0962875986
sales@pgtech.com.vn
Giỏ hàng 
Cảm biến nhiệt độ là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng
18/10/2024
Lượt xem: 181
Cảm biến nhiệt độ là loại thiết bị cảm biến được sử dụng rất phổ biến trong các hệ thống HVAC, Cấp thoát nước, hệ PCCC trong các tòa nhà. PGTECH là nhà phân phối các loại thiết bị cảm biến nhập khẩu chính hãng từ các thương hiệu nổi tiếng thế giới xuất xứ Châu Âu. Trong đó dòng cảm biến nhiệt độ Belimo Thuỵ Sỹ có phạm vi tín hiệu đầu ra rộng với đa dạng chủng loại NTC, RTDs và các loại tín hiệu chủ động; kết nối liền mạnh với BAS; dải nhiệt độ có độ chính xác và tuổi thọ sản phẩm cao. Do vậy, mà ngày càng nhiều công trình dự án xây dựng ưu tiên lựa chọn dòng cảm biến nhiệt độ Belimo. Từ những kinh nghiệm tư vấn dày dặn, PGTECH sẽ trình bày những thông tin chung về cảm biến nhiệt độ là gì, các loại cảm biến nhiệt độ, cảm biến nhiệt độ hoạt động như thế nào và được sử dụng ở đâu trong bài viết này.
Tổng quan về những đặc tính kỹ thuật nổi bật của Thiết bị cảm biến Belimo Thuỵ Sỹ
Cảm biến nhiệt độ là gì?
Tất cả chúng ta đều sử dụng cảm biến nhiệt độ trong cuộc sống hàng ngày, có thể là dưới dạng những thiết bị thân quen như nhiệt kế, bình nước nóng, lò vi sóng hoặc tủ lạnh. Thông thường, cảm biến nhiệt độ có thể được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực, và giám sát địa kỹ thuật là một trong số đó. Cảm biến nhiệt độ được thiết kế để kiểm tra thường xuyên các kết cấu bê tông, cầu đường, đường ray xe lửa, đất, v.v.
Cảm biến nhiệt độ là một thiết bị, thường là cặp nhiệt điện (cặp nhiệt kế) hoặc bộ dò nhiệt độ điện trở (RTD - Resistance Temperature Detector), cung cấp phép đo nhiệt độ dưới dạng có thể đọc được thông qua tín hiệu điện.
Nhiệt kế là dạng cơ bản nhất của thiết bị cảm biến nhiệt độ được sử dụng để đo mức độ nóng và lạnh.
Thiết bị cảm biến nhiệt độ được sử dụng trong lĩnh vực địa kỹ thuật để theo dõi những kết cấu bê tông, đất, nước, cầu đường, v.v. để phát hiện những thay đổi về cấu trúc do biến đổi theo mùa.
Cặp nhiệt điện (T/C) được làm từ hai kim loại khác nhau tạo ra điện áp tỷ lệ thuận với sự thay đổi nhiệt độ. RTD là một điện trở biến đổi điện trở của nó tỷ lệ thuận với sự thay đổi nhiệt độ theo cách chính xác, có thể lặp lại và gần như tuyến tính.
Một số dải cảm biến nhiệt độ Belimo Thuỵ Sỹ
PGTECH đại diện Belimo Thuỵ Sỹ nhập khẩu và phân phối đa dạng các loại thiết bị cảm biến Belimo được chế tạo theo tiêu chuẩn chất lượng đẳng cấp thế giới, có độ tin cậy cao, dễ lắp đặt, và tích hợp liền mạch với Hệ thống Tự động hóa Tòa nhà trung tâm (BAS). Dưới đây là một số dải cảm biến nhiệt độ của Belimo Thuỵ Sỹ:
- Cảm biến nhiệt độ phạm vi không gian mở: Dòng ảm biến nhiệt độ công nghiệp để đo nhiệt độ tại các khu vực ngoài trời, trong kho lạnh và nhà kính, nhà máy sản xuất và kho hàng.
- Cảm biến nhiệt độ tiếp xúc - Contact Temperature Sensor VFG54, được sử dụng để đo nhiệt độ trên các đường ống và bề mặt cong.
- Cảm biến nhiệt độ ống dẫn - Duct/Immersion Temperature Sensor AKF10, dạng nhúng, để đo nhiệt độ trong môi trường khí của hệ thống sưởi ấm, làm mát và điều hòa không khí (ví dụ: ống dẫn không khí /ống dẫn không khí thải).
- Cảm biến nhiệt độ Screw-in temperature sensor SFK01, dạng lắp ren, để đo nhiệt độ trong môi trường lỏng và khí của hệ thống sưởi ấm, làm mát và điều hòa không khí (ví dụ trong hệ thống đường ống).
- Cảm biến nhiệt độ dây dẫn - Cable Temperature Sensor TF25, bộ cảm biến cáp để đo nhiệt độ trong môi trường khí của hệ thống làm nóng, làm mát hoặc điều hòa không khí (ví dụ: ống dẫn không khí / không khí thải).
- Cảm biến phát hiện đông tuyết - Frost Protection Thermostat TFR, bộ điều nhiệt chống đóng băng TFR được sử dụng để theo dõi nhiệt độ đầu ra của máy nước nóng không khí trong hệ thống thông gió và điều hòa không khí để ngăn ngừa thiệt hại do đóng băng.
Cảm biến nhiệt độ có tác dụng gì?
Cảm biến nhiệt độ là thiết bị được thiết kế để đo mức độ nóng hoặc lạnh của một vật thể. Hoạt động của nhiệt kế phụ thuộc vào điện áp trên đi-ốt (diode). Sự thay đổi nhiệt độ tỷ lệ thuận với điện trở của đi-ốt. Nhiệt độ càng lạnh thì điện trở càng nhỏ và ngược lại.
Điện trở trên đi-ốt được đo và chuyển đổi thành các đơn vị nhiệt độ có thể đọc được (độ F, độ C hay độ bách phân (centigrade), v.v.) và được hiển thị dưới dạng số trên các đơn vị đọc. Trong lĩnh vực giám sát địa kỹ thuật, các cảm biến nhiệt độ này được sử dụng để đo nhiệt độ bên trong của các công trình như cầu, đập, tòa nhà, nhà máy điện, v.v.
Cảm biến nhiệt độ là dòng cảm biến không thể thiếu trong bất kỳ hệ thống HVAC, Cấp thoát nước và hệ PCCC nào. Khi phát hiện và xuất tín hiệu nhiệt độ về bộ điều khiển, bộ điều khiển sẽ điều khiển tăng hoặc giảm nhiệt độ của hệ thống điều hòa không khí hoặc hệ thống Heating. Hệ thống nhiệt Heating cho ra tín hiệu nhiệt độ để điều chỉnh các bơm để cho bơm nhiệt hoặc bơm tuần hoàn hoạt động dựa theo nhu cầu nhiệt độ của nước và không khí.
Tìm hiểu về cảm biến nhiệt độ cho đường ống gió, ống nước và khí - hệ HVAC tiêu chuẩn Châu Âu
Chức năng của cảm biến nhiệt độ là gì?
Có rất nhiều loại cảm biến nhiệt độ, nhưng cách phân loại phổ biến nhất là dựa trên chế độ kết nối, bao gồm cảm biến nhiệt độ tiếp xúc và cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc.
Cảm biến nhiệt độ tiếp xúc bao gồm cặp nhiệt điện (cặp nhiệt kế) và nhiệt điện trở (biến trở nhiệt độ, điện trở nhiệt, tiếng anh gọi là thermistor) vì chúng tiếp xúc trực tiếp với vật thể mà chúng cần đo. Trong khi đó, cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc đo bức xạ nhiệt do nguồn nhiệt giải phóng. Các thiết bị cảm biến nhiệt độ như vậy thường được sử dụng trong các môi trường nguy hiểm như nhà máy điện hạt nhân hoặc nhà máy điện nhiệt.
Trong giám sát địa kỹ thuật, cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ thủy hóa trong các khối kết cấu bê tông. Cảm biến nhiệt độ cũng có thể được sử dụng để giám sát sự di chuyển của nước ngầm hoặc sự rò rỉ. Một trong những nơi phổ biến nhất mà cảm biến nhiệt độ được sử dụng là trong khi bảo dưỡng bê tông vì bê tông phải tương đối ấm để đông cứng và bảo dưỡng đúng cách. Các biến đổi theo mùa gây ra sự giãn nở hoặc co lại của kết cấu, do đó làm thay đổi thể tích tổng thể của nó.
Cảm biến nhiệt độ hoạt động như thế nào?
Nguyên lý cơ bản để cảm biến nhiệt độ hoạt động là điện áp trên các đầu cực đi-ốt. Nếu điện áp tăng, nhiệt độ cũng tăng, tiếp theo là điện áp giảm giữa các cực bán dẫn của cực gốc và cực phát trong đi-ốt.
Bên cạnh đó, còn có cảm biến nhiệt độ dạng dây rung hoạt động dựa trên nguyên lý thay đổi ứng suất do nhiệt độ thay đổi.
Cảm biến nhiệt độ dây rung được thiết kế dựa trên nguyên lý các kim loại khác nhau có hệ số giãn nở tuyến tính khác nhau khi nhiệt độ thay đổi.
Nó chủ yếu bao gồm một sợi dây căng có từ tính, độ bền kéo cao, hai đầu của dây được cố định vào bất kỳ kim loại nào khác nhau theo cách mà bất kỳ thay đổi nhiệt độ nào cũng ảnh hưởng trực tiếp đến độ căng của dây và do đó ảnh hưởng đến tần số rung động tự nhiên của dây.
Kim loại không giống nhau, trong trường hợp của cảm biến nhiệt độ là nhôm (nhôm có hệ số giãn nở nhiệt lớn hơn thép). Khi tín hiệu nhiệt độ được chuyển đổi thành tần số, cùng một đơn vị đọc được sử dụng cho các cảm biến dây rung khác cũng có thể được sử dụng để theo dõi nhiệt độ.
Sự thay đổi nhiệt độ được cảm nhận bởi cảm biến nhiệt độ dạng dây rung được thiết kế đặc biệt và được chuyển đổi thành tín hiệu điện được truyền dưới dạng tần số đến thiết bị đọc.
Tần số, tỷ lệ thuận với nhiệt độ và độ căng 'σ' trong dây, có thể được xác định như sau: f = 1/2 [σg/ρ] / 2l Hz
Trong đó:
σ = độ căng của dây
g = gia tốc do trọng lực
ρ = mật độ của dây
l = chiều dài của dây
Có những loại cảm biến nhiệt độ nào?
Cảm biến nhiệt độ có nhiều loại, hình dạng và kích thước khác nhau. Hai loại cảm biến nhiệt độ chính là:
- Cảm biến nhiệt độ loại tiếp xúc: Có một số cảm biến nhiệt độ đo mức độ nóng hoặc lạnh của một vật thể bằng cách tiếp xúc trực tiếp với vật thể đó. Các cảm biến nhiệt độ như vậy thuộc loại loại tiếp xúc. Chúng có thể được sử dụng để phát hiện chất rắn, chất lỏng hoặc khí trong phạm vi nhiệt độ rộng.
- Cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc: Các loại nhiệt kế này không tiếp xúc trực tiếp với vật thể mà đo mức độ nóng hoặc lạnh thông qua bức xạ phát ra từ nguồn nhiệt.
Cảm biến nhiệt độ tiếp xúc và không tiếp xúc được chia thành:
1. Bộ điều nhiệt - Thermostats
Bộ điều nhiệt (bộ điều khiển nhiệt độ) là cảm biến nhiệt độ tiếp xúc bao gồm một dải kim loại kép được tạo thành từ hai kim loại khác nhau như nhôm, đồng, niken hoặc vonfram.
Sự khác biệt về hệ số giãn nở tuyến tính của cả hai kim loại khiến chúng tạo ra chuyển động uốn cong cơ học khi chịu tác động của nhiệt.
Giới thiệu tổng quan về Bộ điều khiển nhiệt độ phòng Thermostat của Belimo
2. Nhiệt điện trở - Thermistors
Nhiệt điện trở hoặc điện trở nhiệt là loại điện trở thay đổi hình dạng vật lý khi chịu sự thay đổi nhiệt độ. Nhiệt điện trở được tạo thành từ vật liệu gốm như oxit niken, mangan hoặc coban phủ trong thủy tinh cho phép chúng dễ dàng biến dạng.
Hầu hết các nhiệt điện trở đều có hệ số nhiệt độ âm (NTC) có nghĩa là điện trở của chúng giảm khi nhiệt độ tăng. Nhưng có một số nhiệt điện trở có hệ số nhiệt độ dương (PTC) và điện trở của chúng tăng khi nhiệt độ tăng.
3. Bộ dò nhiệt độ (RTD)
RTD là cảm biến nhiệt độ có độ chính xác được tạo thành từ các kim loại dẫn điện có độ tinh khiết cao như bạch kim, đồng hoặc niken được quấn thành cuộn. Điện trở của RTD thay đổi tương tự như nhiệt điện trở.
4. Cặp nhiệt điện (cặp nhiệt kế) - Thermocouples
Một trong những cảm biến nhiệt độ phổ biến nhất bao gồm cặp nhiệt điện vì phạm vi hoạt động nhiệt độ rộng, độ tin cậy, độ chính xác, tính đơn giản và độ nhạy của chúng.
Một cặp nhiệt điện thường bao gồm hai mối nối của các kim loại khác nhau, chẳng hạn như đồng và thép không gỉ được hàn hoặc uốn lại với nhau. Một trong những mối nối này, được gọi là mối nối lạnh, được giữ ở nhiệt độ cụ thể trong khi mối nối còn lại là mối nối đo, được gọi là mối nối nóng.
Khi chịu tác động của nhiệt độ, điện áp sẽ giảm trên mối nối.
5. Nhiệt điện trở hệ số nhiệt độ âm (NTC Thermistor)
Nhiệt điện trở về cơ bản là một cảm biến nhiệt độ nhạy cảm phản ứng chính xác với những thay đổi nhiệt độ nhỏ nhất. Nó cung cấp điện trở lớn ở nhiệt độ rất thấp. Điều này có nghĩa là ngay khi nhiệt độ bắt đầu tăng, điện trở bắt đầu giảm nhanh chóng.
Do điện trở thay đổi lớn theo độ C, ngay cả một thay đổi nhiệt độ nhỏ cũng được hiển thị chính xác bởi Nhiệt điện trở hệ số nhiệt độ âm. Do nguyên lý hoạt động theo cấp số nhân này, nó đòi hỏi phải tuyến tính hóa. Chúng thường hoạt động trong phạm vi từ -50 °C đến 250 °C.
6. Cảm biến nhiệt độ dựa trên chất bán dẫn
Cảm biến nhiệt độ dựa trên chất bán dẫn hoạt động với mạch tích hợp kép (intergrated circuits - ICs). Chúng chứa hai đi-ốt tương tự với đặc tính điện áp và dòng điện nhạy cảm với nhiệt độ để đo các thay đổi nhiệt độ một cách hiệu quả.
Tuy nhiên, chúng cung cấp đầu ra tuyến tính nhưng kém chính xác hơn ở nhiệt độ từ 1 °C đến 5 °C. Chúng cũng cho thấy khả năng phản hồi chậm nhất (5 giây đến 60 giây) trong phạm vi nhiệt độ hẹp nhất (-70 °C đến 150 °C).
Liên hệ
Belimo tự hào tuyên bố mở rộng phạm vi sản phẩm của mình với dải sản phẩm cảm biến mới và có bước đột phá về sáng kiến cho hệ HVAC. Cảm biến của Belimo là sự bổ sung hoàn hảo cho bộ truyền động (động cơ điều khiển) và van của Belimo, tối ưu hóa hiệu quả của hệ thống và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng. PGTECH là nhà đại diện phân phối uỷ nhiệm của Belimo Thuỵ Sỹ, cung đầy đủ dải sản phẩm về các giải pháp thiết bị hiện trường xuất xứ Châu Âu bao gồm cảm biến nhiệt độ, cảm biến độ ẩm, cảm biến áp suất, cảm biến khí CO2, và các hợp chất hữu cơ bay hơi (VOCs) trong các ứng dụng hệ đường ống. Những đặc tính nổi trội của Thiết bị Cảm biến Belimo đó là dòng sản phẩm tự động hóa chất lượng cao, có độ chính xác cao và an toàn, bền bỉ, thông minh. Vui lòng liên hệ ngay với PGTECH để nhận được tư vấn chi tiết về dải thiết bị cảm biến Belimo chất lượng cao này.
PGTech Co., Ltd - Nhà phân phối các thiết bị, sản phẩm công nghiệp uy tín hàng đầu tại Việt Nam và các nước trong Khu Vực
Copyright © - Bản quyền bài viết thuộc về PGTech Việt Nam
Ban Biên Tập Tin Tức: PGTECH
Kỹ Sư: Đỗ Trường
PGTECH CO., LTD