Przewodnik po badaniach cienkowarstwowych: klasy dokładności, okablowanie i ocena dostawcy

Pierwszą oznaką tego, że coś jest nie tak z cienkowarstwowym czujnikiem RTD, rzadko jest dramatyczna awaria. Jest to powolna niezgodność z sąsiednim czujnikiem, odczyt pełzający podczas cyklu nagrzewania lub trend wsadowy, który nie pasuje już do receptury. W jednym przypadku robotnik kuchenny trzy razy w ciągu osiemnastu miesięcy wymieniał zespół w płaszczu pasteryzatora, przekonany, że to element wadliwy. Prawdziwą przyczyną było połączenie dwuprzewodowe, które dodało około 2,6 oma rezystancji przewodu do obwodu Pt100, co stanowi około 6,8 stopnia błędu, który pętla kalibracyjna została po cichu zamaskowana podczas uruchamiania, a następnie utracona podczas ponownego okablowania listwy zaciskowej.

Cienkowarstwowe elementy RTD są właściwym rozwiązaniem dla większości przemysłowych pomiarów temperatury w zakresie od -70°C do 400°C, szczególnie tam, gdzie jest mało miejsca, występują wibracje lub potrzebne są setki czujników w rozsądnej cenie jednostkowej. Są złym wyborem w temperaturach powyżej około 500°C, w zastosowaniach, w których długoterminowa stabilność ma większe znaczenie niż rozmiar, oraz w każdym obwodzie, w którym okablowanie nie zostało przemyślane. Pozostała część tego przewodnika wyjaśnia, jak rozróżnić te sytuacje i czego wymagać od producenta przed złożeniem zamówienia.

Cienkowarstwowy czujnik rezystancyjny to platynowy element oporowy wykonany przez nałożenie bardzo cienkiej warstwy platyny na podłoże ceramiczne, uformowanie jej w meander i przycięcie laserowe tak, aby rezystancja wynosiła 100 omów, 500 omów lub 1000 omów w temperaturze 0 ° C. Ponieważ warstwa czujnikowa jest cienka, a podłoże małe, element reaguje szybko, dość dobrze toleruje wibracje i może być produkowany w dużych ilościach z zachowaniem stałych tolerancji. Te trzy cechy wyjaśniają prawie każdą decyzję projektową, którą podejmiesz w oparciu o nie.

Warto jasno przedstawić zasadę działania, ponieważ od niej zależy późniejsza każda praktyczna decyzja. Rezystancja platyny rośnie w przewidywalny, niemal liniowy sposób wraz ze wzrostem temperatury, około 0,385 oma na stopień w przypadku elementu o rezystancji 100 omów i 3,85 oma na stopień w przypadku elementu o rezystancji 1000 omów. Nadajnik lub miernik przepuszcza przez element niewielki, stabilny prąd, mierzy powstałe napięcie lub rezystancję i przekształca je w temperaturę. Wszystko, co zwiększa opór tej pętli, czy to przewód prowadzący, skorodowany zacisk, czy słaba spoina, jest odczytywane jako dodatkowa temperatura.

Czym jest cienkowarstwowy czujnik RTD i w czym przewyższa element nawijany drutem

Element cienkowarstwowy składa się z warstw. Podłoże z tlenku glinu zapewnia wsparcie mechaniczne i izolację elektryczną. W procesie napylania osadza się na niej warstwę platyny, zwykle o grubości znacznie poniżej dwóch mikrometrów. Fotolitografia i trawienie kształtują tę warstwę w długą, wąską ścieżkę, dzięki czemu opór jest wystarczająco wysoki, aby był użyteczny. Następnie laser przycina ścieżkę, aż element zmierzy rezystancję docelową w temperaturze odniesienia, zwykle przycinając z dokładnością do ułamka procenta. Folię chroni szklana lub epoksydowa warstwa pasywacyjna, do której dołączone są dwa lub cztery przewody prowadzące, często ze zgrzewem punktowym lub połączeniem przewodzącym.

Cały element może mieć wymiary dwa milimetry na dwa milimetry lub pięć milimetrów na dziesięć i mieć grubość poniżej milimetra. Dzięki tej małej masie termicznej goły element cienkowarstwowy może osiągnąć dziewięćdziesiąt procent skokowej zmiany w ciągu kilku sekund, podczas gdy element nawinięty drutem o podobnej nominalnej dokładności może zająć kilka razy więcej czasu. Jest to również powód, dla którego elementy cienkowarstwowe lepiej radzą sobie z wibracjami i wstrząsami: nie ma w nich cienkiej cewki, która mogłaby się przesunąć, zwisać lub zwierać.

Kompromis pojawia się w wysokiej temperaturze. Element drutowy zawiesza cewkę z bardzo czystego drutu platynowego w ceramicznej formie, dzięki czemu wykrywany metal jest ciągły, pozbawiony naprężeń i można go wyżarzać. Element cienkowarstwowy jest przyklejony do podłoża, a niedopasowanie rozszerzalności cieplnej pomiędzy platyną i tlenkiem glinu powoduje naprężenia mechaniczne za każdym razem, gdy element się nagrzewa i ochładza. Ten stres się kumuluje. Poniżej około 400°C efekt jest umiarkowany i przewidywalny; powyżej 500 °C dominuje, a dryft przyspiesza.

Gdzie to pozostawia kupującego? Jeśli proces przebiega w temperaturze poniżej 400°C, jeśli sonda musi zmieścić się w małej osłonie termometru, jeśli maszyna wibruje lub jeśli pętla wymaga szybkiej reakcji w celu zapewnienia kontroli, rozsądną odpowiedzią inżynierską jest cienka folia. Jeśli proces przebiega w piecu w temperaturze 600°C lub czujnik stanowi wzorzec odniesienia używany do kalibracji innych, element drutowy jest nadal lepszym narzędziem.

Okablowanie cienkowarstwowe RTD: Pt100, Pt1000 oraz wersja 2-, 3- i 4-przewodowa

Element stanowi tylko połowę wymiaru. Druga połowa to obwód łączący go z instrumentem i to właśnie w tym miejscu traci się większość codziennej dokładności.

Pt100 lub Pt1000

Pt100 zmienia się o około 0,385 oma na stopień. Pt1000 zmienia się o około 3,85 oma na stopień, dziesięć razy więcej. Dzięki tej wyższej czułości elementy Pt1000 lepiej tolerują długie przebiegi dwuprzewodowe: jeden om rezystancji przewodu to około 2,6°C błędu w przypadku Pt100 i tylko około 0,26°C w przypadku Pt1000. Wadą jest to, że elementy Pt1000 wymagają niższego prądu wzbudzenia, aby uniknąć samonagrzewania, są nieco bardziej wrażliwe na zakłócenia elektryczne i zwykle kosztują nieco więcej. W przypadku przyrządów montowanych na panelu, które zajmują niewiele miejsca, maszyn wieloczujnikowych i pętli dwuprzewodowych, często praktycznym rozwiązaniem jest Pt1000. W przypadku pomiarów czteroprzewodowych o wysokiej dokładności, powszechnym wyborem pozostaje Pt100.

Ile błędów dodaje każdy schemat okablowania?

Rozważ realistyczny przykład. Dwa przewody miedziane o przekroju 0,5 mm², każdy o długości dziesięciu metrów, dodają w sumie około 0,7 oma w temperaturze pokojowej. W przypadku Pt100 jest to około 1,8°C przesunięcia. Użyj cieńszego kabla o średnicy 0,22 mm² i długości trzydziestu metrów, a dodatkowy opór może przekroczyć cztery omy, czyli więcej niż dziesięć stopni w przypadku Pt100. Ten sam kabel w Pt1000 dodaje mniej niż jeden stopień.

W przypadku połączenia trójprzewodowego zakłada się, że dwa przewody przewodzące prąd mają identyczną rezystancję. Kiedy to nastąpi, anuluje większość błędów odprowadzenia. Jeśli tak się nie dzieje, błąd resztkowy jest prawdziwy: niedopasowanie 0,1 oma między rdzeniami wynosi około 0,26 °C w przypadku Pt100. To niedopasowanie wzrasta wraz z temperaturą, jeśli żyły biegną różnymi trasami, co jest jednym z powodów, dla których należy utrzymywać kabel w jednym dopasowanym przebiegu i unikać mieszania żył z różnych bębnów.

Jeśli określasz zestaw z przetwornikiem montowanym na głowicy, sprawdź, czy przetwornik obsługuje wejście trój- czy czteroprzewodowe i czy listwa zaciskowa rzeczywiście ma odpowiednią liczbę zacisków. Zaskakująco często spotyka się element czteroprzewodowy podłączony do przetwornika trójprzewodowego z powodu błędnego odczytania etykiet zacisków.

Klasy dokładności cienkowarstwowych czujników RTD i co naprawdę oznacza tolerancja w temperaturze

Klasa wydrukowana w arkuszu danych stanowi ograniczenie, a nie obietnicę dotyczącą procesu. Opisuje, jak bardzo element może odbiegać od standardowej krzywej rezystancja-temperatura w określonej temperaturze i nie mówi nic o tym, jak zachowuje się zespół po zainstalowaniu w osłonie termometrycznej.

Poniższa tabela przedstawia cztery typowe klasy tolerancji określone dla platynowych elementów oporowych w punkcie oblodzenia. Odczytywanie tego jako porównania wielkości, a nie zestawu samych liczb, sprawia, że ​​praktyczna luka staje się wyraźniejsza: klasa C pozwala na sześciokrotne odchylenie od klasy AA.

Kiedy porównujesz ten wykres z rzeczywistą specyfikacją, liczą się trzy rzeczy. Po pierwsze, limity klas są zwykle podawane w punkcie oblodzenia, a dodatek rośnie wraz z temperaturą. Pierwiastek klasy A może mieć temperaturę około 0,15 plus 0,002-krotność temperatury bezwzględnej, czyli blisko jednego stopnia przy 400 °C. Element klasy B może mieć temperaturę około 0,30 plus 0,005 temperatury bezwzględnej, czyli ponad dwa stopnie w tym samym punkcie.

Po drugie, klasa dotyczy elementu, a nie gotowej sondy. Gdy element zostanie umieszczony w osłonie ze stali nierdzewnej z kablem w izolacji mineralnej, zespół dodaje swój własny błąd wynikający z przewodzenia trzpienia, głębokości zanurzenia i dopasowania osłony. Element klasy A w słabo zanurzonej sondzie może z łatwością zapewnić wydajność klasy C.

Po trzecie, na prawdziwej linii produkcyjnej różnica pomiędzy klasami jest często mniej istotna niż powtarzalność. Cienkowarstwowy czujnik rezystancyjny klasy B, który po każdym cyklu powraca do temperatury 0,1°C, jest bardziej użyteczny niż element klasy AA, który dryfuje w niestabilnej instalacji. Kupując zespół płaszczowy lub montowany na głowicy, poproś producenta o dane kalibracyjne dla dwóch lub trzech temperatur, a nie tylko o klasę wydrukowaną na etykiecie.

Granice temperatury, dryft i samonagrzewanie w elementach cienkowarstwowych

W arkuszach danych często podaje się szeroki zakres temperatur roboczych, czasami od -200°C do 600°C. Zakres ten opisuje, co element przetrwa, a nie to, co będzie robił przez lata. W pracy ciągłej większość elementów cienkowarstwowych może wytrzymać temperaturę od -70°C do około 400°C, przy czym wahania są większe, jeśli występują rzadko. Poza tym nagromadzenie naprężeń termicznych w folii przyspiesza dryf, a przyczyną awarii jest zwykle powolne przesunięcie rezystancji w górę, a nie obwód otwarty.

Dryf najlepiej wyrazić jako współczynnik w określonych warunkach, dlatego też każdą pojedynczą liczbę należy traktować ostrożnie. Przydatnym pytaniem dla dostawcy jest to, w jaki sposób element został zakwalifikowany: ile godzin w jakiej temperaturze, ile cykli termicznych pomiędzy jakimi granicami i jaka była zmierzona później zmiana rezystancji w punkcie lodu. Dostawca, który może pokazać metodę testową i wielkość próbki, jest bardziej wiarygodny niż ten, który podaje dane dotyczące stabilności bez kontekstu.

Samonagrzewanie to kolejny cichy błąd. Pochodzi z prądu wzbudzenia, który instrument przepływa przez element. Dla Pt100 przy 1 mA moc rozproszona wynosi około 0,1 miliwata; dla Pt1000 przy tym samym prądzie jest to około 1 miliwat. W nieruchomym powietrzu mały element może wzrosnąć o około 0,2 °C na miliwat, więc Pt1000 zasilany napięciem 1 mA może z tego powodu odczytać nawet dwie dziesiąte stopnia. Wewnątrz osłony termometrycznej z przyzwoitym kontaktem termicznym efekt jest znacznie mniejszy, dlatego samonagrzewanie jest rzadko widoczne w dobrze zainstalowanej sondzie, a często widoczne w gołym elemencie wiszącym w powietrzu.

Czas reakcji podlega tej samej logice. Goły dwumilimetrowy element może osiągnąć dziewięćdziesiąt procent zmiany skokowej w ciągu jednej do trzech sekund. Ten sam element wewnątrz sześciomilimetrowej sondy w osłonie z kablem w izolacji mineralnej może zająć od piętnastu do trzydziestu sekund. Żadna liczba nie jest błędna; po prostu odpowiadają na różne pytania. Jeśli pętla kontroluje reakcję egzotermiczną, reakcję ustala sonda, a nie element. Jeśli pętla rejestruje powolny zbiornik, nawet wolna sonda jest w porządku.

Cienkowarstwowe zespoły RTD: opcje osłonowe, montowane na głowicy i do stosowania w obszarach niebezpiecznych

Większość kupujących nie kupuje elementu. Kupują zestaw, który już rozwiązuje problemy mechaniczne, elektryczne i związane z bezpieczeństwem konkretnej instalacji. Element wewnątrz jest jedną z kilku zmiennych.

Sondy montażowe i głowicowe

Klasyczny montaż polega na umieszczeniu elementu cienkowarstwowego w rurze ochronnej ze stali nierdzewnej lub Inconelu, uszczelnieniu go głowicą przyłączeniową i zakończeniu przewodów na ceramicznej listwie zaciskowej. Zamontowany na głowicy przetwornik zamienia rezystancję w sygnał 4–20 mA w punkcie pomiaru, co eliminuje konieczność stosowania długich przewodów i pozwala na przeniesienie sygnału z powrotem do sterowni za pomocą standardowego kabla przyrządowego. Jest to konfiguracja koń pociągowy dla zbiorników, rurociągów, suszarek i wymienników ciepła.

BRT montażu Zwykle używa się go z przyrządem wyświetlającym, przyrządem rejestrującym, komputerem i innymi urządzeniami, do bezpośredniego pomiaru procesu produkcyjnego substancji stałych w postaci cieczy, pary i gazu... Zobacz produkt →

Konstrukcje osłonowe i elastyczne

Tam, gdzie sztywna sonda nie pasuje lub gdzie czujnik musi podążać po zakrzywionej ścieżce, dobrze sprawdzi się konstrukcja z osłoną z kablem w izolacji mineralnej i zginaną sekcją. Izolacja z tlenku magnezu zagęszcza element i przewody, zapewnia dobry kontakt termiczny i zapewnia izolację elektryczną. Sondy te są powszechnie stosowane w wytłaczarkach tworzyw sztucznych, małych rurociągach i maszynach, do których dostęp jest utrudniony.

Obszary niebezpieczne i środowiska specjalne

Głowice przeciwwybuchowe, iskrobezpieczne przetworniki i sondy wielopunktowe z kilkoma elementami na różnych głębokościach istnieją nie bez powodu. Na przykład zespół wielopunktowy umożliwia jedno przejście przez ścianę naczynia i raportowanie temperatury na trzech poziomach, co często jest tańsze i prostsze niż trzy oddzielne dysze. Wybierz te opcje, gdy wymaga tego ocena zagrożenia, geometria statku lub plan konserwacji, a nie tylko dlatego, że wyglądają solidniej na stronie katalogu.

Dopasowanie montażu do procesu

Trzy pytania rozstrzygają większość wyborów dotyczących montażu. Jak głęboko można wprowadzić sondę i czy głębokość ta wynosi co najmniej dziesięciokrotność średnicy osłony plus długość elementu czujnikowego? Jakie jest ciśnienie procesowe i prędkość przepływu oraz czy osłona będzie wibrować? A co stanie się z elektryką, jeśli wilgoć dotrze do listwy zaciskowej? Jeżeli nie uda się odpowiedzieć na te trzy pytania, zgromadzenie, które przybędzie, będzie kompromisem.

Materiały użyte do wykonania elementu: wybór drutu stopowego i przewodnika

Nie każda część systemu temperaturowego jest czujnikiem temperatury. Przewody prowadzące, przedłużacze i przewody kompensacyjne decydują o czystości przesyłanego sygnału, a ten sam zakład często potrzebuje stopów oporowych i drutu ze stopu termopary do innych zadań pomiarowych i grzewczych.

Wewnątrz sondy znaczenie ma materiał przewodu prowadzącego. Niklowane i niklowane przewodniki miedziane są powszechne, ponieważ są odporne na utlenianie w umiarkowanych temperaturach i niezawodnie spawają się z elementem. Miedź posrebrzana zapewnia niższą rezystancję, ale ulega szybszej degradacji, jeśli do zespołu dostanie się wilgoć. Tam, gdzie wewnętrzne okablowanie musi wytrzymać wyższe temperatury, zamiast tego stosuje się nikiel lub stopy na bazie niklu, kosztem nieco wyższej rezystancji i sztywności w dotyku.

Na zewnątrz sondy przewody przedłużające i kompensacyjne łączą czujnik z przyrządem. W przypadku elementu oporowego wymagania są proste: dopasowane rdzenie miedziane o niskiej rezystancji, o stałym przekroju i dobrym ekranowaniu. W przypadku obwodów termopar wymagania są inne, ponieważ przedłużacz musi odpowiadać właściwościom termoelektrycznym pary, a niewłaściwy stop powoduje błąd w każdym punkcie połączenia. W zakładach często obydwa systemy pracują obok siebie, dlatego też zakup przewodów od dostawcy, który rozumie oba systemy, jest wart niewielkiej różnicy w cenie.

Jakość stopu widoczna jest również w drucie używanym do zastosowań oporowych i grzewczych. Stała rezystywność, tolerancja średnicy i wykończenie powierzchni wpływają na zachowanie drutu po jego nawinięciu lub uformowaniu. Przewodnik po główne rodzaje drutów stopowych, ich budowa i sposób ich doboru jest dostępny dla czytelników, którzy określą te materiały wraz z czujnikami temperatury.

Jak ocenić producenta lub dostawcę cienkowarstwowych urządzeń RTD

Różnice cenowe pomiędzy dostawcami czegoś, co wygląda na tę samą sondę, zwykle wyjaśnia się tym, czego nie pokazano w ofercie: źródłem elementu, tolerancją przycięcia, gatunkiem kabla, danymi kalibracyjnymi i sprzętem terminala. Ustrukturyzowane porównanie zajmuje dwadzieścia minut i pozwala zaoszczędzić miesiące.

Zacznij od identyfikowalności. Zapytaj, czy do elementu dołączony jest numer partii oraz czy gotowa sonda jest badana indywidualnie czy poprzez pobranie próbek. Dostawca, który testuje każdą jednostkę i prowadzi dokumentację, może odpowiedzieć na skargę dotyczącą jakości, podając dane. Dostawca przeprowadzający badanie poprzez pobieranie próbek nie może tego zrobić.

Następnie zapoznaj się z ofertą kalibracji. Poważny producent może dostarczyć certyfikat zawierający zmierzone wartości w punkcie oblodzenia i w drugiej temperaturze, wraz z niepewnością zastosowanego odniesienia. Do większości prac przemysłowych wystarczą dwa punkty; trzy punkty pasują do zastosowań o wąskiej rozpiętości lub regulowanych.

Na równą uwagę zasługują dwa punkty handlowe. Najpierw zapytaj, jak dostawca radzi sobie z małymi zamówieniami rozwojowymi. Producent, który może dostarczyć kilka prototypów o określonej długości, a następnie przeskalować do produkcji, jest bardziej przydatny niż ten, który podaje tylko objętości kontenerów. Po drugie, sprawdź, co się stanie, jeśli przekroczona zostanie tolerancja. Pisemne zobowiązanie do wymiany jednostek przekraczających tolerancję jest uzasadnioną prośbą, a odpowiedź wiele mówi o sposobie funkcjonowania fabryki.

Porównując oferty, przeliczaj wszystko na tę samą podstawę. Sonda wydawana bez przetwornika, bez danych kalibracyjnych i z krótszą osłoną nie jest tańsza; po prostu przenosi koszty na zespół uruchamiający.

Kontrola instalacji i uruchomienia cienkowarstwowego czujnika RTD

Błąd instalacji kosztuje więcej dokładności niż aktualizacja klasy. Najpierw przeanalizuj punkty mechaniczne, potem elektryczne, a następnie weryfikuj.

Kontrole mechaniczne

Najczęstszym problemem jest zanurzenie. Z reguły długość wsunięcia powinna być co najmniej dziesięciokrotna w stosunku do średnicy osłony, plus taka, aby zakryła element czujnikowy, tak aby trzpień nie odprowadzał ciepła z końcówki. W przypadku małych rurociągów sondę należy ustawić pod kątem do przepływu, zamiast ustawiać ją prostopadle, i umieścić ją w miejscu poruszania się cieczy, a nie w martwym punkcie. Użyj osłony termometrycznej z odpowiednim kontaktem i, jeśli proces na to pozwala, niewielkiej ilości związku termicznego w celu poprawy sprzęgania.

Płaszczowy czujnik rezystancyjny Składa się z rury ochronnej ze stali nierdzewnej, proszku izolacyjnego z tlenku magnezu, kombinacji drutów termopary, całości poprzez zagęszczenie matrycą stałą, pod ciśnieniem, se... Zobacz produkt →

Sprawdź moment obrotowy przyłącza procesowego i ustawienie głowicy, aby wilgoć nie mogła przedostać się do listwy zaciskowej. Dławnice kablowe skierowane do góry to powolny wyciek, który może nastąpić.

Kontrole elektryczne

Kable czujników należy trzymać z dala od przetwornic częstotliwości i kabli silnika, a tam, gdzie nie da się uniknąć skrzyżowania, należy je krzyżować pod kątem prostym. Ekranuj kabel i uziemiaj ekran tylko po stronie przyrządu. Przed podłączeniem sprawdzić rezystancję izolacji sondy w izolacji mineralnej; odczyt znacznie powyżej stu megaomów przy napięciu stu woltów prądu stałego jest rozsądnym oczekiwaniem w przypadku suchej, nieuszkodzonej sondy.

Upewnij się, że liczba przewodów jest zgodna z wejściem przyrządu. Następnie potwierdź, że zasięg nadajnika obejmuje okno procesowe z marginesem. Przetwornik skonfigurowany na temperaturę od 0 do 100°C ulegnie zakłóceniu podczas cyklu czyszczenia na miejscu, a powstałe w ten sposób luki w danych są często wykrywane kilka tygodni później.

Weryfikacja uruchomienia

Prosta kontrola punktu oblodzenia na głowicy terminala lub porównanie z drugą sondą w odległości kilku centymetrów pozwala wykryć większość problemów przed rozpoczęciem produkcji. Zanotuj uzyskany odczyt, temperaturę otoczenia i konfigurację okablowania. Jeśli później zapadnie podejrzenie, że ta sama sonda dryfuje, zapis ten zamienia argument w decyzję.

Gdzie cienkowarstwowy RTD osiąga swój limit i co należy określić zamiast tego

Istnieją zastosowania, w których element cienkowarstwowy będzie rozczarowujący, a ich wczesne rozpoznanie jest częścią dobrego określenia specyfikacji.

Najwyraźniejszym przypadkiem są utrzymujące się temperatury powyżej około 500 °C. Do tej grupy zaliczają się piece, piece, kanały spalinowe i niektóre procesy obróbki cieplnej, a lepszym rozwiązaniem jest zwykle element drutowy lub termopara. Drugim przypadkiem są bardzo szybkie cykle termiczne: powtarzające się skoki temperatury w szerokim zakresie przyspieszają naprężenia powodujące dryft, nawet jeśli temperatura szczytowa wygląda na akceptowalną na papierze.

Trzecią przyczyną jest znęcanie się mechaniczne. Elementy cienkowarstwowe są małe i sztywne, ale podłoża są kruche. Sonda regularnie uderzana przez spadający materiał lub wprowadzana do strumienia niosącego duże cząstki ulegnie uszkodzeniu w osłonie na długo przed usterką elementu. Prawidłową reakcją jest cięższa osłona lub twarda okładzina, a nie inny element.

Tam, gdzie medium jest ścierne, powlekana lub zbrojona sonda chroni element i zapewnia stabilność pomiaru. W liniach szlamowych, krystalizujących chemikaliach i przewodach transportu pneumatycznego zużycie następuje na zewnątrz sondy, a po przeniknięciu osłony element następuje szybko.

Odporny na ścieranie czujnik RTD Technologia farb chroniących przed zużyciem, żeliwo o wysokiej zawartości chromu i stop wysokotemperaturowy za pomocą rur plazmowych wykonanych z różnych materiałów, specjalnie do pomiarów wysokiego zużycia... Zobacz produkt →

Czwartym przypadkiem jest wnikanie wilgoci. Jeśli sonda jest codziennie myta lub znajduje się w atmosferze kondensacyjnej, zespół potrzebuje uszczelnionej głowicy, odpowiednich dławików i kabla odpornego na warunki środowiskowe. Element premium za nieszczelnym dławikiem będzie źle odczytywał w ciągu kilku tygodni.

Wreszcie wodór i niektóre atmosfery redukujące w wysokiej temperaturze mogą wpływać na pierwiastki platynowe. Jeśli Twój proces obejmuje te warunki, zadaj pytanie producentowi przed złożeniem zamówienia, a nie po pierwszej awarii.

Ryzyko związane z zaopatrzeniem, które kosztuje więcej niż czujnik

Większość problemów zakupowych z czujnikami temperatury nie jest tajemnicą techniczną. Są to znane handlowe skróty z przewidywalnymi konsekwencjami.

• Niezweryfikowane twierdzenia dotyczące tolerancji. Sonda opisana jako klasa A bez danych pomiarowych może zachować klasę w punkcie oblodzenia, ale nie po montażu, lub może po prostu należeć do nieprzetestowanej klasy B. Zapytaj o zmierzone wartości.
• Okablowanie opisane luźno. Trójprzewodowa sonda dostarczana z dwużyłowym kablem wymusza na instalatorze improwizację. W zamówieniu należy określić liczbę przewodów, rozmiar rdzenia i ekran.
• Niedopasowane nadajniki. Przetwornik montowany na głowicy z nieprawidłową konfiguracją wejścia lub zakresem zacinającym się podczas cykli czyszczenia powoduje luki w danych, które wyglądają jak awarie czujnika.
• Zastąpienie osłony. Zmiana gatunku stali nierdzewnej lub grubości ścianki w celu obniżenia kosztów wpływa jednocześnie na odporność na korozję, tolerancję na wibracje i kontakt termiczny.
• Niespójny kabel pomiędzy partiami. Jeśli rezystancja przewodu zmienia się w zależności od dostawy, zmienia się także temperatura zmierzona w pętli dwuprzewodowej. Zdefiniuj okno akceptacji.
• Brak strategii części zamiennych. Pojedyncza zapasowa sonda rzadko wystarcza do obsługi pętli krytycznej. Zachowaj skalibrowaną część zapasową i zapisz jej wartości referencyjne.

Schemat jest w każdym przypadku taki sam: oszczędność widoczna jest na fakturze, koszt pojawia się w godzinach konserwacji, odchyleniach jakościowych produktów i wielokrotnym badaniu przyczyn źródłowych. Hurtownia lub firma handlowa może być doskonałym źródłem, jeśli kontroluje te zmienne; Trudnością nie jest model biznesowy, lecz brak dokumentacji.

Często zadawane pytania dotyczące wyboru i dostaw cienkowarstwowych urządzeń RTD

Co to jest cienkowarstwowy RTD i jak działa?

Cienkowarstwowy czujnik RTD to platynowy element oporowy, w którym bardzo cienka warstwa platyny jest osadzona na podłożu ceramicznym i utworzona w ścieżkę rezystancyjną. Element jest przycinany w taki sposób, aby jego rezystancja była równa określonej wartości, np. 100 lub 1000 omów, w temperaturze 0°C. Wraz ze wzrostem temperatury rezystancja rośnie w przewidywalny sposób, a podłączony przyrząd przekształca tę zmianę w odczyt temperatury. Konstrukcja jest szybko reagująca i kompaktowa, dlatego dominuje w ogólnych pomiarach przemysłowych.

Czy cienkowarstwowy czujnik RTD jest tak samo dokładny jak czujnik drutowy?

W umiarkowanych temperaturach oba mogą spełniać tę samą klasę tolerancji, więc dokładność jest porównywalna, gdy oba są mierzone i certyfikowane. Różnica pojawia się w czasie i temperaturze. Elementy drutowe na ogół lepiej utrzymują swoją wartość powyżej 500°C i przy powtarzalnych cyklach w szerokim zakresie, podczas gdy elementy cienkowarstwowe zapewniają szybszą reakcję i lepszą tolerancję na wibracje w zakresie, w którym faktycznie pracuje większość instalacji.

Czy powinienem wybrać Pt100 czy Pt1000 do cienkowarstwowego czujnika RTD?

Wybierz Pt100, gdy potrzebujesz niskiego prądu wzbudzenia, pomiaru czteroprzewodowego lub szerokiego wyboru przetworników. Wybierz Pt1000, jeśli kabel jest długi i chcesz mieć pętlę dwuprzewodową bez znaczących błędów rezystancji przewodu lub gdy kilka czujników korzysta ze wspólnego kompaktowego przyrządu. W przypadku elementu Pt1000 należy utrzymywać niski prąd wzbudzenia, aby samonagrzewanie pozostało niewielkie.

Czy cienkowarstwowy czujnik RTD może być stosowany w temperaturze powyżej 500°C?

Może wytrzymać krótkie wycieczki, ale ciągła praca w temperaturze powyżej około 400 do 500 ° C przyspiesza dryft w większości konstrukcji cienkowarstwowych. Jeśli Twój proces odbywa się w tym regionie na stałe, element uzwojony drutem lub termopara jest zwykle bardziej ekonomicznym i długoterminowym wyborem, biorąc pod uwagę robociznę zastępczą i straty produkcyjne.

Jak długo wytrzymuje cienkowarstwowy RTD?

Żywotność zależy w znacznie większym stopniu od temperatury, cykliczności i wilgotności niż od samego elementu. Sonda w stabilnym obiegu wody o temperaturze 150°C może wytrzymać wiele lat, podczas gdy ten sam element w procesie cyklicznym w temperaturze 450°C może wykroczyć poza tolerancję w ciągu kilku miesięcy. Śledź znalezione odczyty w każdym interwale konserwacji, aby instalacja nauczyła się własnego interwału wymiany zamiast zgadywać.

Jak wybrać pomiędzy połączeniem trzyprzewodowym a czteroprzewodowym?

Użyj kabla czteroprzewodowego, gdy potrzebujesz największej dokładności, gdy kabel jest długi, a jego rezystancja jest niepewna lub gdy zakres pomiarowy jest wąski. Kabel trójprzewodowy jest odpowiedni dla większości pętli przemysłowych i jest akceptowany przez większość przetworników montowanych na głowie. Niezależnie od tego, co wybierzesz, pamiętaj, aby żyły były dopasowane i unikaj mieszania kabli z różnych partii w tej samej pętli.

Czy potrzebuję osłony termometrycznej do cienkowarstwowego czujnika RTD?

Jeśli proces przebiega pod ciśnieniem, jest żrący lub musi działać do czasu wymiany czujnika, należy zastosować osłonę termometryczną. Osłona termometryczna chroni także sondę przed wibracjami wywołanymi przepływem i uszkodzeniami mechanicznymi, kosztem wolniejszej reakcji. W przypadku czystych instalacji niskociśnieniowych, gdzie można zaplanować konserwację, czasami lepszym kompromisem jest sonda zanurzeniowa.

Jakie informacje należy przesłać producentowi w celu wyceny?

Wyślij medium procesowe, temperaturę roboczą i szczytową, ciśnienie, wymaganą długość zanurzenia i rozmiar przyłącza, typ i klasę elementu, konfigurację okablowania, wymagania dotyczące głowicy lub przetwornika oraz ilość, łącznie z częściami zamiennymi. Jeśli możesz dodać potrzebne temperatury kalibracji, wycena będzie kompletna, zamiast zawierać pięć dodatkowych pytań.

Gdzie iść dalej

Praktyczna sekwencja jest prosta: zidentyfikuj okno procesu, wybierz typ i klasę elementu dla tego okna, wybierz konfigurację okablowania pasującą do instrumentu, a następnie wybierz zespół, który przetrwa w danym środowisku. Wszystko inne, łącznie z preferencjami dotyczącymi marki, wynika z tych czterech decyzji.

Obie strony warto przejrzeć przed sfinalizowaniem specyfikacji, ponieważ obejmują te części łańcucha pomiarowego, które znajdują się poza elementem i najczęściej pozostają niezdefiniowane w zamówieniu.

Technologia cienkowarstwowa RTD zyskała swoje miejsce, ponieważ rozwiązała jednocześnie szereg praktycznych problemów: mały rozmiar, szybka reakcja, dobre zachowanie wibracyjne i ekonomiczna produkcja seryjna. Żadna z tych zalet nie rekompensuje błędu okablowania, małej głębokości zanurzenia lub osłony, która nie wytrzyma procesu. Nabywcy, którzy uzyskują najlepsze długoterminowe wyniki, to ci, którzy traktują element, obwód i złożenie jako jedną specyfikację i proszą producenta o dane pomiarowe, a nie o list klasowy.

Kiedy jesteś gotowy, aby przejść od specyfikacji do zaopatrzenia, jasne zapytanie dotyczące warunków procesu, ilości i wymagań kalibracyjnych szybko doprowadzi Cię do praktycznej odpowiedzi, a dostawca, który prześle rysunki i dane testowe, jest zazwyczaj tym, którego warto zatrzymać.