Đo áp suất là một trong những thông số quan trọng nhất trong hệ thống tự động hóa công nghiệp, đóng vai trò then chốt tr...
Cảm Biến Nhiệt Độ Công Nghiệp – Hướng Dẫn 2025, RTD & Thermocouple
1. Giới Thiệu Tổng Quan
Trong mọi quy trình sản xuất công nghiệp – từ hóa chất, luyện kim, thực phẩm đến năng lượng – nhiệt độ là biến số quan trọng bậc nhất. Đo lường chính xác nhiệt độ giúp tối ưu tiêu thụ năng lượng, giảm sai lỗi sản phẩm, kéo dài tuổi thọ thiết bị.
Cảm biến nhiệt độ là thiết bị tuyến đầu trong chuỗi đo lường & điều khiển. Chúng biến đổi nhiệt độ thành tín hiệu điện, tương thích với PLC, DCS, SCADA.
2. Chuẩn Quốc Tế Liên Quan
| Chuẩn | Ý nghĩa | Ứng dụng |
|---|---|---|
| IEC 60751 | Xác định đặc tính điện trở của RTD Pt100/Pt1000 | Tính toán bù nhiệt, chọn class A/B |
| IEC 60584-1 | Đặc tính EMF của các loại Thermocouple (J,K,T,N,S,B,R) | Lựa chọn dải đo chính xác |
| DIN 43772 | Kích thước chuẩn Thermowell | Đảm bảo thay thế lẫn nhau |
| NAMUR NE89 | Khuyến nghị về chẩn đoán cảm biến | Bảo trì dự đoán |
| ISO 9001 + ISO 17025 | Tiêu chuẩn hiệu chuẩn thiết bị đo | Đảm bảo độ tin cậy dữ liệu |
3. Phân Loại & So Sánh Chi Tiết
3.1 RTD (Resistance Temperature Detector)
- Vật liệu phổ biến: Platinum (Pt100, Pt1000).
- Điện trở thay đổi tuyến tính theo nhiệt độ.
- Class A sai số ±0.15 °C, Class B ±0.3 °C.
- Ứng dụng: Nhà máy thực phẩm, dược phẩm, nơi cần độ chính xác cao.
3.2 Thermocouple
- Dùng hai kim loại khác nhau, tạo sức điện động khi có gradient nhiệt độ.
- Loại K phổ biến nhất, đo được đến 1250 °C.
- Ứng dụng: Lò nung xi măng, luyện kim, turbine.
3.3 Thermistor
- PTC/NTC, giá rẻ, phản ứng nhanh.
- Phù hợp HVAC, đo môi trường, máy lạnh.
4. Checklist Chọn Cảm Biến
✅ Xác định dải nhiệt độ quá trình
✅ Xác định môi trường (ăn mòn, rung động)
✅ Chọn loại cảm biến (RTD, Thermocouple)
✅ Chọn thermowell bảo vệ phù hợp
✅ Cân nhắc transmitter (4–20 mA, HART) nếu cần truyền xa
5. Hướng Dẫn Hiệu Chuẩn (Field Calibration)
- Phương pháp 1-điểm: So sánh tại nhiệt độ chuẩn (ví dụ nước đá 0 °C).
- Phương pháp 3-điểm: Hiệu chuẩn tại 0 °C, 100 °C, và điểm trung gian.
- Dùng dry-block calibrator hoặc bể dầu chuẩn.
- Ghi log sai số và cài bù trong PLC hoặc transmitter.
6. Ví Dụ Lập Trình PLC Siemens
6.1 Đọc RTD Pt100 trên PLC S7-1200 (Ladder)
6.2 Code SCL (Tự động cảnh báo quá nhiệt)
7. So Sánh Hãng & Giải Pháp
| Hãng | Đặc điểm nổi bật | Giao tiếp |
|---|---|---|
| Siemens | Tích hợp tốt với SIMATIC, hỗ trợ HART | 4–20 mA, PROFIBUS-PA |
| Endress+Hauser | Độ chính xác cao, đa dạng model | HART, FOUNDATION Fieldbus |
| WIKA | Mạnh về thiết kế cơ khí & thermowell | 4–20 mA |
| Yokogawa | Độ ổn định lâu dài, hiệu chuẩn thông minh | HART, ISA100 Wireless |
8. Bảo Trì & Kiểm Định
- Kiểm tra điện trở dây RTD mỗi 6 tháng.
- So sánh tín hiệu thực tế và setpoint → phát hiện drift.
- Thay thế Thermocouple khi tín hiệu nhiễu hoặc bị đứt vỏ bảo vệ.
- Ghi chép đầy đủ (logbook) để phân tích lịch sử.
9. Các Lỗi Thường Gặp & Khắc Phục
| Lỗi | Nguyên nhân | Giải pháp |
|---|---|---|
| Nhiễu tín hiệu | Cáp đi gần cáp động lực | Dùng cáp xoắn chống nhiễu, nối đất đúng chuẩn |
| Đo sai nhiệt độ | Thermowell quá ngắn | Đảm bảo chiều dài ngâm ≥ 10×đường kính |
| Drift tín hiệu | Lão hóa cảm biến | Hiệu chuẩn hoặc thay mới định kỳ |
10. Case Study Chuyên Sâu
Nhà máy lọc dầu Dung Quất:
Triển khai hơn 1.200 điểm đo nhiệt độ, kết hợp chẩn đoán NAMUR NE89 → giảm 15% thời gian bảo trì đột xuất, tiết kiệm ~1,5 triệu USD/năm.
Nhà máy sữa:
Ứng dụng RTD Pt100 trong quy trình tiệt trùng UHT, SCADA ghi log toàn bộ dữ liệu → chứng minh truy xuất nguồn gốc đạt chuẩn HACCP & ISO 22000.
11. FAQ
Q1: RTD có bền hơn Thermocouple không?
A: RTD chính xác hơn nhưng nhạy cảm với rung động. Thermocouple bền cơ học hơn.
Q2: Khi nào cần dùng Thermowell?
A: Khi quá trình có áp suất, dòng chảy hoặc yêu cầu thay cảm biến mà không dừng máy.
Q3: Có thể dùng cảm biến hồng ngoại trong môi trường bụi không?
A: Cần lau thấu kính định kỳ hoặc chọn model có thổi khí bảo vệ (air purge).
12. Mua hàng
🔧 Cần tư vấn cảm biến nhiệt độ công nghiệp?
Hãy gọi 0909-000-786 để được hỗ trợ chọn RTD, Thermocouple phù hợp quy trình, kèm giải pháp tối ưu và bảo trì.
📧 Nhận catalog + báo giá mới nhất qua email: Lam@dongco.com
Share:
bài viết liên quan