Что охватывает эта категория
Температуру измеряют двумя способами: подводят датчик к среде и ждут, пока он не сравняется с ней по температуре, или считывают инфракрасное излучение поверхности. Контактные датчики дешевле, точнее и применяются гораздо чаще; бесконтактные нужны там, где к объекту нельзя поднести зонд, где он движется или где датчик не выдержал бы контакта с ним.
Сам чувствительный элемент - обычно самая простая часть выбора. То, будет ли установка работать, определяет стык: материал оболочки против коррозионной или абразивной среды, глубина погружения против реального потока, время отклика против скорости изменения процесса и наличие защитной гильзы, которая позволяет менять датчик, не разгерметизируя трубопровод.
В категорию входят сам элемент, узел вокруг него - защитная гильза, головка, присоединение - и электроника, которая превращает милливольты или изменение сопротивления в величину, понятную щиту управления.
Типы изделий в измерение температуры
| Тип изделия | Принцип действия | Обычно применяется для |
| Термопара | Милливольтный сигнал, возникающий в месте спая двух разнородных металлов | Термические печи и печи обжига, отработавшие газы и любые задачи, где процесс горячий и быстро меняется, где прочный элемент важнее стабильности |
| Термосопротивление и Pt100 | Сопротивление чистого металлического элемента предсказуемо меняется с температурой | Точное и устойчивое измерение примерно до 600 °C и любой отсчёт, который должен быть прослеживаемым |
| Термистор | Полупроводниковый элемент с большим изменением сопротивления в узкой области | ОВиК, медицинская техника и бытовые приборы, где нужна чувствительность на ограниченном участке диапазона |
| Передатчик температуры | Преобразуют сигнал элемента в линейный выход | Любая задача, где значение передаётся в систему управления, а сопротивление кабеля иначе исказило бы его |
| Инфракрасный пирометр | Собственное излучение поверхности, пересчитанное в температуру | Подвижные, вращающиеся, токоведущие и недоступные объекты; проверки безопасности пищевых продуктов и маршруты предиктивного обслуживания |
| Тепловизор | Двумерная картина собственного излучения поверхности | Поиск неисправностей на щите, в подшипнике или по контуру здания, когда картина важнее одного отсчёта |
| Защитная гильза | Карманы, отделяющие датчик от процесса | Технологии под давлением, в коррозионных и опасных средах, где датчик нужно извлекать без остановки процесса |
| Регулятор температуры | Сравнивают измеренное значение с уставкой и управляют выходом | Нагреватели, печи, водяные бани и упаковочное оборудование, где температура регулируется на месте |
Как выбрать датчик температуры
Правильный прибор для задачи редко бывает единственный, но всегда есть обосновуемый короткий список и набор ответов, который отбрасывает остальное. Вот вопросы, которые это решают.
- Тип элемента по фактическому рабочему диапазону, а не по каталожному максимуму. Сорт с очень высокой верхней границей часто хуже всего работает именно на том участке, где вы измеряете.
- Время отклика: датчик в массивной защитной гильзе защищён, но медлителен. Если процесс меняется быстрее, чем узел успевает за ним, показание отстаёт от истины на известную и иногда неприемлемую величину.
- Глубина погружения: при недостаточной глубине показание уходит к температуре окружающей среды через стенку трубы и присоединение. Правильное погружение даёт больше, чем элемент более высокого класса.
- Материал оболочки и гильзы по среде: нержавеющая сталь закрывает большинство задач, для хлоридов, сульфидов и высокотемпературного окисления нужны более стойкие сплавы или защитное покрытие.
- Защитная гильза или погружение напрямую: от этого зависит, можно ли заменить датчик без остановки процесса и распространяется ли класс давления на весь узел.
- Тип присоединения и головки: резьба, фланец или зажим, а также нужна ли защищённая от погоды или взрывозащищённая головка и местный отсчёт.
- Путь сигнала: прямая проводка или передатчик в клеммной головке, и достаточна ли длина линии, чтобы сопротивления проводов и помехи имели значение.
- Условия в клеммной головке: там нередко горячее или влажнее, чем предполагает спецификация прибора.
- Классификация зоны, которая задаёт концепцию защиты и тем самым набор доступных головок и передатчиков.
- Требование к калибровке: должна ли установка быть прослеживаемой и как часто её предполагается проверять.
Подбор по порядку
- Установите рабочий диапазон и скорость изменения температуры. Диапазон сужает выбор элемента, скорость решает, какую защиту он может нести.
- Решите, возможно ли вообще контактное измерение. Если объект движется, находится под напряжением или к нему не подступиться, переходите к инфракрасному методу.
- При контактном измерении выбирайте элемент: термосопротивление там, где важны стабильность и прослеживаемость, термопару там, где важны диапазон и выносливость.
- Определите, нужна ли защитная гильза: ответ следует из давления, агрессивности среды и требования менять датчик без останова процесса.
- Подберите глубину погружения по трубе или аппарату и сверьте её с расчётом гильзы, а не по привычке.
- Решите, где преобразуется сигнал: в головке, в местном регуляторе или в системе управления.
- Примените условия среды и классификацию зоны к головке, кабельному вводу и проводке.
- Зафиксируйте требование к калибровке и документ, который должен сопровождать заказ.
Сравнение технологий
| Элемент | Сильная сторона | Ограничение | С чем лучше всего применять |
| Термопара типа K | Широкий диапазон, прочность, невысокая стоимость, быстрое время отклика | Дрейфует со временем и при высокой температуре; нужна компенсация холодного спая | Печи, испытательные стенды, общая промышленная индикация |
| Термопара типа J | Больший сигнал на градус, чем у типа K | Железный электрод окисляется; диапазон уже | Действующие установки старого парка и восстановительная среда |
| Термопары типа N и типа T | N стабильнее K при температуре; T предпочтительна при низких и криогенных значениях | Реже приняты в действующих стандартах предприятия; у T медный электрод, который ограничивает верхнюю границу | Специальные задачи, где решает дрейф или точность при низкой температуре |
| Термосопротивление Pt100 | Наиболее стабильно и воспроизводимо примерно до 600 °C; характеристика почти линейная | Медленнее термопары; стоит дороже; нужны три или четыре провода, чтобы исключить сопротивление линии | Прослеживаемое технологическое измерение, контроль качества, лаборатория и калибровка |
| Инфракрасный | Бесконтактность: нет ни загрязнения, ни тепловой инерции, и доступен движущийся объект | Заранее нужна известная излучательная способность поверхности; через стекло, пар и пыль измерение не проходит; прибор видит пятно, а не объём | Вращающееся оборудование, токоведущие соединения, пищевые поверхности, нагретые заготовки |
Термосопротивление - более точный ответ, термопара - более выносливый. Когда важны оба качества, в одной точке рядом ставят термопару в защитной гильзе и термосопротивление для сверки.
Параметры, которые нужно уточнить перед заказом
После выбора технологии остаётся перечень величин, которые может дать только конкретная установка. Вот те, что меняют модель, цену или срок поставки:
- Рабочий диапазон температур и максимум, который может увидеть узел.
- Среда и её характер: коррозионная, абразивная, вязкая, пищевая.
- Давление процесса в точке измерения там, где применяется защитная гильза.
- Как быстро меняется температура и какое время отклика требует процесс.
- Предпочтение по элементу либо требование по погрешности и стабильности, которое это предпочтение определит.
- Длина погружения и размер трубы или аппарата, под который она подбирается.
- Присоединение: стандарт резьбы или фланца, размер и класс.
- Тип головки и условия окружающей среды в месте её установки.
- Выход: сигнал элемента напрямую, 4-20 mA, HART, Modbus или реле.
- Классификация зоны и нужны ли документы о прослеживаемой калибровке.
Значения берутся из документов, а не из допущений
Спецификации различаются по моделям и применениям, поэтому характеристик на этой странице нет. Если параметр на конкретную модель не задокументирован, страница изделия так и говорит, а не подставляет правдоподобное число. Пришлите перечисленные выше величины - и мы вернём те, которые реально держит выбранная модель.
Где применяются эти приборы