Навигация
Термопреобразователь (ТП) – функциональный датчик, позволяющий измерять дельту температур в разных средах (жидкость, сыпучий материал, пар, газ).
Как работает термопреобразователь. Конструкция.
Электрическое сопротивление, когда меняется температура металла, пропорционально изменяется. Растет температурный режим, увеличивается сопротивление. Этот принцип был взят за основу в конструкции термопреобразователя.
Датчик фиксирует сопротивление, переводит данные в электроимпульс и отправляет полученную информацию на прибор измерения.
Конструкция термопреобразователя – два элемента из металла, которые соединены между собой несколькими проводами. Элементы расположены в герметичном, защищенном от влаги и механических повреждений корпусе.
Наружу выведены две металлические клеммы, через которые датчик можно подключить к оборудованию контроля и мониторинга.
Термопреобразователи необходимы для многих заводских процессов, применяются в энергетике, системах климат-контроля.
Классификация. Виды. Маркировка термопреобразователей.
По каким параметрам классифицируются ТП:
По материалам, из которого выполнены измерительные ЧЭ:
- Для бытового использования – платина, никель, медь
- Для промышленности – сплавы платины, хрома, алюминия, железа и других металлов с разными показателями сопротивления
По числу чувствительных элементов (ЧЭ) – один или два.
По предельной температуре эксплуатации:
- Для платины от - 200 до +850 С°
- Для меди от -200 до +200 С°
- Для никеля от -60 до +180 С°
- Соединению чувствительных элементов – 2,3, и 4-х проводное соединение.
- Габаритам (длине, ширине), конструкции.
- Материалу – металл или пластик.
- Точности показаний – АА, А, В, С.
- Способу подсоединения – кабельное или через штуцер.
- Методу измерений, как располагается датчик – погружное расположение, канальное или накладное.
- Наличию автоматики.
- Диапазону измерений.
- Степени защиты от влаги, коррозии, механических повреждений, нагрева.
Так как термопреобразователи должны точно определять температурные показатели, то это метрические приборы, которые должны соответствовать ГОСТ 6651—78.
Термопреобразователи – легко заменяемы, отличающиеся точностью, простым монтажом, возможностью интеграции в любые системы автоматического контроля, измерений температуры.
Технические, эксплуатационные характеристики измерительных элементов ТП
Выбирая термопреобразователь надо учитывать материал, из которого выполнены ЧЭ.
Платина
Стабильные, точные измерительные приборы, стойкие к вибрациям, повреждениям. Сопротивление при нуле – в диапазоне 1 – 500 Ом. Высокоомные датчики применяются для низких температур, для высокой температуры нужны низкоомные чувствительные элементы.
Датчики невосприимчивы к внешним электромагнитным воздействиям, можно выбирать соединительный кабель любой длины.
Основные недостатки платиновых чувствительных элементов – большая стоимость, чувствительны к агрессивной газовой среде.
ЧЭ проволочные или пленочные, используются для жидкостей, газа, пара, твердых материалов.
Медь
Температура от - 200 до +200 С°, диапазон измерительного сопротивления от 10 до 100 Ом. Уровень точности: В, С.
Датчики обеспечивают отличную линейную созависимость показателей сопротивления от изменения температурного режима. Могут использоваться в небольшом температурном диапазоне.
Недостаток меди – быстрое окисление в агрессивной среде. Необходимо дополнительное защитное покрытие для чувствительных элементов, что увеличивает размеры и снижает точность.
Медные элементы рекомендованы к применению в газообразной среде для котельных, вентсистем.
Никель
Недорогие термопреобразователи, точность класса С. Диапазон температур от -60 до 0 С°, от 0 до 180 С°.
Датчики не переносят резкие перепады температуры. Но дают устойчивый выходной сигнал, отличаются высокой проводимостью.
Часто применяются в бытовых системах климат-контроля благодаря большому диапазону температур, низкой стоимости и быстроте отклика.
К недостаткам никелевых чувствительных элементов можно отнести – чувствительность к температурному режиму окружающей среды, небольшой диапазон эксплуатационных температур.
Схемы соединения, особенности монтажа термопреобразователей
Основные схемы монтажа датчиков:
- Два соединительных кабеля – точность невысокая (В, С), ограничена длина кабеля подключения, важно выбирать правильное сопротивление проводов согласно ГОСТ 6651-2009.
- Три провода – высокая точность, корректность показаний, нет ограничения протяженности соединительного кабеля.
- Четыре провода – самая высокая точность, учитывающая сторонние помехи, скачки напряжения.
Современные схемы термопреобразователей позволяют подключать к одному блоку до 4-х датчиков, что гарантирует точность, корректировку измерений температуры по нужным параметрам.
Поверка термопреобразователя
При выборе ТП надо учитывать комплекс технических характеристик датчика – способ монтажа и подключения, эксплуатационные условия, нужный диапазон измерений.
Регламент ГОСТ Р 8.625-2006, обязательный при выборе ТП:
- Скорость изменений температур
- Класс внешней защиты, наличие заземления
- Наличие наружных источников тепла (обогревательные приборы, оборудование)
- Теплоемкость ТП
- Наличие сторонних электромагнитных помех
- Допустимая длина кабеля подключения
- Размер теплопотерь
Термопреобразователи относятся к метрическому заменяемому оборудованию. При поломке нужна полная замена. Плановая поверка зависит от технического регламента эксплуатации. Обязательна поверка и замена в случае аварийных внештатных ситуаций.
Выбор термопреобразователя
Выбирая модель ТП важно учитывать следующее:
- Как будет подключаться датчик (длина соединительного провода, способ монтажа, интеграция с существующей системой автоматики по техническим параметрам).
- Защита от повреждений, влажности, коррозии, перепадов температур.
- Диаметр электродов.
Важно знать! Больший диаметр продлевает термин эксплуатации, а меньший – увеличивает чувствительность датчика.
- Инерционность чувствительных элементов снижается при отсутствии изоляции.
- Лучше выбирать датчик с запасом эксплуатационного диапазона температур.
- Учитывайте глубину погружения датчика, методы монтажа, установки – это оказывает влияние на точность.
- Материал жилы соединительного провода должен быть такой же, как и материал ЧЭ датчика.
При поломке ТП его легко и быстро можно заменить на другой. Не требуется ремонт и калибровка. Достаточно правильно выбрать технические характеристики датчика.
Большой выбор ТП позволяет корректно организовать промышленный, производственный процесс. Обеспечить автоматическую регулировку температуры в разных средах с оперативным контролем и мониторингом в режиме реального времени.