Đầu dò cặp nhiệt điện có hai kiểu nối: nối đất và không nối đất. Sự khác biệt bên trong tưởng như nhỏ này ảnh hưởng đến tốc độ phản hồi, khả năng chống nhiễu điện và khả năng xảy ra vòng lặp nối đất khi lắp đặt bộ gia nhiệt PTFE. Hiểu biết vềLò sưởi PTFE cặp nhiệt điện nối đất và không nối đấttiêu chí lựa chọn giúp ngăn chặn việc đọc nhiệt độ thất thường và trục trặc của bộ điều khiển.
Ngã ba nối đất
Trong cặp nhiệt điện nối đất, hai dây cặp nhiệt điện được hàn trực tiếp vào bên trong vỏ bọc đầu dò kim loại. Bản thân điểm nối trở thành bộ phận điện và nhiệt của vỏ bọc. Cấu trúc này mang lại phản ứng nhiệt nhanh vì nhiệt dẫn trực tiếp từ vỏ bọc đến điểm nối mà không có lớp cách nhiệt can thiệp.
Tuy nhiên, kết nối điện có nghĩa là tín hiệu cặp nhiệt điện có cùng điện thế nối đất với vỏ bọc. Nếu vỏ bọc tiếp xúc với bể dẫn điện, thân bộ gia nhiệt nối đất hoặc chất lỏng xử lý nối đất thì sẽ hình thành một đường dẫn điện ngoài ý muốn. Trong môi trường có nhiễu điện cao-chẳng hạn như gần các ổ tần số thay đổi (VFD), nguồn cấp điện ở chế độ chuyển mạch- hoặc bộ điều khiển nguồn chỉnh lưu được điều khiển bằng silicon-(SCR)-đường dẫn này truyền nhiễu vào tín hiệu millivolt. Kết quả là giá trị nhiệt độ dao động hoặc chênh lệch có thể gây nhầm lẫn cho bộ điều khiển.
Không nên sử dụng cặp nhiệt điện nối đất với đầu vào bộ điều khiển không{0}}cách ly. Đầu vào không{2}}bị cô lập dự kiến cặp nhiệt điện sẽ nổi trên mặt đất; việc kết nối điểm nối đất sẽ tạo ra đường nối đất trực tiếp có thể làm chập mạch đầu vào hoặc gây ra lỗi đo. Nhiều bộ điều khiển công nghiệp cung cấp đầu vào cách ly nhưng cần phải xác minh trước khi chọn cảm biến nối đất.
Ngã ba không nối đất
Cặp nhiệt điện có mối nối không nối đất có hai dây được hàn lại với nhau, nhưng mối nối đó được cách ly về điện với vỏ bọc. Một lớp mỏng cách nhiệt bằng khoáng chất được nén chặt (thường là oxit magie) ngăn cách mối nối với vỏ kim loại xung quanh. Đường dẫn tín hiệu vẫn hoàn toàn nổi-không có kết nối điện nào tồn tại giữa dây cặp nhiệt điện và vỏ bọc.
Phản ứng nhiệt của điểm nối không nối đất chậm hơn một chút so với điểm nối đất. Lớp cách nhiệt được bổ sung tạo ra điện trở nhiệt nhỏ, thường thêm hằng số thời gian từ một đến vài giây. Đối với hầu hết các ứng dụng của bộ gia nhiệt PTFE, độ trễ này là không thể nhận thấy trong phản ứng tổng thể của hệ thống vì bể chứa hoặc bể chứa có khối lượng nhiệt lớn. Bản thân bộ sưởi thay đổi nhiệt độ từ từ và vòng lặp PID của bộ điều khiển có thể dễ dàng điều chỉnh độ trễ cảm biến khiêm tốn.
Ưu điểm chính là cách ly điện. Tín hiệu cặp nhiệt điện không bị ảnh hưởng bởi vòng lặp nối đất, dòng điện rò rỉ từ các quá trình điện hóa và nhiễu tần số cao từ thiết bị điện gần đó. Điều này làm cho các mối nối không nối đất trở thành lựa chọn ưu tiên trong môi trường công nghiệp, nơi cần có các chỉ số nhiệt độ ổn định, đáng tin cậy.
Lựa chọn nào cho ứng dụng lò sưởi PTFE
Trong hầu hết các ứng dụng lò sưởi PTFE, mối nối không nối đất là lựa chọn an toàn hơn. Bộ gia nhiệt ngâm PTFE thường được lắp đặt trong chất lỏng dẫn điện-dung dịch nước, axit, bazơ và bể mạ. Vỏ bọc cặp nhiệt điện bằng kim loại, dù là thép không gỉ hay được phủ PTFE-, đều tiếp xúc với chất lỏng này. Nếu sử dụng điểm nối đất, tín hiệu cặp nhiệt điện sẽ tham chiếu điện thế của bể, tín hiệu này có thể mang theo nhiễu điện từ máy bơm, máy sưởi hoặc phản ứng điện phân. Tiếng ồn này làm hỏng việc đọc nhiệt độ và có thể khiến bộ điều khiển dao động hoặc báo động sai.
Lợi thế về tốc độ của điểm nối đất là tối thiểu khi khối lượng nhiệt lớn của bể chứa. Một quá trình mất nhiều phút hoặc nhiều giờ để thay đổi nhiệt độ sẽ không được hưởng lợi từ cảm biến phản hồi trong 0,5 giây thay vì 2 giây. Ngược lại, khả năng chống ồn của điểm nối không nối đất trực tiếp cải thiện độ ổn định của phép đo.
Một điểm nối đất chỉ có thể được xem xét với hai điều kiện:
Môi trường điện đặc biệt sạch sẽ (không có VFD, không có SCR kích hoạt gần đó và bồn tắm không-dẫn điện hoặc cách điện).
Đầu vào bộ điều khiển được biết là bị cô lập (hoặc được thiết kế đặc biệt cho các cảm biến nối đất).
Ngay cả khi đó, kinh nghiệm thực tế cho thấy các mối nối không nối đất hiếm khi gây ra hiện tượng hối tiếc, trong khi các mối nối nối đất thường yêu cầu xử lý các vấn đề về tiếng ồn.
Lưu ý an toàn nối đất
Cặp nhiệt điện không nối đất vẫn phải có vỏ bọc nối đất để đảm bảo an toàn. Vỏ bọc đầu dò kim loại-nếu bị lộ ra-phải được nối đất bảo vệ (PE) để ngăn ngừa nguy cơ điện giật trong trường hợp PTFE bị hỏng hoặc chất lỏng xâm nhập. Việc nối đất bên ngoài này không ảnh hưởng đến tín hiệu cặp nhiệt điện vì mối nối vẫn được cách ly về điện. Đối với các cảm biến được bọc -bằng nhựa hoặc được phủ PTFE, có thể không cần nối đất nhưng việc cách ly đầu vào của bộ điều khiển vẫn rất quan trọng.
Bản tóm tắt
Sự khác biệt giữa cặp nhiệt điện nối đất và không nối đất đối với ứng dụng bộ sưởi PTFE dẫn đến sự cân bằng-: nối đất mang lại phản hồi nhanh hơn nhưng ghép nhiễu điện trực tiếp vào tín hiệu; không nối đất gây ra độ trễ phản hồi nhẹ nhưng cách ly điện hoàn toàn. Đối với gần như tất cả các hệ thống lắp đặt bộ sưởi PTFE-đặc biệt là những hệ thống trong chất lỏng dẫn điện hoặc môi trường công nghiệp-điểm nối không nối đất là sự lựa chọn chắc chắn. Biết được sự khác biệt này sẽ ngăn ngừa các vấn đề về nhiễu tín hiệu, đảm bảo khả năng kiểm soát nhiệt độ ổn định và tránh cấu hình bộ điều khiển-cảm biến không khớp. Lựa chọn cảm biến là một phần không thể thiếu trong việc thiết kế một hệ thống nhiệt mạnh mẽ và việc chọn kiểu mối nối chính xác cũng quan trọng như việc kết hợp loại cặp nhiệt điện và vật liệu vỏ bọc.
