ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ
Μεταδότες θερμοκρασίας: από τον αισθητήρα σε αξιόπιστο σήμα 4–20 mA
Ο μεταδότης (ή πομπός) θερμοκρασίας διαβάζει μια θερμοαντίσταση ή ένα θερμοστοιχείο και στέλνει τη θερμοκρασία στο σύστημα ελέγχου ως ρεύμα 4–20 mA —συχνά με HART ή fieldbus από πάνω—, από τα ίδια δύο καλώδια που τον τροφοδοτούν. Αυτό το σήμα ταξιδεύει μακριά χωρίς να χάνει ακρίβεια και αντέχει στον ηλεκτρικό θόρυβο. Ο κατάλογός μας περιλαμβάνει τους TT-2000 και TT-4000 της Klay Instruments, μεταδότες με ενσωματωμένο Pt100, και τον Delta Mobrey D72 Smart HART, που δέχεται και θερμοαντιστάσεις και θερμοστοιχεία.
Πώς λειτουργεί ένας μεταδότης θερμοκρασίας
Ο μεταδότης μετρά ό,τι δίνει ο αισθητήρας —την αντίσταση μιας θερμοαντίστασης, ή τα millivolt ενός θερμοστοιχείου μαζί με τη θερμοκρασία της δικής του ψυχρής επαφής— και το μετατρέπει σε θερμοκρασία. Έπειτα αντιστοιχίζει το εύρος του σε ρεύμα: 4 mA στο κάτω άκρο του εύρους και 20 mA στο πάνω. Επειδή η αρχή της κλίμακας είναι 4 mA και όχι 0 mA, ένα κομμένο καλώδιο φαίνεται αμέσως ως ρεύμα που δεν θα έπρεπε να υπάρχει.
Οι περισσότεροι μεταδότες είναι δύο αγωγών: τα ίδια δύο καλώδια φέρνουν την τροφοδοσία από το σύστημα ελέγχου και γυρίζουν πίσω το σήμα. Το ρεύμα είναι το ίδιο σε όλο τον βρόχο, οπότε η αντίσταση ενός μακριού καλωδίου δεν αλλάζει την ένδειξη, και ένα σήμα ρεύματος αντέχει στον ηλεκτρικό θόρυβο πολύ καλύτερα από τα millivolt. Ο TT-2000, για παράδειγμα, λειτουργεί από 12 έως 36 V DC.
Πάνω στο 4–20 mA, πολλοί μεταδότες μιλούν HART, ένα ψηφιακό σήμα που επιτρέπει να ρυθμίζετε τον μεταδότη και να διαβάζετε διαγνωστικά από το κέντρο ελέγχου ή από φορητό τερματικό — ο D72 το χρησιμοποιεί για διάγνωση και επαναρύθμιση χωρίς διακοπή της διεργασίας. Άλλοι χρησιμοποιούν fieldbus, όπως το Profibus PA στον TT-4000.
Ένας μεταδότης μπορεί να μπει στην κεφαλή σύνδεσης του αισθητηρίου, σε ράγα DIN μέσα σε ερμάριο, ή σε δικό του περίβλημα πεδίου με οθόνη. Οι TT-2000 και TT-4000 της Klay συνδυάζουν Pt100 και μεταδότη σε ένα όργανο, με ακρίβεια 0,1 % — ο TT-4000 προαιρετικά 0,075 %. Η ακρίβεια όλης της μέτρησης είναι του μεταδότη συν του αισθητήρα.
- Ο αισθητήρας — εδώ στοιχείο θερμοαντίστασης
- Οι αγωγοί του αισθητήρα, εδώ τρεις, ώς τον μεταδότη
- Το ηλεκτρονικό κύκλωμα του μεταδότη, που μετατρέπει την ένδειξη σε ρεύμα
- Ο βρόχος δύο αγωγών: τροφοδοτεί τον μεταδότη και μεταφέρει το σήμα 4–20 mA
- Το κάτω άκρο του εύρους δίνει 4 mA, το πάνω 20 mA — ποτέ 0 mA, οπότε ένα κομμένο καλώδιο ανιχνεύεται
Πού ταιριάζει ένας μεταδότης θερμοκρασίας — και πού όχι
Ιδανικός για
- Μεγάλες αποστάσεις ανάμεσα στον αισθητήρα και στο σύστημα ελέγχου: ο βρόχος 4–20 mA δεν επηρεάζεται από την αντίσταση του καλωδίου
- Μονάδες με ηλεκτρικό θόρυβο, κοντά σε κινητήρες και ρυθμιστές στροφών, όπου τα σήματα millivolt και αντίστασης θα μάζευαν παρεμβολές
- Θερμοστοιχεία: ο μεταδότης μετατρέπει το αδύναμο σήμα των millivolt κοντά στον αισθητήρα, και από εκεί το μεταφέρει κοινό χάλκινο καλώδιο
- Επικίνδυνες περιοχές: οι TT-2000 και TT-4000 έχουν έγκριση ATEX και IECEx Ex ia
- Ρύθμιση και διάγνωση από απόσταση μέσω HART, ή ένταξη σε δίκτυο Profibus PA
- Τοπική ένδειξη στο σημείο: ο TT-4000 έχει πολύγλωσση οθόνη με ραβδόγραμμα
Σκεφτείτε το ξανά όταν
- Ο αισθητήρας είναι δίπλα σε έναν ελεγκτή που δέχεται απευθείας θερμοαντίσταση ή θερμοστοιχείο: ο μεταδότης προσθέτει ένα εξάρτημα χωρίς να προσθέτει πολλά
- Χρειάζεστε μόνο μια επαφή σε ορισμένη θερμοκρασία: ένας διακόπτης θερμοκρασίας είναι πιο απλός
- Η κεφαλή σύνδεσης ζεσταίνεται πάρα πολύ για τα ηλεκτρονικά: κρατήστε τον μεταδότη μέσα στα όρια περιβάλλοντός του —−20 έως +70 °C για τον TT-2000, −20 έως +80 °C για τον TT-4000— με λαιμό προέκτασης ή σε ράγα
- Περιμένετε να βελτιώσει τον αισθητήρα: ο μεταδότης μεταφέρει πιστά την ένδειξη, αλλά η ακρίβεια του αισθητήρα εξακολουθεί να μετρά
Σύγκριση με τις άλλες τεχνολογίες
- Θερμοαντιστάσεις−200…+600 °C
- Θερμοστοιχεία−200…+1700 °C
- Μεταδότες θερμοκρασίας (η τεχνολογία αυτού του άρθρου)−200…+1700 °C *
- Διακόπτες θερμοκρασίας−50…+400 °C
Τυπικά εύρη, όχι δέσμευση μοντέλου. Ακρίβεια θερμοαντιστάσεων κατά IEC 60751 στους 0 °C· θερμοστοιχείων κατά IEC 60584, ανάλογα με τον τύπο και την κλάση· για τους μεταδότες (*), το εύρος είναι αυτό του αισθητήρα που συνδέεται. Επιβεβαιώνουμε τα στοιχεία κάθε οργάνου για τη δική σας εφαρμογή.
Εγκατάσταση μεταδότη θερμοκρασίας
Η πρώτη επιλογή είναι πού μπαίνει ο μεταδότης: στην κεφαλή, κοντά στον αισθητήρα, ώστε στο μακρύ καλώδιο να ταξιδεύει μόνο το ανθεκτικό σήμα ρεύματος· ή σε ράγα μέσα σε ερμάριο, προστατευμένος και εύκολα προσβάσιμος, με τον αισθητήρα καλωδιωμένο ώς εκεί. Σε κάθε περίπτωση, ο βρόχος χρειάζεται τροφοδοτικό με αρκετή τάση για τον μεταδότη και για την αντίσταση όλων όσων είναι στον βρόχο.
Επιπλέον:
- Ελέγξτε τον βρόχο: η τάση τροφοδοσίας πρέπει να καλύπτει το ελάχιστο του μεταδότη συν την πτώση τάσης του καλωδίου και της εισόδου — και, σε επικίνδυνες περιοχές, τα όρια του φράγματος (για τον TT-2000 σε Ex, 12 έως 26,5 V DC).
- Με θερμοστοιχείο, συνδέστε το στον μεταδότη με το σωστό καλώδιο προέκτασης· από τον μεταδότη και μετά, αρκεί κοινό καλώδιο οργάνων.
- Χρησιμοποιήστε θωρακισμένο καλώδιο και κρατήστε το μακριά από καλώδια ισχύος.
- Ρυθμίστε το εύρος στη διεργασία — ένα στενότερο εύρος δίνει λεπτότερη ανάλυση.
Μεταδότες θερμοκρασίας ανά κλάδο
Μεταδότες θερμοκρασίας στον κατάλογό μας
Οι μεταδότες θερμοκρασίας του καταλόγου μας, ο καθένας με τη δική του σελίδα και τα τεχνικά του στοιχεία.
Μεταδότες θερμοκρασίας: συχνές ερωτήσεις
Ρωτήστε για μεταδότη θερμοκρασίας
Πείτε μας τον αισθητήρα (θερμοαντίσταση ή θερμοστοιχείο, ή αν χρειάζεστε και τον αισθητήρα), το εύρος θερμοκρασίας, την έξοδο (4–20 mA, HART, Profibus PA), την τοποθέτηση και την κατάταξη της περιοχής — και οι μηχανικοί μας θα προτείνουν τον σωστό μεταδότη, με τιμή και χρόνο παράδοσης.