thiểu để cải thiện sự an toàn và bảo vệ sức khỏe của người lao động có nguy cơ gặp rủi ro từ môi trường dễ cháy nổ.

ATEX 94/9/EU dành riêng cho nhà sản xuất đã thay đổi. Vẫn còn áp dụng cho đến ngày 19 tháng 4 năm 2016, ATEX 94/9/EC sẽ bị loại bỏ và thay thế bằng một chỉ thị mới.

Chỉ thị ATEX mới này đã được công bố vào thứ Bảy, ngày 29 tháng 3 năm 2014, theo tài liệu tham khảo mới: Chỉ thị 2014/34/EU của Nghị viện Châu Âu và của Hội đồng ngày 26 tháng 2 năm 2014 về việc hài hòa luật pháp của các Quốc gia Thành viên liên quan đến thiết bị và sự bảo vệ hệ thống được thiết kế để sử dụng trong môi trường có khả năng cháy nổ. Văn bản có liên quan đến EEA – Tạp chí Chính thức của Liên minh Châu Âu L 96 từ ngày 29/03/2014.

Chỉ thị ATEX mới 2014/34/EU này sẽ là bắt buộc đối với nhà sản xuất vào ngày 20 tháng 4 năm 2016 như được nêu trong điều 44 của chỉ thị.

Được hứa hẹn từ lâu, chỉ thị ATEX mới này đã được xuất bản cùng với 8 chỉ thị khác trong khuôn khổ gói “NEW LEGISLATIVE FRAMEWORK (NLF) ALIGNMENT PACKAGE (NLF)” (Thực hiện đóng Gói hàng hóa). Nó là chủ đề của “COMMUNICATION FROM THE COMMISSION TO THE EUROPEAN PARLIAMENT AND THE COUNCIL” cho Sự phù hợp của mười chỉ thị hài hòa kỹ thuật đối với Quyết định số 768/2008/EC của Nghị viện Châu Âu và của Hội đồng ngày 9 tháng 7 năm 2008 về một khuôn khổ cho việc tiếp thị sản phẩm, tại Brussels, 21.11.2011 dưới tài liệu tham khảo COM (2011) 763 cuối cùng.

Lưu ý: Trước đây, ATEX được ban hành để áp dụng cho các nước ở Châu Âu, tuy nhiên cho đến nay đã được sử dụng rộng rãi cho toàn cầu.

Tiêu chuẩn IECEx là gì?

IECEx là Chương trình Uỷ ban Kỹ thuật Điện quốc tế để chứng nhận các tiêu chuẩn liên quan đến Thiết bị để sử dụng trong các bầu khí quyển. Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế (IEC) là một tổ chức tiêu chuẩn hóa bao gồm các ủy ban kỹ thuật điện quốc gia trên toàn thế giới. Mục tiêu của IEC là thúc đẩy hợp tác quốc tế về tất cả các câu hỏi liên quan đến tiêu chuẩn hóa trong lĩnh vực điện và điện tử. Ấn phẩm IEC có trạng thái là các khuyến nghị được sử dụng cho mục đích định hướng cho các tiêu chuẩn quốc gia và khu vực và được các Ủy ban Quốc gia của IEC chấp nhận theo nghĩa đó. Các ấn phẩm của IEC liên quan đến thiết bị cho môi trường dễ nổ, phân loại các khu vực nguy hiểm và các yêu cầu lắp đặt đã được Ủy ban kỹ thuật TC31 và các tiểu ban của nó chuẩn bị và phát triển.

Việc phân loại các khu vực nguy hiểm theo Tiêu chuẩn Quốc tế IEC trước đây đã được trình bày chi tiết trong IEC 60079-10 và IEC 61241-10. Ngày nay, các ấn phẩm tiêu chuẩn về phân loại khu vực được sửa đổi thành IEC 60079-10-1 đối với môi trường khí dễ nổ và IEC 60079-10-2 đối với môi trường bụi dễ cháy. Bạn có thể tìm danh mục các Ấn phẩm IEC và bản cập nhật của chúng trên trang web http://webstore.iec.ch.

Vậy đâu là sự khác nhau giữa tiêu chuẩn ATEX & IECEx?

Về cơ bản, cả hai tiêu chuẩn ATEX và IECEx đều đòi hỏi phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật tương tự, vì vậy về mặt nội dung kỹ thuật thì về cơ bản không có sự khác biệt. Chỉ có sự khác biệt rõ ràng trong việc đánh dấu (marking) trên thiết bị.

ATEX ban đầu chỉ có giá trị trong EU & IECEx được chấp nhận trong toàn cầu. Tuy nhiên đến nay, ATEX cũng là một tiêu chuẩn được áp dụng trên toàn thế giới.

ATEX được định hướng bởi luật EU, trong khi IECEx là một chương trình chứng nhận tự nguyện. Tuy nhiên, cả hai đều cung cấp phương tiện được chấp nhận để chứng minh sự tuân thủ các tiêu chuẩn IEC.

THÔNG SỐ KỸ THUẬT CẢM BIẾN RTD CHỐNG CHÁY NỔ LEX45 HÃNG THERMO-ELECTRA

LEX45 là loại Cảm biến RTD chống cháy nổ của hãng Thermo-electra, được thiết kế đạt tiêu chuẩn Ex nA IIC T6…T1 Gc, sử dụng cho phân vùng nguy hiểm thuộc zone 2 & zone 22. Vậy tiêu chuẩn Ex nA IIC T6…T1 Gc là gì? Chúng tôi xin phép được chú thích ngắn gọn như dưới đây:

• Ex n: đây là phương pháp bảo vệ cho các khoanh vùng nguy hiểm (thông thường đối với thiết bị đo lường thường có các tiêu chuẩn Ex d, Ex e, Ex i, Ex n), nói nôm na là cách thiết kế khả năng chống cháy nổ của can nhiệt. Tiêu chuẩn này trong tiếng anh gọi là Type of protection – Bảo vệ phát sinh tia lửa. Theo nhóm này, các điểm nối phải đảm bảo độ tin cậy tuy nhiên không yêu cầu cao như Ex e. Ở những nơi bề mặt bên trong nóng hơn cấp nhiệt độ yêu cầu thì chúng cần được bao bọc chặt chẽ để ngăn chặn sự thâm nhập của khí gây cháy. Đây là kỹ thuật ngăn sự thoát hơi. Khái niệm “Không đánh lửa” cũng yêu cầu cấp bảo vệ thâm nhập IP65 hoặc cao hơn được thiết kế. Có các loại Ex n như sau:
• nA: bảo vệ theo kiểu thiết bị không phát sinh tia lửa.
• nR: bảo vệ ngăn sự thoát hơi ra bên ngoài.
• IIC: Đây là nhóm thiết bị cho môi trường dễ nổ, gồm có 03 nhóm chính (nhóm I – quy đinh cho thiết bị điện được sử dụng trong các mỏ dễ bị nhiễm lửa; nhóm II – quy định cho thiết bị điện được thiết kế để sử dụng trong môi trường khí nổ không phải là mỏ; nhóm III – quy định cho thiết bị điện được thiết kế để sử dụng trong môi trường bụi nổ không phải là mỏ). Ký hiệu “C” phía sau quy định về khoảng cách an toàn thử nghiệm tối đa – là chiều rộng khe hở lớn nhất giữa hai phần của buồng thử nghiệm dưới 0.5mm.
• T6…T1: Đây là ký hiệu cho nhiệt độ bề mặt tối đa của thiết bị khi sử dụng, trong đó T6 được coi là tốt nhất (T6 định nghĩa bề mặt thiết bị tỏa một nhiệt lượng tối đa 85°C) & T1 được coi là kém nhất (T1 định nghĩa bề mặt thiết bị tỏa một nhiệt lượng tối đa 450°C).
• Ga: Được gọi là mã EPL (theo IEC 60079 năm 2006), gồm 02 chữ cái viết tắt, giúp người dùng nhận biết được mức độ bảo vệ & khu vực sử dụng của thiết bị. Chữ “G” đầu tiên là ký hiệu cho chất khí – “Gas”, nghĩa là thiết bị được thiết kế để sử dụng cho môi trường chất khí (gồm 02 môi trường là Khí – tương ứng với ký tự “G” & môi trường chất bụi – tương ứng với ký tự “D”). Chữ “a” đằng sau ký hiệu cho khu vực sử dụng zone 0 – là khu vực luôn luôn xuất hiện chất khí dễ cháy (gồm 03 khu vực là zone 0 – tương ứng với ký tự “a”, zone 1 – tương ứng với ký tự “b”, và zone 2 – tương ứng với ký tự “c”).

Bảng dưới đây là một số thông số kỹ thuật của Cảm biến RTD chống cháy nổ LEX45 của hãng Thermo-electra/Netherland:

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 Cảm biến RTD chống cháy nổ Thermo-electra LEX45

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