Trong các dây chuyền sản xuất 4.0, cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc là giải pháp hoàn hảo cho các ứng dụng đo nhiệt độ từ xa, các vật thể di chuyển nhanh, có tính chất nguy hiểm hoặc khó tiếp cận. Tuy nhiên, trong môi trường nhà máy khắc nghiệt thì có nhiều trường hợp cảm biến lại gặp tình trạng hư hỏng nhiều, trả kết quả sai hoặc tuổi thọ giảm mạnh - Nguyên nhân do đâu?
Những sai lầm khiến cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc nhanh hỏng
Dưới đây là 5+ sai lầm phổ biến nhất khiến cảm biến nhiệt độ hồng ngoại từ xa “ra đi” sớm - và có thể kéo theo sự trì trệ của cả hệ thống sản xuất.
1. Sai loại cảm biến/dùng sai đối tượng/không phù hợp môi trường
Đối với cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc, việc lựa chọn sai chủng loại, sử dụng sai đối tượng đo hoặc đặt cảm biến trong môi trường không phù hợp có thể gây sai số phép đo hoặc hư hỏng nhanh đáng kể.
Ví dụ, bạn dùng cảm biến đo nhiệt độ từ xa dành cho thép thì sẽ có thông số dải nhiệt và tốc độ phản hồi khác so với cảm biến nhiệt độ gạch men không tiếp xúc. Việc vận hành cảm biến nhiệt độ không đúng mục đích chắc chắn sẽ dẫn đến quá tải, gây hỏng hóc và giảm tuổi thọ thiết bị nhanh chóng.
Xem thêm: Cảm biến nhiệt độ hồng ngoại trong thời đại 4.0
2. Chọn sai dải nhiệt độ và vật liệu mục tiêu
Mỗi dòng cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc được thiết kế chuyên biệt cho một hoặc một số ứng dụng cụ thể. Nếu dùng cảm biến sai dải nhiệt hoặc sai đặc tính vật liệu thì phép đo sẽ trả về kết quả sai số lớn, có nguy cơ khiến cảm biến quá tải nhiệt và tuổi thọ thiết bị cũng giảm nhanh.
Ví dụ:
- Cảm biến đo nhiệt độ thép không tiếp xúc sẽ chuyên dùng cho các bề mặt kim loại phản xạ.
- Cảm biến đo nhiệt độ rulo không tiếp xúc sẽ phù hợp trong môi trường quay tốc độ cao.
- Cảm biến đo nhiệt độ gạch men không tiếp xúc phải được trang bị thêm bộ phận chống bụi, chống nhiệt độ cao từ lò nung.
Vì vậy, khi sử dụng cảm biến thì yêu cầu tiên quyết là cần xác định rõ tính chất vật liệu cần đo, nhiệt độ ước tính thực tế, khoảng cách đo, hệ số phát xạ… để từ đó có thể chọn đúng model.
Xem thêm: Cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc CALEX - UK
3. Lắp đặt cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc sai vị trí
Cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc cần được lắp đặt đúng khoảng cách theo khuyến nghị kỹ thuật từ nhà sản xuất. Nếu vị trí lắp thiết bị sai lệch đáng kể hoặc góc đo không chuẩn, phép đo hoàn toàn có thể bị sai giá trị nhiệt độ thực tế.
Điều này sẽ dẫn đến các vấn đề đáng quan ngại đối với hệ thống điều khiển và chất lượng đầu ra của sản phẩm. Bên cạnh đó, khi cảm biến được lắp đặt ở những khu vực có tần số rung lắc mạnh/liên tục, bụi bẩn dày đặc hay độ ẩm cao thì nguy cơ hư hỏng và xuống cấp cũng nhiều hơn.
4. Đấu nối cảm biến nhiệt hồng ngoại sai và cấp nguồn không ổn định
Đấu nối sai sơ đồ kỹ thuật, dây nối bị kém/hỏng/đứt, tiếp xúc kém hoặc nguồn cấp điện không ổn định… là những nguyên nhân phổ biến gây ra vấn đề nhiễu tín hiệu, khiến cảm biến nhiệt độ từ xa truyền lệch dữ liệu về hệ thống. Từ đó dẫn đến báo lỗi liên tục, trả kết quả sai và về lâu dài sẽ làm hư hại phần tử cảm biến.
Vì vậy, việc hiểu rõ sơ đồ đấu nối, đảm bảo cấp nguồn ổn định theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất, cũng như bảo dưỡng các dây dẫn thường xuyên là rất cần thiết cho cảm biến nhiệt độ hồng ngoại.
Xem thêm: Cảm biến nhiệt độ nước
5. Ảnh hưởng từ môi trường làm việc khắc nghiệt
Cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc (đặc biệt là cảm biến khuôn không tiếp xúc hay cảm biến đo nhiệt độ sản phẩm không tiếp xúc) thường xuyên hoạt động trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt - có nhiệt độ cao, bụi bẩn, hơi ẩm, dầu hoặc hóa chất…
Trong trường hợp này, việc chọn sai chất liệu và cấu tạo sẽ khiến thiết bị nhanh bị oxy hóa hoặc hư hỏng do tác động từ môi trường, không thể kéo dài thời gian sử dụng. Vì vậy, hãy cân nhắc lĩnh vực hoạt động để chọn cảm biến phù hợp nhất (lưu ý kỹ: cảm biến có chuẩn bảo vệ bao nhiêu - IP, IP65, IP67…, có được tích hợp bộ phận làm mát và chống bụi WJ hay không?).
6. Bảo trì - vệ sinh cảm biến nhiệt hồng ngoại không đúng cách hoặc bỏ qua
Việc vệ sinh cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc định kỳ để loại bỏ bụi bẩn, hơi nước, dầu mỡ bám trên ống kính quang học là cực kỳ cần thiết nhưng thường bị bỏ qua. Đây có thể chính là nguyên nhân gây sai số phép đo, làm hỏng cảm biến sớm, giảm hiệu suất và làm hệ thống điều khiển hoạt động sai lệch.
Bên cạnh đó, đa phần cảm biến nhiệt độ hồng ngoại sẽ hoạt động môi trường công nghiệp nhiều bụi bẩn, hơi dầu, nhiệt lượng cao, rung chấn hoặc va đập cơ khí nhiều. Vì vậy, hãy cân nhắc trang bị thêm phụ kiện bảo vệ tiêu chuẩn công nghiệp:
- Air cooling (làm mát bằng khí)
- Water cooling (làm mát bằng nước)
- Air purge (thổi khí sạch bảo vệ thấu kính)
Xem thêm: Cảm biến nhiệt độ ống gió
7. Bỏ qua hệ số phát xạ của vật liệu
Đây được xem là lỗi kỹ thuật nhỏ nhưng phổ biến nhất, có thể khiến cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc báo sai kết quả. Hãy nhớ, mỗi vật liệu sẽ phát ra năng lượng hồng ngoại với hệ số phát xạ khác nhau. Vì vậy, người dùng cũng cần điều chỉnh hoặc chọn cảm biến nhiệt độ từ xa có hệ số phát xạ (Emissivity - ε) phù hợp với vật thể mục tiêu, nhằm đảm bảo cảm biến hoạt động chính xác nhất.
Tham khảo khung hệ số phát xạ của các vật liệu phổ biến:
- Kim loại sáng: rất thấp → dễ sai số
- Gạch men, khuôn, rulo phủ → trung bình
- Bề mặt thô, sơn đen → cao
Nếu đặt sai hệ số phát xạ → cảm biến báo sai từ 30 - 300°C là chuyện bình thường - Nên hãy cẩn thận nhé!
Xem thêm: Cảm biến công nghiệp
Lưu ý khi chọn cảm biến đo nhiệt độ không tiếp xúc
Việc chọn đúng cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc có quyết định trực tiếp đến độ chính xác của phép đo, tuổi thọ thiết bị và hiệu suất hoạt động của cả dây chuyền sản xuất. Dưới đây là những tiêu chí cực kỳ quan trọng cần đặc biệt lưu ý:
- Xác định rõ tính chất/vật liệu của vật thể mục tiêu và dải nhiệt độ cần đo.
+ Thép nóng, inox → chọn cảm biến chuyên cho kim loại phản xạ.
+ Rulo → cần tốc độ đáp ứng nhanh và chống rung.
+ Gạch men, sản phẩm gốm → ưu tiên cảm biến chịu bụi, dải nhiệt cao.
- Kiểm tra hệ số phát xạ của cảm biến cũng như khả năng điều chỉnh. Tốt nhất nên chọn cảm biến nhiệt hồng ngoại có khả năng tùy chỉnh hệ số phát xạ để có thể ứng dụng với nhiều vật liệu đo khác nhau.
- Chú ý tỷ lệ quan học (D:S Ratio): Tỷ lệ quang học của ống kính càng lớn thì cảm biến càng đo chính xác nhiệt độ vật thể ở khoảng cách xa. Điều này cực kỳ quan trọng khi ứng dụng để đo rulo quay, đo nhiệt độ khuôn, nhiệt độ thép và các sản phẩm công nghiệp trong điều kiện khó tiếp cận.
- Tính chất của môi trường hoạt động (cân nhắc các tiêu chí bụi - nhiệt - rung - hơi nước): Nếu môi trường hoạt động càng khắc nghiệt, thì bạn càng cần cảm biến có chuẩn bảo vệ IP cao, vỏ ngoài bằng chất liệu cao cấp (chống nhiệt, chống ăn mòn, chống va đập…), trang bị Air purge / Water cooling/kính bảo vệ thấu kính…
- Tốc độ đáp ứng: Hãy ưu tiên các cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc có thời gian đáp ứng tức thời (chỉ vài ms) để đảm bảo tín hiệu chính xác và có thể theo dõi trực quan theo thời gian thực.
- Khả năng tích hợp hệ thống: Hiện nay các sản phẩm cảm biến nhiệt độ hồng ngoại đều hỗ trợ tín hiệu đầu ra 4-20mA, 0-50mV, Modbus, RS485, USB cấu hình giúp kết nối nhanh với PLC, HMI hoặc SCADA.
- Chọn thương hiệu cung ứng sản phẩm chất lượng, uy tín và có hỗ trợ kỹ thuật vì đây là thiết bị đặc thù nên chỉ những nhà cung cấp có kinh nghiệm mới có thể tư vấn và hỗ trợ kỹ thuật chỉn chu được.
Xem thêm: Cảm biến nhiệt - ẩm phòng
Để cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc có thể hoạt động bền bỉ, chính xác và ổn định thì việc lựa chọn đúng loại cảm biến, lắp đặt chính xác, cấp nguồn ổn định, vệ sinh và bảo trì đúng cách là các bước không thể thiếu.
Sensors Việt Nam hiện cung cấp nhiều dòng cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc sử dụng công nghệ hồng ngoại, cảm biến đo nhiệt độ từ xa cho vật liệu thép, rulo, gạch, khuôn và các ứng dụng công nghiệp đặc thù. Chúng tôi là đối tác phân phối của nhiều thương hiệu uy tín hàng đầu thế giới, không chỉ cung cấp đủ CO/CQ, mà còn có chế độ bảo hành uy tín, kèm hướng dẫn lắp đặt, bảo vệ, hiệu chuẩn tận tâm - chuyên nghiệp.