Tìm hiểu cảm biến nhiệt độ lò hơi: Nguyên lý hoạt động, Phân loại

Cảm biến nhiệt độ lò hơi là thiết bị đo lường được sử dụng để giám sát nhiệt độ tại buồng đốt, đường ống hơi và hệ thống dẫn khí thải, giúp kiểm soát quá trình vận hành và hạn chế nguy cơ quá nhiệt. Tùy theo dải nhiệt độ và vị trí lắp đặt, các loại cảm biến phổ biến gồm PT100, can nhiệt K, S và R với khả năng đo từ vài chục đến trên 1200°C.

Vậy cảm biến nhiệt độ lò hơi có những loại nào, đặc điểm kỹ thuật ra sao và cách lựa chọn như thế nào? Hãy cùng Thiết Bị Cảm Biến THP tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

Cảm biến nhiệt độ lò hơi là gì?

Cảm biến nhiệt độ lò hơi là thiết bị đo lường được sử dụng để giám sát và kiểm soát nhiệt độ tại các vị trí như buồng đốt, đường ống hơi, đường ống nước cấp và hệ thống dẫn khí thải của lò hơi. Thiết bị có nhiệm vụ đo nhiệt độ liên tục và truyền tín hiệu về bộ hiển thị hoặc hệ thống điều khiển, giúp theo dõi quá trình vận hành, cảnh báo quá nhiệt và hỗ trợ đảm bảo an toàn cho hệ thống.

Các loại cảm biến nhiệt độ được sử dụng trong hệ thống lò hơi phổ biến gồm cảm biến nhiệt độ PT100 và cặp nhiệt điện (Thermocouple) loại K, S, R. Trong đó, PT100 thường được sử dụng tại các vị trí có nhiệt độ thấp và trung bình, can nhiệt loại K phù hợp với khu vực nhiệt độ cao khoảng 1000°C, còn can nhiệt loại S và R thường được lựa chọn cho những vị trí có nhiệt độ trên 1200°C.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ lò hơi

Cảm biến đo nhiệt độ lò hơi hoạt động dựa trên sự thay đổi đặc tính điện của phần tử đo khi nhiệt độ biến thiên. Hai loại phổ biến là nhiệt điện trở RTD và cặp nhiệt điện Thermocouple, với cơ chế đo và xử lý tín hiệu khác nhau.

Nguyên lý hoạt động cảm biến nhiệt điện trở RTD

Cảm biến RTD hoạt động dựa trên sự thay đổi điện trở của kim loại theo nhiệt độ. Điển hình là Pt100, sử dụng phần tử bạch kim có điện trở 100Ω tại 0°C. Khi nhiệt độ tăng, điện trở tăng theo đặc tuyến xác định.

Bộ điều khiển hoặc transmitter cấp dòng điện nhỏ qua phần tử đo, xác định giá trị điện trở và quy đổi thành nhiệt độ. Nhờ độ chính xác và tính ổn định cao, cảm biến đo nhiệt độ lò hơi loại RTD thường được sử dụng tại đường nước cấp và đường ống hơi.

Nguyên lý hoạt động cảm biến cặp nhiệt điện Thermocouple

Khác với RTD, Thermocouple hoạt động theo hiệu ứng Seebeck, sử dụng hai dây kim loại hoặc hợp kim khác nhau nối tại đầu đo. Khi có chênh lệch nhiệt độ giữa đầu đo và đầu tham chiếu, cảm biến tạo ra điện áp nhiệt điện ở mức milivolt (mV).

Bộ điều khiển đo điện áp này, kết hợp bù nhiệt độ mối nối lạnh và quy đổi theo đặc tuyến của cặp nhiệt điện để xác định nhiệt độ. Với khả năng chịu nhiệt cao, cảm biến đo nhiệt độ lò hơi loại Thermocouple phù hợp lắp đặt tại buồng đốt, đường khí nóng và bộ quá nhiệt.

Các loại cảm biến nhiệt độ lò hơi phổ biến

Cảm biến nhiệt độ lò hơi được phân thành nhiều loại theo vật liệu và nguyên lý đo. Trong đó, Pt100, can nhiệt K, J, S và R được sử dụng phổ biến, mỗi loại có đặc điểm và phạm vi ứng dụng riêng.

Cảm biến nhiệt độ lò hơi Pt100

Cảm biến nhiệt độ lò hơi PT100 là loại cảm biến nhiệt điện trở RTD sử dụng phần tử bạch kim (Platinum) có điện trở danh định 100Ω tại 0°C, được dùng để đo và giám sát nhiệt độ tại các vị trí như đường ống hơi, đường nước cấp và một số khu vực có nhiệt độ trung bình trong lò hơi. Thiết bị thường được sử dụng trong dải nhiệt độ từ 0–400°C, một số dòng chuyên dụng có thể đo đến 600°C tùy theo cấu tạo và vật liệu bảo vệ.

Cảm biến PT100 dùng cho lò hơi phổ biến ở dạng củ hành, với chiều dài đầu dò như 100mm, 150mm, 200mm, 300mm và đường kính Ø6, Ø10 hoặc Ø16mm. Ngoài các loại PT100 đơn 2 dây, 3 dây và 4 dây, hệ thống còn có thể sử dụng PT100 đôi 6 dây, tích hợp hai phần tử đo độc lập để truyền tín hiệu đến hai thiết bị khác nhau, chẳng hạn bộ hiển thị tại chỗ và hệ thống điều khiển PLC/DCS.

Cảm biến nhiệt độ lò hơi can K

Cảm biến nhiệt độ lò hơi can K sử dụng hai hợp kim Chromel và Alumel, có khả năng chịu nhiệt cao, cấu tạo đơn giản và chi phí tương đối thấp. Phần tử đo có dải nhiệt độ tiêu chuẩn khoảng -200 đến 1.370°C, nhưng giới hạn sử dụng thực tế phụ thuộc vào vật liệu bảo vệ và môi trường làm việc.

Nhờ đặc điểm này, can nhiệt K thường được lắp tại buồng đốt, đường khí thải và các khu vực có nhiệt độ cao để theo dõi, kiểm soát quá trình gia nhiệt.

Cảm biến nhiệt độ lò hơi can J

Can nhiệt J được cấu tạo từ sắt và Constantan, thường sử dụng trong dải nhiệt độ khoảng -40 đến 750°C. Thiết bị có độ nhạy nhiệt điện tương đối cao, phù hợp với các ứng dụng đo nhiệt độ trung bình.

Trong hệ thống lò hơi, cảm biến nhiệt độ can J được dùng để theo dõi nhiệt độ tại những vị trí có điều kiện làm việc phù hợp. Tuy nhiên, do thành phần sắt dễ bị oxy hóa ở nhiệt độ cao, cảm biến cần được bảo vệ khi sử dụng trong môi trường khí nóng hoặc có tính ăn mòn.

Cảm biến nhiệt độ lò hơi can S và R

Cảm biến nhiệt độ lò hơi can S và R sử dụng hợp kim bạch kim – rhodium, có độ ổn định tốt và khả năng đo nhiệt độ rất cao, với dải đo tiêu chuẩn có thể lên đến khoảng 1.760°C. So với can K và J, hai loại này có chi phí cao hơn do sử dụng kim loại quý.

Can S và R chủ yếu được dùng để giám sát nhiệt độ trong các lò công nghiệp chuyên dụng, buồng gia nhiệt nhiệt độ cao hoặc những vị trí cần độ ổn định lâu dài. Khi lắp đặt, cảm biến thường kết hợp với ống bảo vệ chịu nhiệt để hạn chế tác động từ môi trường làm việc.

Cách chọn cảm biến nhiệt độ lò hơi phù hợp

Để lựa chọn cảm biến nhiệt độ lò hơi phù hợp với điều kiện vận hành, cần xác định rõ vị trí đo, dải nhiệt độ, vật liệu đầu dò và yêu cầu kết nối tín hiệu. Dưới đây là những tiêu chí cần lưu ý:

• Dải nhiệt độ đo: Chọn cảm biến có dải đo phù hợp với nhiệt độ làm việc thực tế. Pt100 thích hợp với vị trí cần độ chính xác cao, trong khi can nhiệt K, S và R phù hợp với môi trường nhiệt độ cao.
• Độ chính xác: Xác định sai số cho phép và yêu cầu ổn định của phép đo để lựa chọn loại cảm biến phù hợp.
• Môi trường làm việc: Xem xét áp suất, độ ẩm, nhiệt độ và khả năng ăn mòn tại vị trí lắp đặt.
• Vật liệu đầu dò: Ưu tiên inox 316 hoặc hợp kim chịu nhiệt phù hợp với môi trường nước, hơi nóng và khí thải.
• Kích thước đầu dò: Chọn chiều dài và đường kính đầu dò phù hợp với đường ống, vị trí đo và độ sâu lắp đặt.
• Kiểu kết nối cơ khí: Xác định dạng ren, mặt bích hoặc ống bảo vệ nhiệt (Thermowell) theo thiết kế hệ thống.
• Tín hiệu đầu ra: Lựa chọn tín hiệu RTD, mV hoặc 4–20mA tương thích với PLC, bộ điều khiển và hệ thống giám sát.

Địa chỉ mua cảm biến nhiệt độ lò hơi uy tín, giá tốt

Việc lựa chọn cảm biến nhiệt độ phù hợp đóng vai trò quan trọng trong quá trình giám sát và vận hành lò hơi, đặc biệt tại những khu vực có nhiệt độ cao và điều kiện làm việc khắc nghiệt. Nếu Quý khách đang tìm kiếm đơn vị cung cấp cảm biến nhiệt độ lò hơi chất lượng, giá thành hợp lý, Thiết Bị Cảm Biến THP là một địa chỉ đáng tham khảo.

Là đơn vị chuyên cung cấp thiết bị đo lường công nghiệp, Thiết Bị Cảm Biến THP mang đến nhiều lựa chọn cảm biến nhiệt độ PT100, can nhiệt K, S, R phục vụ các hệ thống lò hơi, lò đốt và dây chuyền sản xuất. Tùy theo yêu cầu sử dụng, khách hàng có thể lựa chọn sản phẩm với dải đo, chiều dài đầu dò, đường kính, vật liệu bảo vệ và kiểu kết nối khác nhau.

Vì sao nên lựa chọn Thiết Bị Cảm Biến THP?

• Đa dạng chủng loại: Cung cấp nhiều dòng cảm biến nhiệt độ, đáp ứng nhu cầu đo nhiệt độ tại các vị trí khác nhau trong lò hơi.
• Phù hợp yêu cầu kỹ thuật: Hỗ trợ lựa chọn dải đo, kích thước đầu dò, vật liệu bảo vệ và kiểu kết nối theo điều kiện vận hành thực tế.
• Giá bán hợp lý: Báo giá cạnh tranh, có chính sách ưu đãi dành cho khách hàng dự án và đơn hàng số lượng lớn.
• Hỗ trợ tài liệu kỹ thuật: Tư vấn thông số, hướng dẫn lựa chọn và cung cấp catalogue theo từng dòng sản phẩm.
• Hỗ trợ sau bán hàng: Chính sách bảo hành rõ ràng, tư vấn kỹ thuật trong quá trình lắp đặt và sử dụng.

Để lựa chọn đúng cảm biến nhiệt độ lò hơi theo yêu cầu kỹ thuật, Quý khách chỉ cần cung cấp thông tin về nhiệt độ cần đo, vị trí lắp đặt, kích thước đầu dò và kiểu kết nối. Đội ngũ Thiết Bị Cảm Biến THP sẽ hỗ trợ tư vấn sản phẩm phù hợp và gửi báo giá theo nhu cầu.