Cảm biến nhiệt độ thermocouple là gì| Có mấy loại cặp nhiệt điện?

Cảm biến nhiệt độ thermocouple, cặp nhiệt điện, can nhiệt, là tên gọi chung của thermocouple. Đây là một thiết bị dùng để đo nhiệt độ trong những lò nung, lò hấp, sấy với nhiệt độ tương đối cao .
Vậy thermocouple là gì ? Có bao nhiêu loại cảm biến nhiệt độ thermocouple ? Chúng ta cùng tìm hiểu và khám phá nhé !

Cảm biến nhiệt độ thermocouple là gì ?

Cảm biến nhiệt độ thermocouple hay còn gọi là cặp nhiệt điện, được dùng để đo nhiệt độ dựa trên nguyên tắc hay hiệu ứng được tìm ra bởi Nhà vật lý học người Đức tên là Thomas Seebeck ( 1770 – 1831 ). Và tên của ông cũng được đặt cho hiệu ứng này luôn. Hiệu ứng Seebeck, mà tất cả chúng ta thường hay gọi là hiệu ứng nhiệt điện .

Cảm biến nhiệt độ thermocouple
Hiệu ứng này ý nói rằng : Khi 2 sắt kẽm kim loại khác nhau được nối với nhau ở một đầu và cấp nhiệt biến hóa tại điểm nối thì sẽ sinh ra một điện áp đo được, tương ứng với giá trị nhiệt độ tại điểm đo .
Để hiểu rõ hơn những bạn xem phần nội dung nói về cấu trúc của cặp nhiệt điện thermocouple bên dưới nhé !

Cấu tạo của cảm biến thermocouple

Về cấu trúc thì một cảm biến nhiệt độ thermocouple có cấu trúc gồm có hai dây sắt kẽm kim loại khác nhau được nối với nhau ở một đầu để tạo thành một điểm nối. Khi điểm nối được cấp nhiệt độ ( nóng hoặc lạnh ), thì sẽ có một điện áp nhỏ được tạo ra trong mạch này, điện áp này hoàn toàn có thể đo được và được quy đổi giá trị tương ứng với nhiệt độ tại điểm nối .

Cấu tạo cặp nhiệt điện thermocouple
Về triết lý thì điểm nối giữa 2 sắt kẽm kim loại khác nhau bất kể nào cũng sinh ra điện áp, và đều hoàn toàn có thể quy đổi ra giá trị nhiệt độ tương ứng được. Nhưng trong trong thực tiễn, thì những nhà nghiên cứu chỉ chọn một vài cặp sắt kẽm kim loại để làm cảm biến nhiệt vì mục tiêu bảo vệ tính đúng mực và độ tuyến tính cho phép đo. Để khám phá kỹ hơn phần này, mời những bạn theo dõi tiếp mục phân loại phí bên dưới nhé .

Có mấy loại cảm biến thermocouple

Trong trong thực tiễn, những cảm biến nhiệt độ thermocouple đều được sản xuất có một lớp vỏ bọc bên ngoài nhằm mục đích tránh những ảnh hưởng tác động của thiên nhiên và môi trường như : ăn mòn, … để nâng cao tuổi thọ, vòng đời của thiết bị .
Một số cặp nhiệt điện thông dụng thường được sử dụng trong công nghiệp như sau :

Cặp nhiệt điện loại K ( Niken-Crom / Niken-Alumel )

Là cặp nhiệt điện phổ cập nhất. Tính đúng chuẩn, độ đáng tin cậy cao, giá tiền thấp, có khoanh vùng phạm vi cảm nhận nhiệt độ khá rộng .

• Phạm vi nhiệt độ: loại 270°C đến 1260°C

Cặp nhiệt điện loại J ( Sắt / Constantan )

Loại J cũng khá thông dụng. Có độ đáng tin cậy, tính đúng chuẩn và giá tiền tương tự với loại K. Nhưng lại có khoanh vùng phạm vi nhiệt độ và tuổi thọ thấp hơn loại K .

• Phạm vi nhiệt độ: -210°C đến 760°C

Cặp nhiệt điện thermocouple loại T ( Đồng / Constantan )

Đây là cảm biến nhiệt độ thermocouple rất không thay đổi và thường được sử dụng trong những ứng dụng nhiệt độ cực thấp như ướp lạnh hoặc mạng lưới hệ thống làm lạnh .

• Phạm vi nhiệt độ: -270°C đến 370°C

Cảm biến nhiệt độ thermocouple loại E ( Niken-Crom / Constantan )

Loại E là loại có độ cảm nhận nhiệt mạnh hơn và độ đúng chuẩn cao hơn loại K, loại J ở dải nhiệt độ từ 537 °C trở xuống .

• Phạm vi nhiệt độ: -270°C đến 870°C

Cặp nhiệt điện thermocouple loại N ( Nicrosil / Nisil )

Có cùng độ đúng mực và số lượng giới hạn nhiệt độ như loại K nhưng có giá tiền mẫu sản phẩm đắt hơn một chút ít .

• Phạm vi nhiệt độ: -270°C đến 392°C

Tiếp theo là phần mình muốn san sẻ với những bạn về những cảm biến nhiệt độ thermocouple mà sử dụng những sắt kẽm kim loại hạng sang để đạt được những hiệu suất, những tính năng cao hơn như : chịu được nhiệt độ rất cao nhưng vẫn bền chắc và giữ được độ đúng mực cao. Mà về giá tiền cũng khá cao so với những cặp nhiệt điện thermocouple mình nói ở phần trên !

Thermocouple loại S ( Bạch kim Rhodium – 10 % / Bạch kim )

Thermocouple loại S được sử dụng trong những ứng dụng nhiệt độ rất cao. Dễ dàng thấy cặp nhiệt điện thermocouple loại S trong những ngành công nghiệp như : ngành sinh học, dược phẩm …

• Phạm vi nhiệt độ: -50°C đến 1480°C

Can nhiệt loại R ( Platinum Rhodium – 13 % / Bạch kim )

Cặp nhiệt điện loại R được sử dụng trong những ứng dụng có nhiệt độ rất cao. Do có tỷ suất Rhodium cao hơn can nhiệt S nên giá tiền cũng đắt hơn .

• Phạm vi nhiệt độ: -50°C đến 1480°C

Cặp nhiệt điện loại B ( Platinum Rhodium – 30 % / Platinum Rhodium – 6 % )

Cặp nhiệt điện loại B có số lượng giới hạn nhiệt độ cao nhất trong tổng thể những cặp nhiệt điện. Cho nên can nhiệt loại B được dùng trong ứng dụng có nhiệt độ cực cao là do nó duy trì được mức độ đúng mực và không thay đổi cao ở nhiệt độ rất cao .

• Phạm vi nhiệt độ: 0°C đến 1700°C

Đặc điểm của cảm biến nhiệt độ thermocouple

Mình chia sẻ với các bạn một vài đặc điểm đặc biệt của dòng cảm biến nhiệt độ thermocouple mà có thể các bạn chưa được biết:

• Mỗi cảm biến nhiệt độ thermocouple luôn chỉ có 2 dây đầu ra
• Cặp nhiệt điện thermocouple thì có phân biệt màu dây đầu ra
• Thermocouple thì đo điện áp để quy đổi thành nhiệt độ tương ứng
• Có phạm vi nhiệt độ rất cao.
• Luôn luôn sử dụng 2 loại kim loại khác nhau nối với nhau tạo thành điểm nối

Cảm biến nhiệt độ thermocouple khác gì với rtd pt100

Thermocouple
Một số điểm độc lạ giữa thermocouple và cảm biến nhiệt độ rtd pt100 mà tất cả chúng ta hoàn toàn có thể thuận tiện nhận ra như :

• Dây dẫn: Thermocouple chỉ có 2 dây. Rtd pt100 thì có loại 2 dây, 3 dây và 4 dây
• Phạm vi đo nhiệt độ của thermocouple cao hơn rất nhiều so với cảm biến nhiệt độ pt100
• Độ bền của cảm biến nhiệt độ thermocouple cao hơn nhiều so với rtd pt100
• Giá thành của cặp nhiệt điện cũng rẻ hơn cảm biến nhiệt pt100
• Kích thước cũng nhỏ gọn hơn.

Ưu điểm yếu kém của cảm biến nhiệt độ thermocouple

Cách đo một cặp nhiệt điện
Trong nội dung bài trước nói về “ cảm biến nhiệt độ pt100 ” hay “ rtd là gì ” ; mình cũng đã nói sơ qua về ưu điểm yếu kém của rtd pt100 so với thermocouple. Trong phần nội dung này mình san sẻ thêm về ưu điểm yếu kém của cặp nhiệt điện :

• Ưu điểm:
  • Giá thành thấp, rẻ hơn rtd pt100
  • Đo nhiệt độ cao
  • Nhỏ gọn hơn, dễ lắp đặt hơn
  • Phạm vi nhiệt độ rộng
  • Độ bền cao
• Nhược điểm:
  • Mức độ tuyến tính, ổn định nhiệt thấp
  • Đo lặp lại thấp hơn Pt100
  • Độ nhạy nhiệt thấp hơn RTD Pt100
  • Sai số ở cao ở dải nhiệt độ cao

Khi nào cần sử dụng cảm biến nhiệt độ thermocouple ?

Một số ứng dụng thường thấy sự xuất hiện của cảm biến nhiệt độ thermocouple như : nhiệt điện, dược phẩm, dầu khí, xi-măng, giấy và bột giấy, đo nhiệt độ ở lò nung, lò nhiệt luyện, luyện kim, và trong những thiên nhiên và môi trường khắc nghiệt … để tận dụng những ưu điểm của thiết bị này .

Cảm biến nhiệt độ Thermocouple
Có ví dụ vui mà mình vô tình xem được từ một forum kỹ thuật ngước ngoài rằng, làm thế nào để đo được nhiệt độ của một núi lửa phun trào ?
Nhiệt kế ư ? Chắc chắn dòng nham thạch nóng chảy sẽ làm cho thủy ngân sôi lên và nổ ống đo .
RTD Pt100 ư ? Làm sao lõi cảm biến nhiệt hoàn toàn có thể chịu được nhiệt độ cao như vậy .
Vậy cái gì hoàn toàn có thể đo được ?
Vâng, với ưu điểm của mình thì cảm biến nhiệt độ loại thermocouple hoàn toàn có thể sẽ làm được điều này đấy .

Giá cảm biến nhiệt độ thermocouple có đắt không ? Mua ở đâu chính hãng ?

Khi xét về giá ; chắc như đinh rằng những cảm biến nhiệt độ thermocouple sẽ có giá thành phải chăng hơn rất nhiều ; so với những dòng cảm biến nhiệt độ rtd pt100 rồi. Tuy nhiên, nên ngoại trừ những cặp nhiệt có dùng những sắt kẽm kim loại hiếm giá tiền cao mà mình đã nói ở trên vì Ngân sách chi tiêu những thermocouple này khá là đắt đỏ .
Vì vậy, những bạn yên tâm khi không cần tác dụng quá đúng mực trong phép đo, những bạn hoàn toàn có thể nghĩ đến thermocouple, là giải pháp xử lý yếu tố ngân sách cho mạng lưới hệ thống .
Mua thermocouple ở đâu chính hãng ? Rất dễ để vấn đáp ở thời gian này khi mà công nghệ tiên tiến thương mại điện tử tăng trưởng, việc tìm kiếm nhà phân phối không còn khó khăn vất vả như trước nữa .

Huphaco cũng là một trong những công ty chuyên cung cấp các cảm biến nhiệt độ thermocouple chất lượng đến từ Châu Âu mà các bạn cân nhắc để liên hệ.

Cảm ơn những bạn đã xem bài viết của mình !
Đừng quên để lại tin nhắn hay phản hồi để giúp mình chỉnh sữa những phần nội dung chưa đúng chuẩn, những bạn nhé !

RTD Là Gì ?