Сензори температуре за грејање: сврха, врсте, упутства за уградњу

Када користите грејне уређаје, потребно је контролисати степен загревања расхладне течности, као и ваздуха у просторији. Сензори температуре за грејање помажу у уклањању и преношењу информација, од којих се информације могу визуелно прочитати или одмах послати на регулатор.

Нудимо да разумемо како раде сензори температуре, који типови управљачких уређаја постоје и које параметре треба узети у обзир при избору уређаја. Поред тога, припремили смо детаљна упутства која ће вам помоћи да самостално инсталирате температурни сензор на радијатору грејања.

Принцип рада термичког сензора

Системом грејања можете да управљате разним методама, укључујући:

• аутоматски уређаји за правовремено напајање;
• јединице за надзор сигурности;
• јединице за мешање

За исправан рад свих ових група потребни су сензори температуре који дају сигнале о раду уређаја. Надгледање очитања ових уређаја омогућава вам да на време препознате неисправности у систему и предузмете корективне мере.

Постоје многе врсте инструмената који се користе за подношење температуре. Могу се уронити у расхладне течности, користити у затвореном или поставити споља

Сензор температуре може се користити као посебан уређај, на пример, за контролу собне температуре, или бити неодвојиви део сложеног уређаја, на пример, грејног котла.

Основа таквих уређаја који се користе у аутоматизованом управљању је принцип претварања индикатора температуре у електрични сигнал. Због тога се резултати мерења могу брзо пренети преко мреже у облику дигиталног кода, што гарантује велику брзину, осетљивост и тачност мерења.

У исто време, различити уређаји за мерење степена грејања могу имати дизајнерске карактеристике које утичу на бројне параметре: рад у одређеном окружењу, начин преноса, метод визуелизације и други.

Врсте уређаја за мерење температуре

Термички уређаји се могу класификовати према више важних критеријума, укључујући начин преноса информација, локацију и услове инсталације, као и алгоритам очитавања.

Методом преноса информација

Према методи која се користи за пренос информација, сензори су подељени у две велике категорије:

• жичани уређаји;
• бежични сензори.

У почетку су сви такви уређаји били опремљени жицама преко којих су сензори температуре спојени на управљачку јединицу, преносећи информације на њу. Иако су ови уређаји сада замењени бежичним колегама, они се и даље често користе у једноставним круговима.

Поред тога, жични сензори су тачнији и поузданији.

Да би се осигурао координирани рад жичног сензора који се користи у композитном уређају, пожељно је комбиновати га са опремом коју производи исти произвођач

Данас су бежични уређаји који најчешће преносе информације користећи предајник и пријемник радио таласа добили широку дистрибуцију. Такви уређаји се могу монтирати готово свуда, укључујући засебну собу или отворени ваздух.

Важне карактеристике таквих температурних сензора су:

• присуство батерије;
• грешка мерења;
• опсег преноса сигнала.

Бежични / ожичени уређаји могу потпуно заменити један другог, међутим, постоје неке карактеристике у њиховом раду.

Према локацији и начину смештаја

На месту причвршћивања, такви уређаји су подељени у следеће сорте:

• фактуре прикључене на круг грејања;
• потопљени у контакту са расхладном течношћу;
• унутарњи који се налази у стамбеном или пословном простору;
• спољне, које се налазе споља.

У неким јединицама се може користити више типова сензора истовремено за контролу температуре.

Према механизму читања

Методом приказивања информација уређаји могу бити:

• биметални;
• алкохол.

У првом аспекту, претпоставља се да користе две плоче направљене од различитих метала, као и индикатор за бирање. Како температура расте, један од елемената се деформише, стварајући притисак на стрелицу. Очитавање таквих уређаја је добре тачности, али њихова инертност је велики минус.

Биметални и алкохолни термостати често се постављају на грејну опрему, попут котлова. Омогућују вам праћење грејања, прекорачење које може довести до фаталних последица.

Сензори чији се рад заснива на употреби алкохола готово су у потпуности лишени овог недостатка. У том случају се раствор који садржи алкохол шири у херметички затворену тиквицу, која се након загревања шири. Дизајн је прилично елегантан, поуздан, али не баш прикладан за посматрање.

Различите врсте сензора температуре

За узимање очитавања температуре користе се уређаји различитог принципа рада. Међу најпопуларнијим су уређаји наведени у наставку.

Термопарови: тачно уклањање - потешкоће у тумачењу

Такав уређај састоји се од две жице заварене заједно, израђене од различитих метала. Температурна разлика која настаје између врућег и хладног краја служи као извор електричне струје од 40-60 μВ (индикатор зависи од материјала термоелемента).

Најчешће коришћене комбинације метала и легура за производњу термоелемената су: хром-алуминијум, гвожђе-костантан, гвожђе-никл, никл-хром и друге

Термоелемент се сматра сензором високе прецизности температуре, међутим, из њега је прилично тешко узети тачна очитања.Да бисте то учинили, морате знати електромоторну силу (ЕМФ) користећи температурну разлику уређаја.

Да би резултат био тачан, важно је надокнадити температуру хладног споја, користећи, на пример, хардверску методу у којој се други термоелемент поставља у средину претходно познате температуре.

Софтверски начин компензације укључује постављање другог сензора температуре у изокамеру заједно са хладним спојницама, што вам омогућава контролу температуре са заданом тачношћу.

Извесне потешкоће узрокује поступак преузимања података из термоелемента због његове нелинеарности. За тачност индикација, ГОСТ Р 8.585-2001 увео је коефицијенте полинома, који омогућавају превођење ЕМФ-а у температуру, као и обављање инверзних операција.

Други проблем је што се очитања узимају у микроволтима, за конверзију којих је немогуће користити широко доступне дигиталне уређаје. Да бисте користили термоелемент у структурама, потребно је обезбедити тачне, више битне претвараче са минималним нивоом буке.

Термистори: лако и једноставно

Много је лакше измерити температуру помоћу термистора, који су засновани на принципу зависности отпорности материјала од температуре околине. Такви уређаји, на пример, направљени од платине, имају тако важне предности као што су велика тачност и линеарност.

Главни проблем таквих температурних сензора може се сматрати изузетно ниским температурним коефицијентом отпора, међутим, ипак је лакше тачно га измерити него ухватити мале вредности напона термопарова

Важна карактеристика отпорника је основни отпор на одређеној температури. Према ГОСТ 21342.7-76, овај индикатор се мери на 0 ° Ц. Препоручује се одређени број отпорности (Охма), као и Т_{полицајац} - коефицијент температуре

Т индикатор_{полицајац} израчунато по формули:

Т_{полицајац} = (Р_е - Р_0ц) / (Т_е - Т_0ц) * 1 / Р_0ц,

Где:

• Р_е - отпор на тренутној температури;
• Р_0ц - отпорност на 0 ° Ц;
• Т_е - тренутна температура;
• Т_0ц - 0 ° Ц.

ГОСТ такође обезбеђује температурне коефицијенте предвиђене за различите мерне уређаје од бакра, никла, платине и такође означава полиномне коефицијенте који се користе за израчунавање температуре на основу показатеља тренутног отпора.

Термисторски сензори су широко распрострањени у електронској и инжењерској индустрији, због тачности очитања, осетљивости и незахтевног рада

Отпор се може мерити повезивањем уређаја са струјним кругом и мерењем диференцијалног напона. Индикатори се могу управљати помоћу интегрисаних кола, чији је аналогни излаз једнак испорученом напону.

Термички сензори са сличним уређајима могу се сигурно повезати на аналогно-дигитални претварач, дигитализујући га са осам или десет-битним АДЦ-ом.

Дигитални сензор за истовремено мерење

Дигитални сензори температуре су такође широко коришћени, на пример, модел ДС18Б20, чији се рад врши помоћу чипа са три излаза. Захваљујући овом уређају могуће је истовремено очитавање очитавања температуре са неколико сензора који раде паралелно, док је грешка само 0,5° Ц.

Популарни модел је СХТ1 комбиновани сензор температуре / влажности, који вам омогућава да мерите топлоту са тачношћу од + 2 °, а влажност са грешком +5. Међутим, сам произвођач тврди да постоје тачнији и економичнији уређаји

Међу осталим предностима овог уређаја може се истаћи и широк распон радних температура (-55 + 125 ° Ц). Главни недостатак је спор рад: за најтачније прорачуне, уређају је потребно најмање 750 мс.

Бесконтактни мериоци (топлотни уређаји)

Деловање ових сензора близине засновано је на фиксирању топлотног зрачења из тела. За карактеризацију овог феномена користи се количина енергије која се ослобађа по јединици времена са јединице јединице, а која је по јединици распона таласне дужине.

Сличан критеријум који одражава интензитет монохроматског зрачења назива се спектрална светлост.

Доступне су следеће врсте пирометра:

• зрачење;
• осветљеност (оптичка);
• боја.

Зрачење пирометри омогућавају мерења унутар 20-25000 ° Ц, међутим за одређивање температуре важно је узети у обзир коефицијент непотпуности зрачења, чија стварна вредност зависи од физичког стања тела, његовог хемијског састава и других фактора.

Главни активни елемент сензора за зрачење је телескоп, унутар којег је батерија која се састоји од серијског круга термопарова. Радни крајеви ових уређаја смештени су на платинозном слоју (+)

Светла (оптичка) пирометри Дизајниране за мерење температура од 500-4000 ° Ц. Омогућавају високу тачност мерења, међутим могу искривити очитавања због могуће апсорпције зрачења из тела средњим медијумом кроз који се врше опажања.

Колор пирометричија се деловања заснивају на одређивању интензитета зрачења на две таласне дужине - по могућности у црвеном или плавом делу спектра, користе се за мерења у опсегу од 800 до 0 ° Ц.

Њихова главна предност је што некомплетност зрачења не утиче на грешке мерења. Поред тога, индикатори не зависе од растојања до објекта.

Кварцни температурни претварачи (пиезоелектрични)

Да бисте узели очитања температуре унутар -80 + 250 ° Ц, можете користити кварцне претвараче (пиезоелектрични елементи), чији се принцип заснива на фреквенцијској зависности кварца од загревања. У овом случају, положај реза дуж кристалних осе утиче на функцију претварача.

У истраживању се најчешће користе пиезоелектрични (кварцни) уређаји, јер такве уређаје карактерише проширени опсег мерења, поузданост и велика тачност

Пиезоелектрични сензори одликују се фином осетљивошћу, великом резолуцијом, способни су да поуздано раде дуже време. Овакви уређаји се широко користе у производњи дигиталних термометра и сматрају се једним од најперспективнијих уређаја за будуће технологије.

Бучни (акустички) сензори температуре

Функционисање таквих уређаја обезбеђује се уклањањем разлике звучних потенцијала у зависности од температуре отпорника.

Акустичке методе омогућавају снимање температуре у затвореним просторима и окружењима где директно мерење није могуће. Слични уређаји се користе у медицини, подводним истраживањима, као и у индустрији

Метода мерења таквим сензорима је прилично једноставна: потребно је упоредити буку коју производе два слична елемента, од којих је један на познатој температури, а други на одређеној температури.

Акустични температурни сензори погодни су за мерење интервала -270 - +1100°Ц. Штавише, сложеност процеса лежи у прениском нивоу буке: звукови које емитује појачало понекад га утапају.

НКР сензори температуре

Суштина рада нуклеарних четверополних резонантних термомера је деловање градијента поља, које формирају кристалну решетку и момент језгре - индикатор проузрокован одступањем наелектрисања од симетрије кугле.

Као резултат ове појаве настаје процесирање језгара: његова учесталост зависи од градијента поља решетке. Температура такође утиче на величину овог индикатора: његов пораст узрокује пад фреквенције НКР.

Главни елемент таквих сензора је ампула са супстанцом која се налази у намоту индуктивности спојеном на круг генератора.

Предност уређаја је неограничено трајање мерења, поузданост и стабилан рад. Недостатак је нелинеарност мерења, због чега је неопходно користити функцију претворбе.

Полупроводнички уређаји

Категорија уређаја која ради на основу промена у карактеристикама пн спајања изазваних температуром. Напон на транзистору увек је пропорционалан ефекту температуре, што олакшава израчунавање овог фактора.

Предности таквих уређаја су велика прецизност података, ниска цена, линеарност карактеристика у целом опсегу мерења. Уградња таквих уређаја повољно се врши директно на полуводичкој подлози, што их чини одличним за микроелектронику.

Волуметријски сензори температуре

Такви уређаји се заснивају на добро познатом принципу ширења и контракције супстанци примећених током загревања или хлађења. Такви сензори су прилично практични. Они се могу користити за одређивање температура између -60 - + 400 ° С.

За могућност визуелне контроле температуре, већина сензора температуре која се налазе у просторијама опремљена је дисплејима на којима су приказане тренутне вредности.

Важно је запамтити да су мерења течности са таквим уређајима ограничена температурама кључања и замрзавања, а гасова њиховим преласком у течно стање. Погрешка мерења изазвана утицајем околине за ове уређаје је прилично мала: варира између 1-5%.

Избор сензора температуре

Када бирате такве уређаје, следећи фактори:

• опсег температуре у којој се врше мерења;
• потребу и способност да се урони сензор у предмет или околину;
• услови мерења: за узимање индикатора у агресивном окружењу, боље је одабрати неконтактну опцију или модел смештен у антикорозивном кућишту;
• век уређаја пре калибрације или замене - неке врсте уређаја (на пример, термистори) отказују се довољно брзо;
• технички подаци: резолуција, напон, брзина напајања сигнала, грешка;
• магнитуде излазног сигнала

У неким је случајевима важан и материјал кућишта уређаја, а када се користи у затвореном простору - величина и дизајн.

ДИИ смернице за инсталацију

Такви уређаји се широко користе у разне сврхе: опремљени су радијаторима, бојлерима и другим кућанским апаратима.

Пре почетка инсталације, пажљиво прочитајте упутства: она не садржи само карактеристике уградње (на пример, димензије за спајање на млазницу), већ и правила рада, као и температурне границе за које је мерни уређај погодан.

Такође је потребно узети у обзир величину чахуре која може варирати између 120-160 мм.

Размотримо два најчешћа случаја уградње сензора температуре.

Спајање уређаја на радијатор

Није потребно опремити све грејне апарате термостатом. Према прописима, сензори монтирани на батеријуако његов укупни капацитет прелази 50% производње топлотне енергије сличним системима. Ако у соби постоје два грејача, термостат је инсталиран само на једном који има већи индикатор снаге.

Сензор температуре је обавезни део регулатора температуре, који омогућава смањење или повећање загревања радијатора, подног грејања и других грејних уређаја

Вентил уређаја уграђује се на доводну цев на месту спајања радијатора на грејну мрежу. Ако га је немогуће уметнути у постојећи круг, потребно је демонтирати кабл за напајање, што може проузроковати потешкоће.

Да бисте извршили ову манипулацију, потребно је користити алат за резање цеви, док се уградња топлотне главе лако врши без посебне опреме. Чим је сензор монтиран, довољно је да комбинујете ознаке на кућишту и уређају, након чега се глава фиксира притиском руке.

Постављање сензора температуре ваздуха

Такав уређај је инсталиран у најхладнијој дневној соби без пропуха (у ходнику, кухињи или котловници, његова уградња је непожељна, јер може проузроковати поремећаје у систему).

Приликом одабира места, морате водити рачуна да сунчева светлост не падне на уређај, а у близини не би требало да постоје грејни уређаји (грејачи, радијатори, цеви).

За конвенционални систем грејања довољан је један термостат, док је за колекторски круг пожељно користити неколико сензора, чији се број поклапа са бројем просторија. То ће вам омогућити да индивидуално подесите температуру у одвојеним просторима.

Повезивање уређаја врши се према упутствима која су у техничкој путовници, помоћу терминала или кабла који су укључени у комплет.

Потребно је надзирати температуру термички сензор у „топлом поду“ могу се налазити дубоко у бетонској естрихи. У овом случају се за заштиту може користити валовита цев са једним затвореним крајем и косо нагиб.

Ова последња функција омогућава вам да уклоните покварени уређај и по потреби га замените новим.

Инсталација уређаја је следећа:

1. У зиду је постављено удубљење за постављање наставка.
2. Предњи део се скида са сензора температуре, након чега се уређај инсталира на припремљену локацију.
3. Затим је грејни кабл повезан са контактима, док су сензори повезани на прикључке.

Завршни корак је спајање кабла за напајање и постављање предње плоче на његово место.

Дијаграм повезивања термостата за грејни котао је детаљно описан у овај чланак.

Ако уређај, за чију је функцију неопходна унутрашња веза сензора, има сложен дизајн, боље је контактирати стручњаке.

Закључци и корисни видео о овој теми

Видео испод приказује детаље како инсталирати термичке уређаје на бојлер:

Да ли се уградња сензора на доводној и повратној цеви разликује:

Температурни сензори се широко користе како у разним индустријама тако и за кућне потребе. Широк спектар таквих уређаја који се заснивају на различитим принципима рада омогућава вам да одаберете најбољу опцију за решавање одређеног проблема.

У домовима и становима такви се уређаји најчешће користе за одржавање угодне температуре у просторијама, као и за подешавање система грејања - батерије, подно грејање.

Имате ли нешто за допуну или имате питања о избору и инсталирању сензора температуре? Можете остављати коментаре на публикацију, учествовати у дискусијама и делити своје искуство користећи такве уређаје. Образац за контакт налази се у доњем блоку.