Blog

Các cảm biến nhiệt độ NTC (Hệ số nhiệt độ âm) được sử dụng rộng rãi để đo nhiệt độ và kiểm soát do độ nhạy cao, phản ứng nhanh và hiệu quả chi phí. Tuy nhiên, giống như bất kỳ thành phần điện tử nào, chúng có thể bị hư hại trong một số điều kiện nhất định. Hiểu được nguyên nhân gây thiệt hại có thể giúp ngăn ngừa thất bại và kéo dài tuổi thọ của các cảm biến này. Dưới đây, chúng tôi khám phá các nguyên nhân phổ biến của Cảm biến nhiệt độ NTC Thiệt hại, cùng với một số hiểu biết kỹ thuật và các biện pháp phòng ngừa.

1.

- Nguyên nhân: Các cảm biến NTC hoạt động dựa trên nguyên tắc rằng điện trở của chúng giảm khi nhiệt độ tăng. Khi tiếp xúc với dòng điện quá mức, nhiệt độ của cảm biến tăng nhanh, khiến khả năng chống lại giảm hơn nữa. Điều này tạo ra một vòng phản hồi tích cực, trong đó điện trở giảm dẫn đến dòng chảy thậm chí cao hơn, dẫn đến chạy nhiệt.

- Kết quả: Điều này có thể gây ra sự nóng chảy hàn, nóng chảy dây, khuếch tán điện cực hoặc thậm chí đốt, dẫn đến thiệt hại không thể đảo ngược.

- Triệu chứng: Cảm biến có thể cho thấy điện trở cao hơn (do thiệt hại bên trong) hoặc vết nứt trực tiếp.

- Phòng ngừa: Sử dụng các điện trở giới hạn hiện tại hoặc mạch bảo vệ để ngăn chặn dòng điện quá mức. Đảm bảo cảm biến hoạt động trong xếp hạng năng lượng được chỉ định của nó.

2. Các yếu tố môi trường: nhiệt độ và độ ẩm

- Nguyên nhân: Cảm biến NTC nhạy cảm với điều kiện môi trường. Nếu nhiệt độ và độ ẩm vượt quá phạm vi hoạt động của cảm biến, điện trở có thể giảm bất thường, dẫn đến sự ăn mòn hoặc tăng trưởng khuôn. Đối với các cảm biến bằng kim loại, độ ẩm có thể gây rỉ sét hoặc oxy hóa.

- Kết quả: Điều này có thể dẫn đến tiếp xúc kém, mạch ngắn hoặc suy giảm hiệu suất của cảm biến.

- Triệu chứng: Cảm biến có thể biểu hiện các bài đọc thất thường, trôi dạt trong các giá trị kháng hoặc thất bại hoàn toàn.

- Phòng ngừa: Chọn các cảm biến có vật liệu đóng gói thích hợp (ví dụ: nhựa epoxy, thép không gỉ) cho môi trường khắc nghiệt. Đảm bảo niêm phong và bảo vệ thích hợp chống ẩm.

3. Căng thẳng cơ học và thiệt hại về thể chất

- Nguyên nhân: Trong quá trình cài đặt hoặc sử dụng, ứng suất cơ học quá mức (ví dụ: uốn cong, kéo hoặc tác động) có thể làm hỏng cấu trúc của cảm biến. Điều này đặc biệt phổ biến trong các cảm biến với dây mỏng hoặc đóng gói mỏng manh.

- Kết quả: Điều này có thể gây ra các vết nứt trong thân cảm biến, dây bị hỏng hoặc các thiết bị đầu cuối bị ngắt kết nối.

- Triệu chứng: Cảm biến có thể hiển thị hành vi mạch mở hoặc đọc không nhất quán.

- Phòng ngừa: Xử lý cảm biến cẩn thận trong quá trình cài đặt. Sử dụng các cảm biến với các thiết kế mạnh mẽ (ví dụ, vỏ bằng thép không gỉ) cho các ứng dụng có ứng suất cơ học cao.

4. Khiếm khuyết sản xuất

- Nguyên nhân: Nếu cảm biến NTC có khiếm khuyết sản xuất, chẳng hạn như hàn kém, đóng gói không đúng cách hoặc vật liệu chất lượng thấp, nó có thể không chịu được điều kiện hoạt động bình thường.

- Kết quả: Cảm biến có thể thất bại sớm khi sử dụng bình thường.

- Triệu chứng: Cảm biến có thể biểu hiện khả năng kháng, nứt hoặc hiệu suất không nhất quán cao hơn.

- Phòng ngừa: Cảm biến nguồn từ các nhà sản xuất có uy tín với các quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt. Kiểm tra cảm biến trước khi cài đặt.

5. Sốc nhiệt

- Nguyên nhân: Thay đổi nhiệt độ nhanh (sốc nhiệt) có thể gây ra căng thẳng bên trong trong các vật liệu của cảm biến, dẫn đến nứt hoặc phân tách.

- Kết quả: Cảm biến có thể mất độ chính xác hoặc thất bại hoàn toàn.

- Triệu chứng: Cảm biến có thể cho thấy những thay đổi đột ngột về sức đề kháng hoặc thiệt hại về thể chất.

- Phòng ngừa: Sử dụng các cảm biến được thiết kế để thay đổi nhiệt độ nhanh và tránh cho chúng tiếp xúc với độ dốc nhiệt cực cao.

6. Tiếp xúc hóa học

- Nguyên nhân: Tiếp xúc với các hóa chất ăn mòn (ví dụ: axit, dung môi) có thể làm suy giảm các vật liệu của cảm biến, đặc biệt nếu nó thiếu đóng gói thích hợp.

- Kết quả: Điều này có thể gây ra ăn mòn, phân hủy vật liệu hoặc mất tiếp xúc điện.

- Triệu chứng: Cảm biến có thể biểu hiện các bài đọc thất thường hoặc thất bại hoàn toàn.

- Phòng ngừa: Sử dụng các cảm biến với đóng gói chống hóa chất (ví dụ: PTFE, thép không gỉ) cho môi trường hóa học khắc nghiệt.

7. Quá mức điện (EOS)

- Nguyên nhân: Xuất phát điện xảy ra khi cảm biến tiếp xúc với điện áp hoặc mức hiện tại vượt quá thông số kỹ thuật định mức của nó, thường là do tăng điện hoặc thiết kế mạch không phù hợp.

- Kết quả: Điều này có thể gây ra thiệt hại bên trong các vật liệu của cảm biến, dẫn đến thất bại.

- Triệu chứng: Cảm biến có thể cho thấy điện trở cao hơn, hành vi mạch mở hoặc thiệt hại vật lý.

- Phòng ngừa: Sử dụng các mạch bảo vệ (ví dụ: cầu chì, bộ triệt điện áp thoáng qua) để bảo vệ chống quá mức điện.

Những hiểu biết kỹ thuật: Cách cảm biến NTC hoạt động

Các cảm biến NTC được làm từ vật liệu bán dẫn (ví dụ, các oxit kim loại như mangan, niken và coban) thể hiện hệ số nhiệt độ âm. Khi nhiệt độ tăng, số lượng chất mang điện tích (electron và lỗ) trong vật liệu tăng, làm cho điện trở giảm. Mối quan hệ này được mô tả bởi phương trình Steinhart-Hart:

1/t = a+b · in (r)+c · (in (r)) 3

Ở đâu:

- (T) = Nhiệt độ ở Kelvin

- (R)= Điện trở ở nhiệt độ t

- (A, b, c) = Hằng số đặc trưng cho vật liệu

Mối quan hệ phi tuyến này cho phép các cảm biến NTC cung cấp các phép đo nhiệt độ chính xác cao trong một phạm vi rộng.

Các biện pháp phòng ngừa và thực hành tốt nhất

1. Hoạt động trong các thông số kỹ thuật: Luôn sử dụng cảm biến trong các phạm vi nhiệt độ, dòng điện và điện áp định mức của nó.

2. Chọn Đóng gói phù hợp: Chọn các cảm biến với các vật liệu đóng gói thích hợp (ví dụ: epoxy, thép không gỉ) cho môi trường của ứng dụng của bạn.

3. Thực hiện các mạch bảo vệ: Sử dụng các điện trở giới hạn dòng điện, cầu chì hoặc bộ triệt điện áp thoáng qua để bảo vệ chống lại quá dòng và quá mức điện.

4. Xử lý cẩn thận: Tránh căng thẳng cơ học trong quá trình cài đặt và sử dụng.

5. Bảo trì thường xuyên: Kiểm tra các cảm biến định kỳ cho các dấu hiệu thiệt hại hoặc suy thoái.