Can Nhiệt

1. Can nhiệt là gì?

Can nhiệt còn được gọi là cặp nhiệt điện, điện trở nhiệt hoặc cảm biến nhiệt, là một trong những công cụ quan trọng nhất trong việc đo lường nhiệt độ. Với chức năng chính là đo nhiệt độ của máy móc, môi trường sống, quá trình sản xuất công nghiệp, can nhiệt đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp thông tin về nhiệt độ một cách chính xác và đáng tin cậy cho người dùng.
 

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của can nhiệt

Can nhiệt là một thành phần quan trọng trong hệ thống cảm biến và điều khiển nhiệt độ. Dưới đây là cấu tạo và nguyên lý hoạt động của can nhiệt:

2.1 Cấu tạo của can nhiệt

Thông thường, cấu tạo bộ điều khiển nhiệt độ sẽ bao gồm các thành phần chính sau đây:

- Bộ phận cảm biến: Đây là phần trung tâm của can nhiệt, quyết định hoàn toàn đến độ chính xác của các phép đo. Bộ phận này thường được đặt bên trong vỏ bảo vệ và kết nối với các dây kết nối.

- Dây kết nối: Bộ phận cảm biến có thể có 2, 3 hoặc 3 dây kết nối và chất liệu của dây sẽ phụ thuộc vào điều kiện sử dụng của đầu đo

- Vỏ bảo vệ: Được làm bằng vật liệu phù hợp và có nhiệm vụ bảo vệ dây kết nối và bộ phận cảm biến khỏi các yếu tố bên ngoài như bụi bẩn, độ ẩm và va đập.

- Phụ chất làm đầy: Được sử dụng để điền vào các khoảng trống bên trong cảm biến và giúp bảo vệ chúng khỏi các rung động và tác động từ môi trường bên ngoài.

- Chất cách điện: Được làm từ gốm, chất này ngăn ngừa hiện tượng đoản mạch và đảm bảo cách điện an toàn giữa các dây kết nối và vỏ bảo vệ.

- Đầu kết nối: Được làm từ gốm nhằm mục đích cách điện và chứa các bảng mạch cho phép kết nối với các thiết bị đo lường và kiểm soát. Trong một số trường hợp, bộ chuyển đổi tín hiệu có thể được tích hợp vào đầu kết nối để tối ưu hóa hiệu suất của cảm biến.
 

2.2 Nguyên lý hoạt động của can nhiệt

Nguyên lý hoạt động của can nhiệt dựa trên mối quan hệ giữa vật liệu kim loại và nhiệt độ. Nó phụ thuộc vào sự thay đổi điện trở của kim loại so với sự thay đổi nhiệt độ.

Khi can nhiệt được đặt trong môi trường nhiệt độ, điện trở của nó sẽ thay đổi theo nhiệt độ. Ví dụ, khi nhiệt độ là 0 độ Celsius, điện trở của một kim loại có thể đạt tới 100Ω. Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng lên, điện trở của kim loại cũng tăng lên và ngược lại.

Nhiệt độ ở một phần của can nhiệt thường gọi là đầu lạnh phải được ổn định và đo được. Chất liệu của phần này đóng vai trò quan trọng và có thể thay đổi, dẫn đến sự xuất hiện của nhiều loại can nhiệt, mỗi loại tương ứng với một sức điện động khác nhau. Các loại can nhiệt phổ biến bao gồm E, J, K, R, S và T.

Để tận dụng hiệu suất tối đa của can nhiệt, các bộ chuyển đổi tín hiệu thường được tích hợp. Từ đó, giúp nâng cao hiệu suất làm việc của cảm biến nhiệt và cũng làm cho việc vận hành và lắp đặt trở nên dễ dàng hơn.

3. Phân loại can nhiệt

Trong lĩnh vực đo lường nhiệt độ, có nhiều loại can nhiệt được sử dụng, mỗi loại đều có đặc điểm và ứng dụng riêng. Dưới đây là phân loại can nhiệt bạn có thể tham khảo:

3.1 Cảm biến nhiệt điện trở (RTD – Resistance Temperature Detectors)

Cảm biến nhiệt điện trở RTD là một trong những loại cảm biến phổ biến nhất trong các ứng dụng đo nhiệt độ cần độ chính xác cao. Dựa vào nguyên tắc biến thiên điện trở của các vật liệu dẫn điện khi nhiệt độ thay đổi, RTD cung cấp các giá trị chính xác và ổn định.

Cấu tạo và đặc điểm:

- RTD được làm từ các vật liệu như đồng (Cu), platinum (Pt), niken (Ni) với dạng dây mảnh hoặc quấn đều theo hình dáng của đầu đo nhiệt độ.

- Các loại phổ biến của RTD bao gồm Pt100, Pt500, Pt1000, Ni100, Ni500, trong đó Pt100 là loại được sử dụng phổ biến nhất.

- RTD có thể phân loại thành dạng đầu củ hành và loại sợi có dây sẵn, với các thông số như chiều dài, ren, đường kính và khoảng nhiệt hoạt động khác nhau.

Phân loại:

Loại đầu củ hành các thông số:

- Chiều dài 50mm, 70mm, 100mm, 150mm, 200mm, 250mm, 300mm, …

- Ren: 9.6mm, 13mm, 17mm, 21mm, 27mm… hoặc không ren

- Đường kính phi: φ4mm, φ6mm, φ8mm, φ10mm, φ17mm, …

- Khoảng nhiệt hoạt động: 0°C~150°C, -50°C~300°C, -200°C~200°C, -50°C~500°C

Loại sợi có dây sẵn có các thông số:

- Chiều dài 50mm, 70mm, 100mm, 150mm, 200mm, 250mm, 300mm, …

- Ren: 9.6mm, 13mm, 17mm, 21mm, 27mm… hoặc không ren.

- Đường kính phi: φ3mm, φ4mm, φ6mm, φ8mm, φ10mm, φ17mm, …

- Khoảng nhiệt hoạt động: 0°C~150°C, -200°C~200°C, -50°C~300°C. 

Lưu ý khi sử dụng:

- Có thể nối thêm dây cho RTD với chất lượng dây tốt và có chống nhiễu để đảm bảo độ chính xác.

- RTD không quan trọng đến chiều đấu dây và cảm biến RTD 4 dây giảm điện trở dây dẫn đi 1/2 để hạn chế sai số.
 

3.2 Cặp nhiệt điện – Thermocouple

Cặp nhiệt điện Thermocouple là loại can nhiệt điện mạch kín, sử dụng hiệu ứng Seebeck để tạo ra điện áp khi có sự thay đổi nhiệt độ. Đây là loại can nhiệt phổ biến được sử dụng rộng rãi ở các môi trường cần đo nhiệt độ ở ngưỡng cao.
 

Cấu tạo và đặc điểm:

- Thermocouple được tạo thành từ hai dây kim loại khác nhau được nối ở hai đầu, tạo ra điện áp khi nhiệt độ thay đổi.

- Cặp nhiệt điện có khoảng nhiệt hoạt động rộng từ -100°C đến 1800°C, tùy thuộc vào chất liệu và loại cặp nhiệt điện.

- Phân loại của Thermocouple bao gồm dạng đầu củ hành và loại sợi có dây sẵn, với các thông số như chiều dài, ren, đường kính và khoảng nhiệt độ hoạt động khác nhau.

3.2.1 Thermocouple type K - (Can nhiệt K)

Cặp nhiệt điện loại K là loại cảm biến nhiệt độ được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Với thành phần Niken-Crom/Niken-Alumel, nó phù hợp để điều chỉnh nhiệt độ cao trong môi trường oxy hóa.

Đặc điểm:

- Dãy đo nhiệt độ: -270°C~1200°C.

- Sai số thấp nhất có thể tùy chọn: ±1,1°C hoặc 0.4%.

- Độ nhạy khoảng 41 μV/ºC.

- Phù hợp cho không khí liên tục oxy hoá hoặc trung hòa.
 

3.2.2 Thermocouple type J - (Can nhiệt J)

Cặp nhiệt điện loại J bao gồm sắt và Constantan, được sử dụng để đo nhiệt độ trong việc giảm khí quyển và với sự hiện diện của hydro và carbon.

Đặc điểm:

- Khoảng nhiệt đo: -210°C~760°C.

- Độ nhạy cao hơn loại K, khoảng 50 μV/ºC.

- Phù hợp cho không khí chân không, giảm hoặc trơ.

3.2.3 Thermocouple Type N - (Cảm Biến Can Nhiệt N)

Cảm biến can nhiệt N (Nicrosil/Nisil) có dải đo nhiệt từ -270°C đến 1300°C, với độ phản ứng trễ nhiệt ít hơn so với loại K. Được sử dụng rộng rãi và ngày càng được chấp nhận trong các ứng dụng đo nhiệt độ cao.

Đặc điểm:

- Dải đo nhiệt độ: -270°C~1300°C.

- Sai số tiêu chuẩn: ±2,2°C hoặc 0,75%.

- Đạt được độ ổn định cao ở nhiệt độ cao.
 

3.2.4 Cảm biến đo lường nhiệt độ loại E

Cảm biến can nhiệt loại E (Niken-Crom/Constantan) có độ chính xác cao và được khuyến nghị cho môi trường oxy hóa liên tục hoặc khí trơ.

Đặc điểm:

- Dải đo nhiệt độ: -270°C~870°C.

- Độ nhạy cao nhất so với các loại cảm biến khác.
 

3.2.5 Cảm biến can nhiệt S – Thermocouple type S

Cảm biến can nhiệt loại S (Bạch kim/Rhodium) cho phép thu được các phép đo rất chính xác và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng đo nhiệt độ cao.

Đặc điểm:

- Dải đo nhiệt độ: -50°C~1600°C.

- Sai số tiêu chuẩn: ±1,5°C hoặc ±0,25%.
 

3.2.6 Cặp nhiệt điện loại R – Thermocouple type R

Cảm biến nhiệt độ dạng cặp nhiệt điện loại R được sử dụng trong các ứng dụng nhiệt độ rất cao và độ chính xác cao.

Đặc điểm:

- Dải đo nhiệt độ: -50°C~1500°C.

- Sai số tiêu chuẩn: ±1,5°C hoặc ±0,25%.
 

3.2.7 Can nhiệt B - Thermocouple type B

Cặp nhiệt điện Thermocouple loại B được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi khoảng nhiệt độ rất cao và độ chính xác cao.

Đặc điểm:

- Hoạt động trong khoảng nhiệt độ: 0°C~1700°C.

- Sai số tiêu chuẩn: ±0,5%.
 

3.3 Một số cảm biến nhiệt khác

Ngoài các loại cặp nhiệt điện phổ biến, còn có một số loại cảm biến nhiệt độ khác được sử dụng trong các ứng dụng cụ thể. Dưới đây là một số loại cảm biến nhiệt độ đáng chú ý:

3.3.1 Điện trở oxit kim loại (Thermistor)

Điện trở oxit kim loại, hay Thermistor, là loại cảm biến nhiệt độ được làm từ hỗn hợp các oxit kim loại như mangan, niken, cobalt,... và hoạt động dựa trên sự thay đổi điện trở khi nhiệt độ thay đổi. Thermistor có hai loại chính: PTC (Positive Temperature Coefficient) - điện trở tăng theo nhiệt độ và NTC (Negative Temperature Coefficient) - điện trở giảm theo nhiệt độ.

Đặc điểm:

- Dải đo nhiệt độ: 50°C.

- Thích hợp cho các mục đích bảo vệ và ngắt nhiệt.

3.3.2 Cảm biến đo nhiệt độ bán dẫn (Cảm biến nhiệt số)

Cảm biến nhiệt độ bán dẫn được chế tạo từ các chất bán dẫn như Diode, Transistor, IC và hoạt động dựa trên mức độ phân cực của các lớp P-N tuyến tính với nhiệt độ môi trường. Chúng tích hợp nhiều ưu điểm như độ chính xác cao, chống nhiễu tốt và hoạt động ổn định.

Đặc điểm:

- Dải đo nhiệt độ: -50°C~150°C.

- Sử dụng rộng rãi trong các thiết bị đo và bảo vệ mạch điện tử.

3.3.3 Cảm biến nhiệt kế bức xạ (Pyrometer – hỏa kế)

Cảm biến nhiệt kế bức xạ, hay hỏa kế, là thiết bị chuyên dụng dùng để đo nhiệt độ của các môi trường mà các cảm biến thông thường không thể tiếp xúc được, như lò nung thép hoặc các chất ăn mòn mạnh. Chúng hoạt động dựa trên nguyên tắc các vật mang nhiệt sẽ có hiện tượng bức xạ năng lượng.

Đặc điểm:

- Thích hợp cho đo ở nhiệt độ cao.

- Đa dạng về tầm đo, tùy thuộc vào thông số của từng nhà sản xuất.

- Độ chính xác phụ thuộc vào môi trường xung quanh.

4. Ưu điểm khi sử dụng can nhiệt 

Can nhiệt được đánh giá cao nhờ vào khả năng đo lường và kiểm soát nhiệt độ trong nhiều ứng dụng khác nhau. Dưới đây là một số ưu điểm khi sử dụng can nhiệt:

- Can nhiệt đặc biệt là các loại như RTDs (cảm biến nhiệt độ dựa trên điện trở) đảm bảo cho sự chính xác và đáng tin cậy trong việc đo nhiệt độ.

- Can nhiệt thường ổn định sau thời gian dài sử dụng, có độ bền cao, ít xảy ra sự cố và không yêu cầu bảo trì thường xuyên.

- Phạm vi nhiệt độ linh hoạt từ rất thấp đến rất cao, tùy thuộc vào loại và thiết kế của chúng. 

- Can nhiệt sử dụng trong nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhau như công nghiệp, y tế, khoa học, năng lượng và điện tử.

- Can nhiệt có khả năng hoạt động trong môi trường có nhiệt độ cao hoặc thấp, môi trường có hóa chất, ẩm ướt hoặc chất ăn mòn và môi trường khắc nghiệt khác nhau.

5. Ứng dụng của can nhiệt 

Can nhiệt đóng vai trò quan trọng trong việc đo lường và kiểm soát nhiệt độ trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số ứng dụng của can nhiệt:

5.1 Đo nhiệt độ phòng

Can nhiệt đóng vai trò quan trọng trong việc đo nhiệt độ không khí trong phòng. Thường được gắn lên tường, chúng truyền tín hiệu về bộ hiển thị hoặc trung tâm điều khiển để quản lý và duy trì điều kiện môi trường thoải mái.

5.2 Đo nhiệt độ trong nước

Loại can nhiệt này thường được sử dụng để đo nhiệt độ trong nước như trong nồi nấu phở, bồn nước hay các loại dung dịch và hóa chất. Chúng thường có thiết kế chắc chắn và kín nước để đảm bảo độ chính xác và an toàn.

5.3 Ứng dụng trong công nghiệp

Can nhiệt đóng vai trò quan trọng trong các quy trình sản xuất và gia công vật liệu. Các loại cảm biến như cặp nhiệt điện loại K, T, R, S, B và PT100 được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, từ gia công vật liệu đến sản xuất hoá chất. 

Nhiệt kế điện tử và PT100 được tích hợp trong xe hơi để đo lường nhiệt độ động cơ và hệ thống làm mát, giúp duy trì hoạt động hiệu quả và an toàn.

Cảm biến nhiệt như nhiệt kế điện tử, bán dẫn và can nhiệt loại T cũng được sử dụng trong nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp để giám sát và kiểm soát nhiệt độ môi trường cho các cây trồng và động vật.

6. Những điểm cần lưu ý khi chọn mua can nhiệt 

Khi quyết định mua một cảm biến nhiệt để đo lường nhiệt độ, có một số yếu tố quan trọng cần xem xét để đảm bảo rằng bạn chọn được sản phẩm phù hợp với nhu cầu và điều kiện cụ thể của bạn. Dưới đây là những điểm cần lưu ý khi chọn mua can nhiệt:

6.1 Mức nhiệt cần đo

Xác định rõ khoảng nhiệt độ mà bạn muốn đo lường, chọn loại can nhiệt phù hợp với phạm vi nhiệt độ của môi trường đo đạc. Dùng Pt100 cho nhiệt độ dưới 500°C, can nhiệt K cho nhiệt độ từ 500°C đến 1100°C và can nhiệt S cho nhiệt độ lên tới 1600°C.

6.2 Giá thành

Cân nhắc giữa giá thành và chất lượng sản phẩm. Mỗi hãng sản xuất và địa điểm cung cấp có thể có giá khác nhau, hãy chọn sản phẩm có giá phù hợp với ngân sách của bạn mà vẫn đảm bảo chất lượng.

6.3 Mức sai số

Tìm hiểu về mức sai số của sản phẩm từ các thương hiệu khác nhau. Mức sai số có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của đo lường, vì vậy chọn sản phẩm có mức sai số thấp nhất có thể trong phạm vi ngân sách của bạn.

6.4 Kích thước và vật liệu

Xác định kích thước và vật liệu phù hợp với điều kiện và môi trường sử dụng. Chọn chiều dài, đường kính và vật liệu của cảm biến phù hợp, ví dụ như sứ cho nhiệt độ cao hơn hoặc Inox cho ứng dụng thông thường.

6.5 Khoảng cách đo

Có khá nhiều kích thước cho chúng ta lựa chọn như 20mm, 30mm, 40mm, 100mm, 200mm, 300mm, 400mm, …2000mm, vì vậy hãy chọn kích thước phù hợp với yêu cầu cụ thể của bạn.

Ngoài ra, bạn cần lưu ý đến các yếu tố phụ như sự linh hoạt trong tháo lắp, độ tương thích với môi trường và khả năng điều chỉnh riêng lẻ. Những yếu tố này đều quan trọng để đảm bảo rằng can nhiệt bạn chọn phù hợp và hiệu quả trong ứng dụng.

7. Những điểm cần lưu ý khi sử dụng can nhiệt

Việc sử dụng cảm biến nhiệt độ đòi hỏi sự cẩn thận để đảm bảo độ chính xác và hiệu suất của phép đo. Dưới đây là những điểm cần lưu ý khi sử dụng cảm biến nhiệt:

7.1 Đảm bảo cách điện

Đảm bảo rằng cách điện giữa các dây dẫn và vỏ bọc bên ngoài đủ lớn, đặc biệt là ở những môi trường có nhiệt độ cao. Sự cách điện kém có thể gây ra sai số trong phép đo.

7.2 Độ sâu ngâm

Độ sâu ngâm của bộ phận cảm biến cần phải đủ để tránh bị ảnh hưởng bởi chênh lệch nhiệt độ. Sai số có thể xảy ra nếu bộ phận cảm biến không được nhúng đủ sâu vào môi trường.

7.3 Đảm bảo đúng chiều

Không để các đầu dây nối của cảm biến tiếp xúc với môi trường đo. Đảm bảo đầu nối được kết nối đúng theo chiều âm và dương để tránh sai sót trong kết nối.

7.4 Độ dài dây nối

Khi nối dây từ đầu cảm biến đến bộ điều khiển, hãy giữ dây càng ngắn càng tốt để giảm thiểu tổn thất mất mát trên đường dây.

7.5 Bù nhiệt

Thực hiện việc cài đặt giá trị bù nhiệt để bù lại tổn thất mất mát trên đường dây. Giá trị bù nhiệt phụ thuộc vào độ dài, chất liệu dây và môi trường lắp đặt.

7.6 Bảo quản

Bảo quản cảm biến nhiệt độ trong môi trường khô ráo, thoáng mát và tránh ánh nắng trực tiếp. Đặt cảm biến xa tầm tay trẻ em để đảm bảo an toàn.

8. Các thương hiệu phân phối can nhiệt chất lượng nhất hiện nay

Trong thị trường cảm biến nhiệt độ hiện nay, có một số thương hiệu đáng tin cậy được phân phối và sử dụng rộng rãi. Dưới đây là một số thương hiệu phân phối can nhiệt chất lượng, bạn có thể tham khảo:

8.1 Can nhiệt Omron

Omron là một trong những thương hiệu có uy tín trong ngành công nghiệp điện tử và tự động hóa. Dòng cảm biến nhiệt độ PT100 của Omron được sản xuất với giá cả phải chăng và có sẵn thay thế, tuy nhiên độ chính xác của chúng có thể không cao như một số thương hiệu khác.
 

Các dòng sản phẩm can nhiệt Omron được người dùng tin tưởng:

• + E52-CA1D M6 2M
• + E52MY-CA20C D6.3mm SUS316
• + E52MY-CA15D D4.7mm SUS316 
• + E52MY-PT10C D6.3mm SUS316
• + E52MY-PT15C D6.3mm SUS316
• + E52MY-PT30C D6.3mm SUS316
• + E52MY-PT20C D6.3mm SUS316
• + E52MY-CA30C D6.3mm SUS316
• + E52MY-CA10C D6.3mm SUS316
• + E52MY-CA6D D4.7mm SUS3162 M

8.2 Can nhiệt Samil

Termotech là một thương hiệu nổi tiếng với các sản phẩm cảm biến nhiệt độ có độ chính xác cao và đa dạng về chủng loại. Dòng PT100 của Samil được đánh giá có độ bền và độ chính xác cao, với giá cả hợp lý và sẵn hàng thay thế nhanh chóng.
 

Các dòng sản phẩm can nhiệt Omron được người dùng tin tưởng:

+ TH-L-K-18-0.15
+ TH-M-K-10-0.65
+ TH-M-K-10-0.9
+ TH-M-K-0.9
+ TH-L-PT-22-0.7
+ TW-N-PT-0.2-5M
+ TW-N-PT-0.25-5M
+ TW-N-PT-0.5-5M
+ TW-N-PT-0.05-5M
+ TW-N-PT-0.4-5M

9. Địa chỉ cung cấp can nhiệt chính hãng và chất lượng

Bạn đang tìm kiếm một địa chỉ cung cấp can nhiệt chính hãng và chất lượng? Hãy đến với Hưng Việt - một trong những đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực cung cấp các giải pháp đo nhiệt độ uy tín và đa dạng.

Hưng Việt là một trong những công ty tại Việt Nam chuyên về lĩnh vực cung cấp và phân phối các sản phẩm đo lường và kiểm tra chất lượng. Với nhiều năm kinh nghiệm trong ngành, chúng tôi tự hào là địa chỉ đáng tin cậy cho các sản phẩm can nhiệt chính hãng và chất lượng. Hưng Việt cam kết:

- Cung cấp đa dạng các loại can nhiệt từ các thương hiệu nổi tiếng trên thị trường.

- Đảm bảo chất lượng sản phẩm thông qua quá trình kiểm tra nghiêm ngặt.

- Tư vấn và hỗ trợ khách hàng chọn lựa sản phẩm phù hợp với nhu cầu cụ thể của họ.

- Cam kết cung cấp hàng chính hãng với giá cả cạnh tranh nhất.

10. Thông tin liên hệ

Nếu bạn đang tìm kiếm địa chỉ cung cấp can nhiệt uy tín và chất lượng, đừng bỏ lỡ Hưng Việt bạn nhé. Để được tư vấn và hỗ trợ thông tin chi tiết về sản phẩm, hãy liên hệ trực tiếp cho chúng tôi qua thông tin chi tiết dưới đây:

CÔNG TY TNHH ĐIỆN TỬ ĐỘNG HƯNG VIỆT

Địa chỉ: 1/33 KP Bình Đức 1. P Bình Hòa, TP Thuận An, Bình Dương (Đối diện Lotte Bình Dương).

Hotline: 0915 400 880

Email: kinhdoanh@hungvietautomation.com

Website: hungvietautomation.com