Can nhiệt S là gì? Cấu tạo, Nguyên lý hoạt động

Trong các hệ thống đo lường nhiệt độ công nghiệp, can nhiệt S là dòng cặp nhiệt điện được sử dụng để đo nhiệt độ cao trong lò nung, lò nhiệt luyện và nhiều quy trình sản xuất chuyên dụng. Để hiểu rõ hơn về dòng can nhiệt này, hãy cùng Thiết Bị Cảm Biến THP tìm hiểu trong bài viết chi tiết dưới đây.

Tìm hiểu can nhiệt S là gì?

Can nhiệt S hay Thermocouple Type S là loại cặp nhiệt điện dùng để đo nhiệt độ rất cao trong các lĩnh vực công nghiệp, với dải đo lớn khoảng từ 0°C đến 1600°C. Phần đầu dò nhiệt gồm hai dây kim loại khác nhau, 1 dây là hợp kim bạch kim rhodi 10% và 1 dây bạch kim nguyên chất. Đầu dò của can nhiệt loại S thường được bọc sứ chịu nhiệt và đặt trực tiếp và vị trí cần đo.

Dòng này có khả năng chống oxy hóa và giữ ổn định ở mức nhiệt độ lớn. Do đó, cảm biến can nhiệt S thường được sử dụng trong các quy trình nhiệt độ cao như lò nung gốm sứ, sản xuất thủy tinh, luyện kim, nhiệt luyện và một số hệ thống công nghiệp cần theo dõi nhiệt độ ổn định.

Thông số kỹ thuật can nhiệt loại S

• Loại: Thermocouple S
• Dải đo: 0°C đến 1600°C
• Chất liệu: Ceramics, Inox
• Tín hiệu đầu ra: 4-20mA
• Dây kết nối: 2 dây, 4 dây
• Chiều dài cảm biến: ~2000mm
• Đường kính đầu dò: 𝜙 17mm, 𝜙 19mm, 𝜙 21mm, 𝜙 27mm

Cấu tạo can nhiệt S gồm những bộ phận nào?

Một cảm biến can nhiệt S hoàn chỉnh thường gốm các bộ phận chính sau:

• Đầu dò nhiệt (cặp nhiệt điện): Gồm 2 dây bạch kim gồm 10% Rh-PT và 90% PT, tạo ra tín hiệu nhiệt điện khi có chênh lệch nhiệt độ.
• Ống sứ cách điện: Tách hai dây dẫn với nhau và với môi trường bên ngoài, chịu được nhiệt độ cao mà không dẫn điện.
• Ống bảo vệ ngoài: Giúp bảo vệ cặp nhiện điện khỏi va đập, khí nóng bên trong lò. Vùng đầu dò chịu nhiệt cao thường bằng sứ, phần ren hoặc mặt bích lắp đặt thường bằng inox.
• Đầu kết nối: Đây là nơi đấu nối dây tín hiệu điện từ cảm biến tới các thiết bị khác, giúp truyền tín hiệu từ cảm biến đến thiết bị hiển thị hoặc bộ chuyển đối.
• Mối nối đo: Là vị trí tiếp nhận nhiệt độ cần đo, được bố trí tại đầu cảm biến theo thiết kế của nhà sản xuất.
• Bộ chuyển đổi tín hiệu: Tùy vào mục đích sử dụng có thể lắp thêm bộ chuyển đổi tín hiệu về 4-20mA để truyền xa và tích hợp với PLC.

Nguyên lý hoạt động của can nhiệt loại S

Can nhiệt S hoạt động dựa trên hiệu ứng nhiệt điện hay còn gọi là hiệu ứng Seebeck. Khi hai dây kim loại khác nhau được nối với nhau ở một đầu và có chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu, giữa chúng sinh ra một sức điện động rất nhỏ, tính bằng mV. Đầu nối nhau đặt tại vùng cần đo gọi là mối nối nóng, còn đầu kia nối về thiết bị đọc gọi là đầu lạnh.

Sức điện động này tăng theo mức chênh lệch nhiệt độ giữa mối nối nóng và đầu lạnh. Sau đó bộ hiển thị, bộ điều khiển nhiệt độ hoặc bộ chuyển đổi sẽ đo giá trị mV, bù trừ nhiệt độ ở đầu lạnh, rồi quy đổi ra nhiệt độ thực tế tại đầu dò.

Nếu hệ thống dùng bộ chuyển đổi, giá trị nhiệt độ sẽ được xuất ra thành tín hiệu 4-20mA tương ứng với dải đo đã cài đặt để truyền về PLC hoặc hệ thống giám sát.

Đánh giá ưu, nhược điểm của cảm biến can nhiệt S

Can nhiệt loại S sở hữu những ưu điểm phù hợp với các ứng dụng nhiệt độ cao, tuy nhiên chúng cũng có những giới hạn cần lưu ý cần xem xét trước khi chọn.

Ưu điểm

• Đo được nhiệt độ cao hơn so với các loại can nhiệt khác, thường đo được lên đến 1600°C.
• Sử dụng vật liệu cao cấp chống oxy hóa tốt trong môi trường nhiệt độ cao, cho độ ổn định tốt.
• Mức sai số thấp, đem lại kết quả đo chính xác cao trong quá trình sử dụng lâu dài.
• Đầu dò bọc sứ chắc chắn, phù hợp lắp đặt trực tiếp trong lò nung, lò đốt mà không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao.
• Có thể tích hợp với hệ thống PLC để giám sát và điều khiển các thiết bị trong hệ thống tự động hóa.
• Đa dạng lựa chọn chiều dài, loại dây và kiểu kết nối đáp ứng nhu cầu sử dụng của nhiều hệ thống hiện nay.

Nhược điểm

• Giá thành cao do sử dụng vật liệu kim loại quý và có khả năng đo được mức nhiệt độ cao hơn nhiều loại can nhiệt khác.
• Ống sứ dễ giòn, nứt vỡ khi va đập cần sử dụng trong môi trường phù hợp.
• Có thể bị ảnh hưởng bởi điều kiện vận hành như nhiệt độ quá giới hạn, lắp đặt không đúng cách có thể làm thay đổi đặc tính đo.

Các lĩnh vực sử dụng can nhiệt S trong thực tế

Can nhiệt loại S nhờ khả năng chịu nhiệt cao, do đó chúng được sử dụng ở những môi trường có nhiệt độ vận hành cao như:

• Lò nung, lò nhiệt luyện gang thép trong ngành luyện kim.
• Lò đốt rác và lò đốt công nghiệp.
• Nhà máy xi măng, nơi nhiệt độ lò quay duy trì ở mức cao.
• Nhà máy đường tinh luyện và các dây chuyền sản xuất có công đoạn nhiệt cao.
• Lò hơi công suất lớn và các hệ thống đốt nhiên liệu.
• Ngành sản xuất gốm sứ, thủy tinh, nơi lò nung hoạt động ở nhiệt độ cao liên tục.

Tiêu chí lưạ chọn can nhiệt loại S cho hệ thống

Để đảm bảo can nhiệt S hoạt động ổn định và đáp ứng điều kiện vận hành thực tế của hệ thống, cần xem xét lựa chọn dựa trên các tiêu chí sau:

• Xác định nhiệt độ làm việc của hệ thống để lựa chọn can nhiệt có nhiệt độ làm việc tối đa đáp ứng với điều kiện vận hành liên tục.
• Chọn đường kính và chiều dài đầu dò phù hợp với độ sâu và vị trí lắp đặt trong lò với các cỡ phổ biến như 𝜙17, 𝜙19, 𝜙21, 𝜙27mm và chiều dài đến khoảng 2000mm.
• Kiểm tra vật liệu ống bảo vệ khi dùng tại vùng nhiệt độ cao nên dùng ống sứ chất lượng, đảm bảo độ kín khí để bảo vệ cặp nhiệt điện khỏi nhiễm bẩn.
• Xác định loại tín hiệu đầu ra để kết nối với thiết bị hoặc bộ chuyển đổi tín hiệu phù hợp.
• Kiểm tra cấp chính xác, độ ổn định, yêu cầu hiệu chuẩn và sai số của toàn bộ hệ thống đo.
• Xem xét điều kiện lắp đặt, nên tránh những vị trí có độ rung động lớn, bụi bẩn để đảm bảo kết quả đo và tuổi thọ sử dụng sản phẩm.

Thiết Bị Cảm Biến THP – Tổng kho can nhiệt S uy tín, giá rẻ

Để lựa chọn loại can nhiệt S phù hợp cho hệ thống, việc mua tại các đơn vị uy tín là yếu tố quan trọng giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm, độ ổn định khi đo và khả năng đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật.

Tại Thiết Bị Cảm Biến THP, chúng tôi cung cấp đa dạng các dòng cảm biến nhiệt độ công nghiệp, trong đó có can nhiệt loại S, đáp ứng nhu cầu đo nhiệt độ cao trong lò nung, lò nhiệt luyện và nhiều quy trình sản xuất khác. Khách hàng được hỗ trợ lựa chọn sản phẩm dựa trên dải nhiệt độ, vật liệu ống bảo vệ, chiều dài đầu dò, đường kính và yêu cầu tín hiệu đầu ra của hệ thống.

Ngoài ra, chúng tôi hỗ trợ cung cấp đầy đủ catalog, CO – CQ theo yêu cầu và chính sách bảo hành minh bạch. Đội ngũ kỹ thuật giàu kinh nghiệm của chúng tôi sẵn sàng hỗ trợ giải đáp thắc mắc về thông số và lựa chọn sản phẩm phù hợp với yêu cầu của hệ thống.

Nếu quý khách đang quan tâm đến sản phẩm can nhiệt S, hãy liên hệ ngay Thiết Bị Cảm Biến THP qua Hotline 0928.613.555 để được tư vấn chi tiết và nhận báo giá nhanh chóng ngay nhé!