Mga sensor ng temperatura para sa pagpainit: layunin, mga uri, mga tagubilin sa pag-install
Kapag nagpapatakbo ng mga aparato sa pag-init, kinakailangan upang kontrolin ang antas ng pag-init ng coolant, pati na rin ang hangin sa silid.Ang mga sensor ng temperatura para sa pag-init ay tumutulong upang makuha at magpadala ng impormasyon, ang impormasyon kung saan maaaring mabasa nang biswal o agad na maipadala sa controller.
Iminumungkahi naming maunawaan mo kung paano gumagana ang mga sensor ng temperatura, kung anong mga uri ng mga device sa pagsubaybay ang umiiral, at kung anong mga parameter ang dapat isaalang-alang kapag pumipili ng device. Bilang karagdagan, naghanda kami ng sunud-sunod na mga tagubilin na tutulong sa iyo na mag-install ng sensor ng temperatura sa isang radiator ng pag-init nang mag-isa.
Ang nilalaman ng artikulo:
Prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang thermal sensor
Maaari mong kontrolin ang sistema ng pag-init gamit ang iba't ibang paraan, kabilang ang:
- awtomatikong mga aparato para sa napapanahong supply ng enerhiya;
- mga bloke ng pagsubaybay sa seguridad;
- paghahalo ng mga yunit.
Para sa tamang operasyon ng lahat ng mga pangkat na ito, ang mga sensor ng temperatura ay kinakailangan upang magbigay ng mga signal tungkol sa pagpapatakbo ng mga device. Ang pagmamasid sa mga pagbabasa ng mga device na ito ay nagbibigay-daan sa amin na matukoy ang mga pagkakamali sa system at gumawa ng mga hakbang sa pagwawasto.
Ang isang sensor ng temperatura ay maaaring gamitin bilang isang hiwalay na aparato, halimbawa, upang subaybayan ang temperatura ng isang silid, o maging isang mahalagang bahagi ng isang kumplikadong aparato, halimbawa, isang heating boiler.
Ang batayan ng naturang mga aparato na ginagamit sa awtomatikong kontrol ay ang prinsipyo ng pag-convert ng mga tagapagpahiwatig ng temperatura sa isang de-koryenteng signal. Dahil dito, ang mga resulta ng pagsukat ay maaaring mabilis na maipadala sa network sa anyo ng isang digital code, na ginagarantiyahan ang mataas na bilis, sensitivity at katumpakan ng pagsukat.
Kasabay nito, ang iba't ibang mga aparato para sa pagsukat ng yugto ng pag-init ay maaaring may mga tampok ng disenyo na nakakaapekto sa isang bilang ng mga parameter: operasyon sa isang tiyak na kapaligiran, paraan ng paghahatid, paraan ng visualization, at iba pa.
Mga uri ng mga aparato para sa pagkuha ng temperatura
Ang mga thermal device ay maaaring uriin ayon sa isang bilang ng mga mahalagang pamantayan, kabilang ang paraan ng pagpapadala ng impormasyon, ang lokasyon at mga kondisyon ng pag-install, pati na rin ang algorithm para sa pagkuha ng mga pagbabasa.
Sa pamamagitan ng paraan ng paghahatid ng impormasyon
Ayon sa paraan ng pagpapadala ng impormasyon na ginamit, ang mga sensor ay nahahati sa dalawang malalaking kategorya:
- mga wired na aparato;
- mga wireless na sensor.
Sa una, ang lahat ng naturang mga aparato ay nilagyan ng mga wire kung saan ang mga thermal sensor ay nakipag-usap sa control unit, na nagpapadala ng impormasyon dito. Bagama't pinalitan na ngayon ng mga naturang device ang kanilang mga wireless na katapat, madalas pa rin itong ginagamit sa mga simpleng circuit.
Bilang karagdagan, ang mga wired sensor ay mas tumpak at maaasahan sa pagpapatakbo.
Sa kasalukuyan, ang mga wireless na aparato ay naging laganap, na kadalasang nagpapadala ng impormasyon gamit ang isang radio wave transmitter at receiver. Ang ganitong mga aparato ay maaaring mai-install halos kahit saan, kabilang ang isang hiwalay na silid o bukas na hangin.
Ang mga mahahalagang katangian ng naturang mga sensor ng temperatura ay:
- pagkakaroon ng baterya;
- pagkakamali ng mga sukat;
- saklaw ng paghahatid ng signal.
Ang mga wireless/wired device ay maaaring ganap na palitan ang isa't isa, ngunit may ilang mga kakaiba sa kanilang paggana.
Sa pamamagitan ng lokasyon at paraan ng paglalagay
Batay sa lokasyon ng pag-mount, ang mga naturang device ay nahahati sa mga sumusunod na uri:
- mga overhead na nakakabit sa heating circuit;
- submersible, sa contact na may coolant;
- panloob, na matatagpuan sa loob ng isang residential o office space;
- panlabas, na matatagpuan sa labas.
Maaaring gumamit ang ilang unit ng ilang uri ng sensor nang sabay-sabay upang kontrolin ang temperatura.
Ayon sa mekanismo para sa pagkuha ng mga pagbabasa
Ayon sa paraan ng pagpapakita ng impormasyon, ang mga device ay maaaring:
- bimetallic;
- alak.
Ang unang opsyon ay nagsasangkot ng paggamit ng dalawang plate na gawa sa iba't ibang mga metal, pati na rin ang isang dial indicator. Habang tumataas ang temperatura, ang isa sa mga elemento ay deformed, na lumilikha ng presyon sa arrow. Ang mga pagbabasa ng naturang mga aparato ay nailalarawan sa pamamagitan ng mahusay na katumpakan, ngunit ang kanilang malaking kawalan ay ang kanilang pagkawalang-kilos.
Ang mga sensor na ang operasyon ay batay sa paggamit ng alkohol ay halos ganap na libre mula sa disbentaha na ito. Sa kasong ito, ang isang solusyon na naglalaman ng alkohol ay ibinubuhos sa isang hermetically sealed flask, na lumalawak kapag pinainit. Ang disenyo ay medyo elementarya, maaasahan, ngunit hindi masyadong maginhawa para sa mga obserbasyon.
Iba't ibang uri ng mga sensor ng temperatura
Upang kumuha ng mga pagbabasa ng temperatura, ginagamit ang mga device na may iba't ibang mga prinsipyo ng pagpapatakbo. Kasama sa mga pinakasikat na device ang mga device na nakalista sa ibaba.
Thermocouples: tumpak na pagbabasa - mahirap bigyang-kahulugan
Ang nasabing aparato ay binubuo ng dalawang wire na ibinebenta sa bawat isa, na gawa sa iba't ibang mga metal. Ang pagkakaiba sa temperatura na nangyayari sa pagitan ng mainit at malamig na dulo ay nagsisilbing pinagmumulan ng electric current na 40-60 μV (ang indicator ay depende sa materyal ng thermocouple).
Ang thermocouple ay itinuturing na isang mataas na tumpak na sensor ng temperatura, ngunit medyo mahirap kumuha ng tumpak na mga pagbabasa mula dito. Upang gawin ito, kailangan mong malaman ang electromotive force (EMF) gamit ang pagkakaiba sa temperatura ng device.
Para maging tama ang resulta, mahalagang mabayaran ang temperatura ng malamig na junction, gamit, halimbawa, isang paraan ng hardware kung saan inilalagay ang pangalawang thermocouple sa isang kapaligiran ng dating kilalang temperatura.
Ang paraan ng kompensasyon ng software ay nagsasangkot ng paglalagay ng isa pang sensor ng temperatura sa isochamber kasama ng mga malamig na junction, na nagbibigay-daan sa iyong kontrolin ang temperatura nang may ibinigay na katumpakan.
Ang proseso ng pagkuha ng data mula sa isang thermocouple ay nagdudulot ng ilang partikular na paghihirap dahil sa nonlinearity nito. Upang matiyak ang kawastuhan ng mga pagbabasa, ipinakilala ng GOST R 8.585-2001 ang mga polynomial coefficient na nagpapahintulot sa iyo na i-convert ang EMF sa temperatura, pati na rin magsagawa ng mga reverse operations.
Ang isa pang problema ay ang mga pagbabasa ay kinukuha sa microvolts, na hindi mako-convert gamit ang malawak na magagamit na mga digital na instrumento.Upang gumamit ng thermocouple sa mga disenyo, kinakailangan na magbigay ng tumpak, multi-digit na mga converter na may pinakamababang antas ng ingay.
Thermistors: madali at simple
Mas madaling sukatin ang temperatura gamit ang mga thermistor, na batay sa prinsipyo ng pagtitiwala sa paglaban ng mga materyales sa temperatura ng kapaligiran. Ang ganitong mga aparato, halimbawa, na gawa sa platinum, ay may mahalagang mga pakinabang tulad ng mataas na katumpakan at linearity.
Ang isang mahalagang katangian ng isang risistor ay ang base resistance nito sa isang tiyak na temperatura. Ayon sa GOST 21342.7-76, ang indicator na ito ay sinusukat sa 0°C. Sa kasong ito, inirerekumenda na gumamit ng isang bilang ng mga halaga ng paglaban (Ohms), pati na rin ang Tks - koepisyent ng temperatura.
T tagapagpahiwatigks kinakalkula ng formula:
Tks = (Re – R0c)/(Te – T0c) *1/R0c,
saan:
- Re - paglaban sa kasalukuyang temperatura;
- R0c – paglaban sa 0°C;
- Te - kasalukuyang temperatura;
- T0c – 0°C.
Nagbibigay din ang GOST ng mga coefficient ng temperatura na ibinigay para sa iba't ibang mga aparatong pagsukat na gawa sa tanso, nikel, platinum, at nagpapahiwatig din ng mga polynomial coefficient na ginagamit upang kalkulahin ang temperatura batay sa kasalukuyang mga halaga ng paglaban.
Maaari mong sukatin ang paglaban sa pamamagitan ng pagkonekta sa device sa isang kasalukuyang source circuit at pagsukat ng differential voltage. Maaari mong subaybayan ang mga tagapagpahiwatig gamit ang mga integrated circuit, ang analog na output kung saan ay katumbas ng boltahe ng supply.
Ang mga thermal sensor na may ganitong mga device ay maaaring ligtas na ikonekta sa isang analog-to-digital converter, na nagdi-digitize nito gamit ang isang walong o sampung-bit na ADC.
Digital sensor para sa sabay-sabay na mga sukat
Ang mga digital temperature sensor ay malawakang ginagamit, halimbawa, ang modelong DS18B20, na nagpapatakbo gamit ang isang microcircuit na may tatlong output. Salamat sa device na ito, posible na kumuha ng mga pagbabasa ng temperatura nang sabay-sabay mula sa ilang parallel working sensor, na may error na 0.5 lamang.°C.
Sa iba pang mga pakinabang ng device na ito, maaari ding tandaan ng isa ang malawak na hanay ng operating temperature (-55+125°C). Ang pangunahing disbentaha ay mabagal na operasyon: para sa pinakatumpak na mga kalkulasyon, ang aparato ay nangangailangan ng hindi bababa sa 750 ms.
Non-contact irometers (thermal imager)
Ang pagkilos ng mga contactless sensor na ito ay batay sa pag-detect ng thermal radiation na nagmumula sa mga katawan. Upang makilala ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, ang dami ng enerhiya na inilabas sa bawat yunit ng oras mula sa ibabaw ng yunit, na bumabagsak sa hanay ng wavelength ng yunit, ay ginagamit.
Ang isang katulad na pamantayan na sumasalamin sa intensity ng monochromatic radiation ay tinatawag na spectral luminosity.
Ang mga sumusunod na uri ng pyrometer ay umiiral:
- radiation;
- liwanag (optical);
- kulay.
Radiation mga pyrometer payagan ang mga pagsukat na gawin sa loob ng saklaw ng 20-25000°C, gayunpaman, upang matukoy ang temperatura, mahalagang isaalang-alang ang koepisyent ng hindi kumpleto ng radiation, ang epektibong halaga nito ay depende sa pisikal na estado ng katawan, ang kemikal nito komposisyon at iba pang mga kadahilanan.
Brightness (optical) pyrometers idinisenyo upang sukatin ang mga temperatura na 500-4000°C. Nagbibigay ang mga ito ng mataas na katumpakan ng pagsukat, ngunit maaaring i-distort ang mga pagbabasa dahil sa posibleng pagsipsip ng radiation mula sa mga katawan ng intermediate medium kung saan ginagawa ang mga obserbasyon.
Mga pyrometer ng kulay, ang pagkilos nito ay batay sa pagtukoy sa intensity ng radiation sa dalawang wavelength - mas mabuti sa pula o asul na bahagi ng spectrum, ay ginagamit para sa mga sukat sa hanay na 800 hanggang 0 ° C.
Ang kanilang pangunahing bentahe ay ang hindi pagkakumpleto ng radiation ay hindi nakakaapekto sa mga error sa pagsukat. Bilang karagdagan, ang mga tagapagpahiwatig ay hindi nakasalalay sa distansya sa bagay.
Mga converter ng temperatura ng quartz (piezoelectric)
Upang kumuha ng mga pagbabasa ng temperatura sa loob ng saklaw ng -80 +250°C, maaari mong gamitin ang mga quartz transducers (piezoelectric elements), ang prinsipyo ng pagpapatakbo kung saan ay batay sa frequency dependence ng quartz sa pag-init. Sa kasong ito, ang pag-andar ng transduser ay naiimpluwensyahan ng lokasyon ng hiwa kasama ang mga kristal na palakol.
Ang mga piezoelectric sensor ay nakikilala sa pamamagitan ng pinong sensitivity, mataas na resolution, at nagagawang gumana nang mapagkakatiwalaan sa loob ng mahabang panahon. Ang mga naturang device ay malawakang ginagamit sa paggawa ng mga digital thermometer at itinuturing na isa sa mga pinaka-promising na device para sa mga teknolohiya sa hinaharap.
Mga sensor ng temperatura ng ingay (acoustic).
Ang operasyon ng naturang mga aparato ay sinisiguro sa pamamagitan ng pag-alis ng acoustic potensyal na pagkakaiba depende sa temperatura ng risistor.
Ang paraan ng pagsukat sa naturang mga sensor ay medyo simple: kinakailangan upang ihambing ang ingay na ginawa ng dalawang magkatulad na elemento, ang isa ay nasa isang dating kilalang temperatura, at ang pangalawa sa isang tinukoy na temperatura.
Ang mga sensor ng temperatura ng tunog ay angkop para sa pagsukat ng hanay -270 - +1100°C. Kasabay nito, ang kahirapan ng proseso ay nakasalalay sa masyadong mababang antas ng ingay: ang mga tunog na ginawa ng amplifier kung minsan ay nalulunod ito.
Mga sensor ng temperatura ng NQR
Ang kakanyahan ng pagpapatakbo ng nuclear quadrupole resonance thermometer ay ang pagkilos ng field gradient, na nabuo ng mga kristal na sala-sala at ang nuclear moment - isang tagapagpahiwatig na sanhi ng paglihis ng singil mula sa simetrya ng globo.
Bilang resulta ng hindi pangkaraniwang bagay na ito, ang isang prusisyon ng nuclei ay nangyayari: ang dalas nito ay nakasalalay sa gradient ng patlang ng sala-sala.Ang halaga ng tagapagpahiwatig na ito ay naiimpluwensyahan din ng temperatura: ang pagtaas nito ay nagdudulot ng pagbaba sa dalas ng NQR.
Ang pangunahing elemento ng naturang mga sensor ay isang ampoule na may isang sangkap, na inilalagay sa isang inductance winding na konektado sa generator circuit.
Ang bentahe ng mga aparato ay ang walang limitasyong tagal ng mga sukat, pagiging maaasahan at matatag na operasyon. Ang kawalan ay ang nonlinearity ng mga sukat, na nangangailangan ng paggamit ng isang function ng conversion.
Mga aparatong semiconductor
Isang kategorya ng mga device na gumagana batay sa mga pagbabago sa mga katangian ng p-n junction na dulot ng pagkakalantad sa mga temperatura. Ang boltahe sa transistor ay palaging proporsyonal sa epekto ng temperatura, na ginagawang madaling kalkulahin ang kadahilanan na ito.
Ang mga bentahe ng mga naturang device ay ang mataas na katumpakan ng data, mababang gastos, at mga linear na katangian sa buong saklaw ng pagsukat. Maginhawang i-mount ang mga naturang device nang direkta sa isang semiconductor substrate, na ginagawa itong mahusay para sa microelectronics.
Volumetric transducers para sa pagbabasa ng temperatura
Ang ganitong mga aparato ay batay sa kilalang prinsipyo ng pagpapalawak at pag-urong ng mga sangkap na sinusunod sa panahon ng pag-init o paglamig. Ang ganitong mga sensor ay medyo praktikal. Magagamit ang mga ito upang matukoy ang mga temperatura sa loob ng saklaw -60 - +400°C.
Mahalagang tandaan na ang mga sukat ng mga likido na may ganitong mga aparato ay limitado sa pamamagitan ng kanilang kumukulo at nagyeyelong temperatura, at mga sukat ng mga gas sa pamamagitan ng kanilang paglipat sa estado ng likido.Ang error sa pagsukat na dulot ng mga impluwensya sa kapaligiran para sa mga device na ito ay medyo maliit: nag-iiba ito sa pagitan ng 1-5%.
Pagpili ng mga sensor ng temperatura
Kapag pumipili ng mga naturang device, ang mga kadahilanan tulad ng:
- saklaw ng temperatura kung saan kinukuha ang mga sukat;
- ang pangangailangan at posibilidad ng paglubog ng sensor sa isang bagay o kapaligiran;
- mga kondisyon ng pagsukat: upang kumuha ng mga pagbabasa sa isang agresibong kapaligiran, mas mainam na mas gusto ang isang hindi-contact na bersyon o isang modelo na inilagay sa isang pabahay na lumalaban sa kaagnasan;
- ang buhay ng serbisyo ng aparato bago ang pagkakalibrate o pagpapalit - ang ilang mga uri ng mga aparato (halimbawa, mga thermistor) ay mabilis na nabigo;
- teknikal na data: resolution, boltahe, bilis ng signal, error;
- halaga ng output signal.
Sa ilang mga kaso, ang materyal ng katawan ng aparato ay mahalaga din, at kapag ginamit sa loob ng bahay, ang mga sukat at disenyo ay mahalaga din.
Mga rekomendasyon sa pag-install ng do-it-yourself
Ang ganitong mga aparato ay malawakang ginagamit para sa iba't ibang layunin: nilagyan ang mga ito ng mga radiator, heating boiler at iba pang mga gamit sa bahay.
Bago simulan ang pag-install, dapat mong maingat na basahin ang mga tagubilin: ipinapahiwatig nito hindi lamang ang mga tampok ng pag-install (halimbawa, mga sukat para sa pagkonekta sa pipe), kundi pati na rin ang mga patakaran sa pagpapatakbo, pati na rin ang mga limitasyon ng temperatura kung saan angkop ang pagsukat ng aparato.
Kinakailangan din na isaalang-alang ang laki ng manggas, na maaaring mag-iba sa pagitan ng 120-160 mm.
Isaalang-alang natin ang dalawang pinakakaraniwang kaso ng pag-install ng sensor ng temperatura.
Pagkonekta ng aparato sa isang radiator
Hindi kinakailangang magbigay ng kasangkapan sa lahat ng mga aparato sa pag-init na may termostat. Ayon sa mga regulasyon, Ang mga sensor ay naka-install sa baterya, kung ang kabuuang kapangyarihan nito ay lumampas sa 50% ng init na nabuo ng mga katulad na sistema.Kung mayroong dalawang heater sa silid, kung gayon ang termostat ay naka-install lamang sa isa, na may mas mataas na rating ng kapangyarihan.
Ang balbula ng aparato ay naka-install sa supply pipeline sa punto kung saan ang radiator ay konektado sa heating network. Kung imposibleng ipasok ito sa isang umiiral na kadena, ang linya ng suplay ay dapat na lansagin, na maaaring magdulot ng ilang mga paghihirap.
Upang maisagawa ang pagmamanipula na ito, kailangan mong gumamit ng isang tool para sa pagputol ng mga tubo, habang ang pag-install ng isang thermal head ay madaling gawin nang walang espesyal na kagamitan. Sa sandaling mai-mount ang sensor, sapat na upang ihanay ang mga marka na ginawa sa katawan at sa aparato, pagkatapos kung saan ang ulo ay naayos na may makinis na pagpindot sa kamay.
Pag-install ng sensor ng temperatura ng hangin
Ang ganitong aparato ay naka-install sa pinakamalamig na sala na walang mga draft (sa bulwagan, kusina o boiler room ang pag-install nito ay hindi kanais-nais, dahil maaari itong maging sanhi ng mga pagkagambala sa pagpapatakbo ng system).
Kapag pumipili ng isang lokasyon, kailangan mong tiyakin na ang aparato ay hindi nakalantad sa sikat ng araw, at dapat na walang mga aparatong pampainit (heater, radiator, pipe) sa malapit.
Ang aparato ay konektado ayon sa mga tagubiling nakapaloob sa teknikal na data sheet, gamit ang mga terminal o cable na kasama sa kit.
Kung kailangan mong subaybayan ang iyong temperatura sensor ng temperatura sa "mainit na sahig" ay matatagpuan malalim sa kongkretong screed. Sa kasong ito, para sa proteksyon, maaari kang gumamit ng corrugated pipe na may isang saradong dulo at isang sloping bend.
Ang huling tampok ay nagbibigay-daan, kung kinakailangan, na alisin ang sirang aparato at palitan ito ng bago.
Ang pag-install ng aparato ay isinasagawa tulad ng sumusunod:
- Ang isang recess ay ginawa sa dingding para sa pag-mount ng isang attachment.
- Ang harap na bahagi ay inalis mula sa sensor ng temperatura, pagkatapos na mai-install ang aparato sa inihandang lugar.
- Susunod, ang heating cable ay konektado sa mga contact, habang ang mga terminal ay konektado sa mga sensor.
Ang huling yugto ay ang pagkonekta sa power cable at pag-install ng front panel sa lugar nito.
Ang diagram ng koneksyon ng thermostat para sa isang heating boiler ay inilarawan nang detalyado sa Ang artikulong ito.
Kung ang aparato, ang pag-andar na nangangailangan ng panloob na koneksyon ng mga sensor, ay may isang kumplikadong disenyo, mas mahusay na makipag-ugnay sa mga espesyalista.
Mga konklusyon at kapaki-pakinabang na video sa paksa
Ang video sa ibaba ay naglalarawan nang detalyado kung paano mag-install ng mga thermal device sa isang heating boiler:
Iba ba ang pag-install ng mga sensor sa supply at return pipe?
Ang mga sensor ng temperatura ay malawakang ginagamit kapwa sa iba't ibang industriya at para sa mga domestic na layunin. Ang isang malaking assortment ng mga katulad na aparato, na batay sa iba't ibang mga prinsipyo ng pagpapatakbo, ay nagbibigay-daan sa iyo upang piliin ang pinakamahusay na pagpipilian para sa paglutas ng isang partikular na problema.
Sa mga bahay at apartment, ang mga naturang aparato ay kadalasang ginagamit upang mapanatili ang isang komportableng temperatura sa lugar, pati na rin upang ayusin ang mga sistema ng pag-init - mga radiator, pinainit na sahig.
Mayroon ka bang anumang idaragdag, o mayroon kang mga tanong tungkol sa pagpili at pag-install ng sensor ng temperatura? Maaari kang mag-iwan ng mga komento sa publikasyon, lumahok sa mga talakayan at ibahagi ang iyong sariling karanasan sa paggamit ng mga naturang device. Ang contact form ay matatagpuan sa ibabang bloke.
Hindi ako gumastos ng malaki sa mga sensor; ang aking sistema ng pag-init ay nangangailangan ng ilan sa mga ito. Mayroon akong solid fuel boiler at hot water buffer.
Binili ko ito gamit ang isang dial, bimetallic, sa palagay ko, mula sa kumpanya ng Aleman na Wats, mayroong isang sukat hanggang sa 120C, at malinaw mong nakikita ang mga degree. Ang boiler mismo ay kasama rin ng isa mula sa tagagawa, idinagdag ko lang ito sa supply, pagbabalik, at sa ilang mga lugar sa input at output mula sa buffer.
Medyo nasiyahan ako sa kanilang katumpakan at kakayahang makita, ang dial ay malaki. Tulad ng para sa pagkawalang-galaw: 1-2 minuto ay normal, sa palagay ko, sa mga tuntunin ng oras.