- Czujniki temperatury według zastosowań
- Technologia pomiarowa
Technologia pomiarowa
Konstrukcja z końcówką cienkowarstwową
ifm stosuje wysoce zaawansowaną metodę konstrukcyjną. Element RTD jest najpierw łączony z cienkowarstwowym podłożem. Zmniejsza to masę termiczną przewodów elektrycznych. Podłoże cienkowarstwowe i element RTD są następnie łączone z wyspecjalizowanym zespołem nośnym. Element nośny ustawia element RTD dokładnie w prawidłowej pozycji i obciąża RTD stałą siłą względem wewnętrznej ściany płaszcza sondy. Pozwala to na bezpośredni i stały, kontrolowany kontakt elementu RTD z płaszczem, minimalizując ilość masy termicznej oddzielającej element RTD od medium procesowego. Rezultatem jest szybka i powtarzalna reakcja!
Zwykłe RTD i przyrządy do pomiaru temperatury mają elementy pomiarowe zalewane masą w końcówce rurki płaszcza. Zalewa działa jak izolator, spowalniając przepływ ciepła do elementu RTD. Zazwyczaj położenie elementu RTD nie jest kontrolowane, lecz po prostu jest on opuszczany przewodami do osłony i przyklejany na miejscu. Oba te czynniki prowadzą do słabej jednorodności, powtarzalności i czasu reakcji.
Przyrządy firmy ifm wykorzystujące konstrukcję z końcówką cienkowarstwową to rodziny TN, TR, TA, TK, TV, TT i TM.
Końcówka z połączeniem metalowym
Ta konstrukcja ifm wykorzystuje rewolucyjny proces, który za pomocą metalu łączy element RTD bezpośrednio z miedzianą wewnętrzną ścianką końcówki sondy. W ten sposób powstaje bardzo mała masa termiczna z bezpośrednim połączeniem metalowym dla optymalnego transferu ciepła. Technologia połączenia metalowego eliminuje wszystkie części polimerowe, umożliwiając stosowanie czujnika w wyższych temperaturach. Ponadto konstrukcja końcówki oferuje dwukrotnie szybszą reakcję niż nasza już szybka konstrukcja cienkowarstwowa.
Na poniższej ilustracji wskazano różnicę w czasie reakcji między konstrukcją cienkowarstwową i konstrukcją z połączeniem metalowym.
Konstrukcja z połączeniem metalowym jest znakomitym wyborem dla:
- procesów pasteryzacji UHT (w bardzo wysokiej temperaturze)
- procesów pasteryzacji HTST (w wysokiej temperaturze przez krótki czas)
- pomiarów SIP (sterylizacji parowej)
- procesów ciągłych, w których wymagana jest szybka reakcja, a pomiar temperatury ma krytyczne znaczenie
Rodzina TA2 przyrządów firmy ifm do zastosowań w branży żywności, napojów / zastosowań sanitarnych wykorzystuje konstrukcję końcówki z połączeniem metalowym.
Samo-weryfikująca się końcówka dwuelementowa
Konstrukcja grupy przyrządów TCC obejmuje dwa elementy pomiarowe, które wykrywają wystąpienie odchyłki i wysyłają ostrzeżenie. Element PTC (z dodatnim współczynnikiem temperaturowym) zwiększa rezystancję wraz ze wzrostem temperatury. Element NTC (z ujemnym współczynnikiem temperaturowym) zmniejsza rezystancję wraz ze wzrostem temperatury.
Ponieważ elementy PTC i NTC reagują na zmianę temperatury niejako „w przeciwnych kierunkach”, mikroprocesor może zmierzyć różnicę wskazań między tymi elementami i ostrzec użytkownika o potencjalnym spadku dokładności pomiarów.
Technologia bezkontaktowa na podczerwień
Przyrządy do pomiaru temperatury w podczerwieni, niekiedy nazywane pirometrami, wykrywają ilość promieniowania podczerwonego (IR) emitowanego przez przedmiot.Soczewka skupia promieniowanie podczerwone na detektorze, który przekształca energię w sygnał elektroniczny.Technologia ta umożliwia pomiar temperatury na odległość bez konieczności kontaktu z przedmiotem.
Wszystkie przedmioty o temperaturze powyżej -273°C (0K) wypromieniowują pewien poziom energii podczerwonej. Zdolność przedmiotu do emitowania tej energii nazywana jest emisyjnością (ε).Na emisyjność przedmiotu wpływa wiele czynników, w tym materiał i wykończenie powierzchni.Na przykład wypolerowany metal ma znacznie niższą emisyjność niż ten sam metal o chropowatej powierzchni.Informacje na temat emisyjności są dostępne w Internecie, podręcznikach, itp., ale wartości w praktyce mogą się różnić ze względu na otoczenie, kształt i inne czynniki.Poniższa tabela przedstawia kilka przykładów:
Emisyjnośćε
| Materiał | [%] | Materiał | [%] |
|---|---|---|---|
| Ciało doskonale czarne | 100 | Szkło | 85...95 |
| Grafit | 98 | Tlenek żelaza | 85...89 |
| Skóra człowieka | 98 | Emalia | 84...88 |
| Piekarnik | 96 | Tynk | 80...90 |
| Papa (pokrycie dachów) | 96 | Drewno | 80...90 |
| Woda | 92...98 | Tekstylia | 75...88 |
| Asfalt | 90...98 | Kaloryfer | 80...85 |
| Kuchenka elektryczna | 95 | Miedź, oksydowana | 78 |
| Marmur | 94 | Szamot | 75 |
| Kauczuk czarny | 94 | Tlenek glinu | 76 |
| Cegła | 93...96 | Skóra wyprawiona | 75...80 |
| Gleba | 92...96 | Cegła klinkierowa, glazurowana | 75 |
| Farby i lakiery, matowe | 96 | Papier | 70...94 |
| Farby i lakiery, błyszczące | 92 | Stal, oksydowana na czerwono | 69 |
| Tynk wapienny | 91 | Tworzywa sztuczne, nieprzezroczyste | 65...95 |
| Piasek | 90 | Beton | 55...65 |
| Cement | 90 | Mosiądz, oksydowany | 56...64 |
| Chleb w piekarniku | 88 | Stal nierdzewna | 45 |
Pirometry na podczerwień są optymalne do:
- wykrywania obecności bardzo gorących przedmiotów (do 4500°F)
- pomiaru temperatury podobnych przedmiotów (współczynnik emisyjności wymagany do dokładnego pomiaru)
- w branżach takich jak produkcja asfaltu, stalownie, huty szkła itp.
Firma ifm oferuje czujniki temperatury na podczerwień z serii TW.