Đo nhiệt độ là một trong những khía cạnh quan trọng trong điều khiển quy trình công nghiệp. Cảm biến nhiệt điện trở (RTD) và cặp nhiệt điện (TC) là hai loại cảm biến nhiệt độ được sử dụng phổ biến nhất. Mỗi loại đều có nguyên lý hoạt động, phạm vi đo và đặc điểm riêng. Hiểu biết toàn diện về đặc điểm của chúng giúp giải đáp thắc mắc và đưa ra quyết định sáng suốt trong điều khiển quy trình. Ví dụ, người ta có thể tự hỏi nên chọn thiết bị thay thế nào khi cần thay thế thiết bị RTD hiện tại, liệu điện trở nhiệt khác có phù hợp hay cặp nhiệt điện sẽ tốt hơn.
RTD (Bộ cảm biến nhiệt điện trở)
RTD hoạt động dựa trên nguyên lý điện trở của vật liệu kim loại thay đổi theo nhiệt độ. Thông thường được làm từ bạch kim, RTD Pt100 thể hiện mối quan hệ có thể dự đoán được và gần như tuyến tính giữa điện trở và nhiệt độ, trong đó 100Ω tương ứng với 0℃. Phạm vi nhiệt độ hoạt động của RTD là khoảng -200℃ đến 850℃. Tuy nhiên, nếu phạm vi đo nằm trong khoảng 600℃, hiệu suất của nó có thể được cải thiện hơn nữa.
Cặp nhiệt điện
Cặp nhiệt điện là thiết bị dùng để đo nhiệt độ thông qua hiệu ứng Seebeck. Nó bao gồm hai kim loại khác nhau được nối với nhau ở hai đầu. Một điện áp được tạo ra tỷ lệ thuận với sự chênh lệch nhiệt độ giữa điểm nối được nung nóng (nơi thực hiện phép đo) và điểm nối được làm lạnh (luôn được giữ ở nhiệt độ thấp hơn). Dựa trên sự kết hợp các vật liệu được sử dụng, cặp nhiệt điện có thể được chia thành nhiều loại ảnh hưởng đến phạm vi nhiệt độ và độ nhạy của chúng. Ví dụ, loại K (NiCr-NiSi) đủ dùng cho ứng dụng ở nhiệt độ lên đến khoảng 1200℃ trong khi loại S (Pt10%Rh-Pt) có khả năng đo đến 1600℃.
So sánh
Phạm vi đo:RTD hoạt động hiệu quả nhất trong khoảng nhiệt độ -200~600℃. Cặp nhiệt điện phù hợp với nhiệt độ cực đại từ 800~1800℃ tùy thuộc vào thang đo, tuy nhiên không nên sử dụng để đo nhiệt độ dưới 0℃.
Trị giá:Các loại cặp nhiệt điện thông thường thường có giá thành thấp hơn so với RTD. Tuy nhiên, các loại cặp nhiệt điện cao cấp được làm từ vật liệu quý có thể rất đắt tiền, và giá cả có thể biến động theo thị trường kim loại quý.
Sự chính xác:RTD nổi tiếng với độ chính xác và độ lặp lại cao, cung cấp các chỉ số nhiệt độ chính xác cho các ứng dụng yêu cầu kiểm soát nhiệt độ nghiêm ngặt. Cặp nhiệt điện thường kém chính xác hơn RTD và không hiệu quả lắm trong phạm vi nhiệt độ thấp (<300℃). Vạch chia lớn hơn sẽ cải thiện độ chính xác.
Thời gian phản hồi:So với RTD, cặp nhiệt điện có thời gian phản hồi nhanh hơn, giúp nó bền bỉ hơn trong các ứng dụng quy trình động, nơi nhiệt độ thay đổi nhanh chóng.
Kết quả đầu ra:Tín hiệu điện trở đầu ra của RTD thường thể hiện hiệu suất ổn định lâu dài và tính tuyến tính tốt hơn so với tín hiệu điện áp của cặp nhiệt điện. Tín hiệu đầu ra của cả hai loại cảm biến nhiệt độ đều có thể được chuyển đổi thành tín hiệu dòng điện 4~20mA và truyền thông thông minh.
Từ những thông tin trên, ta có thể kết luận rằng yếu tố quyết định trong việc lựa chọn giữa RTD và cặp nhiệt điện là dải nhiệt độ hoạt động cần đo. RTD là cảm biến được ưu tiên sử dụng trong dải nhiệt độ thấp đến trung bình nhờ hiệu suất vượt trội, trong khi cặp nhiệt điện có khả năng hoạt động tốt hơn trong điều kiện nhiệt độ cao hơn 800℃. Quay trở lại vấn đề chính, trừ khi có sự điều chỉnh hoặc sai lệch trong nhiệt độ hoạt động của quy trình, việc thay thế cặp nhiệt điện khó có thể mang lại lợi ích hoặc cải tiến đáng kể so với ứng dụng RTD ban đầu. Vui lòng liên hệ nếu có thắc mắc.Thượng Hải Vương NguyênNếu có bất kỳ mối quan ngại hoặc yêu cầu nào khác liên quan đến RTD & TR.
Thời gian đăng: 30-12-2024