Các Loại Đầu Dò Nhiệt Độ : PT100 - Loại K | Made In Italy

Đầu dò nhiệt độ được xem là thiết bị quan trọng để đo nhiệt độ trong công nghiệp như lò hơi, lò đốt rác, lò nung. Các đầu dò nhiệt độ cần phải chịu được nhiệt độ cao tới hàng trăm độ C. nơi mà con người không thể trực tiếp tiếp xúc được. Vậy vai trò của đầu dò nhiệt độ như thế nào trong giám sát và điều khiển. Chúng ta cùng tìm hiểu nhé.

Tóm Tắt Nội Dung

Đầu dò nhiệt độ Pt100

Đầu dò nhiệt RTD được sử dụng phổ biến là loại Pt100 với khả năng chịu nhiệt độ cao và độ chính xác tốt nhất trong các loại cảm biến nhiệt độ. Chính vì thế đầu dò nhiệt độ Pt100 được xem là thiết bị hình mẫu cho các loại cảm biến đo nhiệt độ từ 600oC trở xuống.

Cảm biến nhiệt có thiết kế khá đơn giản với đầu dò nhiệt, ren kết nối và phần kết nối tín hiệu điện ngõ ra nằm ở trên. Thông qua một lớp sứ cách nhiệt bên trong giúp đầu cảm biến không bị quá nóng khi dùng ở nhiệt độ cao.

Đầu đo nhiệt độ Pt100 3 dây

Tại sao lại có tên gọi là đầu dò nhiệt độ Pt100 3 dây mà không phải 4 dây hay 5 dây. Thực ra có nhiều loại khác nhau như : 2 dây, 3 dây, 4 dây. Trong đó, loại 3 dây được dùng phổ biến nhất bởi độ chính xác tương đối cao và giá thành lại phù hợp so với loại 2 dây và 4 dây.

Xét về hình dáng bên ngoài bạn sẽ rất khó phân biệt được đâu là 2 dây, đâu là 3 dây và đâu là 4 dây. Tuy nhiên, khi mở nắp cảm biến nhiệt ra bạn sẽ thấy bên trong chỉ có 3 dây với 2 dây màu đỏ và 1 dây màu trắng.

Trong các loại Pt100 thì loại 4 dây hơi đặc biệt với hai loại khác nhau rất dễ nhầm lẫn :

1 đầu dò Pt100 loại 4 dây
Đầu dò loại 2 dây nhưng là đầu dò nhiệt Pt100 loại kép.

Sự phân biệt dễ dàng nhất chính là ký hiệu màu bên trong đầu dò cảm biến. Đối với Pt100 loại 4 dây thì chỉ có 2 màu đỏ và trắng, còn đầu dò Pt100 2 dây loại kép sẽ ba màu để phân biệt 2 đầu dò riêng biệt : đỏ – xanh, đỏ – trắng.

Bộ chuyển đổi Pt100 ra 4-20mA

Để tín hiệu nhiệt độ truyền về trung tâm nhanh và chính xác cần phải biến đổi tín hiệu nhiệt độ thành tín hiệu điện. Bộ chuyển đổi Pt100 ra 4-20mA T120 của Seneca với thiết kế nhỏ gọn vừa khít không gian lắp đặt bên trong đầu cảm biến.

T120 được tích hợp sẵn 2 vít để cố định với cảm biến nhiệt độ làm tăng độ chắc chắn. Trên thân của bộ chuyển đổi Pt100 ra 4-20mA có hình hướng dẫn cách đấu dây từ Pt100 với T120 và từ T120 về PLC một cách rõ ràng.

Giải pháp sử dụng bộ chuyển đổi Pt100 ra 4-20mA được phổ biến khi cần truyền tín hiệu nhiệt độ đi xa với độ chính xác cao. Tín hiệu nhiệt độ thông qua T120 sẽ được truyền nhanh hơn, độ phân giải cao hơn và hạn chế sai số trên đường dây.

Thông số kỹ thuật Seneca T120

Nguồn cấp : 5-32Vdc
Nhận được : đầu dò nhiệt độ Pt100 2 dây, 3 dây, 4 dây
Thời gian đáp ứng 100ms
Tín hiệu ngõ ra : 4-20mA – 2 dây
Sai số : 0.1%
Chuẩn IP20
Kích thước : 43.7 x 20mm
Trọng lượng : 30g
Độ phân giải 1uA > 14 bit
Cài đặt bằng phần mềm của hãng Seneca

Nếu như bạn cần một giải pháp khác cho truyền tín hiệu đi xa mà vẫn đảm bảo độ chính xác thì đầu tiên bạn nên nghĩ ngay tới Modbus RTU. Tất nhiên rằng, công nghệ mới sẽ tối ưu hơn và tiết kiệm chi phí hơn. Chúng ta cùng tìm hiểu nhé.

Bộ chuyển đổi Pt100 sang Modbus RTU RS485

Z-4RTD là một bộ chuyển đổi nhiệt độ Pt100 sang modbus RTU RS485 với khả năng nhận cùng lúc 4 đầu dò cùng một lúc. Truyền thông 2 dây tín hiệu RS485 về trung tâm.

Thông số kỹ thuật Z-4RTD :

Nguồn cấp : 10-40Vdc
Nhận : 4 đầu dò Pt100 cùng lúc loại 2 dây, 3 dây, 4 dây
Truyền thông ngõ ra : Modbus RTU RS485
Tốc độ truyền 115 kbps
Cách ly chống nhiễu tại 1500Vac
Protocol : Modbus RTU slave
Khoảng cách truyền : max 1200m
Số lượng truyền trên đường dây max 32 thiết bị
Bộ nhớ lưu trữ trên EEPROM
Sai số : 0.05%
Cài đặt bằng phần mềm hoặc DIP Switch trên thiết bị
Độ phân giải 16 bit

Như vậy, với phương thức truyền thông Modbus RTU RS485 cho độ chính xác cao và truyền đi xa hơn hẳn so với tín hiệu analog 4-20mA truyền thống.

Đầu dò nhiệt loại K

Đầu dò nhiệt loại K cũng có chức năng dò nhiệt như đầu dò nhiệt độ Pt100 nhưng với khả năng chịu được nhiệt độ cao hơn. Tín hiệu truyền về cũng khác biệt so với PT100. Đầu dò nhiệt K truyền về dạng mili voltage, trong khi đầu dò Pt100 là dạng điện trở.

Đầu dò nhiệt độ loại K – can Inox

Nếu nhìn hình dáng bên ngoài thì rất khó phân biệt được đầu dò nhiệt độ loại K hay đầu dò Pt100 bởi thiết kế hoàn toàn giống nhau. Để phân biệt chúng ta cần xem ký hiệu trên đầu cảm biến là loại gì.

Đối với can nhiệt loại K inox sẽ có khả năng chịu nhiệt độ lên tới 1100oC với vật liệu inox 310 và 1200oC với vật liệu inconel. Vật liệu Inconel có giá thành khá đắc đỏ so với vật liệu Inox 310. Một lựa chọn khác để vẫn có thể đo được 1200oC mà tiết kiệm đó chính là dùng đầu dò nhiệt độ loại K – can sứ.

Đầu dò nhiệt độ loại K – can sứ

Can sứ được gọi dúng với vật liệu của cảm biến nhiệt. Bên ngoài đầu dò sẽ được bọc một lớp sứ dày để bảo vệ đầu dò nhiệt độ bên trong.

Can sứ cho khả năng chịu được nhiệt độ cao hơn so với các loại cảm biến nhiệt độ có thân bằng kim loại. Tuy nhiên, dù sứ có độ cứng khá cao nhưng lại rất giòn và dễ vỡ trong quá trình vận chuyển hoặc bảo quản. Đầu dò can sứ cần được bảo vệ cẩn thận trước khi lắp đặt.

Can nhiệt bọc sứ có nguyên lý đo và tín hiệu truyền về hoàn toàn giống với cảm biến nhiệt can inox. Khả năng chịu nhiệt cao hơn và hình dáng bên ngoài là đặc điểm dễ nhận biết giữa can sứ và can inox.

Bộ chuyển đổi tín hiệu can K

Tương tự như bộ chuyển đổi nhiệt độ Pt100 thì bộ chuyển đổi can K cung được lắp trên đầu cảm biến. Tín hiệu ngõ ra vẫn là tín hiệu 4-20mA nhưng có thêm một chức năng là bù nhiệt ngay trên bộ chuyển đổi tín hiệu can K.

Seneca T121 có thêm một chức năng khác chính là khả năng chống nhiễu trong trường có nhiều sóng hài, motor, biến tần công suất lớn hoạt động. T121 sẽ loại bỏ hoàn toàn các vấn đề nhiễu khi các thiết bị ngoại vi tác động vào tín hiệu truyền của cảm biến can nhiệt K.

Thông số kỹ thuật Seneca T121 :

Nguồn cấp : 7-32Vdc
Sai số : 0.1%
Kích thước : 43.7 x 20mm
Độ phân giải 2ua > 13 bit
Chuyển đổi từ : Pt100, can nhiệt K, R, S, B, J …
Tín hiệu ngõ ra : 4-20mA / 2 dây
Cách ly và chống nhiễu 1.5Kac
Thời gian đáp ứng 300ms
Cài đặt bằng phần mềm Seneca

Bộ chuyển đổi T121 được thiết kế sử dụng độc lập cho từng cảm biến can nhiệt loại K. Một giải pháp mới được ra đời nhằm tiết kiệm dây dẫn và tăng độ chính xác là dùng bộ chuyển đổi can nhiệt K sang modbus RTU RS485.

Bộ chuyển đổi can nhiệt K sang RS 485

Với sữ phát triển của công nghệ Seneca cho ra đời bộ chuyển đổi can nhiệt K sang Modbus RTU RS485 với khả năng nhận cùng lúc 4 đầu dò nhiệt độ K và các loại thermocouple khác.

Điều này có nghĩa là 1 bộ Z-4TC có thể nhận được cùng lúc 4 đầu dò nhiệt độ can K. Tín hiệu xuất ra dạng Modbus RTU RS485 truyền thông tới bộ điều khiển. Với những ưu điểm của mình Modbus RTU đang được dần thay thế tín hiệu analog 4-20mA truyền thống.

Có thể bạn quan tâm : Modbus RTU là gì?

Thông số kỹ thuật Z-TC:

Nguồn cấp : 10-40Vdc
Nhận : 4 đầu dò can nhiệt loại K, R, S B, J …
Truyền thông ngõ ra : Modbus RTU RS485
Tốc độ truyền 115 kbps
Cách ly chống nhiễu tại 1500Vac
Protocol : Modbus RTU slave
Khoảng cách truyền : max 1200m
Số lượng truyền trên đường dây max 32 thiết bị
Bộ nhớ lưu trữ trên EEPROM
Sai số : 0.1%
Thời gian đáp ứng < 20ms
Cài đặt bằng phần mềm hoặc DIP Switch trên thiết bị
Độ phân giải 16 bit

Như vậy, với 1 cảm biến can nhiệt loại K chúng ta có hai cách truyền về trung tâm chính xác đó là dùng T121 cho tín hiệu analog 4-20mA và Z-4TC cho tín hiệu Modbus RTU. Tuỳ thuộc vào số lượng tín hiệu truyền về và giao thức nhận của trung tâm mà chúng ta có lựa chọn cho phù hợp.

Bộ hiển thị nhiệt độ Pt100 – can nhiệt K

Cảm biến nhiệt độ chỉ đo và đưa ra một thông số bằng điện. Để giải mã các thông số mà cảm biến đưa ra cần có một bộ hiển thị nhiệt độ. Một bộ hiển thị nhiệt độ chuyên nghiệp thường giải mã được tín hiệu của cảm biến nhiệt đọ Pt100 và cả can nhiệt loại K. Chúng ta cùng xem các bộ hiển thị nhiệt độ chuyên dụng nhé.

Bộ hiển thị nhiệt độ S311A-4-H

Một trong những bộ hiển thị nổi tiếng được các nhà máy ưa chuộng khi dùng để hiển thị nhiệt độ chính là Seneca S311A-4-H. Không chỉ là một bộ hiển thị đơn thuần nhận tín hiệu nhiệt độ từ Pt100 hay can nhiệt loại K mà S311A-4-H còn nhận được cả tín hiệu analog 4-20mA. Điều này thật sự hữu dụng khi cảm biến nhiệt độ đã tích hợp T120 hoặc T121 để truyền xa và cho tín hiệu ổn định hơn.

Thông số kỹ thuật Seneca S311A-4-H

Nguồn cấp : 230Vac
Nhận tín hiệu từ : tất cả các loại cảm biến nhiệt độ Pt100 can nhiệt loại K, R, S … và các loại tín hiệu analog 4-20mA, 0-10V…
Chức năng tự bù nhiệt khi dùng với các loại cảm biến nhiệt độ loại can nhiệt
Hiển thị : 4 LED siêu sáng có thể điều chỉnh dấu phẩy 1.111, 11.11, 111,1, 1111 tuỳ ý theo độ phân giải mong muốn
Sai số 0.1%
Cách ly chống nhiễu giữa nguồn, input và output tại 1500Vac
Kích thước : 96 x 48 x 98 mm
Tín hiệu ngõ ra 4-20mA / 0-10V tuỳ chỉnh so với đầu vào
Cài đặt bằng phím bấm
Chuẩn IP65

Một điểm nổi bật của S311A-4-H đó chính là vừa hiển thị vừa truyền tín hiệu Analog về trung tâm điều khiển như PLC, DCS, Scadar … Điều này đặc biệt hữu ích khi bạn vừa cần hiển thị đúng chính xác nhiệt độ cần đo và đồng thời truyền đúng tín hiệu cần thiết về PLC.

Việc cài đặt tín hiệu ngõ ra có thể tuỳ ý Scales bất kỳ thang đo nhiệt độ mà không cần phụ thuộc vào đầu vào. Tôi ví dụ rằng bạn đo nhiệt độ 0-200oC nhưng trên thực tế cảm biến chỉ đo tới 150oC vậy bạn cần đưa tín hiệu 4-20mA về PLC tương ứng 0-150oC. Việc này khá đơn giản chúng ta có thể tuỳ ý làm điều này ngay trong phần cài đặt của thiết bị.

Bộ hiển thị nhiệt độ S311A-4-H-O

Một phiên bản nâng cấp đáng giá của S311A-4-H chính là D311A-4-H-O với thêm hai tuỳ chọn

Relay x 2 cái
Truyền thông : Modbus RTU RS485

Còn các thông số cũ được giữ nguyên. Như vậy, nếu bạn cần thêm chức năng điều khiển để cảnh báo alarm hoặc đóng ngắt motor quạt khi nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp thì S311A-4-H-O có thêm 2 relay cho bạn tuỳ chọn để điều khiển.

Ngoài ra truyền thông Modbus RTU mang tới độ chính cao khi truyền tất cả các thông tin đầu vào với độ phân giải 16 bit & có thể truyền đi xa tới 1200m.

Mua đầu dò nhiệt độ Pt100 & can K ở đâu

Các đầu dò nhiệt độ đang được rất nhiều nhà cung cấp phân phối trên thị trường với nhiều chủng loại khác nhau. Tôi từng bắt gặp đầu dò nhiệt của một hãng nào đó nhưng có code của hãng mà chúng tôi đang làm đại diện. Sau khi kiểm tra thì mới biết đó là hàng giả được dán tem giả với code của nhà sản xuất khác.

Nếu bạn đã chọn được một thương hiệu tin cậy thì nên chọn một đại lý uỷ quyền để đảm bảo rằng hàng đúng chất lượng. Công ty Hưng Phát là đại diện của Termotech – Italy và Georgin tại Việt Nam. Cần tư vấn về đầu dò nhiệt độ hãy liên hệ với chúng tôi để có một giải pháp tối ưu nhất.

Kỹ sư Cơ – Điện Tử
Nguyễn Minh Hoà
Mobi : 0937.27.55.66
Mail : hoa.nguyen@huphaco.vn