Tin tức

Loadcell là gì? Cấu tạo – Nguyên lý – quy ước màu dây loadcell

Đã đăng trên 13/09/202419/09/2024 bởi Nguyễn Minh Hòa

13
Th9

Loadcell một thiết bị không thể thiếu khi nói đến cân hay còn gọi là thiết bị cân điện tử hiển thị số chính xác nhất. Các loại cân điện tử trong siêu thị cho tới các trạm cân xe tải đều sử dụng một thiết bị gọi là loadcell để đo trọng lượng.

Vậy loadcell là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của loadcell như thế nào? Loadcell có mấy loại, quy ước màu dây như thế nào? Là những câu hỏi mà anh em thường bối rối khi ít khi tiếp xúc với loadcell. Hãy cùng huphaco tìm hiểu ngay trong bài viết này nhé.

Nội Dung Chính

Loadcell là gì?

Hiểu một cách đơn giản thì loadcell chính là thành phần chính của tất cả các cân điện tử hiện nay. Loadcell chính là trái tim của các đầu cân hiển thị số.

Loadcell còn được gọi là cảm biến lực được thiết dùng để đo lực kéo hoặc lực nén. Lực kéo dành cho các ứng dụng như cẩu trục nâng hạ hàng hóa, lực căng dây cầu.

Lực nén được dùng cho hầu hết các loại cân: cân điện tử, cân tải trọng của xe, cân trọng lượng của silo… Bên trong các cân này đều chứa một hoặc nhiều loadcell.

Cấu tạo loadcell

Cấu tạo loadcell khá đơn giản với ba thành phần chính:

Cố định vào đế: phần này được lắp chết vào đế của đầu cân
Strain Gauge: cảm biến sự biến dạng của thân loadcell trong quá trình cân
Phần chịu lực: phần này được lắp vào tải trọng cần đo

Bất kỳ một loacell nào cũng sẽ được thiết kế sao cho cảm biến lực phải đảm bảo an toàn không được quá tải nhưng phải đo trọng lượng chính xác.

Nguyên lý làm việc của loadcell

Nguyên lý làm việc của loadcell dựa trên sư thay đổi điện trở cầu wheatstone. Giá trị lực tác động vào loadcell sẽ tỉ lệ thuận với sự thay đổi của điện trở siêu nhạy được lắp trên loadcell.

Cầu wheatstone chính là điện trở siêu nhạy lắp tại vị trí biến dạng của loadcell. Đây là thành phần quan trọng nhất của loadcell quyết định độ chính xác và độ phân giải của ngõ ra.

Điện áp được cấp vào 2 đầu a và c. Tín hiệu ngõ ra sẽ được đo tại b và d của cầu điện trở wheatstone.

Khi chưa có lực tác động tín hiệu ngõ ra giao động gần bằng 0. Khi có lực tác động kéo hoặc nén làm cho điện trở Strain Gauge biến dạng theo sự thay đổi của thân loadcell.

Chính sự biến đổi này làm cho điện áp ngõ ra thay đổi. Do giá trị biến đổi rất nhỏ nên điện áp ngõ ra thay đổi được tính bằng mv/v.

Thông thường loadcell có tín hiệu ngõ ra 1mv/v hoặc 2mv/v. Một số loadcell có tín hiệu ngõ ra 3mv/v, 4mv/v …

Giá trị mv/v tương ứng với trọng lượng lớn nhất mà loadcell có thể đo được. Ví dụ: loadcell có trọng lượng 1 tấn và ngõ ra 2mv/v thì tương ứng

1 tấn bằng 2mv/v.
500kg bằng 1mv/v
100 kg bằng 0,2 mv/v
0 kg bằng 0mv/v

Do tín hiệu ngõ ra sẽ tuyến tính lũy tuyến so với trọng lượng mà loadcell đo được nên chúng ta dễ dàng kiểm tra được độ chính xác của loadcell.

Ứng dụng của loadcell

Các trạm cân điện tử đều dùng các loadcell nén để cân tải trọng của xe. Thông thường một trạm cân sẽ có từ 4-8 loadcell tùy theo tải trọng.

Ngoài ra, các cẩu trục thì dùng loadcell dạng kéo để xác định trọng lượng của vật thể đang cẩu. Gần đây mình cũng biết thêm được rằng các cầu dây văng cũng dùng các loadcell để đo lực kéo nhằm đảm bảo lực căng đúng như thiết kế.

Loadcell và những điều cần biết

Đầu cân loadcell

Anh em nghe tới đầu cân loadcell thì cần biết rằng một đầu cân loadcell sẽ có một hoặc nhiều loadcell. Đối với các tải trọng lớn, có nhiều chân thì sẽ lắp nhiều loadcell cùng thông số để chia tải.

Ví dụ: một silo có 4 chân cần dùng 4 loadcell để chia tải. Tổng tải của silo phải chia đều cho 4 loadcell. Lưu ý rằng, 4 loadcell lắp vào chân silo phải cùng thông số kỹ thuật.

Các loadcell này cần được vào bộ cộng tín hiệu loadcell hay còn gọi là hộp nối trước khi cho vào bộ hiển thị loadcell hay PLC.

Bộ cộng tín hiệu loadcell

Bộ cộng tín hiệu loadcell còn được gọi là hộp nối loadcell có chức năng tổng hợp cho các đầu cân từ 2 loadcell trở lên. Do các loadcell có tín hiệu ngõ ra rất nhỏ dạng mv/v nên việc trang bị cộng tín hiệu loadcell giúp tín hiệu ra chính xác và ổn định.

Một bộ cộng tín hiệu loadcell có thể nhận từ 4,6,8 loadcell cùng lúc. Sau đó xuất ra duy nhất 1 đầu ra với 4 dây hoặc 6 dây.

Bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell

Bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell là một thiết bị không thể thiếu khi mà anh em cần đưa tín hiệu về PLC hay Scadar để giám sát và điều khiển.

Chức năng của bộ chuyển đổi tín hiệu loadcel chính là khuếch đại tín hiệu mv/v của loadcell thành tín hiệu Analog 4-20mA, 0-10V tiêu chuẩn mà các bộ lập trình có thể đọc được.

Với yêu cầu ngày càng cao thì các bộ khuếch đại tín hiệu loadcell có nhiều tùy chọn ngõ ra hơn như: modbus RTU, Modbus TCP-IP, Profinet, Ethernet IP…

Tôi ví dụ:

Z-SG: có ngõ ra analog 4-20mA / 0-10V và Modbus RTU ( kèm đế )
Z-SG3: ngõ ra 0-20mA, 0-10V, Modbus RTU tích hợp không cần dùng đế
ZE-SG3: ngõ ra 0-20mA, 0-10V, Modbus RTU, Modbus TCP-IP
ZE-SG3-P: ngõ ra Profinet cho PLC Siemens

Với một phiên bản khác nhau chúng ta sẽ những ngõ ra chuyên biệt khác nhau. Chính vì thế anh em cần xác định tín hiệu ngõ ra mình cần là gì.

Quy ước màu dây loadcell

Khi nhìn vào sơ đồ đấu dây của loadcell với bộ khuếch đại loadcell hay bộ điều khiển loadcell chúng ta thường chỉ thấy các ký hiệu EX+, EX-, SE+, SE-, SI+, SI-. Màu dây của loadcell không giống nhau.

Chính vì thế anh em muốn dựa vào màu sắc của dây loadcell để đấu dây thì sẽ dể sai lầm.

Mình lấy ví dụ, cúng 1 hãng sản xuất loadcell nhưng Mettle Toledo lại có nhiều mã hàng có màu sắc khác nhau.

Chính vì thế không có quy ước màu dây loadcell nào gọi tiêu chuẩn. Thông thường sẽ có 4 màu: Đỏ – Xanh – Trắng – Đen, tùy hãng sẽ quy định màu dây tương ứng với tín hiệu ngõ ra.

Chúc anh em thành công ! Có thắc mắc gì cứ liên hệ mình nhé.

Kỹ sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hòa

Giải Pháp

Bộ hiển thị 4-20mA 0-10V

Đã đăng trên 11/07/202411/07/2024 bởi Nguyễn Minh Hòa

11
Th7

Bộ hiển thị 4-20mA 0-10V nhận tín hiệu từ các thiết bị đo như áp suất, nhiệt độ, cảm biến đo mức, cảm biến lưu lượng, cảm biến rò rỉ khí … Tất cả bộ hiển thị 4-20mA, 0-10V đều có chức năng hiển thị giá trị 4-20mA, 0-10V và quy đổi giá trị 4-20mA, 0-10V thành số thực của cảm biến.

Nói cách khác bộ hiển thị 4-20mA 0-10V đọc giá trị tín hiệu điện từ các cảm biến sau đó quy đổi thành giá trị nhiệt độ, áp suất, mức nước, phần trăm …

Các bộ hiển thị chuyên dụng sẽ cho phép hiển thị -9999…+9999 tức là chúng ta có thể tùy chọn số ký tự hiển thị. Điều này làm tăng độ phân giải cho thiết bị đo.

Nội Dung Chính

Bộ hiển thị 4-20mA 0-10V là gì?

Bộ hiển thị là một thiết bị được dùng để hiển thị giá trị đo lường của các thiết bị đo qua màn hình. Các thiết bị đo thông thường sẽ truyền tín hiệu dạng dòng điện 4-20mA hoặc điện áp 0-5V, 0-10V.

Bộ hiển thị 4-20mA 0-10V làm việc tương đối đơn giản ( với người trong ngành kỹ thuật ). Nhưng đối với người không chuyên thì việc sử dụng cũng tương đối phức tạp.

Để sử dụng hiệu quả, nhanh chóng chúng ta cần hiểu rõ chức năng cần sử dụng là gì. Cách cài đặt và đấu nối ra sao.

Chức năng sử dụng hiển thị 4-20mA, 0-10V

Chức năng hiển thị 4-20mA, 0-10V tức là chỉ thuần hiển thị giá trị Analog 4-20mA, 0-10V trên màn hình. Đây là cấu hình tối thiểu của bộ hiển thị 4-20mA.

Các cảm biến đo lường sẽ truyền tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V về giám sát, điều khiển. Nếu chúng ta muốn hiển thị giá trị tín hiệu truyền về thì cần cài đặt 2 mốc: Zero 4mA hoặc 0V và Spain là 20mA hoặc 10V.

Chức năng quy đổi giá trị đo của cảm biến thông qua 4-20mA, 0-10V

Bộ hiển thị 4-20mA 0-10V có một chức năng rất hay đó chính là quy đổi giá trị tín hiệu truyền về thành giá trị đo thực tế của cảm biến.

Tôi ví dụ:

Cảm biến áp suất 0-10 bar có tín hiệu ngõ ra 4-20mA.

Thông qua bộ hiển thị 4-20mA bạn có thể hiển thị giá trị 0-10bar bằng tín hiệu truyền về của cảm biến áp suất.

Tại 4mA truyền về sẽ là 0 bar,
Tại 12mA truyền về là 5 bar
Tại 20mA truyền về là 10 bar

Giá trị áp suất sẽ là tuyến tính với độ chính xác cao độ phân giải 10,000 bar hoặc tùy chinh 10.000 mbar. Độ phân giải cao hay thấp phụ thuộc vào loại bộ hiển thị mà bạn lựa chọn.

Bộ hiển thị STR551

Bộ hiển thị STR551 được sản xuất tại Italy với tiêu chuẩn G7. Nội tại là bộ hiển thị 4-20mA 0-10V tốt nhất với các chức năng:

Kích thước 96 x 48 x 96 mm
Lắp đặt trên mặt tủ
Hiển thị đơn vị đo theo loại cảm biến: %, bar, Pa, Kpa, mA, oC, ppm …
Hiển thị OLED với 5 chữ số
Tùy chọn độ phân giải: 0.000 …. 1000.0, có thể tùy chỉnh -1999 …+ 9999
Đọc được nhiều tín hiệu khác nhau: 4-20mA, 0-10V, Pt100, can nhiệt 2 dây J, K, T, E, S, R, N, C, L., biến trở …
Tín hiệu ngõ ra: 2 x relay cảnh báo và 4-20mA
Truyền thông: modbus RTU

Kết nối cảm biến 4-20mA – sử dụng nguồn ngoài

Kết nối 4-20mA nguồn bên ngoài với STR551

Bất kỳ một cảm biến đo lường nào cũng cần có nguồn để hoạt động. STR551 cho chúng ta tùy chọn nhận cảm biến 4-20mA nguồn với bộ nguồn ngoài hoặc nguồn của chính STR551.

Trường hợp này chúng ta kết nối như sau:

Terminal: 13 ( – ) là Gnd
Terminal: 14 ( + ) 4-20mA truyền về

Trường hợp thứ 2 là STR551 tự cấp nguồn cho cảm biến 4-20mA

Kết nối cảm biến 4-20mA – sử dụng nguồn STR551

STR551 phát nguồn 24Vdc đọc cảm biến 4-20mA

STR551 có thể tự phát nguồn 24Vdc với với dòng điện max 35mA. Điều này thuận tiện cho việc kết nối với các cảm biến 4-20mA mà không cần sử dụng thêm bộ nguồn 24Vdc.

Trường hợp này chúng ta kết nối như sau:

Terminal: 10 ( => ) là phát nguồn 24Vdc
Terminal: 14 ( <= ) nhận 4-20mA truyền về

Dù là cách đấu dây thế nào thì chân Terminal 14 cũng là nhận 4-20mA về.

Kết nối tín hiệu 0-10V

Đối với kết nối với cảm biến có tín hiệu 0-10V chúng ta chỉ cần kết nối vào 2 chân 13 và 14.

Cụ thể như sau:

Terminal 13: 0V
Termonal 14: 10V

Việc kết nối tín hiệu 4-20mA và 0-10V khá đơn giản trên STR551. Với Terminal 14 là chân nhận tín hiệu chính, còn các chân 13, 10 lần lượt là chân âm và phát nguồn.

Chúc các bạn thành công !
Kỹ sư Cơ – Điện Tử
Nguyễn Minh Hòa

Kiến Thức Tự Động Hóa

Công suất điện được đo bằng đơn vị nào

Đã đăng trên 08/07/202408/07/2024 bởi Nguyễn Minh Hòa

Công suất điện được đo bằng đơn vị nào

08
Th7

Tất cả các thiết bị sử dụng điện đều được gọi chung là thiết bị tiêu thụ điện. Giá điện được tính theo công suất tiêu thụ điện. Điều chúng ta quan tâm là sao để sử dụng điện tiết kiệm nhất.

Chúng ta thường thấy khá nhiều khái niệm W, KW, KWh … Vậy công điện được đo bằng đơn vị nào?

Công suất điện được đo bằng Watt. Ký hiệu là W.

Đây là một đơn vị trong hệ thống đo lường SI. Watt là công suất được sinh ra khi dòng điện 1 amoe ( 1A ) chạy qua điện trở 1 ohm ( 1 ohm ) trong 1 giây ( 1s ).

Ngoài Watt chúng ta có nhiều đơn vị đo công suất khác:

Kilowatt (kW): 1 kW bằng 1.000 W.
Megawatt (MW): 1 MW bằng 1.000.000 W.
Gigawatt (GW): 1 GW bằng 1.000.000.000 W.
Terawatt (TW): 1 TW bằng 1.000.000.000.000 W.
Petawatt (PW): 1 PW bằng 1.000.000.000.000.000 W.

Việc sử dụng đơn vị W, KW, MW… phu thuộc vào giá trị của công suất cần đo. Đối với các hộ gia đình thì công suất nhỏ sẽ được tính bằng KW, đối với các nhà máy tiêu thụ điện lớn thì sẽ dùng MW, GW…

Nội Dung Chính

Công suất điện được đo bằng đơn vị nào?

Chúng ta sẽ thấy có vài đơn vị công suất điện xuất hiện trên các thiết bị tiêu thụ điện như W, KW, KWh. Vậy sự khác biệt của chúng là gì?

W (Watt): Là đơn vị đo công suất điện tức thời, thể hiện lượng năng lượng được tiêu thụ trong một giây. Ví dụ: bóng đèn 60W tiêu thụ 60 Joule năng lượng mỗi giây.

kW (Kilowatt): Là đơn vị lớn hơn W, bằng 1.000 W. Nó thường được sử dụng để đo công suất của các thiết bị điện có công suất lớn hơn, như máy lạnh, bình nóng lạnh, máy giặt, v.v.

kWh (Kilowatt-giờ): Là đơn vị đo lượng năng lượng điện tiêu thụ trong một khoảng thời gian, được tính bằng tích của công suất (kW) và thời gian (giờ). Ví dụ: nếu bạn sử dụng máy lạnh 1kW trong 2 giờ, bạn đã tiêu thụ 2 kWh điện năng.

Phân biệt W, kW và kWh:

kW (Kilowatt): Là đơn vị lớn hơn W, 1Kw = 1.000 W. Nó thường được sử dụng để đo công suất của các thiết bị điện có công suất lớn hơn, như máy lạnh, bình nóng lạnh, máy giặt, v.v.

kWh (Kilowatt-giờ): Là đơn vị đo lượng năng lượng điện tiêu thụ trong một khoảng thời gian, được tính bằng tích của công suất (kW) và thời gian (giờ). Ví dụ: nếu bạn sử dụng máy lạnh 1kW trong 8 giờ, bạn đã tiêu thụ 8 kWh điện năng.

Tóm lại:

W: Đo công suất điện tức thời (lượng năng lượng tiêu thụ mỗi giây).
kW: Đo công suất điện lớn hơn (1.000 W).
kWh: Đo lượng năng lượng điện tiêu thụ trong một khoảng thời gian (tích của kW và giờ).

Tính công suất tiêu thụ điện năng

Ví dụ:

Bóng đèn 100W (công suất) hoạt động trong 5 giờ sẽ tiêu thụ 500 Wh (năng lượng).
Máy lạnh 2kW hoạt động trong 6 giờ sẽ tiêu thụ 12 kWh (năng lượng).

Giá điện 2.000 VND / kW thì chí phí gồm:

Đèn 500wh = 0,5kW x 2000 = 1.000 VND
Máy lạnh 12 kWH x 2000 = 24.000 VND

1 HP bằng bao nhiêu kW

1 HP hay còn gọi là mã lực hay sức ngựa. Người ta quy đổi 1 HP bằng kW khác nhau ở từng nước. Ví dụ:

Tại Anh, 1 HP = 0,7457 kW
Tại Pháp, 1 HP = 0,7355 kW
Tại Việt Nam, 1 HP = 0,75 kW

Đồng hồ đo công suất tiêu thụ điện công nghiệp

Đồng hồ đo công suất tiêu thụ điện được lắp sau CP để đo công suất điện sử dụng. Trước kia đồng hồ đo công suất điện thường là loại đồng hồ cơ. Ngày nay, đồng hồ đo công suất điện đa phần đều là loại điện tử.

Để đo công suất tiêu thụ điện chúng ta cần có đồng hồ đo công suất và CT dòng hay còn gọi là biến dòng. Có nhiều loại biến dòng khác nhau ảnh hưởng tới sai số của đồng hồ đo.

Đồng hồ đo công suất tiêu thụ điện S711B6MOD

Đồng hồ đo công suất điện năng S711B6MOD

Đồng đo công suất tiêu thụ điện S711B6MOD được thiết kế để nhận tất cả các loại CT dòng có ngõ ra 0-5A. Điều này có nghĩa rằng S711B6MOD có thể dùng CT dòng của chính Seneca hoặc của các hãng khác một cách tùy ý.

Kiểm tra công suất tiêu thụ điện trên S711B6MOD

Seneca S711B6MOD là loại đo công suất cơ bản nhất tương thích với tất cả các loại CT dòng có sẵn có ngõ ra 0-1A, 0-5A của nhà máy.

Tuy nhiên, đo công suất tiêu thụ qua các CT dòng sơ cấp 0-5A thường có sai số lớn do các biến dòng này sai số biến thiên theo tải.

Để đo công suất tiêu thụ điện năng chính xác chúng ta cần sử dụng biến dòng kẹp Rogowski coils.

Đồng hồ đo công suất điện năng S711EROGMOD30

Đồng hồ đo công suất S711EROGMOD30

Seneca S711EROGMOD30 được thiết kế gồm đồng hồ S711 và 3 cuộn CT dòng của Rogowski coils. Điểm nội bật của Seneca S711EROGMOD30 chính là sai số thấp:

0,2% (voltage),
0,4% (current),
0,5% (power)

So với CT dòng ngõ ra 0-5A sai số có thể lên tới vài chục Ampe khi đo cơng suất lớn. Còn đối với S711EROGMOD30 sai số luôn cố định ở mức 0,5% cho công suất tiêu thụ.

Đặc điểm nổi bật của CT dòng Rogowski coils:

Tháo lắp dễ dàng với cơ chế kẹp
Độ chính xác cao
Dòng tải cao lên đến 10.000A
Đồng hồ có thể thay đổi dòng tải tương ứng để có độ chính xác phù hợp.
Tương thích với S711EROGMOD30

Như vậy, để đo công suất điện năng chúng ta có hai lựa chọn:

Sử dụng CT dòng chuẩn 0-5A có sẵn hoặc mua mới tùy ý.
Sử dụng CT Rogowski coils đi kèm S711EROGMOD30 với độ chính xác cao

Việc lựa chọn thiết bị phù hợp sẽ mang tới độ chính xác, tiết kiệm chi phí và tối ưu thời gian lắp đặt. Công suất được đo bằng đơn vị nào phụ thuộc vào tải của khu vực cần đo.

Chúc các bạn thành công !

Kỹ sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hòa

Giải Pháp

Cảm Biến Chất Lỏng – Phát Hiện – Đo Mức

Đã đăng trên 02/07/202420/09/2024 bởi Nguyễn Minh Hòa

Cảm biến chất lỏng không tiếp xúc - xuyên thấu qua thành bồn

02
Th7

Cảm biến chất lỏng hay còn gọi là cảm biến mực nước, cảm biến mức nước. Đây là một thiết bị được sử dụng để phát hiện sự có mặt của chất lỏng nói chung và nước nói riêng.

Cảm biến sẽ phát hiện sự hiên diện hoặc sự thay đổi của chất lỏng đối với môi trường xung quanh.

Cảm biến chất lỏng được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau:

Phát hiện rò rỉ nước
Cảnh báo lũ lụt
Theo dõi mực chất lỏng trong bồn
Đo mực nước giếng
Phát hiện sự cố tràn
Cảnh báo mực nước quá thấp

Với nhiều ứng dụng như vậy thì sẽ phải có rất nhiều loại cảm biến khác nhau đáp ứng yêu cầu của người sử dụng.

Trạng thái của cảm biến chất lỏng khi làm việc

Nội Dung Chính

Cảm biến chất lỏng không tiếp xúc

Cảm biến chất lỏng không tiếp xúc FLD-32

Để đo chất lỏng mà không cần tiếp xúc chúng ta cần xác định mục đích chúng ta cần là giám sát mức chất lỏng trong bồn chứa, ao hồ, thủy điện … hay chỉ cần biết được mức chất lỏng khi gần tiếp xúc cảm biến hay cảm biến phát hiện chất lỏng xuyên qua thành bồn chứa, ống nghiệm.

Cảm biến siêu âm đo khoảng cách

Cảm biến siêu âm đo khoảng cách ULM-70N

Một trong những cảm biến chất lỏng không tiếp xúc được dùng nhiều nhất đó chính là cảm biến siêu âm đo khoảng cách. Cảm biến siêu âm được dùng phổ biến tới nỗi nhiều người nhầm tưởng rằng nó được thiết kế để đo mức nước.

Thật ra,

Cảm biến siêu âm là giải pháp tối ưu nhất để đo mức chất lỏng nói chung và nước nói riêng. Tất nhiên rằng nhược điểm duy nhất của cảm biến siêu âm đó chính là không thể đo trong môi trường có nhiệt độ và áp suất cao.

Ah, cảm biến siêu âm cũng không thể đo mức cho axit HCL. Mọi người lưu ý để tránh tiền mất tật mang nhé. Axit H2S04 thì được nhé miễn sao nhiệt độ nhỏ hơn 80oC là OK hết.

Cảm biến radar đo khoảng cách ARLM-70N

Cảm biến radar đo mực nước thủy điện

Cảm biến radar được xem là loại cảm biến chất lỏng không tiếp xúc có công nghệ tiên tiến nhất trong tất cả các loại cảm biến chất lỏng. Cảm biến radar đo khoảng cách được dùng nhiều nhất, dễ thấy nhất là trên ô tô. C biến radar được sử dụng cho các yêu cầu đòi hỏi cao về thời gian đáp ứng và chính xác.

Bởi

Thời gian đáp ứng của cảm biến rada được tính bằng mili giây.
Độ chính xác của cảm biến radar là mili mét.

Với các ưu điểm này mà cảm biến radar đo khoảng cách được dùng trong công nghiệp ô tô, công nghiệp đo lường – đo khoảng cách, đo mức nước.

Trong công nghiệp, cảm biến radar được xem là giải pháp tối ưu nhất về độ chính xác. Các đập thủy điện, cống đập đã thay thế cảm biến thủy tĩnh bằng cảm biến radar để có độ chính xác cao nhằm kịp thời ngăn lũ lụt hya sự thay đổi bất thường của đập thủy điện.

Cảm biến mực chất lỏng không tiếp xúc – xuyên thấu qua thành bồn

Cảm biến mực chất lỏng không tiếp xúc này là loại không cần khoét bồn mà vẫn đo báo được mức chất lỏng có tới vị trí lắp cảm biến hay chưa. Nhưng, loại này có những điều kiện nhất định phải đáp ứng thì mới dùng được:

Bồn nhựa, thủy tinh dày từ 8mm trở xuống cho chất lỏng dẫn điện
Bồn chứa kim loại, Inox không dùng được
Chất lỏng không dẫn điện thì độ dày của bồn từ 3mm trở xuống mới đo được

Câu hỏi đặt ra là với các điều kiện sử dụng như vậy thì cảm biến mực nước không tiếp xúc kiểu xuyên thấu đáp ứng được bao nhiêu ứng dụng trong công nghiệp.

Loại cảm biến chất lỏng không tiếp xúc qua thành bồn này được các nhà máy sản xuất hóa chất yêu thích sử dụng. Bởi sử dụng đơn giản, dễ lắp đặt & an toàn.

Cảm biến sẽ được dán bên ngoài hoặc cố định bằng dây rút để định vị vị trí cần báo mức bên trong bồn chứa.

Cảm biến mực chất lỏng

Cảm biến mực chất lỏng được sử dụng nhằm phát hiện chất lỏng đã tới nơi mà lắp đặt cảm biến hay chưa. Ứng dụng này được sử dụng để cảnh báo mức chất lỏng tràn hoặc cạn trong các bồn chứa.

Ngoài ra cảm biến mực chất lỏng còn được sử dụng để phát hiện chất lỏng. Hay nói cách khác là phát sự rò rỉ của chất lỏng.

Chất lỏng ở đây thường gặp là dầu, nước. Cảm biến cần được lắp đúng vị trí để phát hiện rò rỉ hiệu quả.

Cảm biến phát hiện rò rỉ nước

Cảm biến phát hiện rò rỉ nước hàm để xe

Cảm biến phát hiện rò rỉ nước được lắp đặt trong các hầm đỗ xe ô tô, trên tàu … Chúng ta thường quan tâm nhiều tới việc trang bị máy bơm cho các hầm chứa ô tô của tòa nhà nhưng lại quên mất việc trang bị thiết bị cảnh báo sự xuất hiện của nước.

Cảm biến phát hiện rò rỉ nước hoạt động khá đơn giản. Việc sớm phát hiện khi nước tiếp xúc với đầu cảm biến giúp phát ra cảnh báo kịp thời để khởi động bơm nước.

Hoặc điều khiển tự động:

Tín hiệu từ cảm biến sẽ trực tiếp kích hoạt bơm một cách tự động khi có nước tràn vào sàn của hầm để xe hoặc boong tàu. Cả hai đều hoạt động tương tự nhau.

Lưu ý:

Cảm biến chỉ phát hiện sự hiện diện của nước
Sau khi phát hiện có nước cảm biến sẽ xuất một tín hiệu relay để cảnh báo hoặc kích hoạt bơm.
Cảm biến không tự hoạt động mà cần cấp nguồn nuôi 12-24Vdc
Việc lắp đặt sát mặt sàn là cần thiết để phát hiện nước một cách kịp thời.

Cảm biến rò rỉ dầu

Như chúng ta cũng biết nước là một chất dẫn điện và hầu hết các cảm biến đều có thể dùng để phát hiện nước một cách dễ dàng.

Tuy nhiên, với dầu thì lại là một chuyện khác bởi dầu là một chất không dẫn điện. Như vậy cảm biến phát hiện rò rỉ nước hoàn toàn không thể sử dụng cho dầu.

Chúng ta cần sử dụng đúng loại cảm biến phát hiện rỏ rỉ dầu nhằm mang tới hiệu quả nhất.

Cách lắp đặt và sử dụng cảm biến rò rỉ dầu là như nhau. Điểm khác biệt đó chính là loại cảm biến.

Cảm biến phát hiện rò rỉ dầu cần có độ nhạy cao hơn các cảm biến chất lỏng thông thường. RFLS-28N là một trong những cảm biến sử dụng tần số cao có khả năng phát hiện dầu kể cả chất lỏng chưa chạm vào cảm biến.

Xem thêm tại: https://huphaco-pro.vn/

Chúc các bạn thành công !

Kỹ Sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hòa

Giải Pháp

Cảm biến mực nước không tiếp xúc CPS-24

Đã đăng trên 17/06/202417/06/2024 bởi Nguyễn Minh Hòa

17
Th6

Cảm biến mực nước không tiếp xúc CPS-24 được thiết kế để phát hiện sự hiện diện hoặc chuyển động của các vật thể rắn. CPS-24 phù hợp để chỉ báo mức chất lỏng qua thành không dẫn điện của bình chứa hoặc trên ống đo không dẫn điện. Cảm biến này cũng rất phù hợp để phát hiện rò rỉ chất lỏng trong hố thu gom hoặc trực tiếp trên sàn.

Các tính năng chính của CPS-24:

Phát hiện sự hiện diện hoặc chuyển động của vật thể rắn.
Chỉ báo mức chất lỏng qua thành không dẫn điện.
Phát hiện rò rỉ chất lỏng.
Có đèn LED báo hiệu trạng thái cảm biến.
Độ nhạy có thể điều chỉnh bằng chiết áp.
Thiết kế và vật liệu vỏ cho phép sử dụng trong môi trường khắc nghiệt (bụi, nổ, hóa chất) và môi trường sạch (y tế).

Cảm biến mực nước không tiếp xúc CPS-24

Nội Dung Chính

Cảm biến mực nước không tiếp xúc tốt nhất – CPS-24

Cảm biến báo mức nước không tiếp xúc tốt nhất

Cảm biến mức nước không tiếp xúc CPS-24 hoạt động dựa vào nguyên lý tiệm cận điện dung. Có thể phát hiện mức chất lỏng qua thành không dẫn điện của bình chứa hoặc trên ống thủy tinh, phát hiện rò rỉ trên sàn, phát hiện sự hiện diện của chất lỏng trong khu vực xen kẽ của bể chứa hai thành.

Cảm biến CPS-24 còn có khả năng điều chỉnh độ nhạy tương ứng độ dày của thành chứa chất lỏng.

Đặc biệt cảm biến mực nước không tiếp xúc CPS-24 hoạt động trong môi trường khắc nghiệt: Thiết kế và vật liệu của CPS-24 cho phép sử dụng trong môi trường phức tạp (khắc nghiệt, bụi bặm, dễ nổ, ăn mòn) cũng như trong môi trường sạch (công nghệ y tế ).

Thông số kỹ thuật CPS-24

Thông số kỹ thuật	Mô tả
Điện áp cung cấp	7 … 36 V DC (đối với phiên bản “N”)<br>8 … 9 V DC (tối đa 12 V DC) (đối với phiên bản “Xi”)
Dòng điện cung cấp	3/6 mA (trạng thái TẮT/BẬT) (đối với phiên bản “N”)<br>≤ 1 mA / ≥ 2.2 mA (trạng thái TẮT/BẬT) (đối với phiên bản “Xi”)
Dòng điện chuyển mạch	200 mA (đối với đầu ra NPN, PNP)
Cường độ điện môi	500 V AC
Dung lượng ghép nối	2.2 nF
Tần số chuyển mạch tối đa	5 Hz
Khoảng cách cảm biến	0 … 10 mm (có thể điều chỉnh)
Độ trễ	5 … 15%
Nhiệt độ môi trường	-20 … +70°C
Cấp độ bảo vệ	IP671356
Cáp	PVC 3 x 0.5 mm² (đối với phiên bản “N”)<br>PVC 2 x 0.75 mm² (đối với phiên bản “Xi”)
Trọng lượng	Xấp xỉ 0.3 kg (bao gồm cáp 2 m) (đối với phiên bản “N”)
Vật liệu vỏ	Thép không gỉ W.Nr. 1.4301
Bề mặt cảm biến	PTFE
Kiểu đầu ra	NPN (Bộ thu mở) – “NC”, “NO” (đối với phiên bản “N”)789<br>PNP (Bộ thu mở) – “PC”, “PO” (đối với phiên bản “N”)789<br>NAMUR – “RC”, “RO” (đối với phiên bản “Xi”)
Kết nối điện	Đầu ra cáp ngắn (“A”)1112<br>Đầu ra cáp dài (“B”)1112<br>Kết nối (“C”)

Các loại tín hiệu ngõ ra:

NPN (“NC”, “NO”):Sử dụng cho các ứng dụng thông thường trong môi trường không dễ nổ. Loại đầu ra này có sẵn với trạng thái ngõ ra mở (“NO”) hoặc đóng (“NC”) khi không kích hoạt điện cực.
PNP (“PC”, “PO”):Tương tự như NPN, loại đầu ra này cũng sử dụng cho các ứng dụng trong môi trường không dễ nổ. Nó cũng có sẵn với trạng thái ngõ ra mở (“PO”) hoặc đóng (“PC”) khi không kích hoạt điện cực.
NAMUR (“RC”, “RO”):Được thiết kế đặc biệt cho các khu vực nguy hiểm, loại đầu ra này phù hợp với các môi trường dễ nổ. Nó tuân theo tiêu chuẩn NAMUR và có sẵn với các tùy chọn dòng điện thấp hơn (“RO”) hoặc dòng điện cao hơn (“RC”) khi không kích hoạt điện cực.

Cách lắp đặt và sử dụng:

Lắp đặt cách bề mặt 2-5mm
Độ dày ống nghiệm max 10mm
Đối với vật thể kim loại khoảng cách nhận biết 1-8mm
Xoay bộ điều chỉnh bằng vít theo chiều kim đồng hồ để giảm độ nhạy và ngược chiều kim đồng hồ để tăng độ nhạy.

Ứng dụng cảm biến điện dung CPS-24

Cảm biến tiệm cận điện dung CPS-24 được thiết kế để phát hiện sự hiện diện của chất lỏng, chất rắn hoặc chuyển động của các vật thể rắn.

Đối với chất lỏng có thể phát hiện mức nước bên trong thành kính, ống nghiệm, bồn chứa bằng nhựa dù lắp đặt bên ngoài.

Đối với chất rắn có thể phát hiện các vật thể rắn dạng khối không cần tiếp với khoảng cách 8mm có thể điều chỉnh được.

Cảm biến mực nước không tiếp xúc

CPS-24 được xem là một cảm biến mực nước không tiếp xúc hoàn hảo khi mà có thể cảnh báo mức nước hoặc các loại chất lỏng trong ống nghiệm mà không cần lắp trực tiếp vào bên trong.

Khả năng xuyên thấu qua thành ống nghiệm, kính, bồn nhựa với độ dày lên tới 10mm. Tức là các thành dày nhỏ hơn 10mm đều báo chính xác. Với các độ dày lớn hơn 10mm chúng ta cần lựa chọn phương pháp báo mức khác.

Lưu ý: các đường kính ống phải lớn hơn 20mm.

Khả năng xuyên thấu này giúp chúng ta có thể đo mức các bình chứa hóa chất một cách dễ dàng mà không cần phải tiếp xúc với môi chất.

Cảm biến phát hiện rò rỉ dầu

Cảm biến tiệm cận điện dung CPS-24 rất thích hợp để phát hiện rò rỉ chất lỏng trong hố thu gom hoặc trực tiếp trên sàn. Đối với ứng dụng phát hiện rò rỉ, nên sử dụng phiên bản cảm biến có đầu ra thường đóng (NC, PC, RC). Điều này là do cảm biến hoạt động như phát hiện mức tối đa, mặc dù được đặt ở vị trí thấp nhất trong phòng.

Độ nhạy của cảm biến được điều chỉnh bằng cách xoay theo chiều kim đồng hồ sẽ giảm độ nhạy, trong khi xoay ngược chiều kim đồng hồ sẽ tăng độ nhạy. Độ nhạy cơ bản của cảm biến được đặt tại nhà máy là khoảng cách cảm biến trên bề mặt kim loại là 8 mm.

Điều đó có nghĩa rằng chúng ra có thể phát hiện mức dầu – nước tràn trên bề mặt dù có một lượng rất ít.

Cảm biến phát hiện rò rỉ nước tốt nhất

Cảm biến phát hiện rò rỉ nước tốt nhất

Cảm biến mực nước không tiếp xúc CPS-24 được đánh là là cảm biến phát hiện rò rỉ nước tốt nhất với khoảng cách lắp đặt cách bề mặt sàn 2-5mm. Khi có sự xuất hiện của nước cảm biến ngay lập tức xuất tín hiệu cảnh báo kịp thời trước khi quá muộn.

Để sử dụng hiệu quả chúng ta cần một đồ gá PD-24-1 của hãng hoặc tự gia công sao cho lắp tâm lỗ lớn hơn đường kính CPS-24 có kích thước M24 x 1 là OK.

Cảm biến phát hiện vật thể

Cảm biến phát hiện vật thể CPS-24

Cảm biến tiệm cận điện dung CPS-24 được thiết kế để phát hiện sự hiện diện hoặc chuyển động của các vật thể rắn. Cảm biến có thể được sử dụng để phát hiện mức giới hạn của vật liệu rắn, không mài mòn như ngũ cốc, hạt, cát, v.v. trong các bể chứa bằng kim loại.

Để làm được điều này, cảm biến được đặt cách vật thể khoảng 10 mm. CPS-24 có nhiều loại đầu ra khác nhau, bao gồm NPN, PNP và NAMUR, cũng như các biến thể cho môi trường dễ cháy nổ.

Độ nhạy của cảm biến có thể điều chỉnh và được trang bị đèn LED báo hiệu trạng thái. Khi vật thể đi ngang đồng nghĩa đèn LED sáng & đồng thời xuất tín hiệu Relay ra bên ngoài.
Như vậy, cảm biến mực nước không tiếp xúc CPS-24 không chỉ phát hiện nước mà còn có nhiều chức năng khác như phát hiện rỏ rỉ dầu và phát hiện vật thể. Tùy vào ứng dụng cụ thể chúng ta có nhiều cách lắp đặt khác nhau.

Chúc các bạn thành công !

Tin tức

Tối Ưu Đo Lường Công Nghiệp Với Cảm Biến Radar Đo Khoảng Cách

Đã đăng trên 03/06/202404/06/2024 bởi Nguyễn Minh Hòa

03
Th6

Bạn đang gặp khó khăn trong việc đo lường mức chất lỏng; chất sệt hay thậm chí cả chất rắn dạng rời trong môi trường công nghiệp đầy thách thức? Vậy đâu là giải pháp tối ưu cho bài toán này?

Cảm biến radar đo khoảng cách chính là câu trả lời bạn đang vật lộn để tìm kiếm! Với khả năng hoạt động dựa trên nguyên lý sóng radar; công nghệ này mang đến những giải pháp vượt trội cho việc đo mức không tiếp xúc hoặc tiếp xúc; đáp ứng mọi nhu cầu đa dạng của ngành công nghiệp.

Nội Dung Chính

Cảm biến radar đo khoảng cách là gì ?

Phương pháp cảm biến radar đo khoảng cách là phương pháp sử dụng sóng radar; để xác định mức của vật liệu trong bể chứa. Thiết bị phát ra sóng radar; sóng này truyền đến bề mặt vật liệu và phản xạ trở lại thiết bị.

Bằng cách đo thời gian sóng radar di chuyển, thiết bị có thể tính toán khoảng cách đến bề mặt vật liệu; từ đó xác định mức của vật liệu.

Cảm biến radar đo khoảng cách có những loại nào ?

Có hai loại cảm biến radar đo mức chính là:

Cảm biến radar đo khoảng cách không tiếp xúc: Loại cảm biến này phát ra sóng radar từ ăng-ten và không yêu cầu tiếp xúc trực tiếp với vật liệu cần đo.
Cảm biến radar đo khoảng cách tiếp xúc: Loại cảm biến này sử dụng một điện cực để dẫn sóng radar và yêu cầu tiếp xúc trực tiếp với vật liệu cần đo.

Nguyên lý tiếp xúc và không tiếp xúc của cảm biến radar đo khoảng cách

Vậy câu hỏi đặt ra là: nên chọn loại cảm biến nào – tiếp xúc hay không tiếp xúc? Mỗi loại đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng; phù hợp với từng ứng dụng cụ thể. Ta hãy cùng tìm hiểu chi tiết về hai sản phẩm cảm biến radar đo khoảng cách tiêu biểu của Dinel – Czech: ARLM-70N (không tiếp xúc) và GRLM-70 (tiếp xúc) để có lựa chọn tốt nhất cho hệ thống của bạn!

Cảm biến radar đo khoảng cách tiếp xúc GRLM-70

Thông số kĩ thuật

Điện áp cung cấp: 18 – 36 V DC (GRLM-70N(T)), 18 – 30 V DC (GRLM-70Xi(T)); 18 – 33 V DC (GRLM-70Xt(T))

Loại đầu ra: 4 … 20 mA with HART® (GRLM-70_–_ I), RS-485 / Modbus RTU (GRLM-70_–_ M)
Độ chính xác đo cơ bản: ± 2 mm (cho bề mặt phản xạ tham chiếu)
Chiều dài tối đa của điện cực đo: 0.5 … 8m (GRLM-70_–10, 13); 2m (GRLM-70_–11 (12)), 3m (GRLM-70_–20), 40 m (GRLM-70_–30 (33,34,35)), 15m (GRLM-70_–32)
Dải đo có thể điều chỉnh (SPAN): Tối thiểu 200 mm
Vật liệu điện cực: Thép không gỉ W. Nr. 1.4404 (AISI 316 L)
Lớp phủ điện cực: PFA, FEP hoặc PA
Kết nối quy trình:
- Ren ống G 1”
- Ren áp suất NPT 1″
- Kết nối không mối nối – Tri-Clamp ø 50,5 mm hoặc ø 64 mm
Phân loại thiết bị: Thiết bị đo mức GRLM-70 có các phiên bản khác nhau; phù hợp để sử dụng trong môi trường không cháy nổ và dễ cháy nổ (khí hoặc bụi).

Ưu điểm

Cảm biến radar đo khoảng cách tiếp xúc GRLM-70 có thể đo được nhiều loại vật liệu khác nhau. Ngoài ra, thiết bị còn có khả năng đo mức giao diện giữa hai môi trường chất lỏng khác nhau.

Khả năng chống nhiễu cao là một ưu điểm vượt trội của GRLM-70. Thiết bị được thiết kế để hoạt động ổn định trong các môi trường khắc nghiệt; chịu được sự thay đổi của khí quyển (áp suất, nhiệt độ, bụi, hơi nước); và các thông số môi trường (hằng số điện môi, độ dẫn điện).

Hơn nữa, GRLM-70 còn có nhiều tùy chọn điện cực đo khác nhau (thanh hoặc dây); và chiều dài đo khác nhau (từ 0,5m đến 40m); cho phép lựa chọn phù hợp với từng ứng dụng cụ thể.

Đặc biệt, thiết bị được chế tạo bằng thép không gỉ (AISI 316L); đảm bảo an toàn vệ sinh và chống ăn mòn trong các ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.

Nhược điểm

Do sử dụng điện cực đo để truyền và nhận sóng radar; GRLM-70 cần tiếp xúc trực tiếp với vật liệu cần đo. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là điện cực đo có thể bị ăn mòn hoặc mài mòn trong một số môi trường khắc nghiệt hoặc có tính ăn mòn cao.

Hơn nữa, chi phí lắp đặt GRLM-70 có thể cao hơn so với các loại cảm biến không tiếp xúc do cần phải lựa chọn; và lắp đặt điện cực phù hợp với từng ứng dụng.

Cảm biến radar đo khoảng cách không tiếp xúc ARLM-70N

Thông số kĩ thuật

Môi trường làm việc: Khu vực không cháy nổ
Điện áp cung cấp: 18 – 36 V DC

Loại đầu ra: Dòng điện 4 – 20 mA với giao tiếp HART
Sai số đo:
- 3 mm (khoảng cách từ 1m đến 20m)
- 10 mm (khoảng cách từ 0,3m đến 1m)
Phạm vi đo tối đa: 20 m
Vùng chết: 30 cm
Nguyên lý hoạt động: FMCW
Dải nhiệt độ hoạt động: -30 đến +70 °C
Tần số đo: 25 GHz (K-Band)
Chức năng Teaching (dạy): Loại bỏ phản xạ sai từ bên trong bể
Thời gian đo đầu tiên từ khi cấp nguồn: 20 giây
Điện trở tải tối đa:
- U=24V: R=270 Ω
- U=22V: R=180 Ω
- U=20V: R=90 Ω
Cấp bảo vệ: IP 67

Ưu điểm

Ưu điểm nổi bật của ARLM-70N là khả năng đo không tiếp xúc, không yêu cầu tiếp xúc trực tiếp với vật liệu cần đo. Nhờ đó, loại bỏ nguy cơ ăn mòn và mài mòn; đồng thời giảm thiểu yêu cầu bảo trì so với các loại cảm biến tiếp xúc.

Khả năng chống mài mòn của cảm biến radar đo khoảng cách ARLM-70N

Không chỉ vậy, ARLM-70N còn không sử dụng điện cực đo; giúp tiết kiệm thời gian và chi phí vận hành đáng kể. Thiết kế nhỏ gọn, giao diện người dùng thân thiện và không cần hiệu chuẩn phức tạp; giúp việc lắp đặt và vận hành trở nên đơn giản hơn bao giờ hết.

Bên cạnh đó, chi phí lắp đặt và vận hành của ARLM-70N cũng thường thấp hơn so với cảm biến tiếp xúc; mang lại hiệu quả kinh tế cao cho doanh nghiệp.

Nhược điểm

Tuy nhiên, phạm vi đo của ARLM-70N có thể bị giới hạn bởi các yếu tố như bụi, bọt, hơi nước; hoặc các vật cản trong bể chứa. Trong một số trường hợp, đặc biệt là khi có nhiều nhiễu hoặc vật liệu có độ phản xạ kém, độ chính xác của ARLM-70N có thể không cao bằng cảm biến tiếp xúc.

Mặc dù có những hạn chế nhất định, ARLM-70N vẫn là một lựa chọn phù hợp cho các ứng dụng đo mức chất lỏng và chất sệt trong các ngành công nghiệp như dầu khí; hóa chất, thực phẩm, nước giải khát và xử lý nước thải.

So sánh chi tiết ARLM-70N và GRLM-70

Tính năng	ARLM-70N (không tiếp xúc)	GRLM-70 (tiếp xúc)
Nguyên lý hoạt động	FMCW (25 GHz)	TDR (sóng radar dẫn hướng)
Phạm vi đo	Lên đến 20m	Lên đến 40m
Loại vật liệu đo được	Chất lỏng, chất sệt	Chất lỏng, chất sệt, chất rắn dạng rời, bột
Độ chính xác	3mm (1-20m), 10mm (0.3-1m)	±2mm
Môi trường hoạt động	Không cháy nổ	Không cháy nổ, dễ cháy nổ (khí hoặc bụi)
Vật liệu chế tạo	Hợp kim nhôm, nhựa PP	Thép không gỉ, hợp kim niken
Điện cực đo	Không có	Thanh hoặc dây
Đầu ra tín hiệu	4-20mA với HART	4-20mA với HART hoặc RS-485 Modbus RTU

Ví dụ, nếu bạn cần đo mức chất lỏng trong một bể chứa axit, bạn nên sử dụng cảm biến radar không tiếp xúc để tránh ăn mòn điện cực. Tuy nhiên, nếu bạn cần đo mức của một loại bột hoặc hạt; cảm biến radar tiếp xúc sẽ là lựa chọn tốt hơn.

Lời kết

Với những ưu điểm vượt trội như khả năng chống ăn mòn, đo lường chính xác trong môi trường khắc nghiệt và chi phí vận hành hợp lý, cảm biến radar đo khoảng cách từ Dinel là lựa chọn đáng tin cậy cho các ngành công nghiệp từ dầu khí, hóa chất, thực phẩm đến xử lý nước thải.

Để sở hữu các sản phẩm cảm biến radar chất lượng cao, quý khách hàng có thể liên hệ Công ty Kĩ thuật Tự Động Hưng Phát, nhà phân phối chính thức của Dinel tại Việt Nam. Với cam kết về chất lượng sản phẩm và dịch vụ hỗ trợ tận tâm, Hưng Phát sẽ giúp bạn tìm ra giải pháp đo mức phù hợp nhất cho hệ thống của mình.

Đừng ngần ngại liên hệ với Hưng Phát để được tư vấn và trải nghiệm những sản phẩm công nghệ tiên tiến, giúp nâng cao hiệu quả và độ tin cậy cho hệ thống công nghiệp của bạn!

Tin tức

Điện 3 Pha Là Gì? Tìm Hiểu Chi Tiết Về Nguồn Điện Quan Trọng Trong Công Nghiệp

Đã đăng trên 31/05/202431/05/2024 bởi Nguyễn Minh Hòa

31
Th5

Là một kỹ sư điện, tôi thường xuyên được hỏi: “Điện 3 pha là gì?”. Câu hỏi này tưởng chừng đơn giản; nhưng lại mở ra một thế giới kiến thức thú vị về nguồn điện không thể thiếu trong cuộc sống thời nay.

Vậy tại sao điện 3 pha lại quan trọng đến vậy? Bạn có biết rằng hầu hết các nhà máy, xí nghiệp; tòa nhà cao tầng đều sử dụng điện 3 pha? Đó là bởi vì điện 3 pha mang lại hiệu suất vượt trội so với điện 1 pha thông thường; giúp vận hành các thiết bị công suất lớn một cách ổn định và tiết kiệm năng lượng.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau khám phá sâu hơn về điện 3 pha. Tôi sẽ giải đáp những thắc mắc thường gặp như:

Điện áp 3 pha là bao nhiêu? Tại sao lại là 380V?
Điện 3 pha có mấy dây?
Có những loại điện 3 pha nào?

Nội Dung Chính

Điện 3 Pha Là Gì? Giải Thích Nguyên Lý Hoạt Động

Nào, chúng ta hãy cùng đi sâu vào tìm hiểu bản chất của điện 3 pha nhé!

Về mặt kỹ thuật; điện 3 pha là một hệ thống điện xoay chiều đặc biệt. Nó bao gồm ba dòng điện xoay chiều riêng biệt; có cùng tần số và biên độ (cường độ), nhưng điểm thú vị là chúng lệch pha nhau 120 độ.

Tưởng tượng như ba vận động viên chạy trên một đường đua tròn; mỗi người xuất phát ở một vị trí cách nhau 1/3 vòng đua và cùng chạy với tốc độ bằng nhau.

Ưu điểm vượt trội so với điện 1 pha:

Công suất lớn hơn: Điện 3 pha cung cấp công suất lớn hơn đáng kể so với điện 1 pha, giúp vận hành các thiết bị công nghiệp nặng một cách dễ dàng.
Hiệu suất cao hơn: Nhờ sự lệch pha, điện 3 pha giúp động cơ hoạt động êm ái, giảm thiểu rung lắc và tăng tuổi thọ.
Tiết kiệm dây dẫn: Truyền tải cùng một công suất, điện 3 pha cần ít dây dẫn hơn so với điện 1 pha.

Ứng dụng của điện 3 pha

Chính nhờ những ưu điểm vượt trội này, điện 3 pha được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:

Công nghiệp: Nhà máy, xí nghiệp, khu chế xuất…
Nông nghiệp: Máy bơm nước, hệ thống tưới tiêu…
Dân dụng: Tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại, bệnh viện…
Giao thông vận tải: Tàu điện, xe điện…

Như vậy, điện 3 pha không chỉ là một khái niệm trừu tượng mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng cho cuộc sống ngày nay.

Tại Sao Điện Áp 3 Pha Là 380V? Điện 3 Pha Gồm Mấy Dây?

Một câu hỏi thường gặp khác là: “Tại sao điện áp 3 pha lại là 380V?”. Để giải đáp thắc mắc này; chúng ta cần hiểu rõ hơn về hệ thống dây dẫn của điện 3 pha.

Điện áp 380V và 220V:

Trong hệ thống điện 3 pha, có hai mức điện áp chính:

Điện áp dây (hay điện áp pha): Là điện áp giữa hai dây pha bất kỳ, thường là 380V ở Việt Nam.
Điện áp pha (hay điện áp tương đương): Là điện áp giữa một dây pha và dây trung tính (nếu có), thường là 220V ở Việt Nam.

Tiêu chuẩn quốc gia:

Tại Việt Nam, hệ thống điện 3 pha được sử dụng phổ biến là 380V/220V; tuân theo tiêu chuẩn quốc gia.

Điện 3 pha gồm mấy dây?

Tùy vào mục đích sử dụng và cách đấu dây, điện 3 pha có thể có hai loại:

Hệ thống 3 pha 4 dây: Gồm 3 dây pha (thường có màu đỏ, vàng, xanh) và 1 dây trung tính (màu xanh nhạt hoặc đen). Hệ thống này cung cấp cả điện áp 380V và 220V, phù hợp cho cả thiết bị công nghiệp và dân dụng.
Hệ thống 3 pha 3 dây: Chỉ gồm 3 dây pha, không có dây trung tính. Hệ thống này chỉ cung cấp điện áp 380V, thường dùng trong công nghiệp.

Điện 3 pha có điện áp cao; tiềm ẩn nguy cơ gây tai nạn nếu không sử dụng đúng cách. Vì vậy, hãy luôn cẩn trọng và tuân thủ các quy định an toàn khi làm việc với điện 3 pha.

Điện 3 Pha Có Mấy Loại?

Điện 3 pha không chỉ có một hình thức duy nhất, mà đa dạng về chủng loại, phụ thuộc vào cách đấu dây và mục đích sử dụng cụ thể. Trước tiên, xét về cách đấu dây, có hai phương pháp chính là nối hình sao (Y) và nối hình tam giác (Delta).

Sơ đồ mạch sao và mạch tam giác điện 3 pha

Nối hình sao (Y)

Với nối hình sao (Y), ba đầu dây cuốn của ba pha máy phát điện được nối chung tại một điểm gọi là điểm trung tính, từ đó ba đầu dây còn lại được đưa ra ngoài làm dây pha.

Ưu điểm nổi bật của cách đấu này là khả năng lấy được cả điện áp dây (380V) và điện áp pha (220V). Tuy nhiên, nhược điểm của nó là dòng điện trong dây trung tính có thể lớn khi tải không cân bằng, gây ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống.

Nối hình tam giác (Delta)

Ngược lại, nối hình tam giác (Delta) liên kết đầu dây pha này với cuối dây pha kia; tạo thành một mạch kín hình tam giác.

Cách đấu này loại bỏ dây trung tính, giúp dòng điện trong mỗi dây pha bằng nhau; đảm bảo sự cân bằng tải. Tuy nhiên, hệ thống chỉ cung cấp điện áp dây (380V) mà không có điện áp pha (220V); hạn chế khả năng ứng dụng trong một số trường hợp.

Điện 3 pha công nghiệp

Ngoài ra, xét về ứng dụng; điện 3 pha được chia thành hai loại chính: điện 3 pha công nghiệp và điện 3 pha dân dụng.

Điện 3 pha công nghiệp được sử dụng rộng rãi tại các nhà máy, xí nghiệp; khu công nghiệp… với yêu cầu công suất lớn và điện áp cao để vận hành máy móc. Tùy vào yêu cầu cụ thể; hệ thống đấu dây hình sao hoặc tam giác sẽ được lựa chọn để tối ưu hiệu suất và đảm bảo an toàn.

Điện 3 pha dân dụng

Đối với điện 3 pha dân dụng, ứng dụng chủ yếu tập trung vào các tòa nhà cao tầng, chung cư; trung tâm thương mại… để cung cấp điện cho thiết bị gia dụng, thang máy và hệ thống chiếu sáng.

Hệ thống đấu dây hình sao thường được ưu tiên để cung cấp cả điện áp 380V và 220V; đáp ứng nhu cầu đa dạng của các thiết bị điện trong đời sống hàng ngày.

Một Số Lưu Ý Quan Trọng Khi Sử Dụng Điện 3 Pha

Mặc dù mang lại nhiều lợi ích, điện 3 pha cũng tiềm ẩn những nguy cơ mất an toàn nếu không được sử dụng đúng cách. Vì vậy, để đảm bảo an toàn cho bản thân và thiết bị, bạn cần lưu ý một số điều quan trọng.

Trước hết, hãy luôn đặt an toàn lên hàng đầu bằng cách ngắt nguồn điện trước khi thực hiện bất kỳ thao tác nào trên hệ thống điện 3 pha. Bên cạnh đó, việc sử dụng các dụng cụ bảo hộ như găng tay cách điện, giày cách điện khi làm việc với điện cũng vô cùng quan trọng.

Ngoài ra, không tự ý sửa chữa hoặc thay đổi hệ thống điện nếu không có kiến thức chuyên môn, hãy liên hệ với thợ điện chuyên nghiệp để được hỗ trợ.

Đồ bảo hộ khi sữa chữa có nguồn điện 3 pha

Tiếp theo, việc lựa chọn thiết bị phù hợp cũng góp phần đảm bảo an toàn và hiệu quả sử dụng điện 3 pha. Bạn nên chọn các thiết bị điện 3 pha có công suất và điện áp phù hợp với nhu cầu sử dụng, tránh tình trạng quá tải gây cháy nổ.

Đồng thời, đảm bảo thiết bị có nguồn gốc rõ ràng, chất lượng đảm bảo và được kiểm định an toàn để tránh các sự cố đáng tiếc.

Cuối cùng, kiểm tra định kỳ hệ thống điện 3 pha là việc làm cần thiết để phát hiện sớm các dấu hiệu hư hỏng, rò rỉ điện. Việc bảo dưỡng định kỳ các thiết bị điện cũng giúp đảm bảo hoạt động ổn định và kéo dài tuổi thọ của chúng.

Lời kết

Qua bài viết này, hy vọng bạn đã có cái nhìn tổng quan và hiểu rõ hơn về điện 3 pha – một nguồn điện quan trọng không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại. Chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu về định nghĩa; nguyên lý hoạt động, ưu điểm vượt trội; các loại điện 3 pha phổ biến cũng như những lưu ý quan trọng khi sử dụng.

Tuy nhiên, kiến thức về điện 3 pha không chỉ dừng lại ở đó. Nếu bạn muốn tìm hiểu sâu hơn về các vấn đề liên quan như biến áp 3 pha; động cơ 3 pha hay cách tính toán công suất, đừng ngần ngại tìm kiếm thêm thông tin trên các nguồn tài liệu uy tín hoặc liên hệ với các chuyên gia về điện.

Nếu có bất kỳ câu hỏi hoặc thắc mắc nào; hãy để lại bình luận bên dưới. Tôi luôn sẵn lòng giải đáp và chia sẻ kiến thức của mình với bạn. Cảm ơn bạn đã đọc bài viết này và hẹn gặp lại trong những bài viết tiếp theo!

Tin tức, Kiến Thức Tự Động Hóa

Tự động hóa là gì? Ứng dụng & Cơ hội việc làm ngành Tự động hóa

Đã đăng trên 26/05/202426/05/2024 bởi Nguyễn Minh Hòa

26
Th5

Tự động hóa là gì? Bạn có bao giờ tưởng tượng một thế giới nơi máy móc làm việc không ngừng nghỉ; sản xuất hàng loạt sản phẩm đồng nhất, chính xác đến từng chi tiết? Hay một dây chuyền sản xuất thông minh, nơi robot phối hợp nhịp nhàng; tối ưu hóa quy trình, giảm thiểu sai sót?

Đó chính là tự động hóa – một cuộc cách mạng công nghệ đang làm thay đổi hoàn toàn cách chúng ta sản xuất, vận hành và sống. Trong thời đại công nghiệp 4.0, tự động hóa không còn là lựa chọn; mà là yếu tố sống còn để doanh nghiệp cạnh tranh và phát triển.

Nội Dung Chính

Tự động hóa là gì?

Định nghĩa chi tiết về tự động hóa

Về bản chất, ta có thể hiểu; tự động hóa là quá trình sử dụng các công nghệ tiên tiến như máy móc, hệ thống điều khiển; cảm biến và phần mềm để thực hiện các nhiệm vụ một cách tự động; giảm thiểu sự can thiệp của con người.

Tự động hóa không chỉ đơn thuần là thay thế sức lao động của con người bằng máy móc; nó còn bao gồm việc tối ưu hóa quy trình, nâng cao hiệu suất; đảm bảo chất lượng và tạo ra giá trị gia tăng cho doanh nghiệp.

Phân loại các loại tự động hóa

Tùy thuộc vào mức độ phức tạp và khả năng thích ứng; tự động hóa được chia thành nhiều loại khác nhau:

Tự động hóa cố định (Hard Automation): Đây là loại tự động hóa được thiết kế để thực hiện một nhiệm vụ cụ thể, lặp đi lặp lại; không có khả năng thay đổi linh hoạt. Ví dụ điển hình là dây chuyền lắp ráp ô tô; nơi các robot thực hiện các công việc hàn, sơn, lắp ráp một cách chính xác và liên tục.

robot hàn công nghiệp thực hiện công việc lặp đi lặp lại

Tự động hóa lập trình (Programmable Automation): Loại tự động hóa này cho phép thay đổi chương trình điều khiển để thực hiện các nhiệm vụ khác nhau. Máy CNC là một ví dụ; nó có thể được lập trình để cắt, phay, khoan nhiều loại vật liệu khác nhau.

Tự động hóa mềm dẻo (Flexible Automation): Đây là loại tự động hóa tiên tiến nhất, cho phép máy móc tự động thích ứng với những thay đổi trong môi trường làm việc; sản phẩm hoặc quy trình. Robot cộng tác (cobot) là một minh chứng; chúng có thể làm việc cùng với con người, hỗ trợ thực hiện các nhiệm vụ phức tạp và thay đổi linh hoạt theo yêu cầu.

Hiểu rõ về tự động hóa là bước đầu tiên; để chúng ta có thể tận dụng tối đa tiềm năng của công nghệ này. Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ cùng nhau khám phá những ứng dụng đa dạng của tự động hóa trong các ngành công nghiệp khác nhau; từ sản xuất, nông nghiệp, đến y tế và dịch vụ.

Ứng dụng của ngành tự động hóa là gì?

Tự động hóa không chỉ giới hạn trong một lĩnh vực cụ thể, mà đã và đang len lỏi vào mọi ngóc ngách của nền kinh tế; từ sản xuất, nông nghiệp, logistics, y tế cho đến dịch vụ.

Tự động hóa trong sản xuất

Đây là lĩnh vực ứng dụng tự động hóa phổ biến và rõ nét nhất. Các nhà máy hiện đại ngày nay được trang bị hàng loạt máy móc; robot tự động thực hiện các công việc như lắp ráp, hàn, sơn, đóng gói…

Dây chuyền sản xuất tự động giúp tăng năng suất; giảm chi phí và nâng cao chất lượng sản phẩm. Hệ thống điều khiển quá trình tự động (SCADA) giám sát và điều khiển toàn bộ quy trình sản xuất; đảm bảo hoạt động liên tục và hiệu quả.

Tự động hóa trong nông nghiệp

Nông nghiệp thông minh đang trở thành xu hướng tất yếu; giúp giải quyết bài toán thiếu hụt lao động và nâng cao năng suất cây trồng. Các hệ thống tưới tiêu tự động, máy móc nông nghiệp tự động như máy gieo hạt; máy thu hoạch, máy phun thuốc trừ sâu… giúp nông dân tiết kiệm thời gian và công sức.

Quản lý trang trại thông minh sử dụng cảm biến; dữ liệu và trí tuệ nhân tạo để tối ưu hóa việc chăm sóc cây trồng, vật nuôi và quản lý tài nguyên.

Tự động hóa trong logistics

Logistics là một ngành phức tạp, đòi hỏi sự chính xác và tốc độ cao. Tự động hóa đã mang đến những giải pháp đột phá như kho vận tự động; hệ thống phân loại hàng tự động; giúp xử lý hàng hóa nhanh chóng và hiệu quả.

Quản lý chuỗi cung ứng tự động sử dụng phần mềm và công nghệ để theo dõi; dự báo và tối ưu hóa toàn bộ quá trình vận chuyển hàng hóa, từ nhà sản xuất đến tay người tiêu dùng.

Tự động hóa trong y tế

Tự động hóa không chỉ giúp các bác sĩ thực hiện phẫu thuật chính xác hơn với robot phẫu thuật; mà còn hỗ trợ chẩn đoán bệnh nhanh chóng và hiệu quả thông qua hệ thống chẩn đoán hình ảnh tự động.

Quản lý hồ sơ bệnh án điện tử giúp lưu trữ và truy xuất thông tin bệnh nhân dễ dàng; tiết kiệm thời gian và giảm thiểu sai sót.

Tự động hóa trong dịch vụ

Chatbot tự động trả lời khách hàng 24/7; hệ thống đặt hàng và thanh toán tự động mang đến trải nghiệm mua sắm tiện lợi và nhanh chóng. Các khách sạn, nhà hàng cũng ứng dụng tự động hóa để quản lý đặt phòng, phục vụ khách hàng và thanh toán.

Sự phát triển của tự động hóa không chỉ là một cuộc cách mạng công nghệ; mà còn là một cuộc cách mạng về tư duy và cách thức chúng ta làm việc, sản xuất và phục vụ. Tự động hóa đang mở ra những cơ hội mới, tạo ra những giá trị mới và định hình lại tương lai của chúng ta.

Kỹ sư tự động hóa – Người kiến tạo tương lai

Đằng sau những dây chuyền sản xuất hiện đại; những hệ thống điều khiển tinh vi là bóng dáng của những kiến trúc sư tài ba – các kỹ sư tự động hóa.

Họ chính là những người thổi hồn vào những cỗ máy vô tri; biến chúng thành những công cụ đắc lực giúp nâng cao năng suất; chất lượng và hiệu quả công việc.

Vai trò không thể thay thế của kỹ sư tự động hóa

Kỹ sư tự động hóa đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế; xây dựng, vận hành và bảo trì các hệ thống tự động hóa.

Họ là những người am hiểu sâu sắc về cả phần cứng (máy móc, thiết bị); và phần mềm (hệ thống điều khiển, thuật toán); có khả năng kết hợp hài hòa giữa lý thuyết và thực tiễn để tạo ra những giải pháp tối ưu cho doanh nghiệp.

Kỹ sư tự động hóa là những người kiến tạo tương lai

Thiết kế: Kỹ sư tự động hóa chịu trách nhiệm thiết kế các hệ thống tự động hóa phù hợp với yêu cầu cụ thể của từng ngành công nghiệp và từng doanh nghiệp. Họ phải tính toán, lựa chọn các thiết bị, phần mềm phù hợp; đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, hiệu quả và an toàn.
Vận hành: Sau khi hệ thống được lắp đặt, kỹ sư tự động hóa sẽ hướng dẫn vận hành, kiểm tra và hiệu chỉnh để đảm bảo hệ thống hoạt động đúng theo thiết kế. Họ cũng phải thường xuyên giám sát, phân tích dữ liệu để phát hiện và khắc phục sự cố kịp thời.
Bảo trì: Để hệ thống tự động hóa hoạt động bền bỉ và hiệu quả, kỹ sư tự động hóa cần lên kế hoạch bảo trì định kỳ; thay thế linh kiện, cập nhật phần mềm và nâng cấp hệ thống khi cần thiết.

Kỹ năng cần có của một kỹ sư tự động hóa chất lượng

Để trở thành một kỹ sư tự động hóa giỏi; bạn cần trang bị cho mình những kỹ năng sau:

Kiến thức chuyên môn vững vàng: Nắm chắc kiến thức về cơ khí, điện tử, điều khiển tự động; lập trình PLC, SCADA, HMI…
Kỹ năng giải quyết vấn đề: Khả năng phân tích; đánh giá và tìm ra giải pháp cho các vấn đề phát sinh trong quá trình thiết kế; vận hành và bảo trì hệ thống.
Kỹ năng làm việc nhóm: Khả năng phối hợp với các thành viên khác trong nhóm; cũng như các bộ phận khác trong doanh nghiệp để hoàn thành dự án.
Kỹ năng giao tiếp: Khả năng truyền đạt thông tin rõ ràng, dễ hiểu cho cả đồng nghiệp và khách hàng.
Kỹ năng ngoại ngữ: Tiếng Anh là ngôn ngữ phổ biến trong lĩnh vực tự động hóa; vì vậy kỹ năng đọc hiểu tài liệu kỹ thuật, giao tiếp với đối tác nước ngoài là rất cần thiết.

Cơ hội việc làm và mức lương hấp dẫn

Tự động hóa đang là xu hướng tất yếu của thời đại công nghiệp 4.0; kéo theo nhu cầu tuyển dụng kỹ sư tự động hóa ngày càng tăng cao.

Các kỹ sư tự động hóa có thể làm việc trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ sản xuất; chế tạo, năng lượng, đến dầu khí, hóa chất, thực phẩm, dược phẩm…

Mức lương của kỹ sư tự động hóa cũng rất hấp dẫn, tùy thuộc vào kinh nghiệm, trình độ và quy mô công ty.

Mức lương khởi điểm có thể từ 10-15 triệu đồng/tháng; và có thể tăng lên 20-30 triệu đồng/tháng hoặc hơn đối với những kỹ sư có kinh nghiệm và năng lực tốt.

Với những tiềm năng và cơ hội rộng mở, không ngạc nhiên khi nghề kỹ sư tự động hóa đang trở thành một trong những nghề “hot” nhất hiện nay.

Nếu bạn đam mê công nghệ, yêu thích sự sáng tạo và muốn góp phần xây dựng một tương lai tự động hóa, thì đây chính là con đường dành cho bạn!

Xu hướng phát triển của tự động hóa trong tương lai

Trí tuệ nhân tạo (AI) và tự động hóa: Bộ đôi hoàn hảo

Sự kết hợp giữa trí tuệ nhân tạo (AI) và tự động hóa đang tạo nên những bước tiến vượt bậc trong nhiều lĩnh vực.

AI giúp máy móc học hỏi và tư duy; từ đó tự đưa ra quyết định và thực hiện các nhiệm vụ phức tạp mà không cần sự can thiệp của con người.

Xe tự lái, robot giao hàng, hệ thống sản xuất thông minh…; là những minh chứng rõ nét cho sự kết hợp đầy sức mạnh này.

Internet of Things (IoT) và tự động hóa: Kết nối vạn vật

Internet of Things (IoT) – mạng lưới kết nối các thiết bị thông minh – đang thúc đẩy tự động hóa lên một tầm cao mới.

Nhờ IoT, các thiết bị có thể giao tiếp, trao đổi dữ liệu và phối hợp hoạt động một cách tự động; tạo nên những hệ thống tự động hóa thông minh, linh hoạt và hiệu quả hơn.

Nhà thông minh, thành phố thông minh, nhà máy thông minh… là những ứng dụng điển hình của IoT trong tự động hóa.

Tự động hóa và chuyển đổi số: Thay đổi cuộc chơi

Tự động hóa không chỉ là một công nghệ, mà còn là một động lực quan trọng thúc đẩy quá trình chuyển đổi số trong doanh nghiệp. Tự động hóa giúp doanh nghiệp tối ưu hóa quy trình, nâng cao năng suất, giảm chi phí và cải thiện trải nghiệm khách hàng.

Tuy nhiên, tự động hóa cũng đặt ra những thách thức mới cho thị trường lao động; đòi hỏi người lao động phải liên tục nâng cao kỹ năng và thích ứng với những thay đổi nhanh chóng của công nghệ.

Lời kết

Tự động hóa không chỉ là một xu hướng công nghệ, mà còn là một cuộc cách mạng đang thay đổi toàn diện cách chúng ta sống và làm việc. Từ những dây chuyền sản xuất thông minh trong nhà máy đến những ứng dụng tiện ích trong đời sống hàng ngày, tự động hóa đã và đang chứng minh vai trò không thể thiếu của mình trong việc nâng cao năng suất, chất lượng và hiệu quả công việc.

Trong tương lai, tự động hóa hứa hẹn sẽ còn phát triển mạnh mẽ hơn nữa, với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo (AI), Internet of Things (IoT) và các công nghệ tiên tiến khác. Đây là thời điểm vàng để bạn bước chân vào lĩnh vực đầy tiềm năng này, khám phá những cơ hội mới và tạo dựng một sự nghiệp vững chắc.

Tại công ty Hưng Phát, với đội ngũ kỹ thuật giàu kinh nghiệm và tâm huyết; chúng tôi tự hào là đơn vị tiên phong trong việc cung cấp các giải pháp tự động hóa toàn diện, đáp ứng mọi nhu cầu của khách hàng. Nếu bạn đang cần tư vấn hoặc hỗ trợ về sản phẩm kỹ thuật tự động hóa, đừng ngại liên hệ với chúng tôi theo thông tin bên dưới. Chúng tôi sẽ ngay lập tức hỗ trợ bạn!

Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết! Chúc các bạn một ngày làm việc hiệu quả và thuận lợi!

Cảm Biến Nhiệt Độ, Tin tức

Cảm biến nhiệt độ 4-20mA: Độ chính xác vượt trội, truyền tín hiệu xa

Đã đăng trên 24/05/202424/05/2024 bởi Nguyễn Minh Hòa

Sự quan trọng trong công nghiệp của cảm biến nhiệt độ 4-20mA

24
Th5

Bạn có bao giờ tự hỏi, tại sao một ly bia mát lạnh lại ngon hơn hẳn khi trời nóng bức? Hay tại sao việc kiểm soát nhiệt độ trong lò nung lại quan trọng đến thế đối với chất lượng sản phẩm thép? Câu trả lời nằm ở cảm biến nhiệt độ 4-20mA; yếu tố tưởng chừng đơn giản nhưng lại đóng vai trò then chốt trong vô vàn ngành công nghiệp.

Tuy nhiên, đo lường nhiệt độ không phải lúc nào cũng dễ dàng. Các phương pháp truyền thống như sử dụng nhiệt kế thủy ngân hay cặp nhiệt điện; thường gặp phải những hạn chế về độ chính xác, độ ổn định và khả năng truyền tín hiệu đi xa. Từ đó gây không ít khó khăn cho các doanh nghiệp trong việc giám sát; và điều khiển nhiệt độ một cách hiệu quả.

Vậy giải pháp nào cho bài toán nan giải này? Câu trả lời chính là cảm biến nhiệt độ 4-20mA – một công nghệ đo lường tiên tiến; đã và đang cách mạng hóa cách chúng ta tiếp cận việc kiểm soát nhiệt độ trong công nghiệp.

Vậy cảm biến nhiệt độ 4-20mA là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó ra sao? Tại sao nó lại được ưa chuộng đến vậy? Hãy cùng chúng tôi khám phá trong bài viết chi tiết dưới đây.

Nội Dung Chính

Cảm biến nhiệt độ là gì?

Định nghĩa chung về cảm biến nhiệt độ

Ví dụ như, bạn là một đầu bếp đang chuẩn bị món súp hải sản. Bạn cần đảm bảo nhiệt độ của nồi súp luôn ở mức hoàn hảo để hương vị được trọn vẹn nhất. Hay bạn là một kỹ sư vận hành nhà máy điện; cần theo dõi sát sao nhiệt độ của các lò hơi để đảm bảo an toàn và hiệu suất hoạt động.

Trong cả hai trường hợp này, bạn đều cần đến một “đôi mắt thần”; có khả năng nhìn thấy nhiệt độ một cách chính xác nhất. Đó chính là cảm biến nhiệt độ.

Vậy cảm biến nhiệt độ là gì? Nói một cách đơn giản, cảm biến nhiệt độ là một thiết bị điện tử có khả năng chuyển đổi nhiệt độ thành một tín hiệu điện có thể đo lường được. Tín hiệu này sau đó có thể được xử lý; hiển thị hoặc truyền đi để phục vụ cho các mục đích giám sát; điều khiển hoặc tự động hóa.

Các loại cảm biến nhiệt độ phổ biến

Có rất nhiều loại cảm biến nhiệt độ khác nhau, mỗi loại có những ưu điểm và ứng dụng riêng. Chúng ta có thể phân loại chúng theo nhiều cách:

Cảm biến nhiệt độ tiếp xúc: Đo nhiệt độ bằng cách tiếp xúc trực tiếp với vật thể hoặc môi trường cần đo. Ví dụ: nhiệt điện trở Pt100, cặp nhiệt điện.
Cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc: Đo nhiệt độ từ xa bằng cách phát hiện bức xạ hồng ngoại phát ra từ vật thể. Ví dụ: cảm biến hồng ngoại.
Cảm biến nhiệt độ analog: Tạo ra tín hiệu điện liên tục (dòng điện mA hay điện áp V); tỷ lệ thuận với nhiệt độ đo được. Cảm biến nhiệt độ 4-20mA chính là một ví dụ điển hình của loại cảm biến này.
Cảm biến nhiệt độ digital: Tạo ra tín hiệu điện đóng ngắt ON OFF cho Relay; đèn báo hoặc xuất tín hiệu digital input PLC.

Tại sao là tín hiệu 4-20mA ?

Cảm biến nhiệt độ 4-20mA là một trong những lựa chọn phổ biến nhất trong ngành công nghiệp nhờ vào tính linh hoạt và độ chính xác cao. Loại cảm biến này kết hợp khả năng đo lường chính xác của cảm biến analog với tín hiệu 4-20mA mạnh mẽ; cho phép truyền dữ liệu nhiệt độ đi xa mà không bị suy hao, rất phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi khoảng cách dây dẫn lớn.

Vậy tín hiệu 4-20mA là gì? Đây là một loại tín hiệu analog, trong đó dòng điện 4mA tương ứng với giá trị nhiệt độ thấp nhất; và 20mA tương ứng với giá trị nhiệt độ cao nhất.

Ưu điểm lớn nhất của tín hiệu 4-20mA là khả năng truyền tín hiệu đi xa mà không bị suy hao, rất phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi khoảng cách dây dẫn lớn. Ngoài ra, tín hiệu 4-20mA còn có khả năng chống nhiễu tốt, giúp đảm bảo độ chính xác của dữ liệu đo được.

Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ 4-20mA (PT100 + Transmitter)

Để hiểu rõ hơn về cỗ máy đo lường nhiệt độ tuyệt vời này, chúng ta hãy cùng mổ xẻ cấu tạo chi tiết của nó. Cảm biến nhiệt độ 4-20mA (PT100 + Transmitter) gồm hai thành phần chính; hoạt động nhịp nhàng như trái tim và khối óc.

Nhiệt điện trở Pt100

Nhiệt điện trở Pt100, hay còn gọi là RTD (Resistance Temperature Detector); chính là trái tim của cảm biến, nơi cảm nhận mọi sự thay đổi nhiệt độ dù là nhỏ nhất.

Được làm từ bạch kim nguyên chất (vì thế mới có tên Pt100), linh kiện này có khả năng thay đổi điện trở một cách tuyến tính theo nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng, điện trở của Pt100 cũng tăng theo một tỷ lệ nhất định; và ngược lại.

Nếu nói về ưu điểm của Pt100 thì ta phải đề cập đến 3 vấn đề chính sau: độ chính xác cao, ổn định, dải đo rộng:

Độ chính xác cao: Pt100 được biết đến với khả năng đo lường nhiệt độ cực kỳ chính xác; với sai số chỉ khoảng 0.1 – 0.3°C.
Ổn định: Đặc tính điện trở của bạch kim rất ổn định theo thời gian; đảm bảo sự chính xác của cảm biến trong suốt quá trình sử dụng.
Dải đo rộng: Pt100 có thể đo được nhiệt độ trong một phạm vi rất rộng; từ -200°C đến 850°C, đáp ứng nhu cầu đa dạng của các ngành công nghiệp.

Transmitter (Bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ)

Nếu Pt100 là trái tim cảm nhận nhiệt độ, thì Transmitter chính là khối óc xử lý và truyền tải thông tin. Nhiệm vụ của Transmitter là chuyển đổi tín hiệu điện trở từ Pt100 thành tín hiệu dòng điện 4-20mA. Tín hiệu này sau đó được truyền đi một cách dễ dàng và ổn định trên đường dây dài; đến các thiết bị điều khiển hoặc hiển thị.

Transmitter trong cảm biến nhiệt độ 4-20mA

Các loại Transmitter phổ biến:

Transmitter tích hợp: Được tích hợp trực tiếp vào đầu củ hành Pt100; giúp tiết kiệm không gian và giảm chi phí lắp đặt.
Transmitter gắn rời: Là một module riêng biệt, có thể được lắp đặt ở vị trí thuận tiện; linh hoạt hơn trong việc lựa chọn và thay thế.

Các thành phần khác (tùy chọn)

Vỏ bảo vệ: Bảo vệ cảm biến khỏi các tác động của môi trường như bụi; nước; hóa chất…
Màn hình hiển thị: Hiển thị trực tiếp giá trị nhiệt độ đo được, giúp người dùng dễ dàng quan sát và kiểm tra.
Đầu nối tín hiệu: Kết nối cảm biến với các thiết bị khác trong hệ thống.

Với sự kết hợp hoàn hảo giữa trái tim Pt100 nhạy bén và khối óc Transmitter thông minh; cảm biến nhiệt độ 4-20mA (PT100 + Transmitter) đã trở thành một công cụ không thể thiếu trong việc đo lường và kiểm soát nhiệt độ.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ 4-20mA

Sau khi đã khám phá trái tim và khối óc của cảm biến nhiệt độ 4-20mA; giờ là lúc chúng ta tìm hiểu về vũ điệu nhịp nhàng giữa dòng điện và nhiệt độ – nguyên lý hoạt động cốt lõi của thiết bị này.

Quy trình hoạt động của cảm biến nhiệt độ 4-20 mA

Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ 4-20mA

Đầu tiên là quá trình Pt100 cảm nhận nhiệt độ. Khi tiếp xúc với môi trường cần đo, nhiệt điện trở Pt100 sẽ cảm nhận sự thay đổi nhiệt độ và phản ứng bằng cách thay đổi điện trở của chính nó. Nhiệt độ càng cao, điện trở càng lớn và ngược lại.

Tiếp tục là transmitter đo lường điện trở Pt100. Có thể gọi đây là quá trình “đọc vị” PT100 của transmitter. Transmitter sẽ liên tục đo lường giá trị điện trở của Pt100.

Tiếp theo, Transmitter phiên dịch thành tín hiệu 4-20mA. Dựa trên giá trị điện trở đo được, Transmitter sẽ phiên dịch nó thành một tín hiệu dòng điện 4-20mA tương ứng. Ví dụ, nếu Pt100 đo được nhiệt độ là 0°C; Transmitter sẽ xuất ra tín hiệu 4mA. Nếu nhiệt độ là 100°C, tín hiệu sẽ là 20mA.

Cuối cùng là quá trình truyền đi tín hiệu 4-20mA. Tín hiệu 4-20mA cuối cùng sẽ “lên đường”. Tín hiệu dòng điện 4-20mA này sau đó được truyền đi trên đường dây đến bộ điều khiển hoặc thiết bị hiển thị, nơi nó sẽ được giải mã và hiển thị dưới dạng giá trị nhiệt độ cụ thể.

Mối quan hệ giữa giá trị nhiệt độ và tín hiệu dòng điện 4-20mA.

Để cho các bạn có thể tiếp cận một cách trực quan nhất về cảm biến nhiệt độ 4-20mA; mình sẽ đưa ra mối liên hệ giữa nhiệt độ và dòng điện. Có thể thấy mối quan hệ giữa giá trị nhiệt độ; và tín hiệu dòng điện 4-20mA là một mối quan hệ tỷ lệ thuận.

Nghĩa là khi nhiệt độ tăng, tín hiệu dòng điện cũng tăng theo một tỷ lệ nhất định; và ngược lại. Nhờ vào mối quan hệ tuyến tính này; việc chuyển đổi giữa nhiệt độ và tín hiệu 4-20mA trở nên dễ dàng và chính xác hơn bao giờ hết.

Ví dụ:

Nhiệt độ 0°C tương ứng với tín hiệu 4mA

Nhiệt độ 25°C tương ứng với tín hiệu 8mA

Nhiệt độ 50°C tương ứng với tín hiệu 12mA

Nhiệt độ 75°C tương ứng với tín hiệu 16mA

Nhiệt độ 100°C tương ứng với tín hiệu 20mA

Với nguyên lý hoạt động đơn giản nhưng hiệu quả; cảm biến nhiệt độ 4-20mA đã chứng minh được tính ưu việt của mình trong việc đo lường; và kiểm soát nhiệt độ một cách chính xác. Nhờ vào tính chất giám sát tuyến tính nhiệt độ ra dòng điện 4-20mA; ta sẽ không bao giờ bỏ lỡ bất cứ giá trị nhiệt độ nào. Vì vậy nó được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp điều khiển tự động hóa.

Lựa chọn cảm biến nhiệt độ 4-20mA phù hợp

Các yếu tố khi lựa chọn cảm biến nhiệt độ 4-20mA

Dải đo nhiệt độ: Đây là yếu tố quan trọng hàng đầu. Bạn cần xác định rõ phạm vi nhiệt độ mà bạn muốn đo để lựa chọn cảm biến có dải đo phù hợp. Đừng quên tính đến cả những biến động nhiệt độ có thể xảy ra trong quá trình vận hành.

Độ chính xác: Mỗi ứng dụng sẽ đòi hỏi một mức độ chính xác khác nhau. Ví dụ, trong ngành dược phẩm, việc đo lường nhiệt độ của các lò phản ứng yêu cầu độ chính xác rất cao; trong khi đó, đối với việc giám sát nhiệt độ môi trường trong nhà máy, độ chính xác có thể không cần quá khắt khe.

Loại đầu dò: Pt100 thường được ưu tiên cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao và ổn định; đặc biệt là trong môi trường khắc nghiệt. Thermocouple: Phù hợp cho các ứng dụng đo nhiệt độ cao và có khả năng chống nhiễu tốt hơn.

Môi trường hoạt động: Môi trường làm việc của cảm biến (nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, hóa chất…) sẽ ảnh hưởng đến vật liệu và thiết kế của cảm biến. Hãy đảm bảo rằng cảm biến bạn chọn có khả năng chịu đựng được các điều kiện khắc nghiệt của môi trường.

Ngân sách: Giá cả của cảm biến nhiệt độ 4-20mA có thể dao động đáng kể tùy thuộc vào thương hiệu; tính năng và chất lượng. Hãy xác định ngân sách của bạn trước khi lựa chọn để đảm bảo có được giải pháp tối ưu nhất về cả hiệu quả và chi phí.

“Top 3” cảm biến nhiệt độ 4-20mA đáng tin cậy nhất hiện nay

Trong thế giới công nghiệp đầy biến động, việc lựa chọn một cảm biến nhiệt độ 4-20mA chất lượng cao; đáng tin cậy giống như việc tìm được một người đồng đội vững chắc, luôn sẵn sàng đồng hành cùng bạn trên mọi nẻo đường sản xuất.

Cảm biến nhiệt độ Seneca PT100

Seneca, thương hiệu đến từ nước Ý xinh đẹp, đã khẳng định được tên tuổi của mình trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp; với những sản phẩm chất lượng cao và độ chính xác vượt trội. Với tiêu chuẩn khắc khe của châu Âu; cảm biến nhiệt độ PT100 của Seneca là một minh chứng rõ nét cho điều đó.

Thông số kỹ thuật:

Loại cảm biến: Pt100
Đầu ra: Tín hiệu analog 4-20mA
Cấp chính xác: Lớp A (± 0.15 °C hoặc 1/10 DIN ở 0 °C) hoặc lớp B (± 0.3 °C ở 0 °C)
Vật liệu: Thép không gỉ AISI 316
Cấp bảo vệ: IP66 / IP68
Chiều dài: 50, 100, 150, 200, 250, 300 mm
Đường kính: Ø 6, 8 mm (hoặc theo yêu cầu)

Tính năng nổi bật:

Độ chính xác cao: Đảm bảo kết quả đo đáng tin cậy.
Đa dạng về kiểu dáng và kích thước: Phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau.
Khả năng chống nhiễu tốt: Hoạt động ổn định trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.
Dễ dàng tích hợp: Giao tiếp dễ dàng với các thiết bị khác trong hệ thống.

Ưu điểm của cảm biến nhiệt độ Seneca PT100

Chất lượng và độ tin cậy cao: Sản phẩm của Seneca được sản xuất theo tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt, đảm bảo độ bền và tuổi thọ lâu dài.
Đa dạng về tùy chọn: Seneca cung cấp nhiều tùy chọn về chiều dài, đường kính và kiểu dáng đầu dò, đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng.

Cảm biến nhiệt độ Pixsys PT100 PTS

Pixsys, một thương hiệu đến từ châu Âu, được biết đến với sự đa dạng về sản phẩm và giải pháp đo lường; điều khiển trong công nghiệp. Cảm biến nhiệt độ Pixsys PT100 PTS là một trong những sản phẩm nổi bật của hãng, được thiết kế để đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng.

Thông số kỹ thuật:

Loại cảm biến: Pt100 Class B
Đầu ra: 4-20mA
Vật liệu vỏ: Thép không gỉ AISI 316L (tiêu chuẩn thực phẩm)
Cấp bảo vệ: IP65
Dải đo: -100°C đến +500°C
Đường kính: 4mm, 6mm, 8mm
Chiều dài: 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500mm hoặc 1m, 1.5m
Kiểu kết nối: 1/8″, 1/4″, 1/2″, 1″ male GAS cố định hoặc trượt, 1/8″, 1/4″, 1/2″, 1″ male NPT cố định

Tính năng nổi bật:

Hiệu suất cao: Đo lường nhiệt độ nhanh chóng và chính xác với thời gian đáp ứng 6.5 giây.
Tính linh hoạt: Có thể cấu hình và điều chỉnh để phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau với nhiều tùy chọn về chiều dài, đường kính và kiểu kết nối.
Độ bền cao: Vỏ bọc thép không gỉ AISI 316L đảm bảo khả năng chống ăn mòn và chịu được các điều kiện môi trường khắc nghiệt.
Đa dạng kết nối: Cung cấp nhiều tùy chọn kết nối, bao gồm cả kết nối ren và kết nối cáp.
Tiêu chuẩn thực phẩm: Vật liệu thép không gỉ AISI 316L đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm.

Bộ chuyển đổi tín hiệu Seneca T120 cho PT100: “Cầu nối” thông minh, nhỏ gọn

Để tín hiệu từ cảm biến PT100 có thể giao tiếp được với các thiết bị khác trong hệ thống, chúng ta cần đến một cầu nối thông minh – đó chính là bộ chuyển đổi tín hiệu Seneca T120. Đây là sản phẩm tích hợp với đầu củ hành của PT100 các hãng Seneca hoặc Pixsys mình đã nêu ở trên để có thể cấu tạo thành một cảm biến nhiệt độ 4-20mA hoàn chỉnh.

Thông số kỹ thuật:

Ngõ vào: Pt100, Ni100 (2, 3 hoặc 4 dây)
Ngõ ra: 4-20mA (2 dây)
Nguồn cấp: 5 – 30 Vdc (loop-powered)
Độ chính xác: ±0.1% toàn thang đo
Thời gian đáp ứng: <620 ms
Cấp bảo vệ: IP20
Nhiệt độ hoạt động: -40°C đến +85°C
Kích thước: Ø 43,7 x 20 mm

Tính năng nổi bật:

Chuyển đổi tín hiệu chính xác: Đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu đo được.
Dễ dàng cài đặt và cấu hình: Thông qua phần mềm EASY SETUP/EASY LP và giao tiếp qua cổng USB-TTL hoặc USB-RS232/TTL.
Lắp đặt đầu dò: Cho phép lắp đặt đầu dò Pt100 trực tiếp.
Tiết kiệm chi phí: Thiết kế loop-powered không cần nguồn cấp riêng.
Nhỏ gọn: Kích thước nhỏ giúp tiết kiệm không gian lắp đặt.

Ưu điểm của bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt trở T120

Tương thích cao: Bộ chuyển đổi tín hiệu Seneca T120 được thiết kế để hoạt động hoàn hảo với các cảm biến PT100 của Seneca và Ni100, đảm bảo tính tương thích và hiệu suất tối ưu.

Độ chính xác cao: Sản phẩm của Seneca được sản xuất theo tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt, đảm bảo độ ổn định và tuổi thọ lâu dài.

Như vậy, với sự đa dạng về thương hiệu, mẫu mã và tính năng, việc lựa chọn cảm biến nhiệt độ 4-20mA trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết. Tùy vào nhu cầu và ngân sách, bạn có thể tìm thấy một giải pháp đo lường nhiệt độ tối ưu, đáng tin cậy và hiệu quả cho hoạt động sản xuất của mình.

Lời kết

Cảm biến nhiệt độ 4-20mA đã và đang chứng minh vai trò không thể thay thế trong việc nâng tầm hiệu quả và chất lượng của các quy trình công nghiệp. Với khả năng truyền tín hiệu xa, ổn định, độ chính xác cao và dễ dàng tích hợp, công nghệ này đã giải quyết những “nút thắt” cố hữu của các phương pháp đo lường nhiệt độ truyền thống.

Nếu bạn đang tìm kiếm một giải pháp đo lường nhiệt độ đáng tin cậy, hiệu quả và linh hoạt, thì tại Công ty Hưng Phát chúng tôi luông cung cấp những sản phẩm chất lượng và đáng tin cậy nhất đến tay bạn. Trong đó bao gồm những sản phẩm cảm biến nhiệt độ 4-20mA chất lượng cao từ các thương hiệu uy tín như Seneca hay Pixsys.

Hãy để công nghệ tiên tiến này đồng hành cùng bạn trên con đường chinh phục những đỉnh cao mới trong sản xuất và kinh doanh.