Odporové teploměry — princip činnosti, typy a konstrukce, vlastnosti použití

Jedním z nejoblíbenějších typů teploměrů v průmyslu je odporový teploměr, který je primárním převodníkem pro získání přesné hodnoty teploty, která vyžaduje přídavný, normalizační převodník nebo průmyslový PLC – programovatelný logický kontrolér.

Odporový teploměr je konstrukce, ve které je platinový nebo měděný drát navinutý na speciálním dielektrickém rámu umístěném uvnitř utěsněného ochranného pouzdra, vhodného pro instalaci.

Činnost odporového teploměru je založena na jevu změny elektrického odporu vodiče v závislosti na jeho teplotě (od teploty teploměrem zkoumaného předmětu). Závislost odporu vodiče na teplotě obecně vypadá takto: Rt = R0 (1 + at), kde R0 je odpor vodiče při 0 °C, Rt je odpor vodiče při t °C a je teplotní koeficient odporu prvku citlivého na teplo.

V procesu změny teploty mění tepelné vibrace krystalové mřížky kovu svou amplitudu a podle toho se mění elektrický odpor snímače. Čím vyšší je teplota – čím více krystalová mřížka vibruje – tím vyšší je odpor vůči proudu. Výše uvedená tabulka ukazuje typické vlastnosti dvou oblíbených odporových teploměrů.

Tepelně odolný kryt snímače je navržen tak, aby jej chránil před mechanickým poškozením při měření teploty předmětu.

Na fotografii: 1 — citlivý prvek z platinového nebo měděného drátu ve tvaru spirály umístěný na keramické tyči; 2 — porézní keramický válec; 3 — keramický prášek; 4 — ochranná vnější trubka z nerezové oceli; 5 — dráty pro přenos proudu; 6 — vnější ochranná trubka z nerezové oceli; 7 — hlavice teploměru s odnímatelným krytem; 8 — svorky pro připojení výstupního vodiče; 9 — drát k upevňovacímu zařízení; 10 — závitové pouzdro pro instalaci do potrubí s přípojkami s vnitřním závitem.

Pokud uživatel přesně určil účel, pro který je tepelný senzor potřeba, a přesně vybral odporový teploměr (odporový tepelný převodník), pak nejdůležitějšími kritérii pro řešení nadcházejícího úkolu jsou: vysoká přesnost (asi 0,1 °C), parametry stability, téměř lineární závislost odporu na teplotním objektu, zaměnitelnost teploměrů.

Typy a provedení

Takže v závislosti na materiálu, ze kterého je vyroben citlivý prvek odporového teploměru, lze tato zařízení striktně rozdělit do dvou skupin: měděné tepelné převodníky a platinové tepelné převodníky.Senzory používané na celém území Ruska a jeho nejbližších sousedů jsou označeny následovně. Měď — 50M a 100M, platina — 50P, 100P, Pt100, Pt500, Pt1000.

Nejcitlivější teploměry Pt1000 a Pt100 se vyrábějí naprašováním nejtenčí vrstvy platiny na keramický podklad-podložku. Technologicky je na citlivý prvek naneseno malé množství platiny (asi 1 mg), což dává prvku malou velikost.

Zároveň jsou zachovány vlastnosti platiny: lineární závislost odporu na teplotě, odolnost vůči vysokým teplotám, tepelná stabilita. Z tohoto důvodu jsou nejoblíbenější platinové odporové převodníky Pt100 a Pt1000. Měděné prvky 50M a 100M jsou vyrobeny ručním vinutím tenkého měděného drátu a platinové 50P a 100P vinutím platinového drátu.

Vlastnosti použití

Před instalací teploměru byste se měli ujistit, že jeho typ je správně vybrán, že kalibrační charakteristika odpovídá úkolu, že délka instalace pracovního prvku je vhodná a další konstrukční prvky umožňují instalaci na tomto místě pro venkovní použití. podmínky.

Snímač je zkontrolován na vnější poškození, zkontroluje se jeho tělo, zkontroluje se neporušenost vinutí snímače a také izolační odpor.

Některé faktory mohou negativně ovlivnit přesnost měření. Pokud je snímač instalován na nesprávném místě, délka instalace neodpovídá pracovním podmínkám, špatné těsnění, porušení tepelné izolace potrubí nebo jiného zařízení — to vše způsobí chybu v měření teploty.

Všechny kontakty musí být zkontrolovány, protože pokud je elektrický kontakt v připojení zařízení a snímače špatný, je to plné chyby. Dostává se na cívku teploměru vlhkost nebo kondenzace, došlo ke zkratu, je správné schéma zapojení (žádný kompenzační vodič, žádné nastavení odporu vedení), odpovídá kalibrace měřicího zařízení kalibraci čidla? To jsou důležité momenty, kterým byste měli vždy věnovat velkou pozornost.

Zde jsou typické chyby, které se mohou vyskytnout při instalaci tepelného senzoru:

• Pokud na potrubí není tepelná izolace, nevyhnutelně to povede k tepelným ztrátám, takže místo měření teploty musí být zvoleno tak, aby byly předem zohledněny všechny vnější faktory.

• Krátká nebo nadměrná délka snímače může přispět k chybě v důsledku nesprávné instalace snímače v pracovním toku studovaného média (snímač není instalován proti toku a ne podél osy toku, protože by mělo být v souladu s pravidly).

• Kalibrace snímače neodpovídá předepsanému schématu instalace v tomto zařízení.

• Porušení podmínky pro kompenzaci parazitního vlivu měnící se okolní teploty (kompenzační zástrčky a kompenzační vodič nejsou instalovány, snímač je připojen k zařízení pro záznam teploty ve dvouvodičovém zapojení).

• Nebere se v úvahu charakter prostředí: zvýšené vibrace, chemicky agresivní prostředí, vysoká vlhkost nebo vysokotlaké prostředí. Snímač musí splňovat a odolat okolním podmínkám.

• Uvolněný nebo neúplný kontakt svorek snímače v důsledku špatného pájení nebo v důsledku vlhkosti (žádné utěsnění kabeláže proti náhodnému vniknutí vlhkosti do pouzdra teploměru).