Cảm biến Pt100 Termics – RTD đo nhiệt độ chính xác trong công nghiệp

Cảm biến Pt100 Termics là dòng cảm biến nhiệt độ điện trở RTD sử dụng phần tử platinum, được thiết kế cho các hệ thống yêu cầu độ ổn định và độ chính xác cao trong quá trình đo nhiệt độ. Termics S.r.l. là nhà sản xuất thiết bị đo nhiệt độ của Ý, hoạt động từ năm 1980 và chuyên phát triển thermocouple, resistance thermometer, thermistor cùng nhiều thiết bị đo nhiệt độ công nghiệp khác.

Trong các dây chuyền sản xuất, Pt100 Termics có thể được sử dụng tại đường ống, bồn chứa, máy móc, động cơ, hệ thống dầu, thiết bị nhiệt và nhiều vị trí cần giám sát nhiệt độ liên tục. So với cặp nhiệt điện, cảm biến RTD platinum thường được ưu tiên ở những ứng dụng chú trọng độ chính xác và tính ổn định của tín hiệu đo.

Cảm biến Pt100 Termics sử dụng phần tử platinum

Tên gọi Pt100 xuất phát từ phần tử platinum có điện trở danh nghĩa khoảng 100 Ω tại 0°C. Khi nhiệt độ tăng hoặc giảm, điện trở của phần tử platinum cũng thay đổi theo một đặc tính xác định. Thiết bị đo hoặc transmitter sẽ chuyển sự thay đổi điện trở này thành giá trị nhiệt độ tương ứng.

Termics cho biết platinum vẫn được sử dụng rộng rãi trong các resistance thermometer chính xác nhờ đặc tính đo tốt hơn so với một số phần tử làm từ nickel hoặc hợp kim nickel. Theo hãng, cảm biến platinum mang lại khả năng đo ổn định hơn và phù hợp với các ứng dụng yêu cầu kiểm soát nhiệt độ chính xác.

Cảm biến Pt100 Termics 2 dây, 3 dây và 4 dây

Một đặc điểm quan trọng của Cảm biến Pt100 Termics là khả năng lựa chọn cấu hình kết nối điện 2 dây, 3 dây hoặc 4 dây. Các catalogue RTD của Termics đều thể hiện nhiều tùy chọn kết nối này nhằm đáp ứng các cấp độ chính xác và yêu cầu hệ thống khác nhau.

Cấu hình 2 dây có kết cấu đơn giản và phù hợp với các điểm đo không yêu cầu bù điện trở dây dẫn ở mức cao. Cấu hình 3 dây được sử dụng phổ biến trong công nghiệp vì có khả năng bù ảnh hưởng điện trở của dây tín hiệu tốt hơn. Cấu hình 4 dây phù hợp với những vị trí cần độ chính xác cao vì có thể hạn chế đáng kể sai số do điện trở dây kết nối.

Với các hệ thống điều khiển tự động, cấu hình 3 dây và 4 dây thường được ưu tiên khi khoảng cách từ đầu cảm biến tới tủ điều khiển lớn hoặc khi yêu cầu đo nhiệt độ chính xác hơn.

Dải nhiệt làm việc của Pt100 Termics

Một số dòng RTD Termics sử dụng phần tử Pt100 có dải làm việc được hãng công bố từ khoảng -50°C đến +400°C, tùy cấu hình cảm biến, vật liệu đầu dò và kiểu lắp đặt.

Dải nhiệt thực tế không nên áp dụng chung cho mọi cảm biến Pt100 Termics. Mỗi đầu dò có thể có giới hạn khác nhau phụ thuộc vào vật liệu vỏ, dây dẫn, kiểu connector và môi trường sử dụng.

Đối với vị trí có nhiệt độ cao hoặc điều kiện vận hành đặc biệt, cần xác định rõ nhiệt độ làm việc liên tục và nhiệt độ cực đại trước khi lựa chọn đầu dò.

Cấp chính xác của Cảm biến Pt100 Termics

Termics cung cấp các tùy chọn độ chính xác như Class AA, Class A, Class B và Class BB theo tiêu chuẩn IEC 60751 trên một số dòng resistance thermometer của hãng.

Class AA được sử dụng khi hệ thống yêu cầu độ chính xác cao hơn, trong khi Class A hoặc Class B phù hợp với nhiều ứng dụng đo nhiệt độ công nghiệp thông thường.

Việc lựa chọn class không nên chỉ dựa trên mức chính xác lý thuyết. Điều kiện rung động, độ sâu đầu dò, vị trí lắp và chất lượng dây tín hiệu cũng có thể ảnh hưởng tới kết quả đo thực tế.

Vỏ bảo vệ bằng thép không gỉ và Inconel

Đầu dò của Cảm biến Pt100 Termics có thể sử dụng nhiều vật liệu bảo vệ khác nhau. Trong các tài liệu kỹ thuật RTD của hãng, những vật liệu phổ biến gồm SS 304, SS 316 và Inconel 600, đồng thời Termics cũng có thể thực hiện vật liệu khác theo yêu cầu.

SS 304 phù hợp với nhiều môi trường công nghiệp thông thường. SS 316 thường được lựa chọn trong hệ thống có độ ẩm, hóa chất hoặc yêu cầu khả năng chống ăn mòn tốt hơn.

Inconel 600 có thể được xem xét cho các vị trí nhiệt độ cao hoặc môi trường khắc nghiệt hơn. Tuy nhiên vật liệu chính xác cần được lựa chọn dựa trên nhiệt độ, áp suất và thành phần môi chất.

Đường kính đầu dò Pt100 Termics đa dạng

Termics cung cấp nhiều kích thước đầu dò RTD nhằm phù hợp với không gian lắp đặt khác nhau. Một số dòng mineral insulated resistance thermometer có đường kính vỏ khoảng 2 mm, 3 mm, 4,5 mm, 6 mm hoặc 8 mm.

Đầu dò nhỏ có lợi thế về tốc độ phản hồi nhiệt và dễ lắp trong các vị trí hẹp. Đầu dò lớn thường có độ bền cơ học tốt hơn và phù hợp với môi trường nhà máy có rung động hoặc tác động cơ học.

Chiều dài tiêu chuẩn trên một số cấu hình được Termics thể hiện khoảng 200 mm, đồng thời hãng có thể sản xuất chiều dài khác theo yêu cầu ứng dụng.

Pt100 Termics dạng dây cáp

Cảm biến Pt100 Termics dạng cable phù hợp với những vị trí cần đầu dò nhỏ gọn và dây tín hiệu kéo trực tiếp về hộp đấu nối hoặc tủ điều khiển.

Termics cho phép lựa chọn chiều dài cáp và nhiều loại vật liệu cách điện. Danh mục phụ kiện của hãng có các loại dây sử dụng Teflon, Kapton, silicone rubber, PVC, electric glass hoặc ceramic fibre tùy phạm vi nhiệt độ và môi trường hoạt động.

Việc chọn đúng loại cáp rất quan trọng vì dây tín hiệu thường chịu tác động đồng thời của nhiệt, dầu, hóa chất, rung động và điều kiện cơ học.

Pt100 Termics dạng đầu connector

Ngoài phiên bản dây cáp, Termics có resistance thermometer dạng connector để thuận tiện cho việc tháo lắp và bảo trì. Một số cấu hình vẫn hỗ trợ Pt100 với kiểu đấu 2, 3 hoặc 4 dây cùng các cấp chính xác khác nhau.

Kiểu connector phù hợp với máy móc có chu kỳ bảo trì thường xuyên hoặc những khu vực cần thay nhanh đầu dò mà không phải đấu lại toàn bộ dây dẫn.

Đường kính và chiều dài đầu dò cũng có thể được lựa chọn theo vị trí lắp thực tế.

Pt100 Termics dạng connection head

Trong các hệ thống công nghiệp lớn, Cảm biến Pt100 Termics dạng connection head được sử dụng khá phổ biến. Phần đầu cảm biến được đặt trong hộp đấu dây bảo vệ, giúp việc kết nối tín hiệu thuận tiện và hạn chế tác động từ môi trường.

Termics cho phép kết hợp RTD dạng head với transmitter 4–20 mA, HART, Profibus hoặc Fieldbus Foundation trên một số cấu hình.

Thay vì truyền trực tiếp giá trị điện trở Pt100 trên khoảng cách dài, transmitter có thể chuyển tín hiệu nhiệt độ thành 4–20 mA để đưa về PLC hoặc DCS. Cách này giúp hệ thống dễ tích hợp và hạn chế ảnh hưởng của nhiễu trên đường truyền tín hiệu.

Cảm biến Pt100 Termics dạng insert

Một cấu hình khác là Pt100 dạng insert, thường được lắp bên trong thermowell hoặc cụm cảm biến hoàn chỉnh.

Ưu điểm của dạng insert là có thể tháo phần tử đo khỏi thermowell khi cần kiểm tra hoặc thay thế mà không nhất thiết phải tháo toàn bộ kết nối quá trình.

Termics cung cấp insert RTD với nhiều lựa chọn đường kính, chiều dài và số lượng phần tử cảm biến. Trên một số dòng, khách hàng có thể lựa chọn cấu hình single, double hoặc triple sensor.

Thermowell bảo vệ Cảm biến Pt100 Termics

Đối với môi trường có áp suất cao, dòng chảy mạnh hoặc hóa chất, Pt100 thường được lắp cùng thermowell. Thermowell tạo lớp bảo vệ cơ học giữa cảm biến và môi chất đang vận hành.

Termics sản xuất thermowell bằng nhiều vật liệu như AISI 304, AISI 316, Inconel, Hastelloy, Monel, Duplex, Superduplex, Titanium và một số vật liệu đặc biệt khác. Hãng cũng cho biết thermowell có thể được kiểm tra theo ASME PTC 19.3 cho các ứng dụng nặng như hơi nước.

Nhờ thermowell, đầu dò Pt100 có thể được tháo để bảo trì mà không cần mở trực tiếp hệ thống công nghệ trong nhiều cấu hình lắp đặt.

Cảm biến Pt100 Termics cho đường ống và bồn chứa

Trong đường ống chất lỏng, Pt100 có thể được lắp thông qua ren, compression fitting hoặc thermowell để đo nhiệt độ môi chất.

Đối với bồn chứa, độ dài đầu dò phải được lựa chọn sao cho phần tử cảm biến tiếp xúc với vùng nhiệt độ đại diện cho quá trình. Nếu đầu dò quá ngắn hoặc nằm sát thành bồn, giá trị hiển thị có thể khác với nhiệt độ thực tế tại vùng trung tâm.

Cảm biến Pt100 Termics vì vậy có nhiều lựa chọn chiều dài và kiểu kết nối để thích ứng với từng thiết bị cụ thể.

Ứng dụng Pt100 Termics trong hệ thống tự động hóa

Trong dây chuyền tự động, Pt100 có thể kết nối trực tiếp với module RTD của PLC, bộ điều khiển nhiệt độ hoặc transmitter.

Giá trị nhiệt độ đo được có thể sử dụng để điều khiển heater, van, bơm, quạt làm mát hoặc kích hoạt cảnh báo quá nhiệt.

Đối với hệ thống DCS, transmitter 4–20 mA hoặc HART thường giúp việc truyền tín hiệu trên khoảng cách xa thuận tiện hơn. Termics cũng cung cấp transmitter hỗ trợ Fieldbus, Profibus, Smart HART và 4–20 mA cho các hệ thống đo nhiệt độ.

Cảm biến Pt100 Termics cho động cơ và thiết bị quay

Nhiệt độ là một trong những thông số quan trọng để đánh giá tình trạng động cơ, ổ trục, máy phát và nhiều thiết bị quay.

Pt100 có thể được sử dụng để theo dõi nhiệt độ bearing, dầu bôi trơn hoặc các bộ phận cần duy trì trong giới hạn nhiệt cho phép.

Khả năng lựa chọn đầu dò kích thước nhỏ, dạng cáp hoặc dạng insert giúp Pt100 Termics thích nghi với những vị trí có không gian hạn chế trong máy móc.

Lựa chọn Cảm biến Pt100 Termics đúng cho từng hệ thống

Khi lựa chọn Cảm biến Pt100 Termics, cần xác định chính xác dải nhiệt độ, số dây, cấp chính xác, chiều dài đầu dò, đường kính, vật liệu vỏ, loại cáp và kiểu kết nối cơ khí.

Đối với hệ thống cần truyền tín hiệu xa, nên xem xét transmitter 4–20 mA hoặc HART. Với môi trường áp suất cao hoặc dòng lưu chất mạnh, thermowell là thành phần cần được tính toán phù hợp.

Nếu cảm biến được thay thế cho thiết bị cũ, cần đối chiếu toàn bộ thông số cơ khí và điện thay vì chỉ dựa trên tên Pt100.

Pt100 Termics cho hệ thống đo nhiệt độ chính xác

Cảm biến Pt100 Termics là lựa chọn phù hợp cho những ứng dụng cần độ ổn định và khả năng đo nhiệt độ chính xác trong môi trường công nghiệp. Termics cung cấp nhiều cấu hình gồm dạng cable, connector, connection head và insert, đồng thời hỗ trợ 2 dây, 3 dây hoặc 4 dây.

Khả năng lựa chọn Class AA, A, B, BB, vật liệu SS304, SS316, Inconel 600 và nhiều kích thước đầu dò giúp RTD Pt100 Termics thích ứng với đường ống, bồn chứa, máy móc, hệ thống nhiệt, động cơ và dây chuyền tự động hóa. Việc lựa chọn đúng cấu hình sẽ giúp duy trì độ chính xác của phép đo và tăng độ ổn định trong quá trình vận hành.