Cảm biến nhiệt độ thermocouple loại K (cặp nhiệt điện loại K) là loại thermocouple được sử dụng phổ biến nhất trong các ngành công nghiệp.

Đặc điểm của cảm biến nhiệt độ thermocouple loại K (cặp nhiệt điện loại K)

Cảm biến nhiệt độ thermocouple loại K (cặp nhiệt điện loại K) là loại thermocouple được sử dụng phổ biến nhất trong các ngành công nghiệp.

Hình 1. Hình ảnh bên ngoài cảm biến nhiệt độ thermocouple loại K (cặp nhiệt điện loại K)

Cặp nhiệt điện (Thermocouple – T/C – can nhiệt) là một thiết bị cảm biến nhiệt điện mạch kín bao gồm hai dây kim loại khác nhau được nối lại ở cả hai đầu. Một dòng điện được tạo ra khi nhiệt độ ở một đầu khác với nhiệt độ ở đầu còn lại. Hiện tượng này gọi là hiệu ứng Seebeck, đây là cơ sở để đo nhiệt độ của cặp nhiệt điện.

Có nhiều loại thermocouple, lỗi loại được ký hiệu bằng một chữ cái (K, J, E, T, N, R, S, B,…) và có thể nhận diện được chúng bằng màu dây dẫn cảm biến.

* Đặc điểm thermocouple loại K

Thermocouple loại K gồm 2 dây Chromel® và Alumel®. Chromel® gồm 90% niken và 10% crom; Alumel® là hợp kim bao gồm 95% niken, 2% mangan, 2% nhôm và 1% silic. Chromel® là dây dương, Alumel® là dây âm. Xem thêm hình 2.

Hình 2. Các tiêu chuẩn màu dây dẫn cảm biến nhiệt độ thermocouple loại K

Can nhiệt loại K có phạm vi đo từ –270 °C đến +1372 °C (–454 °F đến +2501 °F), hầu hết sử dụng ở trên 538 °C (1000 °F) với độ nhạy khoảng 41 μV/ºC và tương đối tuyến tính.

T/C loại K có thành phần niken là từ tính, và như các kim loại từ tính khác, sẽ có độ lệch trong đầu ra khi vật liệu đạt tới điểm Curie, xảy ra ở nhiệt độ 350 °C (662 °F) đối với cặp nhiệt điện loại K. Điểm Curie là nơi vật liệu từ trải qua một sự thay đổi đáng kể trong tính chất từ của nó và gây ra sự sai lệch lớn ảnh hưởng đến tín hiệu đầu ra.

Thermocouple loại K hoạt động ở nồng độ oxy thấp gây ra sự oxy hóa ưu tiên của crom trong dây dương gây ra tình trạng gọi là “green rot”, nó tạo ra các sai lệch lớn nhất trong khoảng 816 đến 1038 °C (1500 đến 1900 °F). Việc thông gió hoặc bít kín ống bảo vệ có thể ngăn ngừa hoặc giảm nhẹ tình trạng này.

Chu kỳ đo trên dưới 1000 °C (1800 °F) thì thermocouple loại K không được khuyến nghị do đầu ra bị ảnh hưởng hiệu ứng trễ.

Hình 3. Kết nối bộ chuyển đổi – cảm biến thermocouple loại K

Thermocouple loại K có chi phí lắp đặt ban đầu ít tốn kém hơn cảm biến nhiệt độ Pt100 (giá của thermocouple thấp hơn Pt100), tuy nhiên chi phí hiệu chỉnh và thay thế cao hơn. Nó sử dụng được trong không khí oxy hoá liên tục hoặc không khí trung hòa nhưng hư hỏng sớm khi tiếp xúc với lưu huỳnh.

Theo lịch sử, khi đã chọn thermocouple để sử dụng thì thường chọn thermocouple loại K, trừ khi có lý do để không dùng.

Cảm ơn các bạn đã đọc bài chia sẻ. Mong nhận được sự góp ý của các bạn.

Chúc bạn thành công!

Chịu trách nhiệm nội dung

Đoàn Hữu Thắng

Kỹ sư Điện công nghiệp

Chủ đề liên quan:
Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ RTD và thermocouple

RTD và thermocouple là hai cảm biến nhiệt độ được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành công nghiệp. Tuy nhiên mỗi loại sẽ có nguyên lý hoạt động khác nhau.


Các loại cảm biến nhiệt độ thermocouple và ưu nhược điểm

Các cảm biến thermocouple (T/C – cặp nhiệt điện – can nhiệt) được chia làm nhiều loại theo từng tiêu chí khác nhau. Mỗi loại có các thuộc tính riêng biệt cho từng ứng dụng và phương pháp lắp đặt.


Hiệu ứng Seebeck trong hoạt động của cảm biến nhiệt độ thermocouple

Hiệu ứng Seebeck là cơ sở để đo nhiệt độ của thermocouple. Theo đó, điện áp đo tại đầu lạnh tỷ lệ thuận với sự khác biệt về nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh.


Ảnh hưởng của hiện tượng "green rot" đến cảm biến nhiệt độ thermocouple loại K

“Green rot” còn được gọi là “sự mục xanh”, là một trong những nguyên nhân gây hư hỏng cảm biến nhiệt độ thermocouple loại K.


Có thể bạn quan tâm:
Cách lựa chọn cảm biến nhiệt độ RTD và thermocouple

Mặc dù có nhiều loại cảm biến nhiệt độ, các nhiệt điện trở (Resistance Temperature Detector – RTD – Pt100) và cặp nhiệt điện (thermocouple – T/C) là phổ biến nhất các trong ngành công nghiệp quá trình.


Cách tính toán độ chính xác của toàn bộ hệ thống cảm biến nhiệt độ

Độ chính xác của một hệ thống cảm biến nhiệt độ là mức độ gần của giá trị đo với giá trị thực tế của nhiệt độ đó.


Cách chọn thermowell chính xác cho hệ thống cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ được lắp đặt vào trong một thermowell để bảo vệ tránh khỏi các điều kiện môi trường ảnh hưởng xấu đến thành phần cảm biến.


Các phương pháp nối đất tốt nhất được đề nghị cho hệ thống cảm biến nhiệt độ

Hệ thống cảm biến nhiệt độ cần được nối đất cách ly để ngăn chặn điện áp cao gây hại cho hệ thống và con người.


Hướng Dẫn Xác Định Màu Dây Dẫn Cảm Biến Nhiệt Độ PT100, can nhiệt theo tiêu chuẩn

Tiêu chuẩn cho RTD công nghiệp IEC 60751-2008 quy định màu dây dẫn cho cảm biến nhiệt độ Pt100, can nhiệt như sau:


Cách lựa chọn bộ chuyển đổi thích hợp cho hệ thống cảm biến nhiệt độ

Bộ chuyển đổi (transmitter) tiếp nhận một loạt các tín hiệu đo lường từ cảm biến nhiệt độ, xử lý chúng, và cung cấp một tín hiệu đầu ra mạnh mẽ.


Khi nào cần thay thế mới đồng hồ áp suất đang sử dụng?

Đồng hồ áp suất đang sử dụng cần được thay thế mà không thể sửa chữa được khi gặp phải các sự cố ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của đồng hồ và hệ thống.