Phép đo bằng máy dò nhiệt độ điện trở (RTD) của bạn có chính xác không? Đây có thể là những lý do.

Hiển thị nhiệt độ bất thường, dữ liệu sản xuất biến động-khi giá trị điện trở của máy dò nhiệt độ điện trở (RTD) lệch khỏi đường cong nhiệt độ thông thường, hệ thống đo nhiệt độ công nghiệp sẽ nhấp nháy đèn đỏ.

Trong phòng điều khiển xưởng, kỹ thuật viên cau mày nhìn chằm chằm vào đường cong nhiệt độ dao động trên màn hình. Màn hình hiển thị nhiệt độ đường ống dẫn hơi thấp hơn giá trị thực tế hơn 20 độ C; các thông số quy trình bị tắt, buộc toàn bộ dây chuyền sản xuất phải chậm lại. Sau một cuộc điều tra khẩn cấp, nguyên nhân sâu xa đã chỉ ra là do dây bạch kim bên trong một RTD kín đáo bị ăn mòn và hư hỏng.

Trong lĩnh vực đo nhiệt độ công nghiệp, RTD là máy dò nhiệt độ được sử dụng phổ biến nhất ở phạm vi nhiệt độ trung bình và thấp, độ ổn định của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn sản xuất và chất lượng sản phẩm.

Khi giá trị điện trở lệch khỏi mối quan hệ nhiệt độ, điều đó có nghĩa là hệ thống đo nhiệt độ đã mất độ chính xác. Tuy lỗi này không khiến thiết bị hỏng hóc hoàn toàn nhưng nó giống như một “quả bom hẹn giờ”, làm gián đoạn trật tự sản xuất một cách khó lường.

01 “Huyết mạch” của RTD

RTD, một cảm biến lõi trong lĩnh vực đo nhiệt độ công nghiệp, hoạt động dựa trên đặc tính vật lý là điện trở của dây dẫn thay đổi theo nhiệt độ. Trong phạm vi từ -200 độ đến +600 độ , nó cảm nhận chính xác nhiệt độ thông qua sự thay đổi điện trở của dây kim loại như bạch kim, đồng hoặc niken.

Nhiệt kế điện trở bạch kim (Pt100) chiếm ưu thế trong các ứng dụng công nghiệp nhờ độ ổn định tốt và độ chính xác cao. Mặt khác, nhiệt kế điện trở bằng đồng được sử dụng rộng rãi trong khoảng từ -50 độ đến +180 độ do giá thành thấp hơn.

Giá trị cốt lõi của nhiệt kế điện trở nằm ở mối quan hệ giữa điện trở và nhiệt độ. Lấy Pt100 làm ví dụ, điện trở của nó là 100 ohms ở 0 độ và điện trở tăng khoảng 1 ohm cho mỗi lần tăng nhiệt độ 2,4 độ. Một khi mối quan hệ chính xác này bị phá vỡ, hệ thống đo nhiệt độ sẽ trở nên vô nghĩa.

02 Tín Hiệu Cảnh Báo Mối Quan Hệ Bất Thường

Khi mối quan hệ giữa giá trị nhiệt kế điện trở và nhiệt độ thay đổi bất thường, nó thường biểu hiện ở ba hiện tượng lỗi điển hình:

**Giá trị đo thấp liên tục:** Nhiệt độ hiển thị luôn thấp hơn nhiệt độ thực tế và độ lệch tăng khi nhiệt độ tăng.
**Đọc nhiệt độ không nhất quán:** Nhiều phép đo ở cùng một điểm nhiệt độ mang lại kết quả không nhất quán.
**Lỗi phi tuyến tính:** Trong phạm vi đo, sai số nhỏ ở một số khoảng và lớn ở những khoảng khác.

Đằng sau những hiện tượng này thường là những hư hỏng không thể khắc phục được bên trong máy dò nhiệt độ điện trở (RTD).

03 Thủ phạm là gì? Phân tích đầy đủ về nguyên nhân gốc rễ của thất bại

1. Ăn mòn và hư hỏng vật liệu dây RTD

Đây là nguyên nhân thất bại phổ biến và nghiêm trọng nhất. RTD bạch kim dễ bị nhiễm bẩn và trở nên giòn trong môi trường khử; RTD đồng bị oxy hóa đáng kể ở nhiệt độ trên 100 độ.

Khi khí hoặc chất lỏng ăn mòn đi vào ống bảo vệ, một phản ứng hóa học xảy ra trên bề mặt dây điện trở kim loại, làm thay đổi đặc tính điện trở và hệ số nhiệt độ của nó. Một khi điều này xảy ra, mối quan hệ giữa giá trị điện trở và nhiệt độ sẽ bị thay đổi vĩnh viễn.

2. Sự suy giảm vật liệu trong môi trường-nhiệt độ cao

RTD được sử dụng trong môi trường có nhiệt độ-cao trong thời gian dài sẽ có những thay đổi chậm trong cấu trúc tinh thể kim loại, ngay cả khi không tiếp xúc với môi trường ăn mòn. Hiệu ứng lão hóa này đặc biệt rõ rệt ở RTD bạch kim trên 500 độ và ở RTD đồng trên 150 độ.

3. Thiệt hại do căng thẳng cơ học

Những cú sốc nhiệt độ thường xuyên hoặc rung động mạnh có thể gây biến dạng và thậm chí gây ra các vết nứt nhỏ trên dây điện trở. Thiệt hại vật lý này làm thay đổi diện tích mặt cắt hiệu dụng-của dây dẫn, do đó ảnh hưởng đến giá trị điện trở.

4. Hiệu suất cách nhiệt bị suy giảm

Độ ẩm, mạt kim loại hoặc bụi xâm nhập vào ống bảo vệ có thể làm cho khung cách điện bị ẩm hoặc nhiễm bẩn, có khả năng dẫn đến đoản mạch một phần và làm thay đổi điện trở hiệu dụng của mạch đo.

5. Sự cố kết nối dây

Các kết nối dây đồng được sử dụng trong môi trường-nhiệt độ cao-lâu dài sẽ phát triển một lớp oxit trên bề mặt, làm tăng điện trở tiếp xúc và ảnh hưởng gián tiếp đến các phép đo nhiệt độ.

04 Phương pháp sửa chữa: Từ chẩn đoán đến chữa bệnh tận gốc

Phương pháp chẩn đoán chính xác bốn bước-

Kiểm tra điện trở cơ bản: Sử dụng đồng hồ vạn năng để đo giá trị điện trở ở 0 độ (Pt100 phải là 100±0,1Ω). Nếu độ lệch vượt quá tiêu chuẩn, nghĩa là hư hỏng bên trong.

Hiệu chỉnh nhiệt độ nhiều-điểm: Đặt nhiệt kế điện trở vào hỗn hợp nước đá-(0 độ ) và nước sôi (100 độ ), ghi lại các giá trị điện trở và so sánh chúng với bảng hiệu chuẩn Pt100.

Kiểm tra hiệu suất cách điện: Sử dụng megom kế để đo điện trở cách điện giữa phần tử điện trở và ống bảo vệ; nó phải lớn hơn 100MΩ.

Kiểm tra kết nối dây: Tháo hộp nối để kiểm tra các mối nối dây và loại bỏ lớp oxit.

Chiến lược sửa chữa và thay thế

Đối với các vấn đề oxy hóa dây dẫn, lớp oxit có thể được cạo bỏ bằng giấy nhám hoặc kìm trước khi nối lại. Nếu bên trong ống bảo vệ có hơi ẩm hoặc bụi bẩn thì phải làm sạch vật lạ và làm khô ống; tuy nhiên, việc sưởi ấm bằng lửa bị nghiêm cấm.

Khi vật liệu cách nhiệt bị ẩm hoặc bị nhiễm bẩn, cần làm sạch vết gỉ hoặc vết dầu bên trong ống bảo vệ. Nếu xác nhận rằng bản thân dây phát hiện nhiệt độ điện trở (RTD) đã xuống cấp thì giải pháp duy nhất là thay thế RTD.

05 Phòng bệnh hơn chữa bệnh

Bảo trì thường xuyên: Trong môi trường ẩm ướt, nên mở nắp hộp nối định kỳ để kiểm tra nhằm tránh bị ăn mòn.

Lựa chọn đúng: Sử dụng RTD-chống ăn mòn cho môi trường ăn mòn; sử dụng RTD bạch kim thay vì RTD đồng cho môi trường có nhiệt độ-cao; sử dụng RTD-mặt cuối để đo nhiệt độ bề mặt.

Thông số kỹ thuật lắp đặt: Tránh để RTD chịu áp lực cơ học; sử dụng RTD bọc thép trong môi trường rung động.

Kết nối ba{0}}dây: Sử dụng kết nối ba{1}}dây để truyền-khoảng cách xa nhằm loại bỏ ảnh hưởng của điện trở dây dẫn.

Xác minh định kỳ: Gửi để xác minh định kỳ theo yêu cầu đo lường để đảm bảo độ chính xác của phép đo nhiệt độ.