Cặp nhiệt điện dùng điện áp nhỏ để xác định nhiệt độ. Cáp từ đầu dò đến thiết bị đo là một phần của mạch này. Sai hợp kim, đảo cực hay đặt điểm nối ở vùng quá nóng đều có thể làm sai lệch số đo dù tất cả lõi dây vượt qua phép kiểm tra thông mạch. Hồ sơ mua hàng cần quy định cả độ chính xác đo lẫn điều kiện dọc tuyến cáp.
Xét một yêu cầu báo giá minh họa đã ẩn danh cho hệ thống cặp nhiệt điện loại K. Bên mua cần cáp hai cặp, tức bốn lõi cách điện, dùng dây dẫn bện 20 AWG, cách điện PFA từng lõi, lưới bện ngoài bằng thép không gỉ và dải nhiệt độ cáp yêu cầu 0–200°C. Đây là thông tin ban đầu để xem xét sản xuất. Để báo giá kết cấu khả thi, nhà sản xuất cần biết thêm cấp dây nối dài, cấp dung sai, cách nhận diện và vị trí điểm nóng, điểm đấu nối.
Cáp nối dài cặp nhiệt điện loại K là gì?
Tại đầu đo, cặp nhiệt điện loại K nối hai hợp kim niken khác nhau. Nhánh dương dùng niken–crôm, thường gọi là Chromel, còn nhánh âm dùng niken–nhôm, thường gọi là Alumel. Điện áp của mạch phụ thuộc vào nhiệt độ tại mối nối đo và mối nối tham chiếu. Đầu vào tương thích thực hiện bù đầu lạnh tại các đầu cực để tính nhiệt độ của mối nối đo. Bảng tham chiếu cặp nhiệt điện của NIST
Dây cấp cặp nhiệt điện tạo thành mối nối cảm biến và được chọn theo nhiệm vụ đo của đầu dò. Dây nối dài KX dùng hợp kim có thành phần danh nghĩa như loại K và truyền tín hiệu trong dải nhiệt độ đã xác định của dây nối dài. Dây bù KC dùng các hợp kim khác để xấp xỉ quan hệ điện áp–nhiệt độ của loại K trong dải quy định. IEC 60584-3:2021 phân biệt hai cấp bù KCA và KCB, vì vậy cần làm rõ yêu cầu nếu đơn hàng chỉ ghi “KC”. IEC 60584-3:2021
Cáp đo lường lõi đồng thông thường không thể thay cho cặp dây nối dài đến đầu vào cặp nhiệt điện. Khi chuyển sang dây đồng, mối nối tham chiếu dịch đến chỗ chuyển tiếp. Nếu nhiệt độ tại đây khác nhiệt độ cảm biến bù đầu lạnh của thiết bị, phép đo có thể bị sai. Có thể dùng dây đồng ở phía sau bộ chuyển đổi hiện trường đã đo và bù tín hiệu cặp nhiệt điện. Trước khi duyệt cấu hình KX, hãy xác nhận thành phần hợp kim của hai nhánh, cực tính ở hai đầu và dung sai nhiệt điện cần thiết.
Cấu tạo cáp cặp nhiệt điện hai cặp, 20 AWG
Hai cặp tương đương bốn lõi dẫn tín hiệu cách điện. Mỗi cặp gồm một nhánh dương và một nhánh âm, phục vụ một kênh đo loại K. Quy định cách đánh dấu cặp và cực tính bền, dễ nhận biết ở cả hai đầu ngay cả khi đã tuốt vỏ. Nêu hệ mã màu và phiên bản áp dụng vì IEC và ANSI dùng màu khác nhau. Số lõi chưa xác định được cách ghép cặp, và dây thoát nhiễu không tính vào số lõi tín hiệu.
Ghi rõ 20 AWG cho từng lõi dẫn. Đối chiếu số sợi, đường kính mỗi sợi và kích thước dây dẫn hoàn thiện với đầu cực đã chọn. Dây bện thường dễ thao tác hơn trên tuyến có chỗ uốn hoặc rung. Dây một sợi đặc có thể phù hợp với lắp đặt cố định nếu đầu cực tiếp nhận được. Với tuyến dài, kiểm tra điện trở vòng dự kiến so với yêu cầu của đầu vào thiết bị. Chỉ biết cỡ dây chưa đủ để xác định điện trở của cặp hợp kim niken.
Bảng dưới đây là ví dụ yêu cầu báo giá. Cần xác nhận kỹ thuật trước khi chào cấu hình này cho dự án.
| Thông số | Yêu cầu minh họa |
|---|---|
| Loại cặp nhiệt điện | Loại K |
| Cấp dây nối dài | KX, cần xác nhận |
| Số cặp | 2 cặp |
| Tổng số lõi | 4 lõi dẫn tín hiệu cách điện |
| Hợp kim dây dẫn | Niken–crôm ở cực dương và niken–nhôm ở cực âm, cần xác nhận thành phần cụ thể |
| Kết cấu dây dẫn | Bện nhiều sợi |
| Cỡ dây dẫn | 20 AWG cho mỗi lõi |
| Cách điện lõi | PFA |
| Bảo vệ cơ học bên ngoài | Lưới bện thép không gỉ |
| Dải nhiệt độ cáp yêu cầu | 0–200°C, cần xác nhận khả năng làm việc liên tục |
Hình đầu bài minh họa bố trí các lớp. Vỏ trong là tùy chọn. Việc sử dụng vỏ trong và vật liệu của nó phụ thuộc vào thiết kế đã duyệt.
Vì sao chọn cách điện PFA cho cáp nối dài cặp nhiệt điện?
PFA là fluoropolymer có thể gia công ở trạng thái nóng chảy để đùn bao quanh từng dây dẫn. Khả năng chịu nhiệt, tính chất điện môi, mức hút ẩm thấp và khả năng kháng hóa chất khiến PFA trở thành một lựa chọn cho tuyến đi qua môi trường nóng, ẩm hoặc tiếp xúc hóa chất. Khi chọn vật liệu, hãy ghi rõ hóa chất, nồng độ, thời gian tiếp xúc và điều kiện vệ sinh. Nước vẫn có thể lọt qua đầu nối không kín hoặc đầu cáp. Khả năng tương thích hóa chất của vỏ và lưới bện có thể cần kiểm tra riêng. Dữ liệu nhựa PFA của Chemours
FEP cũng gia công được ở trạng thái nóng chảy và có thể phù hợp khi yêu cầu chịu nhiệt thấp hơn. PTFE là một phương án cho nhiệt độ cao, với phương pháp gia công khác đùn nóng chảy thông thường. PFA có thể phù hợp khi cần lớp cách điện đùn và dư địa nhiệt lớn hơn kết cấu FEP đề xuất. Lựa chọn thực tế tùy thuộc vào cấp nhựa, độ dày cách điện, kết cấu cáp, điều kiện làm việc liên tục và dải định mức của cụm cáp hoàn chỉnh. Tham khảo hướng dẫn cách điện cáp bằng FEP và PFA để tìm hiểu thêm.
Lưới bện thép không gỉ và màn chắn điện khác nhau thế nào?
Trong ví dụ này, lưới bện thép không gỉ là lớp bảo vệ cơ học bên ngoài. Lớp này tăng khả năng chịu mài mòn, bảo vệ phần cáp bên trong khi cọ vào bề mặt thô hoặc chịu tác động bên ngoài và gia cường bó cáp. Ghi rõ điều kiện cơ học dự kiến, cách giữ đầu lưới và vị trí đỡ cáp. Bề mặt kim loại chưa cho biết hiệu quả chắn nhiễu điện. Danh mục kỹ thuật cáp cặp nhiệt điện và cảm biến RTD của OMERIN
| Kết cấu | Vai trò chính | Thông tin cần quy định |
|---|---|---|
| Lưới bện ngoài bằng thép không gỉ | Chống mài mòn và gia cường cơ học | Tải cơ học, kết cấu lưới và cách cố định ở đầu cáp |
| Lưới đồng mạ thiếc | Màn chắn nhiễu dẫn điện, thuận tiện cho đấu đầu chắc chắn | Độ phủ, chắn từng cặp hay toàn bộ, cách liên kết điện ở mỗi đầu |
| Lá nhôm và dây thoát nhiễu | Màn chắn độ phủ cao quanh một cặp hoặc bó cáp | Độ chồng mép lá, tiếp xúc với dây thoát nhiễu, cách đấu hoặc cách ly từng màn chắn |
Lưới đồng mạ thiếc có thể kẹp vào phụ kiện đấu đầu dẫn điện tương thích. Độ phủ phụ thuộc kiểu đan. Lá nhôm có thể phủ phần lớn chu vi mà ít làm tăng kích thước, còn dây thoát nhiễu tạo điểm đấu điện thuận tiện. Dây này dùng để nối màn chắn và phải tách khỏi mạch tín hiệu cặp nhiệt điện. Độ chồng mép, điều kiện uốn và cách đấu đầu đều ảnh hưởng đến hiệu quả chắn nhiễu.
Khi tuyến đi gần biến tần, thiết bị đóng cắt hoặc đường cấp điện động cơ, hãy quy định màn chắn điện riêng bên trong lưới bảo vệ cơ học nếu cần. Chắn từng cặp giúp giảm ghép nhiễu giữa các kênh. Màn chắn tổng xử lý nhiễu ghép từ ngoài bó dây. Theo hướng dẫn nối đất của nhà sản xuất thiết bị đo và thiết kế tương thích điện từ của nhà máy, xác định vị trí liên kết điện hoặc cách ly cho từng màn chắn và lớp bện. Ghi các điểm này trên bản vẽ đấu đầu để duy trì cách ly và tính liên tục điện khi lắp đặt.
Yêu cầu nhiệt độ cáp 200°C có ý nghĩa gì?
Kiểm tra độc lập ba giới hạn:
- Mối nối đo. Mũi đầu dò phải phù hợp với nhiệt độ quá trình, có xét đến vỏ bảo vệ và cách lắp đặt.
- Dung sai của dây nối dài. Cấp dây dẫn và cấp dung sai xác định độ lệch cho phép so với đáp ứng nhiệt điện chuẩn trong một dải nhiệt độ. IEC 60584-3:2021 quy định dải áp dụng dung sai của KX là −25°C đến +200°C. Ghi rõ cấp dung sai và phiên bản tiêu chuẩn. Dải này áp dụng cho dung sai nhiệt điện.
- Nhiệt độ làm việc của cáp. Cách điện, vỏ trong hoặc vỏ ngoài và các cấu phần khác phải chịu được điều kiện tiếp xúc trong cụm thực tế. Yêu cầu xác nhận dải nhiệt độ làm việc liên tục của kết cấu đề xuất. Tách các đợt tăng nhiệt ngắn và nhiệt độ lắp đặt khỏi yêu cầu làm việc liên tục.
Ví dụ, đầu dò có thể đo 0–600°C, cáp nối dài được yêu cầu ở 0–200°C và đầu nối ghép ở 0–100°C. Mũi đầu dò có thể nằm trong quá trình trong khi đầu cảm biến và đầu nối ở ngoài vùng nóng. Hãy xác định nhiệt độ dự kiến tại đầu cảm biến, đầu nối và toàn tuyến cáp, kể cả các điểm nóng do bức xạ. Nếu phích cắm có thể đạt 120°C, hãy chuyển nó tới nơi mát hơn hoặc chọn đầu nối có định mức phù hợp. Chỉ dùng cách điện PFA chưa đủ để kết luận cáp hoàn chỉnh làm việc liên tục ở 200°C.
Cách lập yêu cầu báo giá cáp nối dài loại K theo thiết kế riêng
Dùng danh mục dưới đây để so sánh các báo giá theo cùng một bộ yêu cầu. Khi nhà cung cấp cần đề xuất kết cấu, hãy nêu điều kiện làm việc và các mục phải duyệt trên bản vẽ.
| Hạng mục yêu cầu báo giá | Thông tin cần cung cấp hoặc xác nhận |
|---|---|
| 1. Loại cặp nhiệt điện | K, J, T, E hoặc loại do thiết bị đo và đầu dò quy định. |
| 2. Cấp cáp | Cấp dây nối dài hoặc cấp dây bù cụ thể. |
| 3. Hợp kim dây dẫn | Thành phần danh nghĩa và cực tính của từng nhánh. |
| 4. Cấp dung sai | Tiêu chuẩn, phiên bản, cấp và dải áp dụng cần thiết. |
| 5. Số cặp và số lõi | Số mạch và tổng số lõi tín hiệu cách điện. |
| 6. Cỡ dây | AWG hoặc tiết diện mỗi lõi dẫn. |
| 7. Kết cấu dây dẫn | Dây đặc hay bện, cấu hình sợi bện hoặc giới hạn của đầu cực. |
| 8. Cách điện lõi | PFA, FEP hoặc PTFE, độ dày cách điện và yêu cầu điện môi nếu có. |
| 9. Nhận diện | Mã màu, đánh số cặp, cực tính và ký hiệu cáp. |
| 10. Màn chắn điện | Chắn từng cặp hoặc toàn bộ, vật liệu, dây thoát nhiễu và cách đấu đầu. |
| 11. Bảo vệ cơ học | Lưới bện thép không gỉ hoặc lớp bảo vệ khác và tác động cơ học dự kiến. |
| 12. Vỏ trong và vỏ ngoài | Vật liệu, giới hạn đường kính ngoài, tiếp xúc hóa chất hoặc độ ẩm. |
| 13. Nhiệt độ làm việc | Dải liên tục, điểm nóng, biến động ngắn và điều kiện lắp đặt. |
| 14. Chiều dài và đóng gói | Tổng lượng, chiều dài cắt hoặc chiều dài mỗi cuộn, nhãn cuộn. |
| 15. Kiểm tra và tài liệu | Duyệt bản vẽ, phương pháp thử, tiêu chí nghiệm thu và báo cáo cần có. |
Khi báo giá bao gồm đầu dò hoặc phích cắm
Với từng đầu dò, xác nhận chiều dài cắm, kích thước vỏ bảo vệ, kiểu kết nối quá trình và dải nhiệt tại mối nối đo. Với mỗi phích hoặc ổ cắm, ghi kích cỡ, loại đực hay cái, chi tiết ghép, loại tiếp điểm cặp nhiệt điện, cực tính, lối cáp vào và dải nhiệt độ ở vị trí lắp. Xác định nơi đầu dò, cáp và đầu nối chuyển giữa các vùng nhiệt. Bản vẽ đấu đầu có thể thể hiện từng cặp ghép và kênh tương ứng.
Ứng dụng công nghiệp
- Hóa dầu và lọc dầu. Mạch cặp nhiệt điện nối đầu cảm biến tại hiện trường với thiết bị giám sát. Kiểm tra bức xạ nhiệt dọc tuyến và khả năng tiếp xúc dầu hoặc chất vệ sinh.
- Phát điện. Đầu vào cặp nhiệt điện theo dõi nhiệt độ quanh lò hơi và thiết bị phụ trợ. Khi có thể, tách dây đo khỏi tuyến điện lực gây nhiễu.
- Thép, luyện kim và lò xử lý nhiệt. Thường cần điểm nối mát hơn bên ngoài buồng nóng và bảo vệ cơ học tại nơi cáp đi qua thiết bị hoặc giá đỡ.
- Chế biến hóa chất. Kiểm tra từng lớp tiếp xúc theo điều kiện bắn tóe hoặc rửa thực tế, kể cả đầu nối và chi tiết làm kín.
- Tự động hóa quá trình và điều khiển nhiệt độ. Cáp nhiều cặp có thể đưa nhiều kênh đến tủ bộ chuyển đổi hoặc mô-đun đầu vào PLC. Đánh dấu cặp theo vòng đo hoặc kênh để dễ truy vết khi chạy thử.
Cáp nối dài cặp nhiệt điện theo yêu cầu của DEV CABLE
DEV CABLE là nhà sản xuất cáp công nghiệp theo yêu cầu tại Trung Quốc. Dòng cáp nối dài cặp nhiệt điện chống nhiễu có các mẫu nhà máy liệt kê cho loại K, T, J và E, với nhiều nhóm vật liệu cách điện. Có thể xem xét theo dự án về cấu hình một hay nhiều cặp, dây đặc hoặc dây bện, cỡ dây, kích thước hoàn thiện, màn chắn điện và bảo vệ cơ học. Hãy cung cấp bản vẽ, thông số để xem xét và hỏi về số lượng đặt hàng tối thiểu của cấu hình đề xuất, kể cả khả năng sản xuất lô nhỏ.
Yêu cầu về PFA, FEP hoặc PTFE, kể cả cấu hình PFA và lưới bện thép không gỉ, được xem xét riêng cho từng dự án. Việc xác nhận kỹ thuật bao gồm cấp hợp kim, khả năng tương thích vật liệu, kích thước và giới hạn làm việc. DEV CABLE kiểm tra thông mạch 100% cáp trước khi giao. Hãy thống nhất riêng về xác nhận dung sai nhiệt điện, phép thử cách điện và hồ sơ cần cho nghiệm thu.
