Temperatursensorer til opvarmning: formål, typer, installationsinstruktioner

Ved betjening af varmeenheder er det nødvendigt at kontrollere graden af ​​opvarmning af kølevæsken såvel som luften i rummet. Temperatursensorer til opvarmning hjælper med at fjerne og overføre information, hvorfra information kan læses visuelt eller straks sendes til regulatoren.

Vi tilbyder at forstå, hvordan temperatursensorer fungerer, hvilke typer styreenheder der findes, og hvilke parametre der skal overvejes, når du vælger en enhed. Derudover har vi udarbejdet trin-for-trin-instruktioner, der hjælper dig med uafhængigt at installere temperatursensoren på varmeadiatoren.

Princippet for drift af den termiske sensor

Du kan styre varmesystemet ved hjælp af forskellige metoder, herunder:

• automatiske enheder til rettidig strømforsyning;
• sikkerhedsovervågningsenheder;
• blandingsenheder.

For den korrekte betjening af alle disse grupper er der behov for temperatursensorer, der giver signaler om udstyrets funktion. Overvågning af disse enheds målinger giver dig mulighed for at identificere fejl i systemet i tide og træffe korrigerende forholdsregler.

Der er mange typer instrumenter, der bruges til at tage temperatur. De kan nedsænkes i kølevæsker, bruges indendørs eller placeres udenfor

Temperatursensoren kan bruges som en separat enhed, for eksempel til at styre stuetemperaturen, eller være en uløselig del af en kompleks anordning, for eksempel en varmekedel.

Grundlaget for sådanne enheder, der bruges til automatisk styring, er princippet om at konvertere temperaturindikatorer til et elektrisk signal. På grund af dette kan måleresultaterne hurtigt overføres over netværket i form af en digital kode, hvilket garanterer høj hastighed, følsomhed og nøjagtighed af måling.

Samtidig kan forskellige enheder til måling af opvarmningstrinnet have designfunktioner, der påvirker et antal parametre: arbejde i et bestemt miljø, transmissionsmetode, visualiseringsmetode og andre.

Typer af temperaturmåleinstrumenter

Termiske enheder kan klassificeres efter et antal vigtige kriterier, herunder metoden til transmission af information, placering og installationsbetingelser samt læse-algoritmen.

Ved hjælp af informationsoverførsel

I henhold til den metode, der bruges til at transmittere information, er sensorerne opdelt i to store kategorier:

• tråd udstyr;
• trådløse sensorer.

Oprindeligt var alle sådanne enheder udstyret med ledninger, gennem hvilke temperatursensorer var forbundet til styreenheden, hvilket overførte information til den. Selvom disse enheder nu erstattes af trådløse kolleger, bruges de stadig ofte i enkle kredsløb.

Derudover er kablede sensorer mere nøjagtige og pålidelige.

For at sikre den koordinerede funktion af den kabelforbundne sensor, der bruges i den sammensatte enhed, er det ønskeligt at kombinere det med udstyr, der er lavet af den samme producent

I dag har trådløse enheder, som oftest transmitterer information ved hjælp af en sender og en modtager af radiobølger, opnået distribution. Sådanne enheder kan monteres næsten overalt, inklusive et separat rum eller fri luft.

Vigtige egenskaber ved sådanne temperatursensorer er:

• tilstedeværelsen af ​​et batteri;
• målefejl;
• signaloverførselsområde.

Trådløse / kablede enheder kan erstatte hinanden fuldstændigt, men der er nogle funktioner i deres funktion.

Efter placering og placeringsmetode

På monteringsstedet er sådanne enheder opdelt i følgende sorter:

• fakturaer, der er knyttet til varmekredsen;
• nedsænkbar i kontakt med kølevæsken;
• indendørs beliggende i et bolig- eller kontorlokale;
• eksternt, som er placeret udenfor.

I nogle enheder kan flere typer sensorer bruges samtidig til temperaturregulering.

I henhold til læsemekanismen

Ved hjælp af metoden til at demonstrere information kan enheder være:

• bimetal;
• alkohol.

I den første udførelsesform antages det at anvende to plader lavet af forskellige metaller såvel som en skiveindikator. Når temperaturen stiger, deformeres et af elementerne, hvilket skaber pres på pilen. Aflæsningerne af sådanne enheder har god nøjagtighed, men deres inertitet er et stort minus.

Bimetalliske termostater og alkoholtermostater installeres ofte på varmeudstyr, såsom kedler. De giver dig mulighed for at overvåge opvarmningen, hvilket overskrider, hvilket kan føre til fatale konsekvenser.

Sensorer, hvis funktion er baseret på brug af alkohol, er næsten fuldstændig uden denne ulempe. I dette tilfælde udvides en alkoholholdig opløsning til en hermetisk forseglet kolbe, der udvides, når den opvarmes. Designet er ret elementært, pålideligt, men ikke meget praktisk til observation.

Forskellige typer temperatursensorer

For at foretage temperaturmålinger bruges enheder med et andet driftsprincip. Blandt de mest populære er enhederne nedenfor.

Termoelementer: nøjagtig fjernelse - vanskeligheder med at tolke

En sådan anordning består af to ledninger, der er svejset sammen, lavet af forskellige metaller. Den temperaturforskel, der opstår mellem de varme og kolde ender, fungerer som en strømkilde på 40-60 μV (indikatoren afhænger af termoelementets materiale).

De mest anvendte kombinationer af metaller og legeringer til fremstilling af termoelementer er: krom-aluminium, jern-costantan, jern-nikkel, nikkel-chrom og andre

En termoelement betragtes som en højpræcisions temperatursensor, men det er ganske vanskeligt at tage nøjagtige aflæsninger fra den.For at gøre dette skal du kende elektromotorisk kraft (EMF) ved hjælp af enhedens temperaturforskel.

For at resultatet skal være korrekt, er det vigtigt at kompensere for temperaturen i det kolde kryds ved anvendelse af for eksempel en hardware-metode, hvor den anden termoelement placeres i et miljø med en forudbestemt temperatur.

Softwarekompensationsmetoden involverer placering af en anden temperatursensor i isocamera sammen med kolde kryds, som giver dig mulighed for at kontrollere temperaturen med en given nøjagtighed.

Visse vanskeligheder er forårsaget af processen med at tage data fra en termoelement på grund af deres ikke-linearitet. For indikationernes nøjagtighed introducerede GOST R 8.585-2001 polynomiale koefficienter, som tillader at EMF oversættes til temperatur samt udfører inverse operationer.

Et andet problem er, at aflæsningerne foretages i mikrovolt, hvis konvertering er umulig at bruge vidt tilgængelige digitale enheder. For at bruge en termoelement i strukturer er det nødvendigt at tilvejebringe nøjagtige, multi-bit transducere med et minimums støjniveau.

Termistorer: let og enkelt

Det er meget lettere at måle temperatur ved hjælp af termistorer, der er baseret på princippet om afhængighed af materialernes modstand i omgivelsestemperatur. Sådanne anordninger, for eksempel fremstillet af platin, har så vigtige fordele som høj nøjagtighed og linearitet.

Hovedproblemet ved sådanne temperatursensorer kan betragtes som en ekstremt lav temperaturskoefficient for modstand, men det er stadig lettere at måle det nøjagtigt end at fange små værdier af termoelementspænding

En vigtig egenskab ved en modstand er basismodstanden ved en bestemt temperatur. I henhold til GOST 21342.7-76 måles denne indikator ved 0 ° C. Det anbefales, at et antal modstandsværdier (Ohms) såvel som T_ks - temperaturkoefficient.

T-indikator_ks beregnet ved formlen:

T_ks = (R_e - R_0C) / (T_e - T_0C) * 1 / R_0C,

hvor:

• R_e - modstand ved den aktuelle temperatur;
• R_0C - modstand ved 0 ° C;
• T_e - nuværende temperatur
• T_0C - 0 ° C

GOST tilvejebringer også temperaturkoefficienter, der er tilvejebragt for forskellige måleenheder lavet af kobber, nikkel, platin, og angiver også de polynomiske koefficienter, der bruges til at beregne temperaturen baseret på aktuelle modstandsindikatorer.

Termistor sensorer er udbredt inden for elektronik- og ingeniørbranchen på grund af nøjagtigheden af ​​aflæsninger, følsomhed og uforudsigelig betjening

Modstand kan måles ved at forbinde enheden til det aktuelle kildekredsløb og måle differentiel spænding. Indikatorer kan styres ved hjælp af integrerede kredsløb, hvis analoge udgang er lig med den medfølgende spænding.

Termiske sensorer med lignende enheder kan sikkert tilsluttes en analog-til-digital konverter og digitalisere den med en otte eller ti-bit ADC.

Digital sensor til samtidige målinger

Digitale temperatursensorer er også blevet vidt brugt, for eksempel DS18B20-modellen, hvis drift udføres ved hjælp af en chip med tre udgange. Takket være denne enhed er det muligt at foretage temperaturlæsninger samtidigt fra flere sensorer, der fungerer parallelt, mens fejlen kun er 0,5° C.

En populær model er den kombinerede SHT1 temperatur- / fugtighedsføler, som giver dig mulighed for at måle varme med en nøjagtighed på + 2 ° og fugtighed med en fejl på +5. Producenten hævder imidlertid selv, at der er mere nøjagtige og økonomiske enheder

Blandt de andre fordele ved denne anordning kan også bemærkes et bredt område af driftstemperaturer (-55 + 125 ° C). Den største ulempe er den langsomme betjening: til de mest nøjagtige beregninger kræver enheden mindst 750 ms.

Kontaktløse irometre (termiske billedoptagere)

Handlingen af ​​disse nærhedssensorer er baseret på fikseringen af ​​termisk stråling fra legeme. For at karakterisere dette fænomen bruges mængden af ​​energi, der frigøres pr. Tidsenhed fra en enhedsoverflade, hvilket er pr. Enhed i bølgelængdeområdet.

Et lignende kriterium, der afspejler intensiteten af ​​monokromatisk stråling kaldes spektral lysstyrke.

Følgende typer pyrometre er tilgængelige:

• stråling;
• luminans (optisk);
• farve.

stråling pyrometre tillade målinger inden for 20-25000 ° C, men for at bestemme temperaturen er det vigtigt at tage hensyn til strålingskoefficienten for ufuldstændighed, hvis faktiske værdi afhænger af kroppens fysiske tilstand, dens kemiske sammensætning og andre faktorer.

Det vigtigste aktive element i strålingssensoren er et teleskop, hvori indvendigt er et batteri, der består af et seriekredsløb af termoelementer. Arbejdsenderne på disse enheder er placeret på en platincoatet lob (+)

Lysstyrke (optiske) pyrometre Designet til at måle temperaturer på 500-4000 ° C. De giver høj nøjagtighed af målingerne, men de kan fordreje aflæsninger på grund af den mulige absorption af stråling fra legemer af et mellemmedium, gennem hvilket observationer foretages.

Farvepyrometrehvis handlinger er baseret på bestemmelse af strålingsintensiteten ved to bølgelængder - fortrinsvis i det røde eller blå afsnit af spektret, bruges til målinger i området 800 til 0 ° C.

Deres største fordel er, at strålingens ufuldstændighed ikke påvirker målefejlene. Derudover er indikatorerne uafhængige af afstanden til objektet.

Kvarts temperaturtransducere (piezoelektrisk)

Hvis du vil foretage temperaturmålinger inden for -80 + 250 ° C, kan du bruge kvartstransducere (piezoelektriske elementer), hvis princip er baseret på kvarts frekvensafhængighed af opvarmning. I dette tilfælde påvirker snittets position langs de krystallinske akser funktionen af ​​konverteren.

Piezoelektriske (kvarts) enheder bruges ofte til forskning, da sådanne enheder er kendetegnet ved et udvidet måleområde, pålidelighed, høj nøjagtighed

Piezoelektriske sensorer kendetegnes ved fin følsomhed, høj opløsning, de er i stand til at arbejde pålideligt i lang tid. Sådanne enheder er vidt brugt til fremstilling af digitale termometre og betragtes som en af ​​de mest lovende enheder til fremtidige teknologier.

Støj (akustiske) temperatursensorer

Funktionen af ​​sådanne anordninger tilvejebringes ved at fjerne den akustiske potentialeforskel afhængigt af modstandens temperatur.

Akustiske metoder giver dig mulighed for at foretage temperaturmålinger i trange rum og miljøer, hvor direkte måling ikke er mulig. Lignende apparater bruges i medicin, undervandsforskning såvel som i industrien

Metoden til måling af sådanne sensorer er ganske enkel: det er nødvendigt at sammenligne støj produceret af to lignende elementer, hvoraf den ene er ved en kendt temperatur og den anden ved en bestemt temperatur.

Akustiske temperatursensorer er velegnede til måling af intervallet -270 - +1100°C. Desuden ligger processens kompleksitet i det for lave støjniveau: lydene udsendt af forstærkeren drukner undertiden den.

NQR temperatursensorer

Essensen af ​​driften af ​​nukleare quadrupol-resonanstermometre er handlingen af ​​feltgradienten, der danner krystalgitteret og kernen i øjeblikket - en indikator, der er forårsaget af ladningens afvigelse fra kuglens symmetri.

Som et resultat af dette fænomen opstår en procession med kerner: dens hyppighed afhænger af gradienten af ​​gitterfeltet. Temperaturen påvirker også størrelsen af ​​denne indikator: dens stigning medfører et fald i NQR-frekvensen.

Hovedelementet i sådanne sensorer er en ampul med et stof, der er anbragt i en induktansvikling, der er forbundet til generatorkredsløbet.

Fordelen ved enhederne er ubegrænset målingsvarighed, pålidelighed og stabil drift. Ulempen er målingernes ikke-linearitet, hvilket gør det nødvendigt at bruge konverteringsfunktionen.

Halvlederenheder

En kategori af enheder, der fungerer på grundlag af ændringer i egenskaberne ved pn-krydset forårsaget af temperatur. Spændingen ved transistoren er altid proportional med effekten af ​​temperaturen, hvilket gør det nemt at beregne denne faktor.

Fordelene ved sådanne enheder er høj datanøjagtighed, lave omkostninger, linearitet af egenskaber over hele måleområdet. Installation af sådanne enheder udføres bekvemt direkte på et halvledersubstrat, hvilket gør dem fremragende til mikroelektronik.

Volumetriske temperatursensorer

Sådanne anordninger er baseret på det velkendte princip om ekspansion og sammentrækning af stoffer, der observeres under opvarmning eller afkøling. Sådanne sensorer er ganske praktiske. De kan bruges til at bestemme temperaturer mellem -60 - + 400 ° С.

For muligheden for visuel temperaturregulering er de fleste af temperatursensorerne placeret i lokalerne udstyret med skærme, hvor de aktuelle værdier vises.

Det er vigtigt at huske, at målinger af væsker med sådanne anordninger er begrænset af kogning og frysetemperatur og af gasser ved deres overgang til en flydende tilstand. Målefejlen forårsaget af påvirkningen af ​​miljøet for disse enheder er ganske lille: den varierer mellem 1-5%.

Valg af temperatursensorer

Når du vælger sådanne enheder, kan faktorer som:

• temperaturområde, i hvilket målingerne foretages;
• behovet og evnen til at fordybe sensoren i et objekt eller miljø;
• målebetingelser: for at tage indikatorer i et aggressivt miljø er det bedre at foretrække en ikke-kontaktindstilling eller en model placeret i en korrosionsbeskyttelse;
• enhedens levetid før kalibrering eller udskiftning - nogle typer enheder (f.eks. termistorer) fejler hurtigt nok;
• tekniske data: opløsning, spænding, signaltilførselshastighed, fejl;
• udgangssignalstørrelse.

I nogle tilfælde er materialet i enhedens kuffert også vigtigt, og når det bruges indendørs - størrelsen og designet.

Retningslinjer for DIY-installation

Sådanne apparater er vidt brugt til forskellige formål: de er udstyret med radiatorer, varmekedler og andre husholdningsapparater.

Før installationen startes, skal du læse instruktionerne omhyggeligt: ​​den angiver ikke kun installationsfunktionerne (for eksempel dimensioner til tilslutning til dysen), men også driftsreglerne samt temperaturgrænser, som måleenheden er egnet til.

Det er også nødvendigt at tage hensyn til størrelsen på ærmet, der kan variere mellem 120-160 mm.

Overvej de to mest almindelige tilfælde af montering af en temperatursensor.

Tilslutning af enheden til radiatoren

Det er ikke nødvendigt at udstyre alle varmeapparater med en termostat. I henhold til reglerne sensorer monteret på batteriethvis dens samlede kapacitet overstiger 50% af varmeproduktionen med lignende systemer. Hvis der er to varmeapparater i rummet, installeres termostaten kun på en med en højere effektindikator.

Temperatursensoren er en obligatorisk del af temperaturregulatorerne, hvilket tillader at reducere eller øge opvarmningen af ​​radiatorer, gulvvarme og andre opvarmningsapparater

Enhedens ventil installeres på forsyningsrøret i stedet for tilkoblingen af ​​radiatoren til varmeanlægget. Hvis det er umuligt at indsætte det i et eksisterende kredsløb, er det nødvendigt at afmontere forsyningsledningen, hvilket kan medføre nogle vanskeligheder.

For at udføre denne manipulation er det nødvendigt at bruge et værktøj til at skære rør, mens installationen af ​​et termisk hoved let udføres uden specielt udstyr. Så snart sensoren er monteret, er det nok at kombinere mærkerne, der er foretaget på etuiet og enheden, hvorefter hovedet fastgøres ved jævn presning af hånden.

Montering af en lufttemperaturføler

En sådan enhed er installeret i den koldeste stue uden træk (i hallen, køkkenet eller kedelrummet, installationen er uønsket, da det kan forårsage forstyrrelser i systemet).

Når du vælger et sted, skal du sørge for, at sollys ikke falder på enheden, at der ikke skal være nogen varmeapparater (varmeovner, radiatorer, rør) i nærheden.

For et konventionelt varmesystem er en termostat nok, mens det med et kollektorkredsløb er ønskeligt at bruge flere sensorer, hvis antal falder sammen med antallet af rum. Dette giver dig mulighed for individuelt at justere temperaturen i separate rum.

Tilslutning af enheden udføres i henhold til instruktionerne i det tekniske pas, ved hjælp af klemmer eller kabel, der er inkluderet i sættet.

Temperaturovervågning krævet termisk sensor i det "varme gulv" kan være placeret dybt i betonafretningen. I dette tilfælde kan et korrugeret rør med en lukket ende og en skråt bøjning anvendes til beskyttelse.

Den sidstnævnte funktion giver dig mulighed for at fjerne en ødelagt enhed og om nødvendigt udskifte den med en ny.

Installation af enheden er som følger:

1. Der er arrangeret en fordybning i væggen til montering af fastgørelsen.
2. Den forreste del fjernes fra temperatursensoren, hvorefter enheden er installeret på det forberedte sted.
3. Dernæst er varmekablet forbundet til kontakterne, mens sensorerne er tilsluttet terminalerne.

Det sidste trin er at tilslutte strømkablet og installere frontpanelet på sin plads.

Termostatforbindelsesdiagrammet til varmekedlen er beskrevet detaljeret i denne artikel.

Hvis enheden, for den funktionalitet, som sensorernes interne forbindelse er nødvendig, har et komplekst design, er det bedre at kontakte specialister.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Videoen herunder viser, hvordan man installerer termiske apparater på en kedel:

Afviger installationen af ​​sensorer på forsynings- og returledningerne:

Temperatursensorer bruges i vid udstrækning både i forskellige industrier og til indenlandske formål. En bred vifte af sådanne enheder, der er baseret på forskellige driftsprincipper, giver dig mulighed for at vælge den bedste mulighed for at løse et bestemt problem.

I huse og lejligheder bruges sådanne enheder oftest til at opretholde en behagelig temperatur i lokalerne samt til at justere varmesystemer - batterier, gulvvarme.

Har du noget at supplere, eller har du spørgsmål om valg og installation af en temperatursensor? Du kan give kommentarer til publikationen, deltage i diskussioner og dele din egen oplevelse ved hjælp af sådanne enheder. Kontaktformularen er placeret i den nederste blok.