LEX45 – Cặp nhiệt điện phòng nổ tiêu chuẩn Ex nA sử dụng cho zone 2 hãng 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 Cặp nhiệt điện phòng nổ (Explosion Proof Thermocouple) LEX45, đạt tiêu phòng nổ Ex nA IIC T6…T1 Ga, được cấp chứng chỉ phòng nổ ATEX số DEKRA 18ATEX0024 X & IECEx số IECEx DEK 17.0046X, phù hợp để sử dụng trong phân vùng nguy hiểm zone 2.

        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 cặp nhiệt điện phòng nổ LEX45 của hãng Thermo-electra/Hà Lan.

CẶP NHIỆT ĐIỆN PHÒNG NỔ Ex nA (EXPLOSION PROOF THERMOCOUPLE) LEX45

Cặp nhiệt điện phòng nổ chuẩn Ex nA LEX45 hãng Thermo-electra

CẶP NHIỆT ĐIỆN PHÒNG NỔ LÀ GÌ?

Cặp nhiệt điện phòng nổ (hay còn gọi là cặp nhiệt điện chống cháy nổ, cảm biến nhiệt phòng nổ, can nhiệt chống cháy nổ, can nhiệt phòng nổ,…), có tên tiếng anh là Explosion Proof Thermocouple, là một loại cảm biến nhiệt độ được thiết kế đạt tiêu chuẩn chống cháy nổ (thường được cấp chứng chỉ chống cháy nổ ATEX/IECEx), được sử dụng để đo nhiệt độ trong trong các khu vực, môi trường có nguy cơ cháy nổ cao.

            Cặp nhiệt điện phòng nổ thường được sử dụng trong những môi trường đặc thù, có nguy cơ cháy nổ cao như hóa chất, xăng dầu, nhiên liệu, bụi dễ cháy,…

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?

Trước khi tìm hiểu về cặp nhiệt điện phòng nổ, chúng ta cần tìm hiểu sơ lược về hai tiêu chuẩn phòng 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.

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

Cặp nhiệt điện 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, cặp nhiệt điện 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.

Cặp nhiệt điện 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

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 CẶP NHIỆT ĐIỆN NÀO?

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

Cặp nhiệt điện loại K

Can nhiệt loại 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.

Cặp nhiệt điện loại J

Can nhiệt loại 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.

Cặp nhiệt điện loại E

Can nhiệt loại 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.

Cặp nhiệt điện loại T

Can nhiệt loại 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.

Cặp nhiệt điện loại N

Can nhiệt loại 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.

Cặp nhiệt điện loại R

Can nhiệt loại 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.

Cặp nhiệt điện loại S

Can nhiệt loại 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).

Cặp nhiệt điện loại B

Can nhiệt loại 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 can nhiệt thì can nhiệt loại K được sử dụng phổ biến nhất, ở nhiệt độ Max 1200ºC. 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 CẶP NHIỆT ĐIỆN

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

Nhược điểm: Cặp nhiệt điện có độ nhạy không cao và sai số lớn.

LÀM SAO ĐỂ LỰA CHỌN CẶP NHIỆT ĐIỆN PHÙ HỢP?

Để lựa chọn được cặp nhiệt điện 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?
• Loại can nhiệt cần mua: can K, can R, can S, can B …?
• Đường kính đầu dò cảm biến?
• Độ dài cảm biến nhiệt độ can sứ?
• Độ chính xác?
• Vật liệu của vỏ bọc đầu can nhiệt?
• Môi chất mà can nhiệt sẽ đo?

THÔNG SỐ KỸ THUẬT CẶP NHIỆT ĐIỆN PHÒNG NỔ LEX45 HÃNG THERMO-ELECTRA

LEX45 là loại cặp nhiệt điện phòng nổ của hãng Thermo-electra, được thiết kế đạt tiêu chuẩn Ex nA IIC T6…T1 Ga, sử dụng cho phân vùng nguy hiểm thuộc zone 2. Vậy tiêu chuẩn Ex nA IIC T6…T1 Ga 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 Cặp nhiệt điện phòng 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 Cặp nhiệt điện phòng nổ chuẩn Ex nA 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