Có nhiều loại nhiệt kế khác nhau cho các ứng dụng công nghiệp, mỗi loại có nguyên lý hoạt động và mục đích sử dụng riêng. VietMRO cung cấp thêm thông tin về các nguyên lý và loại nhiệt kế phù hợp với công việc của bạn.
Nhiệt kế thủy tinh
Nhiệt kế thủy tinh có cấu trúc đơn giản và giá thành thấp. Không chỉ phổ biến trong cuộc sống hàng ngày, bạn sẽ thấy chúng cũng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp. Tuy nhiên, nhiệt kế thủy tinh có một số nhược điểm. Chúng có thể dễ vỡ, vì vậy cần phải sử dụng cẩn thận. Vì thủy tinh khúc xạ ánh sáng, nên một độ lệch nhỏ về góc nhìn có thể dẫn đến kết quả đọc không chính xác. Thích hợp để sử dụng trong các sản phẩm thử nghiệm hóa học. Phạm vi nhiệt độ thông thường là -60°C đến 200°C.
Nguyên lý hoạt động:
Chất lỏng được tiêm vào bên trong mao quản thủy tinh và bầu thủy tinh. Nhiệt độ được đo bằng nguyên lý giãn nở và co lại vì nhiệt của chất lỏng khi nhiệt độ thay đổi.
Nhiệt kế lưỡng kim
Điểm mạnh lớn nhất của nhiệt kế lưỡng kim là sự thay đổi nhiệt độ môi trường không ảnh hưởng đến kết quả đo thông qua con trỏ lệch hoặc độ rung. Nhiệt kế lưỡng kim phải đợi kim loại bên trong giãn nở để đo nhiệt độ, do đó thời gian phản hồi chậm hơn. Thép không gỉ phù hợp để sử dụng ngoài trời và ở những nơi khác. Phạm vi nhiệt độ thông thường là -70°C đến 600°C.
Nguyên lý hoạt động:
Hai tấm kim loại khác nhau được liên kết với nhau và tạo thành hình xoắn ốc, và nhiệt độ được đo bằng các đặc điểm khác nhau của hệ số giãn nở kim loại. Cố định một đầu của xoắn ốc lưỡng kim vào đầu cố định và đầu kia vào kim chỉ. Khi nhiệt độ thay đổi, tấm kim loại sẽ giãn nở hoặc co lại thành uốn cong kim loại, điều khiển kim chỉ quay.
Hình 1. Nhiệt kế lưỡng kim
Nhiệt kế giãn nở khí
Nhiệt kế giãn nở khí có thể hiển thị nhiệt độ thay đổi ngay lập tức và có thể đo nhiệt độ từ xa (lên đến 60 m) thông qua ống mao dẫn. Chúng phù hợp cho các phép đo chính xác và các ứng dụng khác. Nhược điểm là khí sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường xung quanh, do đó, sự thay đổi nhiệt độ môi trường xung quanh sẽ khiến kim đo bị rung hoặc dịch chuyển. Phạm vi nhiệt độ thông thường là -200°C đến 700°C.
Nguyên lý hoạt động:
Nguyên lý của nhiệt kế giãn nở khí là sử dụng khí để đo nhiệt độ. Khí được đưa vào mao quản, khi nhiệt độ thay đổi, áp suất khí trong ống sẽ thay đổi. Áp suất làm ống Bourdon biến dạng và điều khiển kim chỉ hiển thị nhiệt độ.
Hình 2. Nhiệt kế giãn nở khí
Nhiệt kế cặp nhiệt điện
Nhiệt kế cặp nhiệt điện có độ chính xác cao và phạm vi đo lớn. Tín hiệu đầu ra ổn định, do đó chúng thường được sử dụng trong tự động hóa công nghiệp. Tuy nhiên, việc điều chỉnh tín hiệu trong phạm vi đọc mất nhiều thời gian và phức tạp, do đó chúng không phù hợp để đo những thay đổi nhiệt độ nhỏ. Chúng dễ bị ăn mòn và mài mòn hơn, do đó chúng cần thiết bị bảo vệ để kéo dài tuổi thọ. Phạm vi nhiệt độ thông thường là -200°C đến 2500°C (vật liệu dẫn điện khác nhau, phạm vi nhiệt độ khác nhau).
Nguyên lý hoạt động:
Nguyên lý chính của nhiệt kế cặp nhiệt điện là hiệu ứng nhiệt điện, bao gồm hai dây dẫn kim loại có tính chất khác nhau để tạo thành một mạch, do đó nhiệt độ tại nút của hai kim loại là khác nhau. Sự chênh lệch nhiệt độ kết quả sẽ tạo ra động lực nhiệt điện, tạo ra điện áp có thể đo được để đo nhiệt độ. Khi vật liệu kim loại ở cả hai đầu được xác định, độ lớn của động lực nhiệt điện liên quan đến sự chênh lệch nhiệt độ tại hai nút. Hai đầu được sử dụng — đầu đo và đầu tham chiếu (hoặc cố định). Đầu tham chiếu thường được đặt ở 0°C.
Hình 3. Nhiệt kế cặp nhiệt điện
Nhiệt kế điện trở (RTD)
Nhiệt kế điện trở (RTD) có khả năng chịu nhiệt độ cao và có phạm vi đo lớn. Chúng có độ bền cao, độ ổn định cao và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng phát hiện nhiệt độ cao như chế biến kim loại, điện, tinh chế và các ngành công nghiệp khác. Tuy nhiên, chúng dễ bị ăn mòn hơn, có điểm nóng chảy thấp và phải được bảo quản trong môi trường khô ráo. Phạm vi nhiệt độ thông thường là -200°C đến 600°C.
Nguyên lý hoạt động:
Nguyên lý của nhiệt kế điện trở (RTD) là đo điện trở. Bằng cách sử dụng dây dẫn điện kim loại nguyên chất, giá trị điện trở sẽ thay đổi theo nhiệt độ, do đó đo nhiệt độ. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng có độ chính xác cao. Kim loại phổ biến nhất là bạch kim (PT), có khả năng chống ăn mòn và oxy hóa tuyệt vời, cảm ứng và ổn định cao. Pt100 được sử dụng rộng rãi nhất.
Hình 4. Nhiệt kế điện trở (RTD)
