Odporové teplomery — princíp činnosti, typy a konštrukcie, vlastnosti použitia

Jedným z najpopulárnejších typov teplomerov v priemysle je odporový teplomer, ktorý je primárnym prevodníkom na získanie presnej hodnoty teploty, ktorá si vyžaduje prídavné, normalizačný prevodník alebo priemyselný PLC – programovateľný logický ovládač.

Odporový teplomer je konštrukcia, v ktorej je platinový alebo medený drôt navinutý na špeciálnom dielektrickom ráme umiestnenom vo vnútri utesneného ochranného puzdra, vhodného tvaru na inštaláciu.

Činnosť odporového teplomera je založená na jave zmeny elektrického odporu vodiča v závislosti od jeho teploty (od teploty objektu skúmaného teplomerom). Závislosť odporu vodiča od teploty vo všeobecnosti vyzerá takto: Rt = R0 (1 + at), kde R0 je odpor vodiča pri 0 °C, Rt je odpor vodiča pri t °C a je teplotný koeficient odporu prvku citlivého na teplo.

V procese zmeny teploty tepelné vibrácie kryštálovej mriežky kovu menia svoju amplitúdu a podľa toho sa mení aj elektrický odpor snímača. Čím vyššia je teplota – čím viac kryštálová mriežka vibruje – tým vyšší je odpor voči prúdu. Vyššie uvedená tabuľka ukazuje typické charakteristiky dvoch populárnych odporových teplomerov.

Tepelne odolný kryt snímača je navrhnutý tak, aby ho chránil pred mechanickým poškodením pri meraní teploty objektu.

Na fotografii: 1 — citlivý prvok vyrobený z platinového alebo medeného drôtu vo forme špirály umiestnený na keramickej tyči; 2 — porézny keramický valec; 3 — keramický prášok; 4 — ochranná vonkajšia rúrka z nehrdzavejúcej ocele; 5 — drôty na prenos prúdu; 6 — vonkajšia ochranná rúrka z nehrdzavejúcej ocele; 7 — hlavica teplomera s odnímateľným krytom; 8 — svorky na pripojenie výstupného vodiča; 9 — drôt k upevňovaciemu zariadeniu; 10 — závitové puzdro na inštaláciu do potrubia s prípojkami s vnútorným závitom.

Ak používateľ presne určil účel, na ktorý je tepelný senzor potrebný, a presne vybral odporový teplomer (odporový tepelný prevodník), potom najdôležitejšie kritériá pre riešenie nadchádzajúcej úlohy sú: vysoká presnosť (asi 0,1 °C), parametre stability, takmer lineárna závislosť odporu od teplotného objektu, zameniteľnosť teplomerov.

Typy a prevedenie

Takže v závislosti od materiálu, z ktorého je vyrobený citlivý prvok odporového teplomera, možno tieto zariadenia striktne rozdeliť do dvoch skupín: medené tepelné prevodníky a platinové tepelné prevodníky.Senzory používané na celom území Ruska a jeho najbližších susedov sú označené nasledovne. Meď — 50M a 100M, platina — 50P, 100P, Pt100, Pt500, Pt1000.

Najcitlivejšie teplomery Pt1000 a Pt100 sa vyrábajú naprašovaním najtenšej vrstvy platiny na keramický podklad-podložku. Technologicky je na citlivý prvok nanesené malé množstvo platiny (asi 1 mg), čo dáva prvku malú veľkosť.

Zároveň sú zachované vlastnosti platiny: lineárna závislosť odporu na teplote, odolnosť voči vysokým teplotám, tepelná stabilita. Z tohto dôvodu sú najobľúbenejšie platinové odporové prevodníky Pt100 a Pt1000. Medené prvky 50M a 100M sú vyrobené ručným navíjaním tenkého medeného drôtu a platinové 50P a 100P navíjaním platinového drôtu.

Vlastnosti použitia

Pred inštaláciou teplomera by ste sa mali uistiť, že je správne zvolený jeho typ, či kalibračná charakteristika zodpovedá úlohe, či je vhodná dĺžka inštalácie pracovného prvku a ďalšie konštrukčné prvky umožňujú inštaláciu na tomto mieste pre vonkajšie použitie. podmienky.

Snímač sa skontroluje na vonkajšie poškodenie, skontroluje sa jeho telo, skontroluje sa neporušenosť vinutia snímača, ako aj izolačný odpor.

Niektoré faktory môžu negatívne ovplyvniť presnosť merania. Ak je snímač nainštalovaný na nesprávnom mieste, dĺžka inštalácie nezodpovedá pracovným podmienkam, zlé tesnenie, porušenie tepelnej izolácie potrubia alebo iného zariadenia — to všetko spôsobí chybu v meraní teploty.

Všetky kontakty sa musia skontrolovať, pretože ak je elektrický kontakt v spojoch zariadenia a snímača zlý, je to plné chyby. Dostáva sa na cievku teplomera vlhkosť alebo kondenzát, došlo ku skratu, je schéma zapojenia správna (žiadny kompenzačný vodič, žiadne nastavenie odporu vedenia), zhoduje sa kalibrácia meracieho zariadenia s kalibráciou snímača? Toto sú dôležité momenty, ktorým by ste mali vždy venovať veľkú pozornosť.

Tu sú typické chyby, ktoré sa môžu vyskytnúť pri inštalácii tepelného snímača:

• Ak na potrubí nie je tepelná izolácia, nevyhnutne to povedie k tepelným stratám, takže miesto merania teploty musí byť zvolené tak, aby sa vopred zohľadnili všetky vonkajšie faktory.

• Krátka alebo nadmerná dĺžka snímača môže prispieť k chybe v dôsledku nesprávnej inštalácie snímača v pracovnom toku skúmaného média (snímač nie je inštalovaný proti prúdu a nie pozdĺž osi toku, pretože by malo byť v súlade s pravidlami).

• Kalibrácia snímača nezodpovedá predpísanej schéme inštalácie v tomto zariadení.

• Porušenie podmienky pre kompenzáciu parazitného vplyvu meniacej sa teploty okolia (kompenzačné zástrčky a kompenzačný vodič nie sú inštalované, snímač je pripojený k zariadeniu na záznam teploty v dvojvodičovom zapojení).

• Neberie sa do úvahy charakter prostredia: zvýšené vibrácie, chemicky agresívne prostredie, vysoká vlhkosť alebo prostredie s vysokým tlakom. Snímač musí spĺňať a odolávať podmienkam prostredia.

• Uvoľnený alebo neúplný kontakt svoriek snímača v dôsledku zlého spájkovania alebo v dôsledku vlhkosti (žiadne utesnenie vedenia pred náhodným preniknutím vlhkosti do krytu teplomera).