Can nhiệt loại K

Xin chào tất cả các bạn nhé, trong bài viết này mình xin giới thiệu đến các bạn một dòng cảm biến nhiệt độ có khả năng đo lường mức nhiệt lên đến 1200°C. Đây là dòng cảm biến can nhiệt loại K, được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệp chỉ sau cảm biến PT100. Nếu các bạn muốn tìm hiểu về cảm biến PT100 thì có thể tham khảo bài viết: Cảm biến nhiệt độ PT100. Nếu các bạn đang muốn tìm hiểu và chọn mua cho mình cảm biến loại K thì tham khả bài viết này nhé.

Bài viết sẽ giới thiệu đến các bạn các kiến thức liên quan về cảm biến can nhiệt loại K là gì ? Cấu tạo chúng như thế nào ? Các phạm vi có thể ứng dụng ? Các thông số kỹ thuật ? Cách thức mua hàng và một vài thông tin chi tiết có liên quan khác để các bạn có thêm kiến thức trong việc chọn mua và sử dụng.

Can nhiệt loại K là gì ?

Cản nhiệt loại K hay còn gọi là cảm biến can nhiệt K – Đầu dò nhiệt loại K – Cọc dò nhiệt loại K hoặc có tên tiếng Anh là Thermocouple Type K. Đây là 1 trong các dòng cảm biến nhiệt độ có khả năng đo lường khoảng nhiệt từ 0-1200°C. Cảm biến sẽ thường được làm bằng 2 dạng chính là Inox hoặc là bằng sứ. Bên cạnh đó thì ta sẽ phân biết can nhiệt K thông qua hình dạng bên ngoài của chúng. Khoảng nhiệt của cảm biến còn tùy thuộc vào ta chọn đường kính que đo nữa đấy.

Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng cảm biến can nhiệt K được nhập khẩu từ Italy. Đây là các dòng cảm biến có nguồn gốc Châu Âu được ứng dụng phổ biến ở Việt Nam hiện nay nhưng có giá thành rất dễ tiếp cận. Chúng ta có thể dễ dàng lựa chọn với đầy đủ các loại kích thước khác nhau để phù hợp cho từng ứng dụng.

Cấu tạo cảm biến can nhiệt K như thế nào ?

Cảm biến can nhiệt loại K thường sẽ có cấu tạo gồm các bộ phận như:

• Lớp vỏ bên ngoài: thường làm bằng INOX SS304, SS316 hoặc inconel 600. Một vài dòng đặc biệt được bọc bằng ống sứ C799
• Ống sứ nhỏ bên trong: Các ống sứ này có nhiệm vụ bao bọc phần lõi kim loại bên trong để giảm nhiệt, tránh gây quá nhiệt dẫn đến nóng chảy.
• Phần cặp dây kim loại: chúng là hợp kim của chromel–alumel được hàn ở 1 đầu, là phần chính để đo lường nhiệt độ.
• Phần đệm sứ cách nhiệt: phần này thường chỉ có ở can nhiệt K củ hành giúp cách nhiệt với phần đấu dây bên trên.

Các đặc điểm khác của cọc dò nhiệt loại K:

• Cảm biến cặp nhiệt điện loại K (Niken-Crom / Niken-Alumel) là các loại cảm biến nhiệt độ được dùng phổ biến nhất hiện nay vì giá thành khá hợp lý, độ bền cao, khoảng nhiệt độ vừa phải.
• Có thể tùy chọn sai số thấp nhất là : ±1,1°C hoặc 0.4%
• Chúng thường có dãy đo trong khoảng nhiệt -270 ÷ 1200°C.
• Loại K là một trong những cặp nhiệt điện phổ biến nhất với độ nhạy khoảng 41 μV/ºC.
• Chromel® là dây dương, Alumel® là dây âm.

• Không tốn kém, và phạm vi của nó là từ –270 °C đến +1372 °C (–454 °F đến +2501 °F) và tương đối tuyến tính.
• Thành phần niken là từ tính, và như các kim loại từ tính khác, sẽ có độ lệch trong đầu ra khi vật liệu đạt tới điểm Curie, xảy ra ở nhiệt độ 350 °C (662 °F) đối với cặp nhiệt điện loại K. Điểm Curie là nơi vật liệu từ trải qua một sự thay đổi đáng kể trong tính chất từ của nó và gây ra sự sai lệch lớn đến tín hiệu đầu ra.
• Nó có thể được sử dụng trong không khí liên tục oxy hoá hoặc trung hòa.• Hầu hết sử dụng ở trên 538 °C (1000 °F).
• Tiếp xúc với lưu huỳnh góp phần vào sự hư hỏng sớm.
• Sai số tiêu chuẩn của cảm biến can nhiệt K trong khoảng  ±2,2°C hoặc 0,75%.
• Chromel® gồm 90% niken và 10% crom; Alumel® là hợp kim bao gồm 95% niken, 2% mangan, 2% nhôm và 1% silic.
• Hoạt động ở nồng độ oxy thấp gây ra một sự dị thường gọi là quá trình oxy hóa ưu tiên của crom trong dây dương gây ra tình trạng gọi là ‘green rot’ tạo ra các sai lệch lớn nghiêm trọng nhất trong khoảng 816 đến 1038 °C (1500 đến 1900 °F). Việc thông gió hoặc bít kín ống bảo vệ có thể ngăn ngừa hoặc giảm nhẹ tình trạng này.
• Chu kỳ trên và dưới 1000 °C (1800 °F) không được khuyến nghị do thay đổi đầu ra từ các hiệu ứng trễ.

Có các loại cảm biến can nhiệt K nào ?

Can nhiệt loại K thường được chia ra làm 2 loại chính là dạng dây và dạng củ hành. Mỗi loại sẽ có các ưu nhược điểm riêng, cụ thể như sau:

Can nhiệt loại K dạng dây:

Dòng này có cấu tạo đơn giản chỉ bao gồm đầu dò và phần dây cáp truyền tín hiệu. Dãy nhiệt trong khoảng 0-400°C rất thích hôp cho hầu hết các ứng dụng phổ biến trong công nghiệp hiện nay. Cảm biến được kết nối thông qua bộ phận ren theo chuẩn G1/8”, G1/4”, G1/2”, G3/4”, G1”,…

Dòng can nhiệt K dạng dây sẽ có giá thành tốt nhất trong phân khúc hiện nay, được rất nhiều nhà máy sử dụng. Tuy nhiên thì chúng thể nào đo được nhiệt độ cao hơn rồi.

Can nhiệt loại K dạng củ hành:

Dòng này thì cấu tạo phức tạp hơn 1 chút vì có thêm phần đầu củ hành để cách nhiệt là cũng là phần đấu dây ra tín hiệu của cảm biến. Dòng này chúng ta có thể đo lường nhiệt độ trong khoảng 0-800°C hay 0-1200°C. Loại này cũng được ứng dụng rất nhiều trong các lò đốt rác, lò hơi, lò nấu kim loại,…Cảm biến được kết nối thông qua bộ phận ren theo chuẩn G1/8”, G1/4”, G1/2”, G3/4”, G1”,…

Ứng dụng của cảm biến can nhiệt loại K ở những đâu ?

• Lĩnh vực giáo dục: trong các ngành cơ khí luyện kim loại, cho các lò nung nấu nhôm hay đồng phục vụ công tác giảng dạy.
• Lĩnh vực xử lý rác: giám sát nhiệt độ cho các lò đốt rác,…
• Lĩnh vực mai táng: giám sát nhiệt độ lò đốt, lò thiêu,…
• Lĩnh vực sản xuất: trong các lò đốt, lò hơi cần giám sát nhiệt độ,…
• Lĩnh vực xử lý nước: giám sát nhiệt độ nước, nhiệt độ môi trường,…

Cách phân biệt cảm biến can nhiệt loại K và cảm biến PT100 như thế nào ?

Vì cảm biến PT100 được dùng rất phổ biến trong công nghiệp nay việc phân biệt chúng với can nhiệt K cũng là một việc mà các bạn nên tìm hiểu. Điều này sẽ phục vụ cho các bạn trong trường hợp cảm biến bị hỏng nhưng không thể xác định được đó là loại cảm biến gì. Một trong các cách phân biệt như sau:

• Số dây của cảm biến: với PT100 thường sẽ ra dạng 2 dây, 3 dây, 4 dây ( 2 x PT100 2 dây), 6 dây ( 3 x PT100 3 dây). Còn với cảm biến loại K thường là 2 dây và 4 dây ( 2 x can nhiệt K)
• Tín hiệu ngõ ra: với PT100 là dạng điện trở còn với can nhiệt K là dạng mV
• Dãy đo: cảm biến nhiệt độ PT100 có dãy đo từ -200..600 độ C. Riêng can nhiệt K là 0-1200 độ C
• Sai số của cảm biến: với PT100 sẽ chính xác hơn với sai số tối đa thường ở Class B 0.3 độ C. Nhưng với can nhiệt K thì sai số khoảng 5-7 độ
• Dùng VOM kiểm tra tín hiệu đầu ra: Đo 2 dây ra của cảm biến theo thang đo Ohm và mV. Sau đó so sánh chúng với bảng tra nhiệt độ của 2 loại cảm biến.

Cách kiểm tra cảm biến can nhiệt độ loại K bằng VOM:

Trong quá trình sử dụng chắc chắn sẽ có lúc chúng ta cảm biến gặp vấn đề gì đó, có thể nguyên nhân là do cảm biến đã không còn sử dụng được nữa. Vậy nếu chúng ta muốn kiểm chứng vấn đề này thì phải làm như thế nào. Lúc này chúng ta sẽ dùng đồng hồ vạn năng VOM để kiểm tra tín hiệu mV theo mức nhiệt của cảm biến. Cụ thể thì ứng với một mức tín hiệu mV sẽ có mức nhiệt độ kèm theo. Cụ thể như thế nào thì các bạn tham khảo theo bảng dưới đây nhé.

Các bước thực hiện khi dùng VOM:

• Bước 1: dùng đồng hồ VOM và chỉnh thang đo dạng mV
• Bước 2: đấu cực dương của VOM và dây đỏ của can nhiệt K, đấu cực âm của VOM vào dây trắng hoặc xanh của can nhiệt K
• Bước 3: dùng bật lửa hoặc đèn cầy nung nóng phần đầu dò can nhiệt
• Bước 4: quan sát giá trị mV thông qua VOM, sẽ có 2 trường hợp:
  • Trường hợp 1: nếu tín hiệu mV tăng dần thì cảm biến còn hoạt động tốt
  • Trường hợp 2: nếu giá trị điện áp mV không thay đổi hoặc chạy loạn xạ thì cảm biến đã hỏng, việc các bạn cần làm bây giờ là đi mua cảm biến mới nhé.

Thông số kỹ thuật của cảm biến can nhiệt loại K:

• Model:
  • Với can nhiệt K dạng dây: có mã là ASTCW và T2A2
  • Với can nhiệt K dạng củ hành: có mã là ASTCH và T1F1
• Xuất xứ: nhập khẩu từ hãng Asit và Noken của Italy
• Dãy đo: có thể tùy chọn trong khoảng 0-400°C(dạng dây), 0-600°C, 0-800°C, 0-1200°C
• Vật liệu đầu dò: làm bằng SS304, SS316, Inconel 600 hoặc ống sứ C799
• Chiều dài que đo: có thể tùy chọn từ 50mm, 100mm, 150mm, 200mm,…1200mm,…
• Đường kính que đo: tùy chọn phi 3mm, 5mm, 6mm, 8mm, 10mm, 12mm,…27mm
• Chiều dài cáp: có thể chọn từ 1m,…3m, 15m
• Tiêu chuẩn bảo vệ: chống nước chống bụi đạt IP65 với dạng củ hành
• Ren kết nối: sử dụng ren chuẩn G1/8”, G1/4”, G1/2”, G3/4”, G1”,…
• Có thể tùy chọn loại can K đơn hoặc can K đôi
• Ngõ ra: dạng mV, có thể thêm bộ chuyển tín hiệu sang dạng 4-20mA
• Thời gian bảo hành: 12 tháng 1 đổi 1 nếu có lỗi do nhà sản xuất

Bộ hiển thị giá trị nhiệt độ:

Nếu các bạn sử dụng cảm biến đo nhiệt độ loại K thì chúng ta cần sử dụng thêm bộ hiển thị nhiệt độ. Thiết bị này cho phép chúng ta nhận được tín hiệu từ các loại cảm biến can nhiệt trong đó có can nhiệt K. Có thể hiển thị và điều khiển tín hiệu khi đến 1 mức nhiệt độ nào đó. Bên cạnh đó thì chúng còn có thể xuất ra các dạng tín hiệu analog như 4-20ma, 0-5v, 0-10v, 0-20ma,…

Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng màn hình hiển thị nhiệt độ can nhiệt K có model là OM402UNI nhập khẩu hãng Orbit Merret – Cộng Hòa Séc. Thiết bị được bên mình nhập khẩu chính hãng để cung cấp cho thị trường Việt Nam. Các bạn tham khảo các thông số bên dưới như sau:

• Model: thiết bị có mã là OM402UNI
• Xuất xứ: được sản xuất bởi hãng Orbit Merret – Cộng Hòa Séc
• Ngõ vào (Input): tín hiệu nhiệt độ từ các loại cảm biến PT100, can nhiệt K S T E R B J
• Ngõ ra (Output):
  • Tín hiệu analog 4-20mA, 0-20mA, 0-5v, 0-10v,…
  • Tiếp điểm Relay on/off
  • Truyền thông modbus RS485
• Hệ số cách ly tín hiệu: chống nhiễu đạt 4000 VAC
• Nguồn cấp: 80..250VAC/DC
• Kích thước tổng thể: 96 x 48 mm
• Tiêu chuẩn bảo vệ: chống bụi và chống nước đạt IP64
• Khả năng hiển thị: gồm 6 LED đỏ hiển thị trong khoảng -999999..+999999. Có LED trạng thái relay
• Khả năng cài đặt: cài đặt thông số – cấu hình bằng 5 phím bấm vật lý
• Khả năng kết nối: có thể kết nối với máy tính thông qua cable USB OMLINK và APP của hãng.
• Thời gian bảo hành: 12 tháng 1 đổi 1 nếu có lỗi do nhà sản xuất

Cách thức chọn mua cảm biến nhiệt độ loại K như thế nào ?

Để có thể lựa chọn cho mình một dòng cảm biến loại K phù hợp thì chúng ta cần lưu ý một vài yêu cầu như sau:

Dãy đo mong muốn của can nhiệt K là bao nhiêu ?

• Nếu các bạn muốn đo lường 0-400°C thì có thể dùng can nhiệt K dạng dây
• Nếu các bạn muốn đo lường 0-800°C thì có thể dùng can nhiệt K dạng củ hành với đầu dò phi 12mm trở xuống
• Nếu các bạn muốn đo lường 0-1100°C thì có thể dùng can nhiệt K dạng củ hành với đầu dò phi 17mm trở xuống
• Nếu các bạn muốn đo lường 0-1200°C thì có thể dùng can nhiệt K dạng củ hành với đầu dò có bọc sứ C799

Chiều dài que đo của can nhiệt K là bao nhiêu ?

Chiều dài que đo là một thông số khá quan trọng của cảm biến nhiệt độ, các bạn nên chọn sao cho chiều dài vừa đủ. Vì nếu quá dư thì chi phí cao, quá ngắn thì đo không tới làm ảnh hưởng đến chất lượng và độ chính xác.

Đường kính que đo của cảm biến nhiệt K là bao nhiêu ?

• Nếu nhiệt độ dưới 800°C thì ta nên chọn que đo phi 6mm, 8mm, 12mm,…
• Nếu nhiệt độ dưới 1200°C thì ta nên chọn que đo phi 17mm, 21mm, 27mm
• Cố gắng chọn đường kính vừa đủ dùng để tiết kiệm chi phí nhé.

Ngõ ra của can nhiệt K là dạng gì ?

Mặc định cảm biến sẽ có ngõ ra dạng điện áp mV, nhưng nếu các bạn muốn đưa tín hiệu đi xa để kết nối với PLC hay biến tần thì ta sử dụng thêm bộ chuyển đổi tín hiệu nữa nhé. Các bạn tham khảo bộ chuyển đổi tín hiệu thông qua bài viết: Bộ chuyển đổi tín hiệu can nhiệt S, K, T, E, R sang 4-20ma

Giá thành của cảm biến can nhiệt loại K ?

Với các dòng cảm biến xuất xứ từ Trung Quốc, Đài Loan và Hàn Quốc thì sẽ có giá rất dễ tiếp cận. Tuy nhiên thì dùng các dòng này sẽ không được đảm bảo, chúng có thể hỏng bất kì lúc nào. Thay vào đó ta có thể sử dụng cảm biến đến từ Châu Âu tuy có giá hơi cao hơn sẽ được đảm bảo về mặt tuổi thọ cũng như độ bền sẽ luôn được đảm bảo.

Trên đây là những thông tin cũng như các kiến thức cần thiết về cảm biến can nhiệt K, hy vọng sẽ giúp ích cho những bạn có nhu cầu tìm hiểu và sử dụng. Ngoài ra bên mình còn cung cấp các loại cảm biến đo nhiệt độ khác nhau với giá cạnh tranh thị trường, các bạn có thể tham khảo nếu có nhu cầu. Mọi thắc mắc cần tư vấn các bạn có thể liên hệ mình qua các thông tin sau:

Phone – Zalo: 0779 81 81 84 (An Nguyễn)

Email: An.nguyen@bff-tech.com