Навигация
Термопреобразователь (далее "ТП") – чувствительный измерительный датчик температуры в разных средах (жидкость, газ, пар, твердые материалы). Дает возможность измерять не только температуру, но дельту (диапазон изменений) температурного режима в единицу времени.
Особенности конструкции, принцип работы
Металл при нагревании и охлаждении изменяет показатели электрического сопротивления. Чем выше нагрев, тем выше сопротивление. Этот принцип использован в термопреобразователях. Датчик фиксирует изменение сопротивления металла, преобразует его в сигнал и передает данные на измерительное оборудование.
Конструкция ТП – тонкие металлические пруты из проволоки, полимеров, соединенные проводами. Для защиты от повреждений, коррозии пруты помещены в плотный корпус из металла или компонентного пластиката.
Для подсоединения проводов, на корпусе предусмотрены клеммы.
Спектр использования термопреобразователей большой – пищевая, химическая промышленность, энергетика, нефтехимия, инженерные коммуникации, сети ЖКХ, климат-контроль.
Виды, характеристики, маркировка и классификация
Для точности измерений важно учитывать все технические характеристики термопреобразователя:
- Материал прутков (ЧЭ):
- широко используются – платина, медь и никель
- для отраслевого применения предназначены сплавы с разными показателями сопротивления из хромеля, алюмеля, копеля, железа, платинородия
- Количество ЧЭ
- Разрешенный диапазон используемых температур: от – 200 до + 1100 °С, зависит от материала ЧЭ
- Соединение стержней внутри ТП – количество соединительных проводов от двух до четырех
- Способ монтажа и подключения
- Степень защиты корпуса
- Материал корпуса
- Точность показаний
- Особенности установки ТП – погружная, канальная или накладная
- Варианты регулировки, настройки автоматического режима измерений в нужном диапазоне времени и температур
Термопреобразователь метрический прибор, должен соответствовать нормативам и регламентам стандарта ГОСТ 6651—78.
Характеристики, параметры, особенности измерительных элементов термопреобразователя
От характеристик металла, из которого изготовлены чувствительные элементы (ЧЭ), зависит качество и точность измерений.
Платина
Самый надежный вариант, с классом точности показаний АА, обеспечивающий диапазон измерений от – 260 до 1100 °С. Дает сопротивление от 1 до 500 Ом. Высокое сопротивление применяется для минусовых температур, низкое для высокотемпературного режима.
Преимущества:
- Точность и стабильность показаний
- Стойкость к повреждениям
- Устойчивость к наружным электромагнитным и тепловым помехам
- Разрешена любая длина соединительного провода подключения оборудования и контрольной автоматики
Недостаток – высокая цена и восприимчивость к агрессивной газообразной среде.
Медь
Самые распространенные ТП – работающие при температуре от – 200 - +200 °С. Параметры сопротивления от 10 до 100 Ом. Точность показаний средняя (В или С).
Отличаются строгой зависимостью колебаний сопротивления от изменения температуры, поэтому дают самый быстрый отклик и точные показатели.
К недостаткам можно отнести высокую окисляемость ЧЭ, большие размеры датчиков. Рекомендуются для измерений на тепловых пунктах, в сетях ЖКХ, для вентиляции.
Никель
Недорогие термопреобразователи с хорошими эксплуатационными характеристиками. Диапазон измерений от -60 до 0 и от 0 до +180 °С. Точность показаний невысокая (С).
Основное преимущество этих датчиков – быстрый отклик. Недостаток – не выдерживают резких перепадов температуры.
Точность измерений зависит от конструктива
В зависимости от того, как соединены измерительные прутки термопреобразователя, зависит точность показаний и уровень защиты от посторонних помех:
- Два проводка – ограниченный режим эксплуатации, надо контролировать длину соединительного кабеля и сопротивление проводов по ГОСТ 6651-2009
- Три соединительных провода – нет ограничений по длине соединительного кабеля, высокая точность измерений
- Четыре провода – дают защиту от внешних помех, скачков напряжения, подходят для разных моделей контрольно-измерительной техники
Современные ТП позволяют подключать от двух до пяти термопреобразователей, обеспечивая точность измерений, возможность настройки диапазона, периодичности, коррекции на особенности среды.
Требования к поверке, монтажу, эксплуатации
Монтаж и эксплуатация термопреобразователей выполняется с учетом регламента ГОСТ Р 8.625-2006:
- Изменения температурного диапазона по времени, чередованию, периодичности, скорости
- Защита IP, обязательное заземление
- Учитывать источники тепла рядом с датчиком
- Суммарная теплоемкость
- Электромагнитные помехи в процессе эксплуатации
- Длина кабеля подключения к контрольному оборудованию
- Количество теплопотерь
Ремонтировать термопреобразователи не разрешается, это метрические датчики. При выходе из строя, необходима полная замена, с учетом эксплуатационных характеристик, условий монтажа, отраслевых технических требований и регламентов (указываются в техпаспорте к оборудованию).
Как правильно подобрать термопреобразователь
Выбирая датчик обязательно учитывайте следующее:
- Как будет подключаться ТП, какая длина соединительного провода, монтажные размеры и технические характеристики измерительного оборудования
- Степень защиты от влаги, повреждений, высоких температур, агрессивной среды
- Диаметр ЧЭ, чем он больше, тем дольше проработает датчик, чем меньше – тем точнее будут показания
- Изоляция ЧЭ снижает время отклика и чувствительность ТП
- Берите запас допустимой температуры эксплуатации
- Учитывайте особенности установки погружных и накладных датчиков, чтобы размеры соответствовали монтажным требованиям
- Жилы подключения по материалу должны быть аналогичны материалу прутков ЧЭ
Термопреобразователи – эффективные и функциональные датчики, их легко интегрировать в любые схемы автоматического контроля и мониторинга производственного процесса, контроля за работой сетей ЖКХ, систем кондиционирования.