Hőmérséklet-érzékelők
A hőmennyiségmérés elmélete és gyakorlata III.
2002/12. lapszám | Horváth Gábor | 19 953 |
Figylem! Ez a cikk 23 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Az egyik ipari park üzemeltetője a következő jelenségre figyelt fel: változatlan üzemvitel mellett az egyik hőmennyiségmérőn a visszatérő hőmérséklet egyszer a kazánházban mért 72 °C, míg teljesen váratlanul, egyik pillanatról a másikra, 20-25 °C-kal alacsonyabb értéket mutat, majd egy rövid idő után a visszaáll az eredeti 72 °C-ra. Mivel úgy gondolta, hogy vagy az ellenállás-hőmérő vagy a hőmennyiségmérő kör számítóegysége rossz, kérte a cseréjüket. Valóban készülékhiba okozta a leírt jelenséget?
Egyes anyagok hőmérséklet hatására elektromos ellenállásukat megváltoztatják. Ezt a jelenséget használják ki az ún. ellenálláshőmérők alkalmazásakor. A hőmérsékletérzékelők általában platina (Pt) ellenálláshőmérők, amelyeket nagy pontossággal párba válogatva szállítanak a gyártók.
A platina hőmérők pontossága az alkalmazott anyag tisztaságától, ill. a hőmérő kivitelétől függ nagymértékben. (Pl. 0-100 °C tartományban általános kivitel esetén 0,01 °C, míg különleges kivitel esetén 0,0001 °C).
A mérőellenállást 0,05 – 0,2 mm-es platinahuzalból készítik. Az ellenállásváltozást analóg vagy digitális műszerekkel lehet tetszőleges pontossággal feldolgozni.
A hőmennyiségmérés szempontjából az előremenő (te) és a visszatérő (tv) fűtési vezeték hőmérséklet-különbsége (dT) a kritikus érték.
Az ellenállás-hőmérő kiválasztásának szempontjai
Az ellenállás-hőmérő típusának (Pt 100, Pt 500, Pt 1000 ) kiválasztásánál a legfőbb szempont, hogy az időállandója minél kisebb legyen, valamint az egységnyi hőmérséklet-változáshoz nagy ellenállás-változás tartozzon.
Gyorsan változó hőmérsékletértékek (Pl. HMV ) érzékeléséhez nagyobb ellenállású érzékelők ajánlatosak ( Pl. Pt 1000). A kis időállandójú, egységnyi hőmérséklet-változásra nagy ellenállás-változással reagáló érzékelő pontosabb mérést és szabályozást tesz lehetővé. Csatlakozó vezetékként sodrott (többeres) és egyeres vezetékek egyaránt használhatók. Sodrott vezetékek esetén az erek végződését egyesíteni kell cinezéssel vagy megfelelő méretű hüvellyel.
Minden vezetéket egy védőcsőben vagy kábelcsatornában kell elvezetni, az erősáramú vezetékektől min. 0,2 m távolságban. Árnyékolt vezeték alkalmazása esetén az árnyékolást is be kell kötni a számítóegységbe. Az árnyékoló vezetéket, szükség szerint szigeteléssel kell védeni.
Általában nem helyes, ha a csúcshőmérő és a számítómű közötti csatlakozó vezeték toldva van. Az utólag felmerült módosításoknál indokolt esetben, a gyártó által meghatározott előírások betartásával, a vezeték megtoldható. Pt 100 ellenálláshőmérő esetén célszerű a négyvezetékes rendszert alkalmazni. Méréstechnikailag indokolt a négyvezetékes rendszer, elsősorban a csatlakozó kábelek ellenállásának az abszolút hőmérséklet mérésekor jelentkező pontatlansága korrigálása miatt. Ebben az esetben meg kell vizsgálni, hogy a felmerülő többletköltségek arányban vannak-e az elérhető pontossággal, mivel az abszolút hőmérsékleti érték csak a számítóegység K faktorán keresztül jelentkezik, s ez meglehetősen kicsiny érték.
Különleges előírások csatlakozófejes kialakítás esetén
- Újonnan telepített hőmenynyiségmérő kör esetén a csatlakozó vezeték szálainak minimális keresztmetszete:
1,5 mm². - Meglévő berendezéseknél ez a keresztmetszet 0,75 mm² is lehet, de max.
3 m hosszúságig. - A csatlakozó vezeték hossza szintén max. 8 m.
Különleges előírások négyvezetékes rendszerek esetén
- Az árambetáplálás és a hőmérsékletérzékelés vezetékei egymástól jól elkülöníthetően megkülönböztethetők legyenek és a felcserélhetőségüket ki kell zárni.
- Többeres vezetéknél a min. keresztmetszet 0,22 mm², egyeresnél 0,6 mm² legyen
- A csatlakozó vezeték hossza max. 16 m lehet.
Telepítési hibák
A hőmérséklet-különbség mérés pontossága jelentős mértékben függ a beépítéstől. Az érzékelők mindegyike érintkezéses érzékelő, amely csakis akkor méri a rá megadott pontossággal a hőmérsékletet, ha azt teljes egészében átveszi, hőállapota azonos lesz a mérendő közegével.
Ennek a feltételnek a biztosítása a beépítést végzőn múlik.
A beépített érzékelő hőhidat képez a belső és külső hőmérsékleti tér között és az érzékelő e két hőmérséklet közötti értéket veszi fel. Minél közelebb van a hőmérséklete a mérendő közegéhez, annál kisebb a statikus hibája, amely egyenlő (adott konstrukció mellett) a mérendő és a környezeti hőmérséklet különbségével.
Mivel dT érzékelőpár beépítési eljárás nem létezik, ezért az egyedi érzékelők beépítésekor elkövetett hibák felnagyítva jelennek meg a dT értékében.
Néhány durva beépítési hiba
- Nem a csővezetéknek megfelelő hoszszúságú érzékelő kerül beépítésre,
- a merülőhüvely bemerülése kicsi,
- megfelelő ugyan a merülőhüvely bemerülési mélysége, de túl hosszú a kiálló része,
- a merülőhüvely rövid, az érzékelő hoszszú vagy fordítva,
- a merülőhüvely belső átmérője nagyobb, mint ami az érzékelőhöz minimálisan szükséges,
- nem az áramlással szemben van az érzékelő elhelyezve, hanem fordítva,
- az érzékelő nincs rögzítve a merülőhüvelybe, kicsúszik abból, sőt a merülőhüvely fejjel lefelé van beépítve,
- a hőszigetelés nem lett helyreállítva az érzékelő beszerelését követően.
Beépítési példák
Tehát mi okozhatta a bevezetőben leírt, ugrásszerűen változó hőmérsékleti jelenséget? A válasz egyszerű, a keveredési pont közelébe telepített hőmérsékletérzékelő. A tervezővel és az üzemeltetővel történt konzultáció során új helyre került a érzékelő és a jelenség azonnal megszűnt.
