Cặp nhiệt điện Termics – Thermocouple đo nhiệt độ công nghiệp
Cặp nhiệt điện Termics là dòng cảm biến nhiệt độ công nghiệp được phát triển bởi Termics S.r.l. – nhà sản xuất thiết bị đo nhiệt độ của Ý hoạt động từ năm 1980. Hãng tập trung thiết kế, sản xuất và kiểm tra các loại cảm biến nhiệt độ theo cấu hình tiêu chuẩn hoặc chế tạo riêng theo điều kiện vận hành của từng hệ thống.
Trong các dây chuyền có nhiệt độ cao, rung động mạnh hoặc yêu cầu tốc độ phản hồi nhanh, Thermocouple Termics được sử dụng để chuyển nhiệt độ tại điểm đo thành tín hiệu điện áp phục vụ bộ hiển thị, bộ điều khiển nhiệt độ, PLC hoặc hệ thống giám sát trung tâm.
Cặp nhiệt điện Termics dành cho môi trường công nghiệp
Khác với cảm biến nhiệt độ sử dụng phần tử điện trở, cặp nhiệt điện Termics tạo tín hiệu đo nhờ hai dây kim loại có thành phần khác nhau được nối tại đầu đo. Khi nhiệt độ tại đầu đo thay đổi so với đầu tham chiếu, một sức điện động nhỏ được hình thành. Giá trị điện áp này có quan hệ xác định với nhiệt độ và được thiết bị điều khiển chuyển đổi thành giá trị nhiệt độ tương ứng.
Nguyên lý tương đối đơn giản giúp thermocouple có khả năng hoạt động trong dải nhiệt rộng, cấu tạo gọn và phù hợp với nhiều vị trí mà cảm biến nhiệt thông thường khó đáp ứng. Termics có thể sản xuất cảm biến dạng đầu dò, dạng bọc khoáng, nhiều phần tử đo hoặc cấu hình đặc biệt theo thiết bị cần giám sát.
Các loại Thermocouple Termics phổ biến
Danh mục Thermocouple Termics bao gồm nhiều loại cặp nhiệt điện tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp như Type J, Type K, Type T, Type E, Type N, Type S, Type R và Type B. Hãng cũng liệt kê những cấu hình đặc biệt như Type C dành cho một số môi trường nhiệt độ rất cao.
Trong đó, cặp nhiệt điện Type K Termics là một trong những cấu hình phổ biến nhờ phạm vi ứng dụng rộng và khả năng làm việc tốt trong nhiều dây chuyền sản xuất. Type J phù hợp với nhiều hệ thống nhiệt công nghiệp thông thường, trong khi Type T thường được sử dụng ở dải nhiệt thấp hơn.
Đối với các lò công nghiệp và quá trình có nhiệt độ cao, cặp nhiệt điện Type S Termics, Type R hoặc Type B sử dụng hợp kim chứa platinum và rhodium có thể được lựa chọn. Việc chọn đúng type cần căn cứ vào nhiệt độ vận hành, môi trường khí, yêu cầu độ chính xác và tuổi thọ cảm biến.
Khả năng đo nhiệt độ rộng của cặp nhiệt điện Termics
Theo dữ liệu sản phẩm của Termics, các cấu hình thermocouple của hãng có thể được thiết kế cho phạm vi làm việc tổng thể khoảng -200°C đến +1800°C, tùy loại phần tử đo, vật liệu bảo vệ và thiết kế cảm biến.
Không nên hiểu đây là dải nhiệt áp dụng đồng thời cho mọi model. Mỗi loại thermocouple sẽ có giới hạn nhiệt độ riêng. Type K và Type N thường phục vụ các ứng dụng nhiệt độ trung bình đến cao, trong khi Type S, R hoặc B phù hợp hơn với những quá trình nhiệt độ rất cao.
Vì vậy khi lựa chọn cặp nhiệt điện Termics, nhiệt độ làm việc liên tục và nhiệt độ cực đại của quá trình là hai thông số cần xác định đầu tiên.
Cặp nhiệt điện bọc khoáng Termics
Một cấu hình quan trọng trong đo nhiệt độ công nghiệp là cặp nhiệt điện bọc khoáng Termics. Phần tử thermocouple được đặt bên trong lớp vật liệu cách điện khoáng và được bảo vệ bởi vỏ kim loại.
Theo danh mục của Termics, đường kính phần bọc khoáng MgO có thể nằm trong khoảng 0,25 mm đến 12,5 mm, tùy cấu hình sản phẩm. Vật liệu vỏ có thể sử dụng các loại thép không gỉ như AISI 304, AISI 316 hoặc AISI 321 cùng những vật liệu phù hợp khác theo ứng dụng.
Đầu dò có đường kính nhỏ thường cho phản hồi nhiệt nhanh và dễ bố trí trong không gian hạn chế. Cấu hình có đường kính lớn hơn tăng khả năng chịu cơ học và phù hợp với môi trường công nghiệp nặng.
Cảm biến Termics một, hai hoặc ba phần tử đo
Termics cho phép sản xuất thermocouple với một, hai hoặc ba phần tử cảm biến bên trong cùng cụm đầu dò.
Cặp nhiệt điện đơn phù hợp với hệ thống chỉ cần một tín hiệu đo. Cấu hình kép có thể truyền nhiệt độ tới hai thiết bị độc lập hoặc tạo kênh đo dự phòng. Các cấu hình ba phần tử được sử dụng trong những vị trí quan trọng cần nhiều tín hiệu nhiệt độ hoặc khả năng giám sát dự phòng cao hơn.
Đây là đặc điểm đáng chú ý đối với turbine, động cơ lớn, máy phát điện và các thiết bị mà việc dừng máy để thay cảm biến gây ảnh hưởng đáng kể đến quá trình sản xuất.
Cặp nhiệt điện Termics cho turbine và hệ thống năng lượng
Termics phát triển nhiều cấu hình cảm biến dành cho lĩnh vực Power & Steam. Trong các ứng dụng được hãng công bố có cảm biến thermocouple nhiều điểm để giám sát turbine khí, thermocouple đo nhiệt độ turbine và cặp nhiệt điện ba phần tử dùng để đo nhiệt độ dầu động cơ.
Trong turbine khí, nhiệt độ là một thông số quan trọng để theo dõi trạng thái vận hành. Nhiều điểm đo có thể được bố trí quanh hệ thống nhằm phát hiện sự khác biệt nhiệt độ giữa các khu vực và truyền tín hiệu về hệ thống điều khiển.
Đối với động cơ công nghiệp, Thermocouple Termics có thể được bố trí tại khu vực dầu bôi trơn hoặc những điểm cần kiểm soát nhiệt độ để hạn chế nguy cơ vận hành quá nhiệt.
Cặp nhiệt điện Termics cho lò công nghiệp
Các lò nung, lò xử lý nhiệt, lò luyện kim và thiết bị gia nhiệt thường yêu cầu cảm biến có khả năng chịu nhiệt cao trong thời gian dài.
Tại những vị trí này, cặp nhiệt điện Termics có thể được kết hợp với ống bảo vệ phù hợp để hạn chế ảnh hưởng trực tiếp của khí nóng, môi trường ăn mòn hoặc tác động cơ học lên phần tử đo.
Với các quá trình ở nhiệt độ rất cao, những thermocouple sử dụng kim loại quý như Type S, Type R hoặc Type B thường được xem xét thay cho các loại cặp nhiệt điện kim loại cơ bản. Cấu hình cụ thể phải được lựa chọn dựa trên nhiệt độ thực tế và thành phần môi trường trong lò.
Cặp nhiệt điện Termics cho động cơ và máy phát điện
Trong động cơ điện công suất lớn, máy phát và tổ máy năng lượng, kiểm soát nhiệt độ giúp đánh giá tình trạng làm việc của thiết bị.
Termics sản xuất các đầu dò nhiệt độ dành cho động cơ và alternator, đồng thời cung cấp nhiều cấu hình thermocouple chuyên dụng cho ngành năng lượng.
Cặp nhiệt điện Termics có thể được sử dụng để theo dõi nhiệt độ dầu, vùng ổ trục hoặc những vị trí nhiệt quan trọng khác tùy thiết kế thiết bị. Tín hiệu từ cảm biến được đưa về bộ điều khiển để cảnh báo khi nhiệt độ vượt giới hạn cài đặt.
Lựa chọn vật liệu bảo vệ cho Thermocouple Termics
Phần tử thermocouple rất nhỏ nên khả năng làm việc lâu dài phụ thuộc đáng kể vào lớp vỏ và kết cấu bảo vệ bên ngoài.
Vỏ thép không gỉ AISI 304 phù hợp với nhiều môi trường công nghiệp thông thường. AISI 316 có khả năng chống ăn mòn tốt hơn trong nhiều điều kiện có hóa chất hoặc độ ẩm cao. AISI 321 có độ ổn định tốt trong một số ứng dụng nhiệt.
Ngoài vật liệu, đường kính đầu dò, chiều dài phần cắm, kiểu ren, đầu kết nối, hộp đấu dây và chiều dài cáp cũng cần được xác định chính xác trước khi lựa chọn cặp nhiệt điện Termics.
Cấu hình cặp nhiệt điện Termics theo từng thiết bị
Một điểm mạnh trong danh mục của Termics là khả năng sản xuất đầu dò tiêu chuẩn và đầu dò đặc biệt theo yêu cầu ứng dụng. Hãng cho biết sản phẩm có thể được phát triển từ giai đoạn thiết kế, tạo mẫu cho tới sản xuất, kiểm tra và chứng nhận.
Điều này đặc biệt phù hợp với máy móc đã vận hành nhiều năm nhưng cảm biến ban đầu có kích thước hoặc kiểu kết nối riêng. Khi thay thế, chỉ đúng type thermocouple là chưa đủ; toàn bộ kích thước cơ khí và kiểu kết nối cũng phải phù hợp với vị trí lắp đặt.
Các thông số cần kiểm tra khi chọn cặp nhiệt điện Termics
Khi xác định một cặp nhiệt điện Termics cho thiết bị công nghiệp, nên kiểm tra đồng thời type cảm biến, dải nhiệt độ, vật liệu vỏ, đường kính đầu dò, chiều dài đầu dò, số lượng phần tử đo, kiểu đầu kết nối và yêu cầu bảo vệ môi trường.
Nếu cảm biến được lắp tại khu vực có nguy cơ cháy nổ, cần kiểm tra chính xác chứng nhận của cấu hình được đặt hàng. Termics có các dòng cụm cảm biến thermocouple được chứng nhận cho một số môi trường Ex, nhưng chứng nhận phải được đối chiếu theo đúng model và cấu hình cụ thể.
Cặp nhiệt điện Termics trong hệ thống tự động hóa
Tín hiệu từ Thermocouple Termics có thể được đưa tới bộ điều khiển nhiệt độ, transmitter nhiệt độ, module thermocouple của PLC hoặc hệ thống DCS.
Trong dây chuyền tự động, giá trị nhiệt độ không chỉ phục vụ hiển thị mà còn tham gia trực tiếp vào quá trình điều khiển. PLC có thể đóng ngắt điện trở gia nhiệt, điều chỉnh van, thay đổi tốc độ thiết bị hoặc phát cảnh báo dựa trên nhiệt độ mà cặp nhiệt điện ghi nhận.
Nhờ khả năng đáp ứng nhiều loại thermocouple, vật liệu bảo vệ và số lượng phần tử đo khác nhau, cặp nhiệt điện Termics phù hợp với nhiều ngành như năng lượng, cơ khí, hóa chất, dầu khí, động cơ công nghiệp, turbine, xử lý nhiệt và các dây chuyền sản xuất có yêu cầu giám sát nhiệt độ liên tục.
Cặp nhiệt điện Termics – thiết bị đo nhiệt độ cho điều kiện vận hành khắc nghiệt
Cặp nhiệt điện Termics được phát triển cho nhiều cấp nhiệt độ và nhiều cấu hình cơ khí khác nhau, từ đầu dò kích thước nhỏ đến cảm biến nhiều phần tử phục vụ turbine và hệ thống năng lượng.
Khả năng lựa chọn Type J, K, T, E, N, S, R, B và các cấu hình đặc biệt giúp Thermocouple Termics có thể đáp ứng từ đo nhiệt độ thông thường đến các quá trình nhiệt độ cao. Việc xác định chính xác type cảm biến, kích thước, vật liệu bảo vệ và điều kiện môi trường sẽ giúp cảm biến hoạt động ổn định và phù hợp với thiết bị thực tế.
