Apkures temperatūras sensori: mērķis, veidi, uzstādīšanas instrukcijas

Darbojoties apkures ierīcēm, ir jākontrolē dzesēšanas šķidruma, kā arī iekštelpu gaisa sildīšanas pakāpe. Sildīšanas temperatūras sensori palīdz noņemt un pārsūtīt informāciju, no kuras informāciju var nolasīt vizuāli vai nekavējoties nosūtīt kontrolierim.

Mēs piedāvājam saprast, kā darbojas temperatūras sensori, kāda veida vadības ierīces pastāv un kādi parametri jāņem vērā, izvēloties ierīci. Turklāt mēs esam sagatavojuši soli pa solim instrukcijas, kas palīdzēs jums patstāvīgi uzstādīt temperatūras sensoru uz sildīšanas radiatora.

Siltuma sensora darbības princips

Jūs varat kontrolēt apkures sistēmu ar dažādām metodēm, ieskaitot:

• automātiskas ierīces savlaicīgai enerģijas padevei;
• drošības uzraudzības vienības;
• sajaukšanas vienības.

Visu šo grupu pareizai darbībai nepieciešami temperatūras sensori, kas dod signālus par ierīču darbību. Šo ierīču nolasījumu uzraudzība ļauj laikus identificēt sistēmas darbības traucējumus un veikt koriģējošus pasākumus.

Ir daudz veidu instrumentu, ko izmanto temperatūras noteikšanai. Tos var iegremdēt dzesēšanas šķidrumos, izmantot telpās vai novietot ārpusē

Temperatūras sensoru var izmantot kā atsevišķu ierīci, piemēram, istabas temperatūras kontrolei, vai arī tā var būt sarežģītas ierīces neatņemama sastāvdaļa, piemēram, apkures katls.

Šādu automatizētā vadībā izmantoto ierīču pamatā ir temperatūras indikatoru pārvēršanas elektriskā signālā princips. Sakarā ar to mērījumu rezultātus var ātri pārsūtīt tīklā digitālā koda veidā, kas garantē lielu ātrumu, jutīgumu un mērījumu precizitāti.

Tajā pašā laikā dažādām sildīšanas pakāpes mērīšanas ierīcēm var būt dizaina pazīmes, kas ietekmē vairākus parametrus: darbs noteiktā vidē, pārraides metode, vizualizācijas metode un citi.

Temperatūras mērīšanas ierīču veidi

Termiskās ierīces var klasificēt pēc vairākiem svarīgiem kritērijiem, ieskaitot informācijas pārsūtīšanas metodi, atrašanās vietas un uzstādīšanas nosacījumus, kā arī nolasīšanas algoritmu.

Ar informācijas nodošanas metodi

Atbilstoši informācijas pārsūtīšanai izmantotajai metodei sensorus iedala divās lielās kategorijās:

• vadu ierīces;
• bezvadu sensori.

Sākumā visas šādas ierīces bija aprīkotas ar vadiem, caur kuriem temperatūras sensori tika savienoti ar vadības bloku, pārraidot tajā informāciju. Lai gan šīs ierīces tagad aizstāj ar bezvadu kolēģiem, tās joprojām tiek bieži izmantotas vienkāršās shēmās.

Turklāt vadu sensori ir precīzāki un uzticamāki.

Lai nodrošinātu kombinētajā ierīcē izmantotā vadu sensora koordinētu darbību, ir vēlams to apvienot ar aprīkojumu, kuru izgatavojis tas pats ražotājs

Mūsdienās izplatību ir ieguvušas bezvadu ierīces, kas visbiežāk pārsūta informāciju, izmantojot radioviļņu raidītāju un uztvērēju. Šādas ierīces var uzstādīt gandrīz visur, ieskaitot atsevišķu telpu vai brīvā dabā.

Svarīgi šādu temperatūras sensoru raksturlielumi ir:

• akumulatora klātbūtne;
• mērījumu kļūda;
• signāla pārraides diapazons.

Bezvadu / vadu ierīces var pilnībā aizstāt viena otru, tomēr to darbībā ir dažas funkcijas.

Pēc atrašanās vietas un izvietošanas metodes

Piestiprināšanas vietā šādas ierīces ir sadalītas šādās šķirnēs:

• apkures lokam pievienotie rēķini;
• iegremdējams saskarē ar dzesēšanas šķidrumu;
• iekštelpās, kas atrodas dzīvojamā vai biroja telpā;
• ārējie, kas atrodas ārpusē.

Dažās vienībās temperatūras kontrolei vienlaikus var izmantot vairāku veidu sensorus.

Saskaņā ar lasīšanas mehānismu

Izmantojot informācijas demonstrēšanas metodi, ierīces var būt:

• bimetāla;
• alkohols.

Pirmajā iemiesojumā tiek pieņemts izmantot divas plāksnes, kas izgatavotas no dažādiem metāliem, kā arī numura indikatoru. Temperatūrai paaugstinoties, viens no elementiem deformējas, radot spiedienu uz bultiņu. Šādu ierīču rādījumi ir ļoti precīzi, taču to inercei ir liels mīnuss.

Bimetāla un spirta termostati bieži tiek uzstādīti sildīšanas iekārtās, piemēram, katlos. Tie ļauj uzraudzīt apkuri, kuras pārsniegšana var izraisīt letālas sekas.

Sensoriem, kuru darbība ir balstīta uz alkohola lietošanu, gandrīz pilnībā nav šo trūkumu. Šajā gadījumā spirtu saturošs šķīdums tiek izvērsts hermētiski noslēgtā kolbā, kas karsējot izplešas. Dizains ir diezgan elementārs, uzticams, bet nav īpaši ērts novērošanai.

Dažāda veida temperatūras sensori

Temperatūras nolasīšanai tiek izmantotas ierīces ar atšķirīgu darbības principu. Starp populārākajām ir zemāk uzskaitītās ierīces.

Termopāri: precīza noņemšana - grūti interpretēt

Šāda ierīce sastāv no diviem kopā sametinātiem vadiem, kas izgatavoti no dažādiem metāliem. Temperatūras starpība, kas rodas starp karstajiem un aukstajiem galiem, kalpo par 40–60 μV elektriskās strāvas avotu (indikators ir atkarīgs no termoelementa materiāla).

Termopāru ražošanā visbiežāk izmanto šādas metālu un sakausējumu kombinācijas: hroma-alumīnija, dzelzs-kostantāna, dzelzs-niķeļa, niķeļa-hroma un citus

Termoelements tiek uzskatīts par augstas precizitātes temperatūras sensoru, tomēr no tā precīzi nolasīt ir diezgan grūti.Lai to izdarītu, jums jāzina elektromotora spēks (EML), izmantojot ierīces temperatūras starpību.

Lai rezultāts būtu pareizs, ir svarīgi kompensēt aukstā krustojuma temperatūru, izmantojot, piemēram, aparatūras metodi, kurā otrais termopārs tiek novietots iepriekš noteiktas temperatūras vidē.

Programmatūras kompensācijas metode ietver vēl viena temperatūras sensora ievietošanu izokamerā kopā ar aukstiem savienojumiem, kas ļauj kontrolēt temperatūru ar noteiktu precizitāti.

Dažas grūtības rada datu paņemšanas process no termopāra tā nelinearitātes dēļ. Norādījumu precizitātei GOST R 8.585-2001 ieviesa polinoma koeficientus, kas ļauj pārveidot EML līdz temperatūrai, kā arī veikt apgrieztas operācijas.

Vēl viena problēma ir tā, ka rādījumi tiek ņemti mikrovolti, kuru pārveidošanai nav iespējams izmantot plaši pieejamas digitālās ierīces. Lai konstrukcijās izmantotu termopāri, ir jānodrošina precīzi vairāku bitu pārveidotāji ar minimālu trokšņa līmeni.

Termistori: viegli un vienkārši

Temperatūru ir daudz vieglāk izmērīt, izmantojot termistorus, kuru pamatā ir materiālu pretestības atkarība no apkārtējās vides temperatūras. Šādām ierīcēm, piemēram, no platīna, ir tādas svarīgas priekšrocības kā augsta precizitāte un linearitāte.

Šādu temperatūras sensoru galveno problēmu var uzskatīt par ārkārtīgi zemu temperatūras pretestības koeficientu, tomēr joprojām ir vieglāk to precīzi izmērīt, nekā uztvert nelielas termoelementa sprieguma vērtības

Svarīga rezistora īpašība ir pamatnes pretestība noteiktā temperatūrā. Saskaņā ar GOST 21342.7-76 šo rādītāju mēra 0 ° C temperatūrā. Ieteicams noteikt vairākas pretestības vērtības (omus), kā arī T_policists - temperatūras koeficients.

T indikators_policists aprēķina pēc formulas:

T_policists = (R_e - R_0c) / (T_e - T_0c) * 1 / R_0c,

Kur:

• R_e - pretestība pašreizējā temperatūrā;
• R_0c - pretestība 0 ° C temperatūrā;
• T_e - pašreizējā temperatūra;
• T_0c - 0 ° C.

GOST parāda arī temperatūras koeficientus, kas tiek nodrošināti dažādām mērīšanas ierīcēm, kas izgatavotas no vara, niķeļa, platīna, kā arī norāda polinoma koeficientus, ko izmanto temperatūras aprēķināšanai, pamatojoties uz strāvas pretestības rādītājiem.

Termistora sensori ir plaši izplatīti elektronikas un mašīnbūves rūpniecībā nolasījumu precizitātes, jutības un nevajadzīgas darbības dēļ

Pretestību var izmērīt, savienojot ierīci ar strāvas avota ķēdi un izmērot diferenciālo spriegumu. Indikatorus var kontrolēt, izmantojot integrētās shēmas, kuru analogā izeja ir vienāda ar piegādāto spriegumu.

Termiskos sensorus ar līdzīgām ierīcēm var droši savienot ar analogo-digitālo pārveidotāju, digitalizējot to ar astoņu vai desmit bitu ADC.

Digitālais sensors vienlaicīgiem mērījumiem

Plaši izmantoti arī digitālie temperatūras sensori, piemēram, DS18B20 modelis, kura darbība tiek veikta, izmantojot mikroshēmu ar trim izejām. Pateicoties šai ierīcei, ir iespējams vienlaikus ņemt temperatūras rādījumus no vairākiem sensoriem, kas darbojas paralēli, savukārt kļūda ir tikai 0,5° C.

Populārs modelis ir SHT1 kombinētais temperatūras / mitruma sensors, kas ļauj izmērīt siltumu ar precizitāti + 2 ° un mitrumu ar kļūdu +5. Tomēr pats ražotājs apgalvo, ka ir precīzākas un ekonomiskākas ierīces

Starp citām šīs ierīces priekšrocībām var atzīmēt arī plašu darba temperatūru diapazonu (-55 + 125 ° C). Galvenais trūkums ir lēnā darbība: visprecīzākajiem aprēķiniem ierīcei ir nepieciešams vismaz 750 ms.

Bezkontakta irometri (termiskie uztvērēji)

Šo tuvuma sensoru darbība balstās uz ķermeņa starojuma fiksāciju. Lai raksturotu šo parādību, tiek izmantots enerģijas daudzums, kas vienā vienības laikā izdalās no vienības virsmas, kas ir vienā viļņa garuma diapazona vienībā.

Līdzīgu kritēriju, kas atspoguļo monohromatiskā starojuma intensitāti, sauc par spektrālo spilgtumu.

Ir pieejami šāda veida pirometri:

• starojums;
• spilgtums (optiskais);
• krāsa.

Starojums pirometri ļauj veikt mērījumus 20-25000 ° C robežās, tomēr, lai noteiktu temperatūru, ir svarīgi ņemt vērā starojuma nepilnības koeficientu, kura faktiskā vērtība ir atkarīga no ķermeņa fiziskā stāvokļa, tā ķīmiskā sastāva un citiem faktoriem.

Starojuma sensora galvenais aktīvais elements ir teleskops, kura iekšpusē ir akumulators, kas sastāv no virknes termoelementu. Šo ierīču darba gali atrodas uz daivas pārklātas daivas (+)

Spilgtuma (optiskie) pirometri Paredzēts temperatūras mērīšanai 500–4000 ° C temperatūrā. Tie nodrošina augstu mērījumu precizitāti, tomēr tie var izkropļot rādījumus, pateicoties starojuma iespējamai absorbcijai no ķermeņiem, izmantojot starpposmu, caur kuru tiek veikti novērojumi.

Krāsu pirometrikuru darbība balstās uz starojuma intensitātes noteikšanu divos viļņu garumos - vēlams spektra sarkanajā vai zilajā daļā, izmanto mērījumiem diapazonā no 800 līdz 0 ° C.

Viņu galvenā priekšrocība ir tā, ka starojuma nepilnīgums neietekmē mērījumu kļūdas. Turklāt indikatori nav atkarīgi no attāluma līdz objektam.

Kvarca temperatūras devēji (pjezoelektriski)

Lai ņemtu temperatūras rādījumus -80 + 250 ° C robežās, varat izmantot kvarca pārveidotājus (pjezoelektriskos elementus), kuru princips ir balstīts uz kvarca frekvences atkarību no sildīšanas. Šajā gadījumā griezuma stāvoklis gar kristāliskajām asīm ietekmē pārveidotāja darbību.

Pētījumos visbiežāk tiek izmantotas pjezoelektriskās (kvarca) ierīces, jo šādām ierīcēm raksturīgs paplašināts mērījumu diapazons, uzticamība, augsta precizitāte

Pjezoelektriskos sensorus izceļas ar smalku jutīgumu, augstu izšķirtspēju, tie spēj uzticami strādāt ilgu laiku. Šādas ierīces plaši izmanto digitālo termometru ražošanā, un tās tiek uzskatītas par vienu no perspektīvākajām nākotnes tehnoloģiju ierīcēm.

Trokšņa (akustiski) temperatūras sensori

Šādu ierīču darbība tiek nodrošināta, noņemot akustiskā potenciāla starpību atkarībā no rezistora temperatūras.

Akustiskās metodes ļauj veikt temperatūras nolasījumus slēgtās telpās un vidēs, kur tieša mērīšana nav iespējama. Līdzīgas ierīces izmanto medicīnā, zemūdens pētījumos, kā arī rūpniecībā

Mērīšanas metode ar šādiem sensoriem ir diezgan vienkārša: jāsalīdzina divu līdzīgu elementu radītais troksnis, no kuriem viens atrodas zināmā temperatūrā, bet otrs - noteiktā temperatūrā.

Akustiskās temperatūras sensori ir piemēroti intervāla -270 - +1100 mērīšanai°C. Turklāt procesa sarežģītība ir saistīta ar pārāk zemu trokšņu līmeni: pastiprinātāja izdotās skaņas dažreiz to noslīcina.

NQR temperatūras sensori

Kodolu kvadrupola rezonanses termometru darbības būtība ir lauka gradienta darbība, kas veido kristāla režģi un kodola momentu - indikators, ko izraisa lādiņa novirze no sfēras simetrijas.

Šīs parādības rezultātā rodas kodolu procesija: tās biežums ir atkarīgs no režģa lauka gradienta. Temperatūra ietekmē arī šī indikatora lielumu: tās paaugstināšanās izraisa NQR frekvences pazemināšanos.

Šādu sensoru galvenais elements ir ampula ar vielu, kas tiek ievietota induktivitātes tinumā, kas savienots ar ģeneratora ķēdi.

Ierīču priekšrocība ir neierobežots mērīšanas ilgums, uzticamība un stabila darbība. Trūkums ir mērījumu nelinearitāte, kas liek izmantot konversijas funkciju.

Pusvadītāju ierīces

Ierīču kategorija, kas darbojas, pamatojoties uz temperatūras izraisītām pn krustojuma īpašību izmaiņām. Spriegums tranzistorā vienmēr ir proporcionāls temperatūras ietekmei, kas ļauj viegli aprēķināt šo koeficientu.

Šādu ierīču priekšrocības ir augsta datu precizitāte, zemas izmaksas, raksturlielumu linearitāte visā mērījumu diapazonā. Šādu ierīču uzstādīšana ir ērti veikta tieši uz pusvadītāju substrāta, padarot tos par lielisku mikroelektronikai.

Temperatūras sensori

Šādu ierīču pamatā ir labi zināmais vielu izplešanās un saraušanās princips, ko novēro sildīšanas vai dzesēšanas laikā. Šādi sensori ir diezgan praktiski. Tos var izmantot, lai noteiktu temperatūru no -60 līdz + 400 ° С.

Lai vizuāli kontrolētu temperatūru, lielākajai daļai temperatūras sensoru, kas atrodas telpās, ir uzstādīti displeji, uz kuriem tiek parādītas pašreizējās vērtības.

Svarīgi atcerēties, ka šķidrumu mērījumus ar šādām ierīcēm ierobežo viršanas un sasalšanas temperatūra, bet gāzu - pārejot uz šķidru stāvokli. Mērījumu kļūda, ko šīm ierīcēm rada vides ietekme, ir diezgan maza: tā svārstās no 1-5%.

Temperatūras sensoru izvēle

Izvēloties šādas ierīces, jāņem vērā šādi faktori:

• temperatūras diapazons, kurā tiek veikti mērījumi;
• vajadzība un spēja iegremdēt sensoru objektā vai vidē;
• mērīšanas apstākļi: indikatoru ņemšanai agresīvā vidē labāk ir dot priekšroku bezkontakta opcijai vai modelim, kas ievietots pretkorozijas gadījumā;
• ierīces kalpošanas laiks pirms kalibrēšanas vai nomaiņas - dažu veidu ierīces (piemēram, termistori) sabojājas pietiekami ātri;
• tehniskie dati: izšķirtspēja, spriegums, signāla padeves ātrums, kļūda;
• izejas signāla lielums.

Dažos gadījumos svarīgs ir arī ierīces korpusa materiāls, bet, ja to lieto telpās - izmērs un dizains.

DIY uzstādīšanas vadlīnijas

Šādas ierīces tiek plaši izmantotas dažādiem mērķiem: tie ir aprīkoti ar radiatoriem, apkures katliem un citām sadzīves ierīcēm.

Pirms sākt uzstādīšanu, jums rūpīgi jāizlasa instrukcijas: tas norāda ne tikai uzstādīšanas pazīmes (piemēram, izmērus savienojumam ar sprauslu), bet arī darbības noteikumus, kā arī temperatūras robežas, kurām mērīšanas ierīce ir piemērota.

Jāņem vērā arī piedurknes izmērs, kas var mainīties no 120-160 mm.

Apsveriet divus visbiežāk sastopamos temperatūras sensora uzstādīšanas gadījumus.

Ierīces pievienošana radiatoram

Nav nepieciešams aprīkot visas apkures ierīces ar termostatu. Saskaņā ar noteikumiem sensori, kas uzstādīti uz akumulatoraja tā kopējā jauda pārsniedz 50% no siltumenerģijas ražošanas līdzīgās sistēmās. Ja telpā ir divi sildītāji, tad termostatu uzstāda tikai uz vienu, kura jaudas indikators ir lielāks.

Temperatūras sensors ir obligāta daļa no temperatūras kontrolieriem, kas ļauj samazināt vai palielināt radiatoru, grīdas apsildes un citu apkures ierīču sildīšanu

Ierīces vārsts ir uzstādīts uz padeves caurules radiatora pievienošanas vietā apkures tīklam. Ja to nav iespējams ievietot esošajā ķēdē, ir nepieciešams demontēt piegādes vadu, kas var radīt zināmas grūtības.

Lai veiktu šo manipulāciju, ir nepieciešams izmantot instrumentu cauruļu griešanai, savukārt termiskās galvas uzstādīšana ir viegli izdarāma bez īpaša aprīkojuma. Tiklīdz sensors ir uzstādīts, ir pietiekami apvienot zīmes, kas izgatavotas uz korpusa un ierīces, pēc kuras galva tiek fiksēta, vienmērīgi nospiežot roku.

Gaisa temperatūras sensora uzstādīšana

Šāda ierīce tiek uzstādīta aukstākajā viesistabā bez caurvēja (zālē, virtuvē vai katlu telpā tā uzstādīšana nav vēlama, jo tā var izraisīt traucējumus sistēmā).

Izvēloties vietu, jums jāpārliecinās, ka saules gaisma neietilpst ierīcē, tuvumā nedrīkst atrasties apkures ierīces (sildītāji, radiatori, caurules).

Parastai apkures sistēmai pietiek ar vienu termostatu, savukārt ar kolektora shēmu ir vēlams izmantot vairākus sensorus, kuru skaits sakrīt ar istabu skaitu. Tas ļaus jums individuāli pielāgot temperatūru atsevišķās telpās.

Ierīces pievienošana tiek veikta saskaņā ar instrukcijām, kas ir tehniskajā pasē, izmantojot spailes vai kabeli, kas iekļauti komplektā.

Nepieciešama temperatūras kontrole termiskais sensors “siltajā grīdā” var atrasties dziļi betona klona pamatnē. Šajā gadījumā aizsardzībai var izmantot gofrētu cauruli ar vienu slēgtu galu un slīpu līkumu.

Pēdējā funkcija ļauj noņemt salauztu ierīci un vajadzības gadījumā to aizstāt ar jaunu.

Ierīces uzstādīšana ir šāda:

1. Stiprinājuma stiprināšanai sienā ir ierīkots padziļinājums.
2. Priekšējā daļa tiek noņemta no temperatūras sensora, pēc tam ierīce tiek uzstādīta sagatavotajā vietā.
3. Tālāk apkures kabelis ir savienots ar kontaktiem, bet sensori ir savienoti ar spailēm.

Pēdējais solis ir pieslēgt strāvas kabeli un uzstādīt priekšējo paneli tā vietā.

Apkures katla termostata savienojuma shēma ir sīki aprakstīta šo rakstu.

Ja ierīcei, kuras funkcionalitātei nepieciešams sensoru iekšējs savienojums, ir sarežģīts dizains, labāk ir sazināties ar speciālistiem.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Zemāk esošajā videoklipā ir aprakstīts, kā uzstādīt termiskās ierīces katlā:

Vai sensoru uzstādīšana pie padeves un atpakaļgaitas caurulēm atšķiras:

Temperatūras sensori tiek plaši izmantoti gan dažādās nozarēs, gan mājas vajadzībām. Plašs šādu ierīču klāsts, kuru pamatā ir dažādi darbības principi, ļauj izvēlēties labāko variantu kādas konkrētas problēmas risināšanai.

Mājās un dzīvokļos šādas ierīces visbiežāk tiek izmantotas, lai telpās uzturētu komfortablu temperatūru, kā arī pielāgotu apkures sistēmas - baterijas, grīdas apsildi.

Vai jums ir ko papildināt, vai jums ir jautājumi par temperatūras sensora izvēli un uzstādīšanu? Jūs varat komentēt publikāciju, piedalīties diskusijās un dalīties ar savu pieredzi, izmantojot šādas ierīces. Kontakta forma atrodas apakšējā blokā.