Hiểu về cảm biến nhiệt độ trong giám sát máy móc
Định nghĩa: Cảm biến nhiệt độ là gì?
Cảm biến nhiệt độ trong bối cảnh giám sát máy móc là một thiết bị đo nhiệt độ của ổ trục, động cơ, chất lỏng quy trình hoặc bề mặt thiết bị, cung cấp thông tin quan trọng để phát hiện tình trạng quá nhiệt, sự cố bôi trơn, ma sát quá mức và điều kiện vận hành bất thường. Trong khi rung động giám sát phát hiện các khuyết tật cơ học, giám sát nhiệt độ cung cấp thông tin bổ sung về tình trạng nhiệt, làm cho sự kết hợp giữa rung động và nhiệt độ mạnh hơn so với từng yếu tố riêng lẻ.
Cảm biến nhiệt độ là thành phần thiết yếu của các chương trình giám sát tình trạng toàn diện vì nhiều sự cố máy móc thường xảy ra trước khi nhiệt độ tăng cao—vòng bi hỏng do ma sát, cuộn dây động cơ quá tải, phớt bị cọ xát. Việc phát hiện sớm thông qua xu hướng nhiệt độ cho phép can thiệp trước khi các sự cố nghiêm trọng xảy ra.
Các loại máy móc thông dụng
1. RTD (Máy dò nhiệt độ điện trở)
Chính xác và ổn định nhất:
- Nguyên tắc: Điện trở của dây bạch kim thay đổi theo nhiệt độ
- Các loại phổ biến: Pt100 (100Ω ở 0°C), Pt1000
- Accuracy: ±0,1-0,5°C điển hình
- Phạm vi: -200 đến +600°C
- Sự ổn định: Tuyệt vời lâu dài
- Trị giá: Trung bình đến cao
- Applications: Giám sát ổ trục quan trọng, đo lường chính xác
2. Cặp nhiệt điện
Phạm vi rộng và chắc chắn:
- Nguyên tắc: Sự nối tiếp của các kim loại khác nhau tạo ra điện áp tỷ lệ thuận với nhiệt độ
- Các loại: Loại K (phổ biến nhất), Loại J, Loại T, Loại E
- Accuracy: ±1-3°C điển hình
- Phạm vi: -200 đến +1300°C (tùy thuộc vào loại)
- Trị giá: Thấp
- Applications: Giám sát nhiệt độ cao, khí thải, lò nung
3. Nhiệt điện trở
- Nguyên tắc: Điện trở bán dẫn rất nhạy cảm với nhiệt độ
- Sensitivity: Rất cao (thay đổi điện trở lớn trên mỗi °C)
- Accuracy: ±0,1-1°C
- Phạm vi: Giới hạn (trung bình -50 đến +150°C)
- Trị giá: Thấp
- Applications: Thiết bị tiêu dùng, một số thiết bị công nghiệp
4. Hồng ngoại (Không tiếp xúc)
- Nguyên tắc: Phát hiện bức xạ nhiệt từ bề mặt
- Lợi thế: Không cần liên lạc
- Phạm vi: -50 đến +1000°C+
- Accuracy: ±2-5% của giá trị đọc
- Applications: Kiểm tra tại chỗ, khảo sát hình ảnh nhiệt
Giám sát nhiệt độ ổ trục
Vị trí đo lường
- Được nhúng trong vỏ ổ trục (gần vòng ngoài ổ trục)
- Lắp trên bề mặt nắp ổ trục
- Trong cống xả dầu (đối với ổ trục bôi trơn bằng dầu)
- Nhiều vị trí cho vòng bi lớn
Phạm vi nhiệt độ bình thường
- Nhiệt độ môi trường + 20-40°C: Nhiệt độ hoạt động bình thường
- Nhiệt độ môi trường + 50-60°C: Mức tối đa chấp nhận được cho hầu hết các vòng bi
- > Nhiệt độ môi trường + 70°C: Chỉ ra vấn đề, điều tra
- > 90-100°C tuyệt đối: Tình trạng báo động cho hầu hết các ổ trục
Xu hướng và Báo động
- Thiết lập nhiệt độ cơ sở cho mỗi ổ trục
- Cảnh báo nhiệt độ tăng 10-15°C so với mức cơ bản
- Báo động khi nhiệt độ tăng 20-25°C hoặc giới hạn tuyệt đối
- Chuyến đi (tắt máy) khi nhiệt độ tăng 30-40°C hoặc tuyệt đối tới hạn
Tích hợp với Giám sát rung động
Thông tin bổ sung
- Rung động: Phát hiện sớm các khuyết tật cơ học
- Nhiệt độ: Xác nhận mức độ nghiêm trọng, chỉ ra các vấn đề về ma sát/bôi trơn
- Cùng nhau: Chẩn đoán đáng tin cậy hơn so với từng phương pháp riêng lẻ
Mẫu chẩn đoán
- Độ rung cao + Nhiệt độ bình thường: Vấn đề cơ học (mất cân bằng, sai lệch)
- Độ rung cao + Nhiệt độ cao: Lỗi ổ trục có ma sát (giai đoạn nâng cao)
- Độ rung bình thường + Nhiệt độ cao: Vấn đề bôi trơn, sự liên kết gây ra ma sát
- Cả hai đều tăng: Sự cố ổ trục đang tiến triển
Thực hành tốt nhất về cài đặt
Vị trí đặt cảm biến
- Càng gần nguồn nhiệt càng tốt (ổ trục)
- Tiếp xúc nhiệt tốt với bề mặt được đo
- Tránh các khe hở không khí (sử dụng keo tản nhiệt nếu cần)
- Được bảo vệ khỏi sự thay đổi nhiệt độ môi trường xung quanh
Dây điện
- Sử dụng đúng loại dây cho cảm biến (cáp bù cho cặp nhiệt điện)
- Tránh chạy gần các dây cáp có dòng điện cao hoặc điện áp cao
- Kết nối và chấm dứt đúng cách
- Che chắn và tiếp đất nếu cần
Ứng dụng
Giám sát ổ trục
- Phát hiện sớm bôi trơn vấn đề
- Xác nhận lỗi ổ trục
- Phát hiện quá tải
- Ứng dụng theo dõi nhiệt độ phổ biến nhất
Bảo vệ động cơ
- Nhiệt độ cuộn dây (RTD nhúng)
- Nhiệt độ vòng bi
- Nhiệt độ khung
- Quá tải và tính đầy đủ của hệ thống làm mát
Thiết bị xử lý
- Máy bơm (ổ trục, phớt, nhiệt độ vỏ)
- Máy nén (nhiệt độ xả, ổ trục)
- Hộp số (nhiệt độ thùng dầu)
Cảm biến nhiệt độ là thiết bị đồng hành thiết yếu với cảm biến rung động trong các chương trình giám sát máy móc toàn diện. Sự kết hợp giữa phân tích rung động, phát hiện khuyết tật cơ học và giám sát nhiệt độ, xác nhận tình trạng nhiệt, các vấn đề ma sát và độ bôi trơn đầy đủ, mang lại khả năng đánh giá tình trạng thiết bị toàn diện hơn so với từng công nghệ riêng lẻ, cho phép phát hiện sớm các chế độ hỏng hóc đa dạng trong thiết bị quay.