Lämmityksen lämpötila-anturit: tarkoitus, tyypit, asennusohjeet

Lämmityslaitteita käytettäessä on valvottava jäähdytysnesteen ja huoneilman lämmitysastetta. Lämmityksen lämpötila-anturit auttavat poistamaan ja siirtämään tietoja, joista tiedot voidaan lukea visuaalisesti tai lähettää heti ohjaimeen.

Tarjoamme ymmärtää kuinka lämpötila-anturit toimivat, minkä tyyppisiä ohjauslaitteita on olemassa ja mitkä parametrit tulisi ottaa huomioon laitetta valittaessa. Lisäksi olemme laatineet vaiheittaiset ohjeet, joiden avulla voit asentaa lämpötila-anturin itsenäisesti lämmityspatteriin.

Lämpöanturin toimintaperiaate

Voit hallita lämmitysjärjestelmää monilla eri tavoilla, mukaan lukien:

• automaattiset laitteet oikea-aikaiseen virransyöttöön;
• turvallisuuden valvontayksiköt;
• sekoitusyksiköt.

Kaikkien näiden ryhmien moitteettomaan toimintaan tarvitaan lämpötila-antureita, jotka antavat signaaleja laitteiden toiminnasta. Näiden laitteiden lukemien valvonta antaa sinun tunnistaa järjestelmän toimintahäiriöt ajoissa ja ryhtyä korjaaviin toimenpiteisiin.

Lämpötilan mittaamiseen käytetään monen tyyppisiä instrumentteja. Ne voidaan upottaa jäähdytysnesteisiin, käyttää sisätiloissa tai sijaitsevat ulkopuolella

Lämpötila-anturia voidaan käyttää erillisenä laitteena, esimerkiksi huoneen lämpötilan säätämiseksi, tai olla monimutkaisen laitteen, esimerkiksi lämmityskattilan, erottamaton osa.

Tällaisten automatisoidussa ohjauksessa käytettävien laitteiden perusta on periaate lämpötilaindikaattorien muuntamiseksi sähköisiksi signaaleiksi. Tästä johtuen mittaustulokset voidaan siirtää nopeasti verkon kautta digitaalisen koodin muodossa, mikä takaa mittauksen nopeuden, herkkyyden ja tarkkuuden.

Samanaikaisesti erilaisilla lämmitysvaiheen mittauslaitteilla voi olla suunnitteluominaisuuksia, jotka vaikuttavat lukuisiin parametreihin: työskentely tietyssä ympäristössä, siirtomenetelmä, visualisointimenetelmä ja muut.

Lämpötilan mittauslaitteiden tyypit

Lämpölaitteet voidaan luokitella useiden tärkeiden kriteerien mukaan, mukaan lukien tiedonsiirtomenetelmä, sijainti- ja asennusolosuhteet sekä lukualgoritmi.

Tiedonsiirtomenetelmällä

Tiedonsiirtomenetelmän mukaan anturit jaetaan kahteen suureen luokkaan:

• lanka laitteet;
• langattomat anturit.

Aluksi kaikki tällaiset laitteet varustettiin johdoilla, joiden kautta lämpötila-anturit kytkettiin ohjausyksikköön lähettäen tietoa siitä. Vaikka nämä laitteet syrjäyttävät nyt langattomat kollegat, niitä käytetään edelleen usein yksinkertaisissa piireissä.

Lisäksi langalliset anturit ovat tarkempia ja luotettavia.

Yhdistelmälaitteessa käytetyn langallisen anturin koordinoidun toiminnan varmistamiseksi on suotavaa yhdistää se saman valmistajan valmistamiin laitteisiin.

Nykyään langattomat laitteet, jotka useimmiten lähettävät tietoa radioaaltojen lähettimen ja vastaanottimen avulla, ovat saaneet jakelua. Tällaiset laitteet voidaan asentaa melkein mihin tahansa, mukaan lukien erillinen huone tai ulkoilma.

Tällaisten lämpötila-antureiden tärkeitä ominaisuuksia ovat:

• akun läsnäolo;
• mittausvirhe;
• signaalin lähetysalue.

Langattomat / langalliset laitteet voivat korvata toisiaan kokonaan, mutta niiden toiminnassa on joitain ominaisuuksia.

Sijainnin ja sijoitusmenetelmän mukaan

Kiinnityspaikassa nämä laitteet jaetaan seuraaviin lajikkeisiin:

• lämmityspiiriin liitetyt laskut;
• upotettavissa kosketukseen jäähdytysnesteen kanssa;
• sisä-, asuin- tai toimistotilassa;
• ulkoiset, jotka sijaitsevat ulkopuolella.

Joissakin yksiköissä lämpötilan säätämiseen voidaan käyttää samanaikaisesti monentyyppisiä antureita.

Lukemismekanismin mukaan

Tiedon osoittamismenetelmällä laitteet voivat olla:

• bimetal;
• alkoholia.

Ensimmäisessä suoritusmuodossa oletetaan käyttävän kahta levyä, jotka on valmistettu eri metalleista, samoin kuin valitsimen osoitin. Lämpötilan noustessa yksi elementteistä deformoituu, mikä aiheuttaa painetta nuolelle. Tällaisten laitteiden lukemat ovat tarkkoja, mutta niiden inertiteetti on suuri miinus.

Bimetalli- ja alkoholitermostaatit asennetaan usein lämmityslaitteisiin, kuten kattiloihin. Niiden avulla voit valvoa lämmitystä, jonka ylittäminen voi johtaa kuolettaviin seurauksiin.

Antureilla, joiden toiminta perustuu alkoholin käyttöön, puuttuu melkein kokonaan tämä haitta. Tässä tapauksessa alkoholia sisältävä liuos paisutetaan ilmatiiviisti suljettuun pulloon, joka paisuu kuumennettaessa. Suunnittelu on melko yksinkertainen, luotettava, mutta ei kovin kätevä tarkkailuun.

Erityyppiset lämpötila-anturit

Lämpötilalukemiin käytetään laitteita, joilla on erilainen toimintaperiaate. Suosituimpia ovat alla luetellut laitteet.

Lämpöparit: tarkka poistaminen - tulkinnan vaikeudet

Tällainen laite koostuu kahdesta yhteen hitsatusta langasta, jotka on valmistettu erilaisista metalleista. Lämpimien ja kylmien päiden välillä syntyvä lämpötilaero toimii 40 - 60 μV: n sähkövirran lähteenä (indikaattori riippuu termoelementin materiaalista).

Lämpöparien valmistuksessa yleisimmin käytettyjä metallien ja seosten yhdistelmiä ovat: kromi-alumiini, rauta-kostantani, rauta-nikkeli, nikkeli-kromi ja muut

Termoelementtiä pidetään erittäin tarkkona lämpötila-anturina, mutta siitä on melko vaikeaa ottaa tarkkoja lukemia.Tätä varten sinun on tunnettava sähkömoottorivoima (EMF) laitteen lämpötilaeron avulla.

Jotta tulos olisi oikea, on tärkeää kompensoida kylmän liittymän lämpötila esimerkiksi laitteistomenetelmällä, jossa toinen termoelementti asetetaan ennalta määrätyn lämpötilan ympäristöön.

Ohjelmiston kompensointimenetelmä sisältää toisen lämpötila-anturin sijoittamisen isocameraan yhdessä kylmien liitosten kanssa, mikä antaa sinun hallita lämpötilaa annetulla tarkkuudella.

Tiettyjä vaikeuksia aiheuttaa tietojen ottaminen lämpöparista sen epälineaarisuuden vuoksi. Näyttöjen tarkkuuden vuoksi GOST R 8.585-2001 otti käyttöön polynomikertoimet, jotka sallivat EMF: n kääntämisen lämpötilaan ja suorittaa käänteisiä toimintoja.

Toinen ongelma on, että lukemat otetaan mikrovolteina, joiden muuntamiseksi on mahdotonta käyttää laajalti saatavissa olevia digitaalisia laitteita. Termoelementin käyttämiseksi rakenteissa on välttämätöntä saada aikaan tarkkoja, monibittisiä muuntimia, joilla on minimitaso melutasolla.

Termistorit: helppoa ja yksinkertaista

Lämpötilan mittaaminen on paljon helpompaa termistorien avulla, jotka perustuvat periaatteeseen, jonka mukaan materiaalien kestävyys riippuu ympäristön lämpötilasta. Tällaisilla, esimerkiksi platinaa koskevilla laitteilla on niin tärkeät edut kuin korkea tarkkuus ja lineaarisuus.

Tällaisten lämpötila-antureiden pääongelmana voidaan pitää erittäin alhaisen lämpötilan vastuskerrointa, mutta sen tarkkuus on kuitenkin helpompi mitata kuin pienten lämpöparin jännitteen saavuttaminen

Vastuksen tärkeä ominaisuus on pohjavastus tietyssä lämpötilassa. GOST 21342.7-76: n mukaan tämä indikaattori on mitattu 0 ° C: seen. On suositeltavaa, että lukuisat vastusarvot (ohit) sekä T_KS - lämpötilakerroin.

T-ilmaisin_KS lasketaan kaavalla:

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

missä:

• R_e - kestävyys nykyisessä lämpötilassa;
• R_0C - kestävyys 0 ° C: ssa;
• T_e - nykyinen lämpötila;
• T_0C - 0 ° C

GOST tarjoaa myös lämpötilakertoimet, jotka tarjotaan erilaisille kuparista, nikkelistä, platinasta valmistetuille mittauslaitteille, ja osoittaa myös polynomikertoimet, joita käytetään lämpötilan laskemiseen virrankestävyysindikaattoreiden perusteella.

Termistorianturit ovat laajalle levinneet elektroniikka- ja konepajateollisuudessa lukemien tarkkuuden, herkkyyden ja vaatimattoman toiminnan takia

Vastus voidaan mitata kytkemällä laite virtalähteen piiriin ja mittaamalla erojännite. Indikaattoreita voidaan ohjata integroiduilla piireillä, joiden analoginen lähtö on yhtä suuri kuin syötetty jännite.

Samankaltaisten laitteiden lämpöanturit voidaan kytkeä turvallisesti analogia-digitaalimuuntimeen, digitalisoimalla se kahdeksan tai kymmenen bittisen ADC: n avulla.

Digitaalinen anturi samanaikaisiin mittauksiin

Digitaalisia lämpötila-antureita on myös käytetty laajasti, esimerkiksi DS18B20-malli, jonka toiminta suoritetaan sirulla, jolla on kolme lähtöä. Tämän laitteen ansiosta on mahdollista ottaa lämpötilalukemat samanaikaisesti useilta samanaikaisesti toimivilta antureilta, kun virhe on vain 0,5° C.

Suosittu malli on SHT1-yhdistetty lämpötila- / kosteusanturi, jonka avulla voit mitata lämpöä + 2 ° tarkkuudella ja kosteutta +5-virheellä. Valmistaja itse kuitenkin väittää, että on olemassa tarkempia ja taloudellisempia laitteita

Tämän laitteen muiden etujen joukosta voidaan myös huomata laaja käyttölämpötila-alue (-55 + 125 ° C). Suurin haittapuoli on hidas toiminta: tarkimpien laskelmien saamiseksi laite vaatii vähintään 750 ms.

Kosketuksettomat irometrit (lämpökamerat)

Näiden läheisyysantureiden toiminta perustuu kappaleiden termisen säteilyn kiinnittämiseen. Tämän ilmiön karakterisoimiseksi käytetään yksikön pinnalta aikayksikössä vapautunutta energiamäärää, joka on aallonpituusalueen yksikköä kohti.

Samanlaista kriteeriä, joka heijastaa yksivärisen säteilyn voimakkuutta, kutsutaan spektriseksi valoisuudeksi.

Seuraavat tyypit pyrometrejä ovat saatavana:

• säteily;
• luminanssi (optinen);
• väri.

säteily pyrometrit sallia mittaukset 20-25000 ° C: n sisällä, lämpötilan määrittämiseksi on kuitenkin tärkeää ottaa huomioon säteilyn epätäydellisyyskerroin, jonka todellinen arvo riippuu kehon fyysisestä kunnosta, sen kemiallisesta koostumuksesta ja muista tekijöistä.

Säteilyanturin tärkein aktiivinen elementti on kaukoputki, jonka sisällä on pari, joka koostuu termoelementtien sarjapiiristä. Näiden laitteiden työpäät sijaitsevat platinalla päällystetyssä lohkossa (+)

Kirkkaus (optiset) pyrometrit Suunniteltu mittaamaan lämpötilat 500–4000 ° C. Ne tarjoavat korkean mittaustarkkuuden, mutta voivat vääristää lukemia, koska ruumiit saattavat säteilyä absorboida väliaineella, jonka läpi havainnot tehdään.

Väripyrometritjoiden vaikutukset perustuvat säteilyintensiteetin määrittämiseen kahdella aallonpituudella - mieluiten spektrin punaisessa tai sinisessä osassa, käytetään mittauksiin alueella 800 - 0 ° C.

Niiden tärkein etu on, että säteilyn epätäydellisyys ei vaikuta mittausvirheisiin. Lisäksi indikaattorit ovat riippumattomia etäisyydestä esineeseen.

Kvartsilämpötilamuuntimet (pietsosähköiset)

Lämpötilalukemat -80 + 250 ° C: n lämpötilassa voidaan käyttää kvartsimuuntimia (pietsosähköisiä elementtejä), joiden periaate perustuu kvartsin taajuusriippuvuuteen lämmityksessä. Tässä tapauksessa leikkauksen sijainti kiteisiä akseleita pitkin vaikuttaa muuntimen toimintaan.

Pietsosähköisiä (kvartsi) laitteita käytetään useimmiten tutkimuksessa, koska tällaisille laitteille on ominaista laaja mittausalue, luotettavuus, korkea tarkkuus

Pietsosähköiset anturit erottuvat hienosta herkkyydestä, korkeasta resoluutiosta, ne pystyvät toimimaan luotettavasti pitkään. Tällaisia ​​laitteita käytetään laajalti digitaalisten lämpömittarien valmistuksessa, ja niitä pidetään yhtenä lupaavimmista tulevista tekniikoista koituvista laitteista.

Melu (akustiset) lämpötila-anturit

Tällaisten laitteiden toiminta saadaan aikaan poistamalla akustisen potentiaaliero vastuksen lämpötilasta riippuen.

Akustiset menetelmät mahdollistavat lämpötilan lukemisen suljetuissa tiloissa ja ympäristöissä, joissa suora mittaus ei ole mahdollista. Samanlaisia ​​laitteita käytetään lääketieteessä, vedenalaisessa tutkimuksessa sekä teollisuudessa

Tällaisten anturien mittausmenetelmä on melko yksinkertainen: on verrattava kahden samanlaisen elementin aiheuttamaa melua, joista toinen on tunnetussa lämpötilassa ja toinen määrätyssä lämpötilassa.

Akustiset lämpötila-anturit soveltuvat ajanjakson -270 - +1100 mittaamiseen°C. Lisäksi prosessin monimutkaisuus on liian alhaisessa melutasossa: vahvistimen lähettämät äänet joskus hukuttavat sen.

NQR-lämpötila-anturit

Ydinvoiman kvadrupoliresonanssilämpömittarien toiminnan ydin on kenttägradientin toiminta, joka muodostaa kiteen hilan ja ytimen momentin - indikaattorin, joka johtuu varauksen poikkeamasta pallon symmetrialta.

Tämän ilmiön seurauksena syntyy ytimien kulku: sen taajuus riippuu hilakentän gradientista. Lämpötila vaikuttaa myös tämän indikaattorin suuruuteen: sen nousu aiheuttaa NQR-taajuuden laskun.

Tällaisten anturien pääelementti on ampulli aineella, joka on sijoitettu generaattoripiiriin kytkettyyn induktanssikäämiin.

Laitteiden etuna on rajaton mittauskesto, luotettavuus ja vakaa toiminta. Haittapuoli on mittausten epälineaarisuus, mikä tekee välttämättömäksi muuntamisfunktion käytön.

Puolijohdelaitteet

Laiteluokka, joka toimii lämpötilan aiheuttamien pn-liitoksen ominaisuuksien muutosten perusteella. Transistorin jännite on aina verrannollinen lämpötilan vaikutukseen, mikä helpottaa tämän kertoimen laskemista.

Tällaisten laitteiden etuna on korkea tietojen tarkkuus, alhaiset kustannukset, ominaisuuksien lineaarisuus koko mittausalueella. Tällaisten laitteiden asennus tehdään kätevästi suoraan puolijohdealustalle, mikä tekee niistä erinomaisen mikroelektroniikan kannalta.

Tilavuuslämpötila-anturit

Tällaiset laitteet perustuvat tunnettuun aineiden laajenemisen ja supistumisen periaatteeseen, jota havaitaan lämmityksen tai jäähdytyksen aikana. Tällaiset anturit ovat varsin käytännöllisiä. Niitä voidaan käyttää lämpötilan määrittämiseen välillä -60 - +400 ° C.

Lämpötilan visuaalisen hallinnan mahdollistamiseksi suurin osa huoneissa sijaitsevista lämpötila-antureista on varustettu näytöillä, joilla nykyiset arvot näytetään.

On tärkeätä muistaa, että nesteiden mittauksia sellaisilla laitteilla rajoittaa kiehumis- ja jäätymislämpötilat ja kaasujen siirtymistä nestemäiseen tilaan. Näiden laitteiden ympäristön vaikutuksesta aiheutuva mittausvirhe on melko pieni: se vaihtelee 1-5%.

Lämpötila-anturien valinta

Kun valitset tällaisia ​​laitteita, muun muassa:

• lämpötila-alue, jolla mittaukset tehdään;
• tarve ja kyky upottaa anturi esineeseen tai ympäristöön;
• mittausolosuhteet: indikaattorien ottamiseksi aggressiivisessa ympäristössä on parempi suositella kosketuksettomia vaihtoehtoja tai korroosionestolaitteeseen sijoitettua mallia;
• laitteen käyttöikä ennen kalibrointia tai vaihtoa - tietyntyyppiset laitteet (esimerkiksi termistorit) rikkoutuvat nopeasti;
• tekniset tiedot: resoluutio, jännite, signaalin syöttönopeus, virhe;
• lähtösignaalin suuruus.

Joissakin tapauksissa laitekotelon materiaali on myös tärkeä, ja sisätiloissa käytettäessä - koko ja muoto.

DIY-asennusohjeet

Tällaisia ​​laitteita käytetään laajalti eri tarkoituksiin: ne on varustettu pattereilla, lämmityskattiloilla ja muilla kodinkoneilla.

Ennen asennuksen aloittamista, sinun tulee lukea huolellisesti ohjeet: se osoittaa paitsi asennusominaisuuksien (esimerkiksi mitat suuttimeen liittämistä varten), myös käytösääntöjen sekä lämpötilarajat, joille mittauslaite sopii.

On myös tarpeen ottaa huomioon holkin koko, joka voi vaihdella välillä 120-160 mm.

Mieti lämpötila-anturin asennuksen kahta yleisintä tapausta.

Laitteen kytkeminen jäähdyttimeen

Kaikkia lämmityslaitteita ei tarvitse varustaa termostaatilla. Asetusten mukaan akkuun kiinnitetyt anturitjos sen kokonaiskapasiteetti ylittää 50% samanlaisten järjestelmien lämmöntuotannosta. Jos huoneessa on kaksi lämmitintä, termostaatti asennetaan vain yhteen, jonka tehon ilmaisin on suurempi.

Lämpötila-anturi on pakollinen osa lämpötilansäätimiä, joka mahdollistaa lämpöpatterien, lattialämmityksen ja muiden lämmityslaitteiden lämmityksen vähentämisen tai lisäämisen

Laitteen venttiili asennetaan syöttöputkeen patterin kytkentäkohtaan lämmitysverkkoon. Jos sitä ei ole mahdollista liittää olemassa olevaan piiriin, sinun on purettava syöttöjohto, mikä voi aiheuttaa vaikeuksia.

Tämän käsittelyn suorittamiseksi on käytettävä työkalua putkien leikkaamiseen, kun taas lämpöpää asennetaan helposti ilman erityisiä laitteita. Heti kun anturi on asennettu, riittää, kun yhdistetään koteloon ja laitteeseen tehdyt merkinnät, minkä jälkeen pää kiinnitetään puristamalla kättä tasaisesti.

Ilman lämpötila-anturin asennus

Tällainen laite asennetaan kylmeimpiin olohuoneisiin ilman luonnoksia (eteiseen, keittiöön tai kattilahuoneeseen, sen asentaminen ei ole toivottavaa, koska se voi aiheuttaa häiriöitä järjestelmässä).

Paikkaa valittaessa on varmistettava, että auringonvalo ei pääse laitteen päälle, lähellä ei saa olla lämmityslaitteita (lämmittimiä, pattereita, putkia).

Tavanomaiselle lämmitysjärjestelmälle riittää yksi termostaatti, kun taas kollektoripiirissä on suotavaa käyttää useita antureita, joiden lukumäärä vastaa huoneiden lukumäärää. Tämän avulla voit säätää lämpötilaa erikseen erillisissä tiloissa.

Laitteen kytkeminen tapahtuu teknisessä passissa olevien ohjeiden mukaisesti käyttämällä sarjan mukana toimitettuja liittimiä tai kaapelia.

Lämpötilan tarkkailu vaaditaan lämpöanturi "lämpimässä lattiassa" voi sijaita syvällä betonikerroksessa. Tässä tapauksessa suojaksi voidaan käyttää aaltoputkea, jolla on yksi suljettu pää ja kalteva taivutus.

Viimeksi mainitun ominaisuuden avulla voit poistaa rikkoutuneen laitteen ja tarvittaessa korvata sen uudella.

Laitteen asennus tapahtuu seuraavasti:

1. Seinään on järjestetty syvennys kiinnityksen asentamista varten.
2. Etuosa poistetaan lämpötila-anturista, minkä jälkeen laite asennetaan valmistettuun kohtaan.
3. Seuraavaksi lämmityskaapeli on kytketty koskettimiin, kun anturit on kytketty liittimiin.

Viimeinen vaihe on kytkeä virtajohto ja asentaa etupaneeli paikoilleen.

Lämmityskattilan termostaatin kytkentäkaavio kuvataan yksityiskohtaisesti tämä artikkeli.

Jos laitteella, jonka toimintaan anturien sisäinen kytkentä on välttämätöntä, on monimutkainen muotoilu, on parempi ottaa yhteyttä asiantuntijoihin.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Alla olevassa videossa kerrotaan kuinka lämpölaitteet asennetaan kattilaan:

Eroaako anturien asennus syöttö- ja paluuputkiin:

Lämpötila-antureita käytetään laajalti sekä eri teollisuudenaloilla että kotitalouskäyttöön. Laaja valikoima erilaisia ​​toimintaperiaatteisiin perustuvia laitteita antaa sinun valita parhaan vaihtoehdon tietyn ongelman ratkaisemiseksi.

Kodeissa ja huoneistoissa tällaisia ​​laitteita käytetään useimmiten mukavan lämpötilan ylläpitämiseen tiloissa sekä lämmitysjärjestelmien - paristojen, lattialämmityksen - säätämiseksi.

Onko sinulla jotain täydentävää, tai onko sinulla kysyttävää lämpötila-anturin valinnasta ja asentamisesta? Voit jättää kommentteja julkaisusta, osallistua keskusteluihin ja jakaa kokemuksiasi tällaisten laitteiden käytöstä. Yhteyslomake sijaitsee alaosassa.