Ứng dụng của thiết bị cảm biến nhiệt độ hiện nay được sự dụng vô cùng phổ biến và rộng khắp, từ đời sống đến sản xuất, ở đâu cũng có sự hiện diện của thiết bị cảm biến nhiệt độ. Ta dễ dàng bắt gặp nó trong các máy lò vi sóng, tủ lạnh, hệ thống báo cháy hay đơn giản như một cái nhiệt kế,…Trong các nhà máy công nghiệp, cảm biến nhiệt độ là lựa chọn lý tưởng để ứng dụng trong hoạt động giám sát kỹ sản xuất công nghiệp.
Có thể nói, cảm biến nhiệt độ là công cụ đo sự thay đổi nhiệt độ của 1 vật. Nó sẽ chuyển các tín hiệu đo được thành đơn vị giúp việc đọc được dễ dàng hơn. Tuy nhiên, việc ứng dụng cảm biến nhiệt độ để đo ở các vị trí đặc biệt như: trong lòng đất, trong tòa nhà…sẽ được thực hiện ra sao? TeHar sẽ giúp bạn tìm hiểu kỹ hơn về vấn đề này qua bài viết sau.
1. Cảm biến nhiệt độ là gì?
Cảm biến nhiệt độ là một thiết bị RTD (đầu dò điện trở) hoặc là cặp nhiệt điện giúp đo sự biến đổi về nhiệt độ của vật cần đo. Khi nhiệt độ có sự thay đổi lớn thì các cảm biến sẽ đưa ra một tín hiệu, từ đó các bộ đọc sẽ đọc và quy ra thành một con số cụ thể.
Cảm biến nhiệt độ được dùng cho việc cung cấp phép đo nhiệt. Tín hiệu đo được sẽ ở dạng thông tin để có thể đọc được. Nó thường ở dạng nhiệt kế. Thiết bị này được dùng cho nhiều môi trường đo nhiệt khác nhau như: nước, đất, cầu, kết cấu bê tông…
Cấu tạo của cặp nhiệt điện sẽ được tạo nên từ 2 dây kim loại kết nối một đầu nóng và một đầu lạnh. Vì thế, hiệu điện thế mà chúng tạo ra cũng có sự tỉ lệ thuận với nhau. Kết quả mà cảm biến nhiệt độ đo được có độ chính xác rất cao. Nó được đánh giá là gần như tuyến tính.
Cảm biến nhiệt độ dùng làm gì?
Nhiệm vụ chủ yếu của cảm biến nhiệt độ chính là đo mức nhiệt nóng /lạnh của 1 vật. Đồng hồ đo nhiệt độ này sẽ hoạt động dựa trên điện áp ở diode. Thực tế thì việc nhiệt độ có sự thay đổi sẽ tỷ lệ thuận cùng với diode. Theo đó, nhiệt độ lạnh thì điện trở sẽ thấp. Nhiệt độ nóng thì điện trở cao. Điện trở thường hiển thị ở dạng số để dễ dàng cho việc đọc hiểu.
Chức năng của cảm biến
Cách phân loại đối với cảm biến nhiệt độ sẽ được dựa trên phương thức kết nối của thiết bị. Cụ thể lả cảm biến tiếp xúc hay không tiếp xúc.
Đối với cảm biến tiếp xúc sẽ gồm cặp nhiệt điện và nhiệt điện trở. Theo đó, chúng sẽ cần phải tiếp xúc trực tiếp với vật mới có thể cảm nhận được. Khác với cảm biến tiếp xúc, cảm biến không tiếp có thể cảm nhận được vật ngay cả khi nó ở khoảng cách xa. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng bức xạ nhiệt từ phía vật phát ra. Hiện nay, cảm biến không tiếp xúc được dùng chủ yếu ở các nhà máy điện hạt nhân hay các nhà máy nhiệt điện…
Có rất nhiều ứng dụng của cảm biến nhiệt độ trong thực tế như: giám sát địa kỹ thuật, kiểm tra nước ngầm, nước thấm, kiểm tra nhiệt độ ở trong kết cấu bê tông…Điều này giúp các kỹ sư có thể đánh giá được chất lượng của khối bê tông trong những điều kiện sử dụng khác nhau.
Nguyên lý hoạt động – Cấu tạo của cảm biến
Nguyên lý làm việc của cảm biến nhiệt độ rất đơn giản. Khi điện áp qua diode tăng kéo theo nhiệt độ tăng. Khi đó, điện áp ở các cực của bóng bán dẫn tại cảm biến nhiệt độ cũng sẽ giảm. Nó sẽ kéo theo việc cực phát ở diode.
Có một nguyên lý làm việc khác của cảm biến nhiệt độ đó là nguyên tắc ứng suất. Dây rung có thiết kế đồng hồ đo nhiệt phù hợp với nhiều kim loại khác nhau. Hệ số giãn nở của chúng cũng vì thế mà không giống nhau.
Cấu tạo của đồng hồ này sẽ được làm từ việc dây kéo căng có chứa từ tính. Dây này có đặc điểm là độ bền cao kể cả khi kéo rất cao. Thiết kế 2 đầu dây kéo cũng được cố định bằng các kim loại không giống nhau. Chất liệu thường được dùng sẽ là nhôm. Tuy nhiên, chất liệu này có thể bị ảnh hưởng khi có sự thay đổi nhiệt.
2. Phân loại cảm biến
Đối với cảm biến nhiệt độ có nhiều loại khác nhau. Điều này sẽ được phân loại dựa theo nhiều đặc tính khác nhau như: kích thước, hình dạng..Hiện nay, được phân thành 2 loại chính sau:
Cảm biến nhiệt độ tiếp xúc
Đây là loại có thể đo được độ nóng hay lạnh của vật bằng việc tiếp xúc trực tiếp vào vật. Vật mà cảm biến cảm nhận thường là chất lỏng, chất rắn hay khí. Phạm vi nhiệt độ cảm ứng thường rất lớn.
Cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc
Loại cảm biến này có thể cảm nhận vật mà không cần phải tiếp xúc. Nó có thể dựa vào bức xạ của vật được phát ra để cảm nhận một cách chính xác.
3. Các loại cảm biến nhiệt độ
Đây là loại cảm biến được thiết kế với kích thước nhỏ. Cấu tạo của nó cũng đơn giản với phần tử cảm biến làm từ chất liệu thủy tinh hay ngoài thủy tinh còn phủ thêm chất epoxy. Bên cạnh đó, nhiệt điện trở còn có thêm 2 dây dẫn để thực hiện việc kết nối đến mạch điện. Cảm biến này được đo bằng sự thay đổi của điện trở dòng điện. Trên thị trường thường có 2 loại nhiệt điện trở là NTC và NTC giá rẻ.
Máy dò nhiệt độ RTD
Cặp nhiệt điện
Hình dạng của cặp nhiệt điện là 2 dây dẫn được nối lại với nhau bằng 1 điểm chung. Khi mối nối này chịu nhiệt, điện áp sẽ được tạo ra có tính tỷ lệ thuận với nhiệt độ đầu vào. Nó có thể đo được nhiều dãy khác nhau dựa vào sự kết hợp của nhiều kim loại. So với các loại cảm biến nhiệt độ khác, độ chính xác của cặp nhiệt điện có phần kém hơn.
Đầu dò nhiệt độ
ược ứng dụng rất phổ biến trong cuộc sống và các hoạt động sản xuất trong công nghiệp. Thiết bị có cầu tạo gồm điện trở nhiệt và cặp nhiệt điện. Nhiều thiết kế sẽ thay điện trở nhiệt bằng cảm biến RTD. Đầu dò nhiệt độ có thể giúp mang đến sự tiện lợi khi ứng dụng trong nhiều môi trường khác nhau.
4. Cảm biến nhiệt độ được dùng ở đâu?
Thiết bị được dùng để xác minh các giả định ở trong lĩnh vực xây dựng. Điều này quyết định rất lớn đến tính an toàn và tuổi thọ của công trình sau khi hoàn thiện.
Được dùng trong việc đo nhiệt độ ở các vị trí có bể chứa khí lỏng.
Sản phẩm cũng được dùng để đo nhiệt độ khi đóng rắn bê tông
- Thiết bị này cũng được ứng dụng trong việc đo nhiệt độ nước ở trong hồ hay trong lỗ khoan.
Trên đây là những thông tin hữu ích mà TeHar cung cấp đến bạn về cảm biến nhiệt độ. Hy vọng, nó có thể giúp bạn biết được rõ hơn về thiết bị này trước khi lựa chọn. TeHar xin cảm ơn!
