Fűtési hőmérséklet-érzékelők: cél, típusok, beépítési utasítások

Fűtőberendezések működtetésekor ellenőrizni kell a hűtőfolyadék melegítésének fokát, valamint a helyiség levegőjét. A fűtési hőmérséklet-érzékelők eltávolítják és továbbítják az információkat, amelyek információit vizuálisan ki lehet olvasni, vagy azonnal el lehet küldeni a vezérlőhöz.

Kínáljuk megérteni, hogyan működnek a hőmérséklet-érzékelők, milyen típusú szabályozó eszközök léteznek, és milyen paramétereket kell figyelembe venni egy eszköz kiválasztásakor. Ezenkívül lépésről lépésre elkészítettük az utasításokat, amelyek segítenek önnek a hőmérséklet-érzékelő önálló telepítésében a fűtőtestre.

A hőérzékelő működésének elve

A fűtési rendszert különféle módszerekkel vezérelheti, beleértve:

• automatikus eszközök időben történő energiaellátáshoz;
• biztonsági ellenőrző egységek;
• keverő egységek.

Ezen csoportok helyes működéséhez hőmérséklet-érzékelőkre van szükség, amelyek jelzik az eszközök működését. Ezen eszközök leolvasása lehetővé teszi a rendszer hibás működésének időben történő azonosítását és a korrekciós intézkedések megtételét.

Sokféle eszköz használható hőmérséklet meghatározására. Bemeríthetők hűtőfolyadékokba, használhatók beltérben vagy kívül is

A hőmérséklet-érzékelő külön eszközként használható például a szobahőmérséklet szabályozására, vagy egy komplex eszköz elválaszthatatlan részét képezheti, például egy fűtőkazánt.

Az automatikus vezérlésben használt ilyen eszközök alapja a hőmérséklet-mutatók elektromos jellé történő átalakítása. Emiatt a mérési eredmények gyorsan továbbíthatók a hálózaton keresztül digitális kód formájában, amely garantálja a mérés nagy sebességét, érzékenységét és pontosságát.

Ugyanakkor a fűtési szakasz mérésére szolgáló különféle készülékek olyan tervezési jellemzőkkel rendelkezhetnek, amelyek számos paramétert befolyásolnak: egy adott környezetben végzett munka, az átviteli módszer, a megjelenítési módszer és mások.

A hőmérsékletmérő eszközök típusai

A termikus eszközöket számos fontos kritérium alapján lehet osztályozni, ideértve az információ továbbításának módját, a helymeghatározási és telepítési feltételeket, valamint az olvasási algoritmust.

Az információátadás módszerével

Az információ továbbítására alkalmazott módszer szerint az érzékelőket két nagy kategóriába kell osztani:

• huzalkészülékek;
• vezeték nélküli érzékelők.

Kezdetben az összes ilyen eszközt vezetékekkel szerelték fel, amelyeken keresztül a hőmérséklet-érzékelőket összekapcsolták a vezérlőegységgel, és továbbították az információkat ehhez. Noha ezeket az eszközöket most vezeték nélküli társai helyettesítik, még mindig gyakran használják egyszerű áramkörökben.

Ezen felül a vezetékes érzékelők pontosabbak és megbízhatóbbak.

A kompozit eszközben használt vezetékes érzékelő összehangolt működésének biztosítása érdekében kívánatos kombinálni azt ugyanazon gyártó által gyártott berendezésekkel.

Manapság a vezeték nélküli eszközök, amelyek leggyakrabban információt továbbítanak egy rádióhullámú adó és vevő segítségével, elterjedtek. Az ilyen eszközök szinte bárhova felszerelhetők, külön helyiségben vagy szabadban is.

Az ilyen hőmérséklet-érzékelők fontos jellemzői:

• akkumulátor jelenléte;
• mérési hiba;
• jelátviteli tartomány.

A vezeték nélküli / vezetékes eszközök teljesen helyettesíthetik egymást, azonban működésükben vannak bizonyos funkciók.

Hely és elhelyezési módszer szerint

A rögzítés helyén az ilyen eszközöket a következő fajtákra osztják:

• a fűtőkörhöz csatolt számlák;
• merülő a hűtőfolyadékkal érintkezve;
• beltéri lakó- vagy irodahelyiségben;
• külső, amelyek kívül helyezkednek el.

Egyes egységekben többféle érzékelő használható egyszerre a hőmérséklet-szabályozáshoz.

Az olvasási mechanizmus szerint

Az információk bemutatásának módszerével az eszközök lehetnek:

• bimetál;
• alkoholt.

Az első kiviteli alakban feltételezzük, hogy két különböző fémből készült lemezt, valamint egy tárcsajelzőt használ. A hőmérséklet emelkedésével az egyik elem deformálódik, nyomást gyakorolva a nyílra. Az ilyen eszközök leolvasása jó pontosságú, de tehetetlenségük nagy mínusz.

A bimetall és az alkohol termosztátokat gyakran telepítik fűtőberendezésekre, például kazánokra. Ezek lehetővé teszik a fűtés ellenőrzését, amelynek túllépése halálos következményekhez vezethet.

Azok az érzékelők, amelyek működése az alkohol használatán alapul, szinte teljes mértékben mentesítik ezt a hátrányt. Ebben az esetben egy alkoholtartalmú oldatot hermetikusan lezárt lombikba töltünk, amely melegítés közben megnő. A kivitel meglehetősen elemi, megbízható, de nem nagyon kényelmes a megfigyeléshez.

Különböző típusú hőmérséklet-érzékelők

A hőmérséklet-leolvasáshoz más működési elven működő eszközöket használnak. A legnépszerűbbek között az alább felsorolt ​​eszközök találhatók.

Hőelemek: pontos eltávolítás - értelmezési nehézség

Egy ilyen eszköz két összehegesztett huzalból áll, amelyek különféle fémekből készültek. A hideg és meleg vég közötti hőmérsékleti különbség 40-60 μV-os áramforrásként szolgál (az indikátor a hőelem anyagától függ).

A hőelemek gyártásához a fémek és ötvözetek leggyakrabban használt kombinációi: króm-alumínium, vas-kostantán, vas-nikkel, nikkel-króm és mások

A hőelem nagy pontosságú hőmérséklet-érzékelőnek tekinthető, viszont meglehetősen nehéz pontosan leolvasni belőle.Ehhez meg kell ismernie az elektromotoros erőt (EMF) a készülék hőmérsékleti különbsége alapján.

Annak érdekében, hogy az eredmény helyes legyen, fontos a hideg csomópont hőmérsékletének kompenzálása, például olyan hardver módszer alkalmazásával, amelyben a második hőelem egy előre meghatározott hőmérsékletű környezetbe kerül.

A szoftverkompenzációs módszer magában foglalja egy másik hőmérséklet-érzékelőnek az izokamerába történő felszerelését hideg csomópontokkal együtt, amely lehetővé teszi a hőmérséklet megadott pontosságú szabályozását.

Bizonyos nehézségeket okoz az adatgyűjtés folyamata a hőelemből, mivel nemlineáris. A jelzések pontossága érdekében a GOST R 8.585-2001 bevezette a polinomiális együtthatókat, amelyek lehetővé teszik az EMF hőmérsékletre történő átalakítását, valamint fordított műveletek végrehajtását.

Egy másik probléma az, hogy a leolvasást mikrovoltokban vesszük, amelynek átalakításához lehetetlen széles körben elérhető digitális eszközöket használni. A hőelemnek a szerkezetben történő használatához pontos, több bites átalakítókat kell biztosítani, amelyek minimális zajszintje legyen.

Termisztorok: könnyű és egyszerű

Sokkal könnyebb mérni a hőmérsékletet olyan termisztorokkal, amelyek az anyagok környezeti hőmérsékleti ellenállásának függvényén alapulnak. Az ilyen, például platinából készült készülékeknek olyan fontos előnyei vannak, mint a nagy pontosság és a linearitás.

Az ilyen hőmérséklet-érzékelők fő problémája rendkívül alacsony hőmérsékleti ellenállási tényezőnek tekinthető, azonban még mindig könnyebb pontosan megmérni, mint a hőelem feszültségének kis értékeit felvenni.

Az ellenállás fontos jellemzője az alap ellenállása egy bizonyos hőmérsékleten. A GOST 21342.7-76 szerint ezt a mutatót 0 ° C-on kell mérni. Ajánlott számos ellenállási érték (oh), valamint a T_ks - hőmérsékleti együttható.

T jelző_ks a képlet szerint számítva:

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

ahol:

• R_e - ellenállás a jelenlegi hőmérsékleten;
• R_0C - ellenállás 0 ° C-on;
• T_e - aktuális hőmérséklet;
• T_0C - 0 ° C

A GOST hőmérsékleti együtthatókat biztosít különféle rézből, nikkelből, platinból készült mérőberendezésekhez, és megmutatja a hőmérsékleti áram ellenállás-mutatók alapján történő kiszámításához használt polinomiális együtthatókat.

A termisztor érzékelők széles körben elterjedtek az elektronikai és a mérnöki iparban, a leolvasott adatok pontossága, az érzékenység és a szükségtelen működés miatt

Az ellenállás mérhető úgy, hogy a készüléket csatlakoztatják az áramforráshoz és megmérik a feszültségkülönbséget. A mutatók integrált áramkörökkel vezérelhetők, amelyek analóg kimenete megegyezik a szolgáltatott feszültséggel.

A hasonló eszközök hőérzékelői biztonságosan csatlakoztathatók egy analóg-digitális átalakítóhoz, digitalizálva nyolc vagy tíz bites ADC-vel.

Digitális érzékelő az egyidejű mérésekhez

A digitális hőmérséklet-érzékelőket szintén széles körben használják, például a DS18B20 modellt, amelynek működését három kimenettel rendelkező chipek segítségével hajtják végre. Ennek az eszköznek köszönhetően a hőmérsékleti leolvasásokat egyszerre lehet venni több párhuzamosan működő érzékelőből, míg a hiba csak 0,5° C.

Népszerű modell az SHT1 kombinált hőmérséklet / páratartalom érzékelő, amely lehetővé teszi a hő mérését + 2 ° pontossággal és a páratartalom mérését +5 hibával. Maga a gyártó azonban azt állítja, hogy vannak pontosabb és gazdaságosabb eszközök

A készülék egyéb előnyei között megemlíthető az üzemi hőmérsékletek széles skálája (-55 + 125 ° C). A fő hátrány a lassú működés: a legpontosabb számításokhoz az eszköznek legalább 750 ms-ot igényel.

Érintés nélküli irométerek (hőkamerák)

Ezeknek a közelség-érzékelőknek a működése a testek hőkibocsátásának rögzítésén alapul. Ennek a jelenségnek a jellemzésére az egységnyi felületről egységnyi idő alatt felszabaduló energiamennyiséget használjuk, amely a hullámhossz-tartomány egységére esik.

A monokróm sugárzás intenzitását tükröző hasonló kritériumot spektrális fényességnek hívják.

A következő típusú pirométerek állnak rendelkezésre:

• sugárzás;
• világosság (optikai);
• színét.

sugárzás pyrométerek 20-25000 ° C-on történő méréseket tegyen lehetővé, azonban a hőmérséklet meghatározásához fontos figyelembe venni a sugárzás hiányosságának együtthatóját, amelynek tényleges értéke a test fizikai állapotától, kémiai összetételétől és egyéb tényezőktől függ.

A sugárzás-érzékelő fő aktív eleme egy távcső, amelynek belsejében egy hőelem sorozatból álló elem található. Ezen eszközök munkavégei platina bevonatú lebenyen helyezkednek el (+)

Fényerő (optikai) pirométerek 500–4000 ° C hőmérséklet mérésére tervezték. Biztosítják a mérések nagy pontosságát, de torzíthatják a leolvasásokat, mivel a testekből származó sugárzás elnyelődik egy közbenső közeggel, amelyen keresztül megfigyeléseket végeznek.

Színes pirométerekamelyek hatása a sugárzási intenzitás meghatározására két hullámhosszon - lehetőleg a spektrum vörös vagy kék szakaszában -, 800 és 0 ° C közötti hőmérsékleten történő mérésre szolgál.

Fő előnye, hogy a sugárzás hiányossága nem befolyásolja a mérési hibákat. Ezenkívül a mutatók függetlenek az objektumtól való távolságtól.

Kvarc hőmérséklet-átalakítók (piezoelektromos)

A -80 + 250 ° C-on belüli hőmérsékleti leolvasásokhoz kvarc-átalakítókat (piezoelektromos elemeket) használhat, amelyek elve a kvarc fûtési frekvenciafüggõségén alapszik. Ebben az esetben a vágás elhelyezkedése a kristály tengelyek mentén befolyásolja a konverter működését.

A piezoelektromos (kvarc) készülékeket leggyakrabban használják a kutatásban, mivel ezeket a készülékeket kiterjesztett mérési tartomány, megbízhatóság, nagy pontosság jellemzi

A piezoelektromos érzékelőket megkülönbözteti finom érzékenység, nagy felbontás, hosszú ideig megbízhatóan működnek. Az ilyen eszközöket széles körben használják a digitális hőmérők gyártásában, és a jövő technológiáinak egyik legígéretesebb eszközének tekintik.

Zaj (akusztikus) hőmérséklet-érzékelők

Az ilyen eszközök működését úgy biztosítják, hogy eltávolítják az akusztikus potenciálkülönbséget az ellenállás hőmérsékletétől függően.

Az akusztikus módszerek lehetővé teszik a hőmérséklet leolvasását zárt térben és olyan környezetben, ahol a közvetlen mérés nem lehetséges. Hasonló eszközöket használnak az orvostudományban, a víz alatti kutatásokban, valamint az iparban

Az ilyen érzékelőkkel végzett mérési módszer meglehetősen egyszerű: össze kell hasonlítani két hasonló elem által keltett zajt, amelyek egyikének ismert hőmérséklete van, a másik pedig egy meghatározott hőmérsékleten.

Az akusztikus hőmérséklet-érzékelők alkalmasak a -270 - +1100 közötti intervallum mérésére°C. Ezenkívül a folyamat bonyolultsága a túl alacsony zajszintben rejlik: az erősítő által kibocsátott hangok néha elfojtják.

NQR hőmérséklet-érzékelők

A nukleáris kvadrupol-rezonancia-hőmérők működésének lényege a kristályrácsot és a atommag pillanatát képező térerősség hatása - egy mutató, amelyet a töltésnek a gömb szimmetriájától való eltérése okoz.

Ennek a jelenségnek a következményeként felépül a magok folyamata: gyakorisága a rácsmező gradienstől függ. A hőmérséklet e mutató nagyságát is befolyásolja: emelkedése az NQR frekvencia esését okozza.

Az ilyen érzékelők fő eleme egy ampulla anyaggal, amelyet egy indukciós tekercsbe helyeznek a generátor áramköréhez.

Az eszközök előnye a korlátlan mérési időtartam, megbízhatóság és stabil működés. Hátránya a mérések nemlinearitása, ami szükségessé teszi a konverziós függvény használatát.

Félvezető eszközök

Olyan eszközkategória, amely a pn-csomópont jellemzőinek hőmérséklet által okozott változása alapján működik. A tranzisztor feszültsége mindig arányos a hőmérséklet hatásával, ami megkönnyíti ennek a tényezőnek a kiszámítását.

Az ilyen eszközök előnyei a nagy adat pontosság, alacsony költség, a jellemzők linearitása a teljes mérési tartományban. Az ilyen eszközök kényelmes telepítése közvetlenül egy félvezető hordozóra történik, így kiválóan alkalmasak a mikroelektronika számára.

Volumetrikus hőmérséklet-érzékelők

Az ilyen eszközök a hőmelegítés vagy hűtés során megfigyelt anyagok tágulásának és összehúzódásának a jól ismert elvén alapulnak. Az ilyen érzékelők nagyon praktikusak. Ezek felhasználhatók -60 - + 400 ° С közötti hőmérséklet meghatározására.

A vizuális hőmérsékletszabályozás érdekében a helyiségekben található hőmérséklet-érzékelők többsége olyan kijelzővel van felszerelve, amelyen az aktuális értékek láthatók.

Fontos megjegyezni, hogy a folyadékok mérését az ilyen eszközökkel korlátozza a forrás és fagyasztás hőmérséklete, a gázok pedig a folyékony állapotba történő átmenetét. Ezeknek az eszközöknek a környezeti hatása által okozott mérési hiba meglehetősen kicsi: 1-5% között mozog.

Hőmérséklet-érzékelők kiválasztása

Az ilyen eszközök kiválasztásakor a következő tényezőket kell figyelembe venni:

• hőmérsékleti tartomány, amelyben a méréseket elvégzik;
• az érzékelő tárgyba vagy környezetbe merítésének szükségessége és képessége;
• mérési feltételek: ha az indikátorokat agresszív környezetben veszik, akkor jobb, ha nem érintkeznek, vagy egy modellt egy korróziógátló tokba helyeznek;
• a készülék élettartama a kalibrálás vagy cseréje előtt - bizonyos típusú eszközök (például termisztorok) elég gyorsan meghibásodnak;
• műszaki adatok: felbontás, feszültség, jelátviteli sebesség, hiba;
• kimeneti jel nagysága.

Bizonyos esetekben az eszköz tokjának anyaga is fontos, beltéri felhasználás esetén a mérete és kialakítása.

DIY telepítési útmutató

Az ilyen készülékeket széles körben használják különféle célokra: radiátorokkal, fűtőkazánokkal és egyéb háztartási készülékekkel vannak felszerelve.

A telepítés megkezdése előtt figyelmesen olvassa el az utasításokat: nemcsak a telepítés jellemzőit (például a fúvóka csatlakoztatásának méretei) jelzi, hanem a működési szabályokat, valamint a hőmérsékleti határokat is, amelyekhez a mérőkészülék alkalmas.

Azt is figyelembe kell venni a hüvely méretét, amely 120-160 mm között változhat.

Vegye figyelembe a hőmérséklet-érzékelő felszerelésének két leggyakoribb esetét.

Az eszköz csatlakoztatása a radiátorhoz

Nem szükséges minden fűtőkészüléket felszerelni termosztáttal. A rendeletek szerint az akkumulátorra szerelt érzékelőkha teljes kapacitása meghaladja a hasonló rendszerek hőtermelésének 50% -át. Ha két fűtőelem van a helyiségben, akkor a termosztát csak egyre van felszerelve, amelynek nagyobb teljesítményjelzője van.

A hőmérséklet-érzékelő a hőmérséklet-szabályozók kötelező része, amely lehetővé teszi a radiátorok, padlófűtés és más fűtőberendezések fűtésének csökkentését vagy fokozását

Az eszköz szelepe a tápvezetékre van felszerelve a radiátor és a fűtőhálózat csatlakoztatásának helyén. Ha lehetetlen beiktatni egy meglévő áramkörbe, akkor le kell szerelni a tápvezetéket, ami némi nehézséget okozhat.

Ennek a manipulációnak a végrehajtásához szerszámot kell használni a csövek vágására, miközben a hőfej felszerelése speciális felszerelés nélkül könnyen elvégezhető. Amint az érzékelő fel van szerelve, elegendő a tokon és az eszközön található jelölések egyesítése, amelyek után a fejet a kéz sima megnyomásával rögzítik.

Léghőmérséklet-érzékelő felszerelése

Egy ilyen készüléket huzat nélkül a leghidegebb nappali helyiségbe szerelnek (a folyosón, a konyhában vagy a kazánházban, a telepítése nem kívánatos, mivel zavarokat okozhat a rendszerben).

Hely kiválasztásakor ügyelnie kell arra, hogy a napfény ne esjön a készülékre, és a közelben nem lehet fűtőkészülék (fűtőtest, radiátor, cső).

Egy hagyományos fűtési rendszerhez elegendő egy termosztát, míg a kollektoráramnál több érzékelőt kell használni, amelyek száma megegyezik a helyiségek számával. Ez lehetővé teszi a hőmérséklet külön-külön történő beállítását külön terekben.

Az eszköz csatlakoztatása a műszaki útmutatásban szereplő utasítások szerint történik, a készletben található csatlakozók vagy kábel segítségével.

Hőmérséklet-ellenőrzés szükséges hőérzékelő a „meleg padlón” a mélyen a beton esztrichben helyezkedhetnek el. Ebben az esetben a hullámosított csőnek egy zárt vége és lejtős kanyarja lehet a védelemhez.

Ez utóbbi funkció lehetővé teszi, hogy eltávolítson egy törött eszközt, és szükség esetén cserélje ki egy újra.

Az eszköz telepítése a következő:

1. A falban egy mélyedés van elhelyezve a szerelvény rögzítéséhez.
2. Az elülső részt eltávolítják a hőmérséklet-érzékelőről, majd az eszközt telepítik az előkészített helyre.
3. Ezután a fűtőkábel csatlakozik az érintkezőkhöz, míg az érzékelők a kapcsokhoz.

Az utolsó lépés a tápkábel csatlakoztatása és az előlap helyére történő felszerelése.

A fűtőkazán termosztát csatlakozási diagramját a következőkben részletezzük ez a cikk.

Ha az eszköz, amelynek működéséhez szükséges az érzékelők belső csatlakoztatása, bonyolult felépítésű, jobb, ha kapcsolatba lép a szakemberekkel.

Következtetések és hasznos videó a témáról

Az alábbi videó ismerteti, hogyan kell hőkamerákat telepíteni a kazánra:

Különbözik az érzékelők beszerelése a betápláló és visszatérő csövekre:

A hőmérséklet-érzékelőket széles körben használják különféle iparágakban és háztartási célokra. Az ilyen eszközök széles választéka, amelyek eltérő működési elveken alapulnak, lehetővé teszi, hogy válasszon egy adott probléma megoldására a legjobb lehetőséget.

Házakban és lakásokban ezeket az eszközöket leggyakrabban a kényelmes hőmérséklet fenntartására használják a helyiségben, valamint a fűtési rendszerek - akkumulátorok, padlófűtés - beállításához.

Van valami kiegészítése, vagy kérdésed van-e a hőmérséklet-érzékelő kiválasztásával és felszerelésével kapcsolatban? Megjegyzéseket fűzhet a kiadványhoz, részt vehet a beszélgetésekben, és megoszthatja tapasztalatait az ilyen eszközök használatával. A kapcsolatfelvételi űrlap az alsó blokkban található.