Nhiệt độ là một trong những đại lượng vật lý cơ bản và được đo lường nhiều nhất trong cả đời sống dân dụng lẫn các quy trình công nghiệp. Từ việc điều khiển hệ thống điều hòa không khí trong một tòa nhà văn phòng, đảm bảo an toàn cho lò hơi công nghiệp, đến việc duy trì chất lượng vắc-xin trong kho lạnh, việc đo lường và kiểm soát nhiệt độ chính xác là yêu cầu thiết yếu. Để thực hiện điều này, Cảm biến nhiệt độ đã trở thành một thiết bị không thể thiếu. Chúng là cơ quan cảm nhận ban đầu, cung cấp dữ liệu đầu vào cho mọi hệ thống điều khiển và giám sát, giúp các quy trình vận hành an toàn, hiệu quả và tiết kiệm năng lượng.

Giới thiệu về cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ là gì?

Cảm biến nhiệt độ (Temperature Sensor) là một thiết bị điện tử được thiết kế để đo lường mức độ nóng hoặc lạnh của một vật thể hoặc môi trường. Chức năng cốt lõi của nó là chuyển đổi đại lượng vật lý (nhiệt độ) thành một tín hiệu điện có thể định lượng, đọc hiểu và xử lý được bởi các thiết bị điều khiển hoặc hiển thị khác. Tín hiệu điện này có thể ở nhiều dạng khác nhau:

• Sự thay đổi về điện trở (như RTD, Thermistor).
• Sự thay đổi về điện áp (như Thermocouple).
• Tín hiệu dòng điện tiêu chuẩn (như 4-20mA).
• Tín hiệu điện áp tiêu chuẩn (như 0-10VDC).
• Tín hiệu số (như RS485 Modbus).

Cảm biến nhiệt độ là thành phần đầu vào cơ bản cho các bộ điều nhiệt, hệ thống điều khiển PLC, hệ thống quản lý tòa nhà (BMS), và vô số ứng dụng đo lường khác.

Nguyên lí hoạt động của cảm biến nhiệt độ

Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ dựa trên sự thay đổi đặc tính vật lý của vật liệu khi nhiệt độ thay đổi. Mỗi loại cảm biến sử dụng một nguyên lý riêng biệt:

Nguyên lý điện trở (Resistive)

• Đây là nguyên lý phổ biến nhất, được sử dụng trong Cảm biến nhiệt điện trở (RTD) và Thermistor.
• RTD (ví dụ: Pt100, Pt1000): Hoạt động dựa trên đặc tính của kim loại (thường là Platin – Bạch kim) có điện trở tăng lên một cách tuyến tính và chính xác khi nhiệt độ tăng.
• Thermistor (ví dụ: NTC 10K): Hoạt động dựa trên đặc tính của vật liệu bán dẫn (oxit kim loại) có điện trở thay đổi rất mạnh khi nhiệt độ thay đổi. Loại NTC (Negative Temperature Coefficient) có điện trở giảm khi nhiệt độ tăng.

Nguyên lý nhiệt điện (Thermoelectric – Hiệu ứng Seebeck)

• Đây là nguyên lý của Cặp nhiệt điện (Thermocouple).
• Khi hai dây dẫn làm từ hai vật liệu kim loại khác nhau được hàn nối tại một đầu (đầu nóng), và có sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu nóng này và hai đầu còn lại (đầu lạnh), một sức điện động (điện áp) rất nhỏ sẽ được sinh ra.
• Giá trị điện áp này tỷ lệ thuận với sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh, cho phép suy ra nhiệt độ tại đầu nóng.

Nguyên lý bán dẫn (Semiconductor)

• Các cảm biến nhiệt độ dạng vi mạch (IC) hoạt động dựa trên sự thay đổi đặc tính của các mối nối P-N bán dẫn (như diode, transistor) theo nhiệt độ. Chúng thường có ngõ ra tuyến tính (volt hoặc dòng) hoặc ngõ ra số trực tiếp.

Thông số kĩ thuật cơ bản của cảm biến nhiệt độ

Để hiểu và lựa chọn cảm biến, người dùng cần nắm được các thông số kỹ thuật nền tảng:

• Dải đo (Range): Khoảng nhiệt độ mà cảm biến có thể đo được (ví dụ: 0…100°C, -50…150°C).
• Loại cảm biến (Sensor Type): Nguyên lý đo lường cơ bản (ví dụ: Pt1000, NTC 10K, Can nhiệt K).
• Độ chính xác (Accuracy): Mức sai số tối đa của phép đo (ví dụ: ±0.3°C).
• Ngõ ra tín hiệu (Output Signal): Dạng tín hiệu đầu ra (ví dụ: điện trở, 4-20mA, Modbus).
• Vật liệu đầu dò (Probe Material): Vật liệu của que đo tiếp xúc với môi trường (ví dụ: Inox 304, Inox 316L).
• Cấp bảo vệ (IP Rating): Khả năng chống bụi và chống nước của vỏ cảm biến (ví dụ: IP65).

Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ

Một cảm biến nhiệt độ công nghiệp hoặc HVAC hoàn chỉnh không chỉ có bộ phận cảm biến, mà bao gồm nhiều thành phần để đảm bảo độ bền và độ chính xác trong môi trường thực tế.

Bộ phận cảm biến

Đây là phần tử cốt lõi thực hiện việc đo lường (ví dụ: một chip Pt100, một hạt NTC, hoặc mối hàn của cặp nhiệt điện). Nó có kích thước rất nhỏ và rất nhạy cảm với môi trường.

Dây dẫn kết nối

Là các dây dẫn điện bên trong, kết nối từ bộ phận cảm biến đến đầu kết nối bên ngoài. Đối với RTD Pt100, số lượng dây (2, 3, hoặc 4 dây) ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo (loại 3 dây và 4 dây giúp bù trừ điện trở của dây dẫn). Đối với Thermocouple, đây là các dây bù nhiệt chuyên dụng.

Vật liệu cách điện gốm

Bên trong lớp vỏ bảo vệ, các dây dẫn thường được luồn qua các hạt gốm (ceramic beads) hoặc bột gốm nén (như Magnesium Oxide – MgO) để cách điện tuyệt đối giữa các dây dẫn với nhau và với lớp vỏ kim loại, đồng thời giúp truyền nhiệt tốt từ vỏ vào bộ phận cảm biến.

Chất làm đầy

Bột gốm oxit magiê (MgO) thường được sử dụng làm chất làm đầy. Nó được nén chặt vào bên trong vỏ bảo vệ, bao bọc lấy bộ phận cảm biến và dây dẫn. Chất làm đầy này có hai mục đích: (1) Cách điện tuyệt đối và (2) Dẫn nhiệt nhanh chóng từ vỏ vào cảm biến, giúp cảm biến phản ứng nhanh với sự thay đổi nhiệt độ.

Lớp vỏ bảo vệ

Đây là lớp vỏ kim loại bên ngoài (thường làm bằng Thép không gỉ 304 hoặc 316L) dùng để bảo vệ bộ phận cảm biến khỏi các tác động cơ học, độ ẩm, hóa chất và môi trường khắc nghiệt. Kiểu dáng của vỏ bảo vệ rất đa dạng:

• Dạng que thẳng (thường gọi là đầu dò hay can nhiệt).
• Dạng kẹp ống (cho cảm biến HVAC kẹp ống nước).
• Dạng vỏ có lỗ thông khí (cho cảm biến phòng, cảm biến ống gió).
• Dạng ren vặn (để lắp vào đường ống, bồn chứa).

Đầu kết nối

Là bộ phận đầu cuối của cảm biến, nơi các dây dẫn bên trong được đưa ra ngoài.

• Dạng củ hành (Terminal Head): Một hộp đấu dây lớn (thường bằng nhôm đúc hoặc nhựa), bên trong có cầu đấu (terminal block) để người dùng kết nối dây tín hiệu.
• Dạng dây chờ (Flying Leads): Các dây dẫn được để chờ sẵn với một độ dài nhất định.
• Dạng giắc cắm (Connector): Sử dụng các giắc cắm tiêu chuẩn (M12, DIN…) để kết nối nhanh.

Phân loại các loại cảm biến nhiệt độ

Dưới đây là những loại cảm biến nhiệt độ phổ biến hiện nay:

Cảm biến nhiệt độ dạng kẹp ống

Loại cảm biến này được thiết kế để đo nhiệt độ bề mặt của đường ống. Chúng có một cấu tạo kẹp (thường bằng đai siết kim loại) và một bề mặt tiếp xúc (thường bằng đồng hoặc nhôm) để áp chặt vào bên ngoài ống. Đây là giải pháp lắp đặt nhanh chóng, không xâm lấn (không cần khoan ống), lý tưởng cho các dự án cải tạo hoặc giám sát các đường ống nhỏ. Chúng thường đo nhiệt độ nước lạnh (chiller) hoặc nước nóng trong hệ thống HVAC.

Cảm biến nhiệt độ gắn ống nước

Còn gọi là cảm biến nhiệt độ dạng nhúng (Immersion Sensor). Loại này được thiết kế với một que dò (probe) kim loại, lắp xuyên qua thành ống và nhúng trực tiếp vào môi chất lỏng bên trong (thường thông qua một giếng nhiệt – thermowell). Phương pháp này cho kết quả đo chính xác nhất vì tiếp xúc trực tiếp với dòng chảy. Chúng là lựa chọn tiêu chuẩn cho việc đo nhiệt độ nước lạnh, nước nóng, nước lò hơi, nơi độ chính xác là rất quan trọng.

Cảm biến nhiệt độ ngoài trời

Được thiết kế đặc biệt để chịu được các điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Chúng có vỏ bảo vệ chắc chắn, đạt cấp bảo vệ cao (IP65 trở lên) để chống mưa, bụi và được làm từ vật liệu chống tia UV. Quan trọng nhất, chúng thường đi kèm với một tấm chắn bức xạ để ngăn ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp làm sai lệch kết quả đo. Tín hiệu của chúng được đưa về hệ thống BMS để tối ưu hóa việc lấy gió tươi (economizer).

Cảm biến nhiệt độ ống gió

Loại này có thiết kế que dò dài (ví dụ 100mm, 200mm) và một mặt bích (flange) để gắn xuyên qua thành ống gió. Chúng được dùng để đo nhiệt độ không khí bên trong hệ thống thông gió (AHU/PAU), thường là đo nhiệt độ không khí cấp (supply air) sau cuộn coil lạnh/sưởi, hoặc không khí hồi (return air) về trung tâm.

Cảm biến nhiệt độ phòng

Đây là loại cảm biến được thiết kế để lắp đặt gắn tường trong các không gian có người sử dụng (văn phòng, khách sạn, phòng ở). Ưu tiên hàng đầu của loại này là tính thẩm mỹ, với vỏ nhựa có các khe thông khí tinh tế, màu sắc trang nhã (thường là màu trắng) để hòa hợp với nội thất. Chúng đo nhiệt độ không khí xung quanh làm tín hiệu phản hồi cho bộ điều khiển điều hòa.

Cảm biến nhiệt độ nồng độ bụi

Đây thực chất là một cảm biến đa thông số về chất lượng không khí. Thành phần chính của nó là cảm biến đo nồng độ bụi (PM2.5/PM10) dựa trên nguyên lý tán xạ laser. Tuy nhiên, để cung cấp dữ liệu môi trường toàn diện, các nhà sản xuất thường tích hợp sẵn cả bộ phận đo nhiệt độ và độ ẩm vào trong cùng một thiết bị. Do đó, người dùng nhận được 3 tín hiệu (Bụi, Nhiệt, Ẩm) chỉ từ một cảm biến.

Một số mã sản phẩm của cảm biến nhiệt độ

Dưới đây là các bảng phân loại mã các sản phẩm tiêu biểu như:

Bảng mã sản phẩm cảm biến nhiệt độ dạng kẹp ống (Pipe Clamp-on)

Tên sản phẩm	Mã sản phẩm	Loại cảm biến	Ngõ ra tín hiệu	Đặc điểm nổi bật
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-11	NTC 1.8K	Thụ động (Điện trở)	Dùng cho bộ điều khiển Carel, Eliwell…
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-15	NTC 10K	Thụ động (Điện trở)	Loại NTC phổ biến nhất cho HVAC.
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-16	NTC 20K	Thụ động (Điện trở)	Loại NTC dải đo khác.
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-21	Pt100	Thụ động (Điện trở)	Chuẩn Pt100 (Class B, 3 dây).
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-22	Pt1000	Thụ động (Điện trở)	Chuẩn Pt1000 (Class B, 2 dây), phổ biến cho BMS.
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-23	Ni1000	Thụ động (Điện trở)	Chuẩn Nickel, dùng cho một số hệ thống đặc thù.
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-32	Active	4-20mA	Tích hợp bộ chuyển đổi, tín hiệu 4-20mA (4 dây).
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-32-D	Active	4-20mA	Tương tự STC-32, có thêm màn hình LCD 7 đoạn.
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-34	Active	4-20mA (2 dây) / 0-10V	Linh hoạt, tín hiệu 4-20mA (2 dây) hoặc 0-10V.
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-41	Active	0-10V	Tích hợp bộ chuyển đổi, tín hiệu 0-10V (3 dây).
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-41-D	Active	0-10V	Tương tự STC-41, có thêm màn hình LCD 7 đoạn.
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-M	Active	RS485 Modbus	Tín hiệu số, tích hợp vào hệ thống BMS/SCADA.

Bảng mã sản phẩm cảm biến nhiệt độ gắn ống nước (Immersion)

Tên sản phẩm	Mã sản phẩm	Loại cảm biến	Ngõ ra tín hiệu	Đặc điểm nổi bật
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-112	NTC 1.8K	Thụ động (Điện trở)	Đo nhúng, dùng cho bộ điều khiển Carel…
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-152	NTC 10K	Thụ động (Điện trở)	Đo nhúng, NTC 10K phổ biến.
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-162	NTC 20K	Thụ động (Điện trở)	Đo nhúng, NTC 20K.
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-212	Pt100	Thụ động (Điện trở)	Đo nhúng, chuẩn Pt100 (3 dây).
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-222	Pt1000	Thụ động (Điện trở)	Đo nhúng, chuẩn Pt1000 (2 dây), phổ biến cho BMS.
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-232	Ni1000	Thụ động (Điện trở)	Đo nhúng, chuẩn Ni1000.
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-322	Active	4-20mA	Đo nhúng, tín hiệu 4-20mA (4 dây).
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-322-D	Active	4-20mA	Đo nhúng, 4-20mA, có màn hình LCD.
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-342	Active	4-20mA (2 dây) / 0-10V	Đo nhúng, tín hiệu linh hoạt, 2 dây hoặc 3 dây.
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-412	Active	0-10V	Đo nhúng, tín hiệu 0-10V (3 dây).
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-412-D	Active	0-10V	Đo nhúng, 0-10V, có màn hình LCD.
Cảm biến nhiệt độ	STI-M2	Active	RS485 Modbus	Đo nhúng, tín hiệu số, tích hợp BMS/SCADA.

Bảng mã sản phẩm cảm biến nhiệt độ ngoài trời (Outdoor)

Tên sản phẩm	Mã sản phẩm	Loại cảm biến	Ngõ ra tín hiệu	Đặc điểm nổi bật
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-11	NTC 1.8K	Thụ động (Điện trở)	Đo ngoài trời, chuẩn NTC 1.8K.
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-15	NTC 10K	Thụ động (Điện trở)	Đo ngoài trời, chuẩn NTC 10K.
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-16	NTC 20K	Thụ động (Điện trở)	Đo ngoài trời, chuẩn NTC 20K.
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-21	Pt100	Thụ động (Điện trở)	Đo ngoài trời, chuẩn Pt100 (3 dây).
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-22	Pt1000	Thụ động (Điện trở)	Đo ngoài trời, chuẩn Pt1000 (2 dây).
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-23	Ni1000	Thụ động (Điện trở)	Đo ngoài trời, chuẩn Ni1000.
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-32	Active	4-20mA	Đo ngoài trời, tín hiệu 4-20mA (4 dây).
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-32-D	Active	4-20mA	Đo ngoài trời, 4-20mA, có màn hình LCD.
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-34	Active	4-20mA (2 dây) / 0-10V	Đo ngoài trời, tín hiệu linh hoạt.
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-41	Active	0-10V	Đo ngoài trời, tín hiệu 0-10V (3 dây).
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-41-D	Active	0-10V	Đo ngoài trời, 0-10V, có màn hình LCD.
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-M	Active	RS485 Modbus	Đo ngoài trời, tín hiệu số, tích hợp BMS.
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-ML	Active	RS485 Modbus	Đo ngoài trời, Modbus, tích hợp cảm biến ánh sáng (LDR).

Bảng mã sản phẩm cảm biến nhiệt độ ống gió (Duct)

Tên sản phẩm	Mã sản phẩm	Loại cảm biến	Ngõ ra tín hiệu	Đặc điểm nổi bật
Cảm biến nhiệt độ ống gió	STD-114	NTC 1.8K	Thụ động (Điện trở)	Đo ống gió, chuẩn NTC 1.8K.
Cảm biến nhiệt độ ống gió	STD-154	NTC 10K	Thụ động (Điện trở)	Đo ống gió, chuẩn NTC 10K.
Cảm biến nhiệt độ ống gió	STD-164	NTC 20K	Thụ động (Điện trở)	Đo ống gió, chuẩn NTC 20K.
Cảm biến nhiệt độ ống gió	STD-224	Pt1000	Thụ động (Điện trở)	Đo ống gió, chuẩn Pt1000 (phổ biến nhất cho BMS).
Cảm biến nhiệt độ ống gió	STD-234	Ni1000	Thụ động (Điện trở)	Đo ống gió, chuẩn Ni1000.
Cảm biến nhiệt độ gió	STD-334	Active	4-20mA	Đo ống gió, tín hiệu 4-20mA (tích hợp bộ chuyển đổi).
Cảm biến nhiệt độ gió	STD-414	Active	0-10V	Đo ống gió, tín hiệu 0-10V (tích hợp bộ chuyển đổi).
Cảm biến nhiệt độ TE	TE	Thermistor / RTD	Thụ động (Điện trở)	Cảm biến đa năng, có thể dùng cho ống gió/ống nước.

Bảng mã sản phẩm cảm biến nhiệt độ phòng (Room)

Tên sản phẩm	Mã sản phẩm	Loại cảm biến	Ngõ ra tín hiệu	Đặc điểm nổi bật
Cảm biến nhiệt độ gắn tường	TE-E-N	NTC 10K / Pt1000…	Thụ động (Điện trở)	Thiết kế dạng công tắc, nhiều tùy chọn cảm biến.
Cảm biến nhiệt độ phòng	STR-15	NTC 10K	Thụ động (Điện trở)	Đo phòng, chuẩn NTC 10K.
Cảm biến nhiệt độ phòng	STR-21	Pt100	Thụ động (Điện trở)	Đo phòng, chuẩn Pt100.
Cảm biến nhiệt độ phòng	STR-22	Pt1000	Thụ động (Điện trở)	Đo phòng, chuẩn Pt1000 (phổ biến nhất cho BMS).
Cảm biến nhiệt độ phòng	STR-33	Active	4-20mA	Đo phòng, tín hiệu 4-20mA (tích hợp bộ chuyển đổi).
Cảm biến nhiệt độ phòng	STR-41	Active	0-10V	Đo phòng, tín hiệu 0-10V (tích hợp bộ chuyển đổi).
Cảm biến nhiệt độ phòng	Thermasgard RTF1	NTC 10K / Pt100…	Thụ động (Điện trở)	Cảm biến phòng (Đức), thiết kế phẳng, nhiều tùy chọn.
Cảm biến nhiệt độ trong nhà	Thermasgard RTM1	NTC 10K / Pt100…	Thụ động / Active	Cảm biến phòng (Đức), thiết kế có núm vặn, nhiều tùy chọn.

Bảng mã sản phẩm cảm biến nồng độ bụi (Chất lượng không khí liên quan)

Tên sản phẩm	Mã sản phẩm	Thông số đo chính	Ngõ ra tín hiệu	Đặc điểm nổi bật
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R000…	Bụi (PM1.0/2.5/10)	RS485 Modbus	Đo bụi, nhiệt, ẩm. Chỉ ngõ ra Modbus.
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R111…	Bụi, Nhiệt, Ẩm	3x 0-10V	Đo 3 thông số, 3 ngõ ra 0-10V riêng biệt.
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R111…THD	Bụi, Nhiệt, Ẩm	3x 0-10V	Tương tự R111, có thêm màn hình LCD.
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R111…THM	Bụi, Nhiệt, Ẩm	3x 0-10V VÀ Modbus	Đầy đủ ngõ ra 0-10V và Modbus.
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R111…THMD	Bụi, Nhiệt, Ẩm	3x 0-10V VÀ Modbus	Tương tự R111-THM, có thêm màn hình LCD.
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R111…THMDRRB	Bụi, Nhiệt, Ẩm	0-10V, Modbus, Relay	Cảm biến/Bộ điều khiển đa năng (LCD, Relay, Còi).
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R555…	Bụi, Nhiệt, Ẩm	3x 4-20mA	Đo 3 thông số, 3 ngõ ra 4-20mA riêng biệt.
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R555…THD	Bụi, Nhiệt, Ẩm	3x 4-20mA	Tương tự R555, có thêm màn hình LCD.
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R555…THM	Bụi, Nhiệt, Ẩm	3x 4-20mA VÀ Modbus	Đầy đủ ngõ ra 4-20mA và Modbus.
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R555…THMD	Bụi, Nhiệt, Ẩm	3x 4-20mA VÀ Modbus	Tương tự R555-THM, có thêm màn hình LCD.
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R555…THMDRRB	Bụi, Nhiệt, Ẩm	4-20mA, Modbus, Relay	Cảm biến/Bộ điều khiển đa năng (LCD, Relay, Còi).
Cảm biến bụi trong nhà	LFG303	Bụi (PM2.5)	RS485 Modbus	Đo bụi PM2.5, giá thành tối ưu

Các ứng dụng của cảm biến nhiệt độ

Nhiệt độ là đại lượng được đo lường nhiều nhất, vì vậy cảm biến nhiệt độ có mặt ở khắp mọi nơi, từ các ứng dụng dân dụng đơn giản đến các quy trình công nghiệp phức tạp.

Giám sát và điều khiển nhiệt độ trong máy móc, thiết bị và quy trình

Đây là ứng dụng cốt lõi trong công nghiệp. Trong các nhà máy sản xuất, cảm biến nhiệt độ (thường là Can nhiệt K, J hoặc RTD Pt100) được sử dụng để giám sát và điều khiển nhiệt độ của các lò nung, lò hơi, máy ép nhựa, khuôn đúc. Tín hiệu từ cảm biến được gửi về bộ điều khiển PID hoặc PLC, tạo thành một vòng lặp điều khiển kín. Hệ thống sẽ tự động điều chỉnh bộ gia nhiệt (heater) hoặc van làm mát để duy trì nhiệt độ quy trình ở một mức cài đặt chính xác, đảm bảo máy móc hoạt động ổn định.

Đảm bảo an toàn vận hành và phòng ngừa hư hỏng

Nhiệt độ là một chỉ số quan trọng về tình trạng “sức khỏe” của máy móc. Cảm biến nhiệt độ được lắp đặt để giám sát các bộ phận quan trọng có nguy cơ quá nhiệt. Ví dụ, chúng được gắn trên vỏ động cơ, bạc đạn (bearing), hộp số, hoặc cuộn dây máy biến áp. Nếu nhiệt độ tại các vị trí này tăng cao bất thường (dấu hiệu của quá tải, thiếu bôi trơn, hoặc lỗi cơ khí), cảm biến sẽ gửi tín hiệu cảnh báo (alarm) hoặc ngắt khẩn cấp (trip) hệ thống, giúp ngăn ngừa các hư hỏng nghiêm trọng hoặc nguy cơ cháy nổ.

Kiểm soát chất lượng trong sản xuất thực phẩm, dược phẩm, hóa chất

Trong các ngành công nghiệp này, nhiệt độ không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất mà còn quyết định trực tiếp đến chất lượng và sự an toàn của sản phẩm.

• Thực phẩm: Các quy trình như thanh trùng (sữa, bia), sấy khô (nông sản), và đặc biệt là kho lạnh (bảo quản thịt, cá, rau củ) đều yêu cầu kiểm soát nhiệt độ nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn HACCP.
• Dược phẩm: Các kho bảo quản vắc-xin, thuốc (chuẩn GSP), các lò phản ứng sinh học, nồi hấp tiệt trùng đều phải duy trì nhiệt độ trong một phạm vi rất hẹp. Cảm biến nhiệt độ (thường là loại RTD Pt100 có độ chính xác cao) được dùng để giám sát và ghi lại dữ liệu liên tục, phục vụ cho việc truy xuất nguồn gốc và tuân thủ quy định.

Hỗ trợ thiết bị gia dụng, phương tiện giao thông và hệ thống thông minh

Cảm biến nhiệt độ (thường là loại Thermistor NTC giá rẻ) có mặt trong hầu hết các thiết bị dân dụng xung quanh chúng ta: tủ lạnh (điều khiển máy nén), máy điều hòa (đo nhiệt độ phòng), lò vi sóng, bếp từ, máy nước nóng… Trên xe ô tô, cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ nước làm mát động cơ, nhiệt độ không khí nạp, và nhiệt độ trong cabin xe.

Kết nối với hệ thống tự động hóa để giám sát và điều khiển từ xa

Trong kỷ nguyên Công nghiệp 4.0 và Tòa nhà thông minh, cảm biến nhiệt độ không còn hoạt động độc lập. Các cảm biến chủ động (Active) với ngõ ra 4-20mA hoặc RS485 Modbus được kết nối trực tiếp vào hệ thống SCADA hoặc BMS. Điều này cho phép các kỹ sư vận hành giám sát nhiệt độ của toàn bộ nhà máy hoặc tòa nhà từ một phòng điều khiển trung tâm, phân tích xu hướng, phát hiện sự cố từ xa và lưu trữ dữ liệu để tối ưu hóa năng lượng.