Выбор датчиков температуры. Какие бывают, особенности

Датчики температуры позволяют эффективно автоматизировать работу коммунальных сетей, оборудования, производственных процессов. Чувствительные детекторы осуществляют контроль и мониторинг изменения показателей температуры воздуха, жидкостей, газов и пара в инженерных сетях, внутри помещений и на открытом воздухе.

Принцип работы, назначение, области применения датчиков температуры

Датчики измеряют текущую температуру среды (воды, пара, воздуха, газа, жидкости), преобразует данные в электронный сигнал и выводит результаты измерений на табло индикации показаний.

Детекторы температуры используются практически во всех отраслях промышленности, производства, коммунального и сельского хозяйства, в бытовых инженерных сетях. Везде, где необходим контроль и поддержание определенного диапазона температурного режима.

Датчики температуры обеспечивают:

• Контроль химических процессов
• Поддержание установленного режима нагрева в нужном диапазоне температур
• Регулировку и мониторинг показателей температуры в определенных конструктивных узлах инженерных сетей, транспортном оборудовании
• Контролируют режим хранения, переработки продуктов питания, зерновых, комбикормов
• Измерение температуры в отдельных зонах помещения в заданном диапазоне
• Подключение систем дистанционного контроля и мониторинга автоматизации производственных, коммунальных процессов с возможностью управления из единого центра
• Поддержание диапазона температур, необходимых для правильной и эффективной работы оборудования
• Измерение текущих показаний температуры в сетях водоснабжения, тепловых абонентских и магистральных коммуникациях

Важно подбирать конструкцию датчика температуры по эксплуатационному назначению, так как от этого зависит корректность полученных данных и правильная работа детектора.

Конструкция и виды датчиков температуры

Детекторы температуры классифицируются по принципу проведения измерений и выходному сигналу (цифровой и аналоговый).

Цифровой алгоритм позволяет выводить показания на табло дисплея и передавать данные на центральный пункт управления АСУ. У таких детекторов точность показаний высокая, в широком температурном диапазоне от -60 до +130 градусов, с погрешностью до 0,5 градуса. 

Аналоговый сигнал отображает показания температуры на циферблате датчика. 

Цифровые датчики могут быть комбинированными, измерять не только температуру, но и влажность, подключать параллельные устройства контроля и регулировки параметров. Так как детектор многофункционален, то погрешность измерений может достигать двух градусов.

Бесконтактные детекторы температуры состоят из тонкой пленки, которая нагреваясь, поглощает инфракрасное излучение, передавая данные на измерительную матрицу. Бесконтактные детекторы используются в тепловизорах для измерений температуры металлов.

Измерительные элементы детекторов температуры помещены в прочный корпус из металла или пластика, соединены с блоком вывода регулировки показаний (дисплеем, циферблатом, программируемой автоматикой).

По типу температурные датчики классифицируются на два вида:

•  Контактные – нужен непосредственный контакт сенсоров с поверхностью, измеряемой средой
• Бесконтактные – передача тепла осуществляется через промежуточную среду (воздух, воду)

Важно учитывать тип подключения детектора температуры:

• Кабельный вывод, подключается от сенсора к измерительному блоку. Для успешного монтажа важно правильно подобрать длину кабеля. такие модели рекомендованы для измерения температур до +400 градусов
• Коммутационная головка – провода, соединяющие измерительный блок и сенсор подключаются к клеммам, расположенным на головке датчика. Предназначен для мониторинга высокотемпературных режимов – до 900 ˚С

Датчики без корпуса (сенсоры защищены оплеткой, клеммы подключения открыты) устанавливаются на внешних поверхностях труб, оборудования, рассчитаны на температуры до +300 ˚С. 

Разновидности датчиков, определяющие их назначение, типы измерения

Принцип измерения температуры определяет назначение и классификацию детектора, рабочее применение в тех или иных условиях эксплуатации.

Термоэлектрические (термопара)

Измерительные сенсоры изготовлены из разных металлов, которые при нагревании имеют разный электрический потенциал. Измерение температуры такими детекторами основано на определении разницы потенциалов при нагреве. 

В зависимости от назначения детектора температуры, необходимой чувствительности, режима эксплуатации – подбираются разные комбинации металла для измерительных электродов термопары:

• Вольфрам и рений – для высоких температур до 2000°С
• Хром и алюмель – для промышленных измерений в кислой среде, в диапазоне рабочих температур до 1200 градусов
• Хромель и копель – высокая чувствительность и стабильность измерений, диапазон температур до +600 градусов, чувствительны к деформации
• Железо и константан – отличная стабильность измерений в диапазоне до +750 градусов в среде СО и Н2
• Нихросил и нисил – универсальное решение с минимальной погрешностью измерений, высокой точностью

Консультанты Avitek-I помогут подобрать термоэлектрический датчик, ориентируясь на конкретные условия применения, технические характеристики оборудования, инженерной системы, производственного процесса.

Терморезистивные

Принцип работы основан на изменении сопротивления материалов, при изменении температуры. Такие датчики температуры отличаются высокой точностью, долговечностью, низкой погрешностью измерений. Выбор металла для терморезистора основан на температурном коэффициенте металла.

Результат замеров датчиков преобразуется в аналогово-цифровой сигнал или передают показания посредством микросхемы с аналоговым выходом. 

Оптические

Для измерений используется принцип изменения отражений оптического волокна при изменении температуры. Датчики фиксируют изменения преломления и преобразуют данные в цифровые показатели температуры.

Инфракрасные

Инфракрасные детекторы подразделяются на несколько видов:

•  Оптические – сравнение цвета сенсора при нагревании
• Радиационные – фиксируется мощность теплового излучения
• Цветовые – замеры изменения спектра излучения тепла

Эти датчики температуры дорогостоящие, применяются в узкоспециализированных отраслях.

Основные компании производители датчиков температуры

Среди ведущих компаний производителей пользователи отмечают несколько проверенных брендов, предлагающих широкий ассортимент детекторов температуры:

• Siemens (Германия) – ведущий бренд по производству автоматики, измерительного оборудования высокой точности, различного функционала и назначения
• Shuft (Дания) – функциональные, долговечные канальные и контактные датчики температуры с различными вариантами монтажа, различного отраслевого назначения
• Danfoss (Дания) – современная измерительная автоматика с гибкой интеграцией в централизованные промышленные и коммунальные АСУ, отличный выбор реле и датчиков температуры бытового назначения
• Brahma (Бразилия) – широкий ассортимент датчиков, сертифицированный по европейскому стандарту. Предлагает большой выбор моделей погружных, накладных контактных детекторов различного назначения по разумной стоимости

В ассортименте Avitek-I всегда можно подобрать нужный датчик температуры по оптимальной цене, с гарантией оригинального сертифицированного качества.

Конструктивные особенности датчиков температуры

По типу конструкции датчики температуры разделяются на несколько типов:

• Канальные – измерительные элементы (сенсоры) помещаются в один или несколько каналов (труб, емкостей) данные с них передаются на блок преобразователь цифрового интерфейса
• Накладные – фиксируются снаружи на панелях оборудования, поверхности труб, стенах
• Погружные – устанавливаются внутрь измеряемой среды
• Наружные – измерительный блок устанавливается на поверхностях, в помещении или на улице

Важно обращать внимание на степень защиты корпуса от коррозии, влияния агрессивных химических сред, загрязнений.

На чем надо акцентировать внимание при выборе датчика температуры:

1. Предельный и рабочий температурный диапазон детектора
2. Тип установки – погружение в измеряемую среду или наружный монтаж
3. Степень защиты от влаги, агрессивных жидкостей и газов, загрязнений, механических воздействий и вибрации
4. Гарантированный рабочий ресурс (через какой срок нужна калибровка или полная замена)
5. Параметры выходного сигнала – цифровой или аналоговый
6. Допустимая погрешность измерений, алгоритм срабатывания, рабочее напряжение.
7. Способ монтажа

Менеджеры "Avitek-I" предоставят профессиональную консультацию, ответят подробно на вопросы, помогут выбрать нужный датчик температуры по техническим и монтажным параметрам, условиям эксплуатации.