Temperaturgivare för uppvärmning: ändamål, typer, installationsinstruktioner

Vid drift av värmeanordningar krävs det att kontrollera kylvätskans uppvärmningsgrad såväl som inomhusluften. Temperaturgivare för uppvärmning hjälper till att ta bort och överföra information, information som kan läsas visuellt eller omedelbart skickas till regulatorn.

Vi erbjuder att förstå hur temperatursensorer fungerar, vilka typer av styrenheter som finns och vilka parametrar som bör beaktas när du väljer en enhet. Dessutom har vi utarbetat steg-för-steg-instruktioner som hjälper dig självständigt att installera temperatursensorn på värmevärmaren.

Principen för drift av den termiska sensorn

Du kan styra värmesystemet på olika sätt, inklusive:

• automatiska enheter för snabb strömförsörjning;
• säkerhetsövervakningsenheter;
• blandningsenheter.

För korrekt funktion av alla dessa grupper behövs temperatursensorer som ger signaler om enheternas funktion. Genom att övervaka avläsningarna på dessa enheter kan du identifiera fel i systemet i tid och vidta korrigerande åtgärder.

Det finns många typer av instrument som används för att ta temperatur. De kan nedsänkas i kylvätskor, användas inomhus eller placeras utanför

Temperaturgivaren kan användas som en separat anordning, till exempel för att reglera rumstemperaturen, eller vara en otydlig del av en komplex anordning, till exempel en värmepanna.

Grunden för sådana anordningar som används vid automatiserad styrning är principen för att konvertera temperaturindikatorer till en elektrisk signal. På grund av detta kan mätresultaten snabbt överföras över nätverket i form av en digital kod, vilket garanterar hög hastighet, känslighet och mätnoggrannhet.

Samtidigt kan olika enheter för att mäta uppvärmningssteget ha designfunktioner som påverkar ett antal parametrar: arbete i en viss miljö, överföringsmetod, visualiseringsmetod och andra.

Typer av temperaturmätare

Termiska enheter kan klassificeras enligt ett antal viktiga kriterier, inklusive metoden för överföring av information, plats- och installationsförhållanden, samt läsealgoritmen.

Med metoden för informationsöverföring

Enligt metoden som används för att överföra information delas sensorerna i två stora kategorier:

• trådanordningar;
• trådlösa sensorer.

Ursprungligen var alla sådana anordningar utrustade med ledningar genom vilka temperatursensorer var anslutna till styrenheten och överförde information till den. Även om dessa enheter nu ersätts av trådlösa analoger används de fortfarande ofta i enkla kretsar.

Dessutom är trådbundna sensorer mer exakta och pålitliga.

För att säkerställa den koordinerade driften av den trådbundna sensorn som används i kompositanordningen är det önskvärt att kombinera den med utrustning som tillverkas av samma tillverkare

Nuförtiden har trådlösa enheter blivit utbredda, som oftast överför information med hjälp av en sändare och en radiovågmottagare. Sådana enheter kan monteras nästan överallt, inklusive ett separat rum eller utomhus.

Viktiga egenskaper hos sådana temperatursensorer är:

• närvaron av ett batteri;
• mätfel;
• signalöverföringsområde.

Trådlösa / trådbundna enheter kan helt ersätta varandra, men det finns vissa funktioner i deras funktion.

Efter plats och metod för placering

På monteringsplatsen är sådana anordningar indelade i följande sorter:

• fakturor kopplade till värmekretsen;
• nedsänkbar i kontakt med kylvätskan;
• inomhus belägen i ett bostads- eller kontorsutrymme;
• externa, som finns utanför.

I vissa enheter kan flera typer av sensorer användas samtidigt för temperaturreglering.

Enligt läsmekanismen

Med metoden för att demonstrera information kan enheter vara:

• bimetall;
• alkohol.

I den första utföringsformen antas man använda två plattor gjorda av olika metaller, såväl som en indikator. När temperaturen stiger deformeras ett av elementen och skapar tryck på pilen. Avläsningarna för sådana enheter har god noggrannhet, men deras inertitet är ett stort minus.

Bimetall- och alkoholtermostater installeras ofta på värmeutrustning, till exempel pannor. De låter dig övervaka uppvärmningen, vilket överskrider vilket kan leda till dödliga konsekvenser.

Sensorer vars funktion är baserad på användning av alkohol är nästan helt utan denna nackdel. I detta fall expanderas en alkoholinnehållande lösning till en hermetiskt tillsluten kolv, som expanderar vid uppvärmning. Designen är ganska elementär, pålitlig, men inte särskilt bekväm för observation.

Olika typer av temperatursensorer

För att ta temperaturavläsningar används enheter med en annan funktionsprincip. Bland de mest populära är enheterna nedan.

Termoelement: exakt avlägsnande - svårt att tolka

En sådan anordning består av två trådar sammansvetsade, tillverkade av olika metaller. Den temperaturskillnad som uppstår mellan de varma och kalla ändarna fungerar som en elektrisk strömkälla på 40-60 μV (indikatorn beror på termoelementets material).

De mest använda kombinationerna av metaller och legeringar för framställning av termoelement är: krom-aluminium, järn-costantan, järn-nickel, nickel-krom och andra.

Ett termoelement anses vara en högprecisions-temperatursensor, men det är ganska svårt att ta exakta avläsningar från det.För att göra detta måste du känna till elektromotorkraften (EMF) med hjälp av temperaturdifferensen på enheten.

För att resultatet ska vara korrekt är det viktigt att kompensera för temperaturen i den kalla korsningen, till exempel med användning av en hårdvaru-metod i vilken det andra termoelementet placeras i en miljö med en förutbestämd temperatur.

Mjukvarukompensationsmetoden innebär att en annan temperatursensor placeras i isocamera tillsammans med kalla korsningar, vilket gör att du kan kontrollera temperaturen med en viss noggrannhet.

Vissa svårigheter orsakas av processen att ta data från ett termoelement på grund av dess olinjäritet. För indikeringarnas noggrannhet införde GOST R 8.585-2001 polynomkoefficienter, som möjliggör översättning av EMF till temperatur, samt utförande av inversa operationer.

Ett annat problem är att avläsningarna är gjorda i mikrovolter, för omvandling av vilka det är omöjligt att använda allmänt tillgängliga digitala enheter. För att använda ett termoelement i strukturer är det nödvändigt att tillhandahålla exakta, flera bitars givare med en minimal ljudnivå.

Termistorer: enkelt och enkelt

Det är mycket lättare att mäta temperatur med hjälp av termistorer, som är baserade på principen om beroende av materialens motstånd på omgivningstemperatur. Sådana anordningar, till exempel tillverkade av platina, har så viktiga fördelar som hög noggrannhet och linearitet.

Huvudproblemet med sådana temperatursensorer kan betraktas som en extremt låg temperaturskoefficient, men det är fortfarande lättare att mäta det exakt än att fånga små värden på termoelementspänning

En viktig egenskap hos ett motstånd är basmotståndet vid en viss temperatur. Enligt GOST 21342.7-76 mäts denna indikator vid 0 ° C. Det rekommenderas att ett antal motståndsvärden (Ohms) liksom T_ks - temperaturkoefficient.

T-indikator_ks beräknat med formeln:

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

där:

• R_e - motstånd vid aktuell temperatur;
• R_0c - motstånd vid 0 ° C;
• T_e - aktuell temperatur;
• T_0c - 0 ° C

GOST tillhandahåller också temperaturkoefficienter som tillhandahålls för olika mätanordningar tillverkade av koppar, nickel, platina och indikerar också de polynomiska koefficienter som används för att beräkna temperaturen baserat på strömmotståndsindikatorer.

Termistorsensorer är utbredda inom elektronik- och verkstadsindustrin på grund av noggrannheten i avläsningar, känslighet och krävande drift

Motståndet kan mätas genom att ansluta enheten till den aktuella källkretsen och mäta differentiell spänning. Indikatorer kan styras med integrerade kretsar, vars analoga utgång är lika med den medföljande spänningen.

Termiska sensorer med liknande enheter kan säkert anslutas till en analog-digital-omvandlare och digitalisera den med en åtta eller tio-bitars ADC.

Digital sensor för samtidiga mätningar

Digitala temperatursensorer har också använts i stor utsträckning, till exempel DS18B20-modellen, vars funktion utförs med ett chip med tre utgångar. Tack vare denna enhet är det möjligt att ta temperaturavläsningar samtidigt från flera sensorer som arbetar parallellt, medan felet bara är 0,5° C.

En populär modell är den kombinerade SHT1-temperaturen / fuktighetssensorn, som gör att du kan mäta värme med en noggrannhet på + 2 ° och fukt med ett fel på +5. Emellertid hävdar tillverkaren att det finns mer exakta och ekonomiska enheter

Bland de andra fördelarna med denna anordning kan också noteras ett brett intervall av driftstemperaturer (-55 + 125 ° C). Den största nackdelen är den långsamma funktionen: för de mest exakta beräkningarna kräver enheten minst 750 ms.

Kontaktlösa irometrar (termiska bilder)

Handlingen av dessa närhetssensorer är baserad på fixering av termisk strålning från kropparna. För att karakterisera detta fenomen används den mängd energi som frisätts per tidsenhet från en enhetsyta, vilken är per enhet i våglängdsområdet.

Ett liknande kriterium som reflekterar intensiteten hos monokromatisk strålning kallas spektral ljusstyrka.

Följande typer av pyrometrar är tillgängliga:

• strålning;
• luminans (optisk);
• färg.

strålning pyrometrar tillåta mätningar inom 20-25000 ° C, men för att bestämma temperaturen är det viktigt att ta hänsyn till strålningskoefficientens ofullständighet, vars verkliga värde beror på kroppens fysiska tillstånd, dess kemiska sammansättning och andra faktorer.

Det huvudsakliga aktiva elementet i strålningssensorn är ett teleskop, inuti vilket är ett batteri som består av en seriekrets av termoelement. Arbetsändarna på dessa enheter är belägna på en platinabelagd lob (+)

Ljusstyrka (optiska) pyrometrar Utformad för att mäta temperaturer på 500-4000 ° C. De ger hög mätnoggrannhet, men de kan snedvrida avläsningar på grund av eventuell absorption av strålning från kroppar av ett mellanliggande medium genom vilket observationer görs.

Färgpyrometrarvars handlingar är baserade på bestämning av strålningsintensiteten vid två våglängder - företrädesvis i den röda eller blå delen av spektrumet, används för mätningar i intervallet 800 till 0 ° C.

Deras främsta fördel är att strålningens ofullständighet inte påverkar mätfelen. Dessutom är indikatorerna oberoende av avståndet till objektet.

Kvarts temperaturomvandlare (piezoelektriska)

För att ta temperaturavläsningar inom -80 + 250 ° C kan du använda kvartsomvandlare (piezoelektriska element), vars princip är baserad på frekvensberoende för kvarts på uppvärmning. I detta fall påverkar skärets position längs de kristallina axlarna omvandlarens funktion.

Piezoelektriska enheter (kvarts) används oftast vid forskning, eftersom sådana anordningar kännetecknas av ett utökat mätområde, tillförlitlighet, hög noggrannhet

Piezoelektriska sensorer kännetecknas av fin känslighet, hög upplösning, de kan arbeta pålitligt under lång tid. Sådana anordningar används ofta vid tillverkning av digitala termometrar och anses vara en av de mest lovande enheterna för framtida tekniker.

Buller (akustiska) temperatursensorer

Funktionen av sådana anordningar tillhandahålls genom att ta bort den akustiska potentialskillnaden beroende på temperaturen på motståndet.

Akustiska metoder låter dig ta temperaturavläsningar i trånga utrymmen och miljöer där direkt mätning inte är möjlig. Liknande enheter används inom medicin, undervattensforskning och inom industrin

Mätmetoden med sådana sensorer är ganska enkel: det är nödvändigt att jämföra bruset som produceras av två liknande element, varav ett är på ett tidigare känt, och det andra vid en bestämd temperatur.

Akustiska temperatursensorer är lämpliga för att mäta intervallet -270 - +1100°C. Dessutom ligger processens komplexitet i den för låga ljudnivån: ljuden som avges från förstärkaren drunknar den ibland ut.

NQR-temperatursensorer

Kärnan i driften av kärnkvadrupolresonanstermometrar är verkan av fältgradienten, som utgör kristallgitteret och kärnans ögonblick - en indikator orsakad av laddningens avvikelse från sfärens symmetri.

Som ett resultat av detta fenomen uppstår en procession av kärnor: dess frekvens beror på lutningfältets lutning. Temperaturen påverkar också storleken på denna indikator: dess stigning orsakar en minskning av NQR-frekvensen.

Huvudelementet i sådana sensorer är en ampull med ett ämne som är placerat i en induktanslindning ansluten till generatorkretsen.

Fördelen med enheterna är obegränsad mätlängd, tillförlitlighet och stabil drift. Nackdelen är mätningernas icke-linearitet, vilket gör det nödvändigt att använda konverteringsfunktionen.

Halvledarapparater

En kategori av enheter som fungerar på grund av förändringar i egenskaperna hos pn-korsningen orsakad av temperatur. Spänningen vid transistorn är alltid proportionell mot temperatureffekten, vilket gör det enkelt att beräkna denna faktor.

Fördelarna med sådana anordningar är hög dataan noggrannhet, låg kostnad, linjäritet hos egenskaper över hela mätområdet. Installation av sådana anordningar görs bekvämt direkt på ett halvledarsubstrat, vilket gör dem utmärkta för mikroelektronik.

Volumetriska temperatursensorer

Sådana anordningar är baserade på den välkända principen om expansion och sammandragning av ämnen som observeras under upphettning eller kylning. Sådana sensorer är ganska praktiska. De kan användas för att bestämma temperaturer mellan -60 - + 400 ° С.

För möjligheten till visuell temperaturreglering är de flesta av temperatursensorerna i rummen utrustade med displayer som de aktuella värdena visas på.

Det är viktigt att komma ihåg att mätningar av vätskor med sådana anordningar är begränsade av kokning och frysningstemperaturer, och av gaser genom deras övergång till ett flytande tillstånd. Mätfelet orsakat av påverkan av miljön för dessa enheter är ganska litet: det varierar mellan 1-5%.

Val av temperatursensorer

När du väljer sådana enheter, faktorer som:

• temperaturområde i vilket mätningarna utförs;
• behovet och förmågan att fördjupa sensorn i ett objekt eller miljö;
• mätförhållanden: för att ta indikatorer i en aggressiv miljö är det bättre att föredra ett icke-kontaktalternativ eller en modell placerad i ett korrosionsskydd;
• enhetens livslängd före kalibrering eller utbyte - vissa typer av enheter (till exempel termistorer) misslyckas tillräckligt snabbt;
• tekniska data: upplösning, spänning, signalmatningshastighet, fel;
• utsignalens storlek.

I vissa fall är materialet i enhetens hölje också viktigt, och när det används inomhus - storlek och design.

Riktlinjer för DIY-installation

Sådana apparater används ofta för olika ändamål: de är utrustade med radiatorer, värmepannor och andra hushållsapparater.

Innan du påbörjar installationen bör du läsa instruktionerna noga: det indikerar inte bara installationsfunktionerna (till exempel dimensioner för anslutning till munstycket), utan också driftsreglerna samt temperaturgränserna för vilken mätanordningen är lämplig.

Det är också nödvändigt att ta hänsyn till hylsans storlek, som kan variera mellan 120-160 mm.

Tänk på de två vanligaste fallen av montering av en temperatursensor.

Ansluter enheten till kylaren

Det är inte nödvändigt att utrusta alla värmeapparater med en termostat. Enligt bestämmelserna sensorer monterade på batterietom dess totala kapacitet överstiger 50% av värmeproduktionen med liknande system. Om det finns två värmare i rummet installeras termostaten endast på en med högre effektindikator.

Temperaturgivaren är en obligatorisk del av temperaturkontrollerna, vilket gör det möjligt att minska eller öka uppvärmningen av radiatorer, golvvärme och andra värmeapparater

Enhetens ventil är installerad på matningsröret på platsen för anslutningen av kylaren till värmenätet. Om det är omöjligt att sätta in den i en befintlig krets är det nödvändigt att demontera matningsledningen, vilket kan orsaka vissa svårigheter.

För att utföra denna manipulation är det nödvändigt att använda ett verktyg för skärning av rör, medan installationen av ett termiskt huvud görs enkelt utan specialutrustning. Så snart sensorn är monterad räcker det att kombinera de märken som gjorts på höljet och enheten, varefter huvudet fixeras genom att jämn trycka på handen.

Montering av en lufttemperaturgivare

En sådan anordning installeras i det kallaste vardagsrummet utan drag (i hallen, köket eller pannrummet, installationen är oönskad, eftersom det kan orsaka störningar i systemet).

När du väljer en plats måste du se till att solljus inte faller på enheten, det inte bör finnas några värmeapparater (värmare, radiatorer, rör) i närheten.

För ett konventionellt värmesystem räcker en termostat, medan det med en kollektorkrets är önskvärt att använda flera sensorer, vars antal sammanfaller med antalet rum. Detta gör att du kan justera temperaturen individuellt i separata utrymmen.

Anslutning av enheten utförs enligt instruktionerna i det tekniska passet med hjälp av terminalerna eller kabeln som ingår i satsen.

Temperaturövervakning krävs termisk sensor i det "varma golvet" kan vara beläget djupt i betongmattan. I detta fall kan ett korrugerat rör med en stängd ände och en sluttande böj användas för skydd.

Den senare funktionen låter dig ta bort en trasig enhet och ersätta den med en ny vid behov.

Installationen av enheten är som följer:

1. Ett urtag är anordnat i väggen för montering av fästet.
2. Den främre delen tas bort från temperatursensorn, varefter enheten installeras på den förberedda platsen.
3. Därefter ansluts värmekabeln till kontakterna medan sensorerna är anslutna till terminalerna.

Det sista steget är att ansluta strömkabeln och installera frontpanelen på sin plats.

Termostatanslutningsdiagrammet för värmepannan beskrivs i detalj i den här artikeln.

Om enheten, för den funktion som sensorernas interna anslutning är nödvändig, har en komplex design, är det bättre att kontakta specialister.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Videon nedan beskriver hur man installerar termiska apparater på en panna:

Avviker installationen av sensorerna på matnings- och returledningarna:

Temperatursensorer används ofta både i olika branscher och för hushållsändamål. Ett brett utbud av sådana enheter, som bygger på olika driftsprinciper, låter dig välja det bästa alternativet för att lösa ett visst problem.

I hem och lägenheter används sådana enheter oftast för att upprätthålla en behaglig temperatur i lokalerna, samt justera värmesystem - batterier, golvvärme.

Har du något att komplettera eller har du frågor om att välja och installera en temperatursensor? Du kan lämna kommentarer på publikationen, delta i diskussioner och dela din egen erfarenhet med sådana enheter. Kontaktformuläret finns i det nedre blocket.