Šildymo temperatūros jutikliai: paskirtis, tipai, montavimo instrukcijos

Veikiant šildymo prietaisams, būtina kontroliuoti aušinimo skysčio kaitinimo laipsnį, taip pat orą kambaryje. Šildymo temperatūros jutikliai padeda pašalinti ir perduoti informaciją, kurią galima vizualiai perskaityti arba iš karto nusiųsti valdikliui.

Siūlome suprasti, kaip veikia temperatūros jutikliai, kokie valdymo prietaisų tipai egzistuoja ir į kokius parametrus reikėtų atsižvelgti renkantis prietaisą. Be to, mes paruošėme žingsnis po žingsnio instrukcijas, kurios padės savarankiškai įdiegti temperatūros jutiklį ant šildymo radiatoriaus.

Šiluminio jutiklio veikimo principas

Galite valdyti šildymo sistemą įvairiais būdais, įskaitant:

• automatiniai įtaisai, skirti laiku maitinti;
• saugos stebėjimo mazgai;
• maišymo vienetai.

Norint teisingai valdyti visas šias grupes, reikalingi temperatūros jutikliai, kurie signalizuoja apie prietaisų veikimą. Šių prietaisų rodmenų stebėjimas leidžia laiku nustatyti sistemos veikimo sutrikimus ir imtis taisomųjų priemonių.

Yra daugybė instrumentų, naudojamų temperatūrai paimti. Jie gali būti panardinami į aušinimo skysčius, naudojami patalpose arba išorėje

Temperatūros jutiklis gali būti naudojamas kaip atskiras įtaisas, pavyzdžiui, kambario temperatūrai valdyti, arba gali būti neatsiejama komplekso prietaiso, pavyzdžiui, šildymo katilo, dalis.

Tokių prietaisų, naudojamų automatiniame valdyme, pagrindas yra temperatūros indikatorių pavertimas elektriniu signalu. Dėl šios priežasties matavimo rezultatus galima greitai perduoti tinkle skaitmeninio kodo pavidalu, kuris garantuoja didelį matavimų greitį, jautrumą ir tikslumą.

Tuo pačiu metu įvairūs šildymo pakopos matavimo prietaisai gali turėti projektavimo ypatybes, turinčias įtakos daugybei parametrų: darbas tam tikroje aplinkoje, perdavimo metodas, vizualizacijos metodas ir kiti.

Temperatūros matavimo prietaisų tipai

Šiluminius prietaisus galima klasifikuoti pagal keletą svarbių kriterijų, įskaitant informacijos perdavimo būdą, buvimo vietą ir įrengimo sąlygas, taip pat skaitymo algoritmą.

Informacijos perdavimo būdu

Pagal informacijos perdavimo būdą jutikliai skirstomi į dvi dideles kategorijas:

• vielos įtaisai;
• belaidžiai jutikliai.

Iš pradžių visi tokie prietaisai buvo aprūpinti laidais, per kuriuos temperatūros jutikliai buvo prijungti prie valdymo bloko, perduodant į jį informaciją. Nors šiuos įrenginius dabar atstumia belaidžiai kolegos, jie vis dar dažnai naudojami paprastose grandinėse.

Be to, laidiniai jutikliai yra tikslesni ir patikimesni.

Norint užtikrinti suderintą kompoziciniame įrenginyje naudojamo laidinio jutiklio veikimą, pageidautina jį sujungti su to paties gamintojo pagaminta įranga.

Šiais laikais paplitę bevieliai įrenginiai, kurie informaciją dažniausiai perduoda naudodami radijo bangų siųstuvą ir imtuvą. Tokie įtaisai gali būti montuojami beveik visur, įskaitant atskirą patalpą arba po atviru dangumi.

Svarbios tokių temperatūros jutiklių savybės:

• akumuliatoriaus buvimas;
• matavimo paklaida;
• signalo perdavimo diapazonas.

Belaidžiai / laidiniai įrenginiai gali visiškai pakeisti vienas kitą, tačiau jų veikloje yra keletas funkcijų.

Pagal vietą ir apgyvendinimo būdą

Pritvirtinimo vietoje tokie įtaisai skirstomi į šias veisles:

• sąskaitos faktūros, pridėtos prie šildymo kontūro;
• panardinamas liečiant aušinimo skystį;
• patalpų, esančių gyvenamojoje ar biuro patalpose;
• išoriniai, kurie yra lauke.

Kai kuriuose įrenginiuose temperatūros valdymui vienu metu gali būti naudojami kelių tipų jutikliai.

Pagal skaitymo mechanizmą

Informacijos demonstravimo metodu prietaisai gali būti:

• bimetalinis;
• alkoholio.

Manoma, kad pirmajame įgyvendinimo variante naudojamos dvi plokštelės, pagamintos iš skirtingų metalų, taip pat skalės indikatorius. Kylant temperatūrai, vienas iš elementų deformuojasi, sukurdamas slėgį rodyklei. Tokių prietaisų rodmenys yra pakankamai tikslūs, tačiau jų inertiškumas yra didelis minusas.

Bimetaliniai ir alkoholiniai termostatai dažnai montuojami šildymo įrenginiuose, pavyzdžiui, katiluose. Jie leidžia stebėti šildymą, kurio viršijimas gali sukelti mirtinų pasekmių.

Jutikliai, kurių veikimas pagrįstas alkoholio vartojimu, beveik neturi šio trūkumo. Tokiu atveju alkoholio turintis tirpalas išpilamas į hermetiškai uždarytą kolbą, kuri plečiasi kaitinant. Dizainas yra gana elementarus, patikimas, tačiau nelabai patogus stebėti.

Įvairių tipų temperatūros jutikliai

Temperatūros rodmenims nustatyti naudojami kitokio veikimo principo įtaisai. Tarp populiariausių yra žemiau išvardyti įrenginiai.

Termoelementai: tikslus pašalinimas - sunku interpretuoti

Tokį įtaisą sudaro du suvirinti laidai, pagaminti iš įvairių metalų. Temperatūrų skirtumas, atsirandantis tarp karštų ir šaltų galų, yra 40–60 μV elektros srovės šaltinis (indikatorius priklauso nuo termoelemento medžiagos).

Termoporų gamyboje dažniausiai naudojami metalų ir lydinių deriniai: chromo-aliuminio, geležies-kostantano, geležies-nikelio, nikelio-chromo ir kiti.

Termoelementas laikomas didelio tikslumo temperatūros jutikliu, tačiau iš jo tiksliai išmatuoti tikslumą yra gana sunku.Norėdami tai padaryti, turite žinoti elektromotorinę jėgą (EML), naudodamiesi prietaiso temperatūrų skirtumu.

Norint, kad rezultatas būtų teisingas, svarbu kompensuoti šalto sankryžos temperatūrą, pavyzdžiui, naudojant aparatūros metodą, kai antrasis termoelementas dedamas į iš anksto nustatytos temperatūros aplinką.

Programinės įrangos kompensavimo metodas apima kito temperatūros jutiklio įdėjimą į izokamerą kartu su šaltomis sankryžomis, o tai leidžia jums kontroliuoti temperatūrą nurodytu tikslumu.

Tam tikrus sunkumus sukelia duomenų paėmimo iš termoelemento procesas dėl jo netiesiškumo. Nurodymų tikslumui GOST R 8.585-2001 įvedė polinominius koeficientus, leidžiančius EML išmatuoti iki temperatūros, taip pat atlikti atvirkštines operacijas.

Kita problema yra ta, kad rodmenys imami mikrovoltais, kurių konvertavimui neįmanoma naudoti plačiai prieinamų skaitmeninių prietaisų. Norint naudoti termoelementą konstrukcijose, būtina pateikti tikslius kelių bitų keitiklius, turinčius mažiausią triukšmo lygį.

Termistoriai: lengva ir paprasta

Temperatūrą daug lengviau išmatuoti naudojant termistorius, kurie pagrįsti medžiagų atsparumo aplinkos temperatūrai priklausomybės principu. Tokie įtaisai, pavyzdžiui, pagaminti iš platinos, turi tokius svarbius pranašumus kaip didelis tikslumas ir tiesiškumas.

Pagrindine tokių temperatūros jutiklių problema galima laikyti ypač žemą temperatūros pasipriešinimo koeficientą, tačiau vis tiek lengviau jį tiksliai išmatuoti nei pagauti mažas termoelemento įtampos vertes

Svarbi rezistoriaus savybė yra bazinė varža tam tikroje temperatūroje. Pagal GOST 21342.7-76 šis rodiklis matuojamas 0 ° C temperatūroje. Rekomenduojama, kad būtų tam tikros varžos vertės (omai), taip pat T_policininkas - temperatūros koeficientas.

T indikatorius_policininkas apskaičiuojamas pagal formulę:

T_policininkas = (R_e - R_0c) / (T_e - T_0c) * 1 / R_0c,

Kur:

• R_e - atsparumas esant dabartinei temperatūrai;
• R_0c - atsparumas esant 0 ° C;
• T_e - dabartinė temperatūra;
• T_0c - 0 ° C.

GOST taip pat parodo temperatūros koeficientus, pateiktus įvairiems matavimo prietaisams, pagamintiems iš vario, nikelio, platinos, taip pat nurodo daugianarius koeficientus, naudojamus temperatūrai apskaičiuoti pagal srovės varžos rodiklius.

Termistoriniai jutikliai yra plačiai paplitę elektronikos ir inžinerijos pramonėje dėl rodmenų tikslumo, jautrumo ir nereikalingo veikimo

Atsparumą galima išmatuoti prijungus prietaisą prie srovės šaltinio grandinės ir išmatuojant diferencinę įtampą. Indikatorius galima valdyti naudojant integruotas grandines, kurių analoginis išėjimas yra lygus tiekiamai įtampai.

Šiluminius jutiklius su panašiais prietaisais galima saugiai prijungti prie analoginio-skaitmeninio keitiklio, jį suskaitmeninant naudojant aštuonių ar dešimties bitų ADC.

Skaitmeninis jutiklis vienu metu matuojant

Taip pat buvo plačiai naudojami skaitmeniniai temperatūros jutikliai, pavyzdžiui, DS18B20 modelis, kurio veikimas atliekamas naudojant lustą su trim išvestimis. Šio prietaiso dėka galima vienu metu paimti temperatūros rodmenis iš kelių lygiagrečiai veikiančių jutiklių, tuo tarpu paklaida yra tik 0,5° C.

Populiarus modelis yra SHT1 kombinuotas temperatūros / drėgmės jutiklis, kuris leidžia išmatuoti šilumą + 2 ° tikslumu, o drėgmę - +5 paklaida. Tačiau pats gamintojas teigia, kad yra tikslesnių ir ekonomiškesnių prietaisų

Tarp kitų šio prietaiso pranašumų galima paminėti ir platų darbinių temperatūrų diapazoną (-55 + 125 ° C). Pagrindinis trūkumas yra lėtas veikimas: norint atlikti tiksliausius skaičiavimus, prietaisui reikia mažiausiai 750 ms.

Bekontakčiai irometrai (šiluminiai imtuvai)

Šių artumo jutiklių veikimas pagrįstas šiluminės spinduliuotės fiksavimu iš kūnų. Šiam reiškiniui apibūdinti naudojamas energijos kiekis, išleidžiamas iš laiko vieneto paviršiaus vieneto, kuris yra bangos ilgio diapazono vienetui.

Panašus kriterijus, atspindintis monochromatinės spinduliuotės intensyvumą, vadinamas spektriniu šviesumu.

Galimi šių tipų pirometrai:

• radiacija;
• skaistis (optinis);
• spalva.

Spinduliuotė pirometrai leisti atlikti matavimus 20-25000 ° C temperatūroje, tačiau norint nustatyti temperatūrą, svarbu atsižvelgti į radiacijos neišsamumo koeficientą, kurio tikroji vertė priklauso nuo kūno fizinės būklės, jo cheminės sudėties ir kitų veiksnių.

Pagrindinis aktyvusis radiacijos jutiklio elementas yra teleskopas, kurio viduje yra baterija, sudaryta iš termoelementų nuosekliosios grandinės. Šių prietaisų darbiniai galai yra ant platinos dengtos skilties (+)

Ryškumo (optiniai) pirometrai Skirta matuoti 500–4000 ° C temperatūrai. Jie suteikia aukštą matavimų tikslumą, tačiau gali iškraipyti rodmenis dėl galimo kūnų radiacijos absorbcijos tarpinėje terpėje, per kurią yra stebimi.

Spalvoti pirometraikurių veiksmai grindžiami radiacijos intensyvumo nustatymu dviem bangos ilgiais - geriausia raudonojoje arba mėlynojoje spektro dalyje, naudojami matavimams nuo 800 ° C iki 0 ° C.

Pagrindinis jų pranašumas yra tas, kad radiacijos neišsamumas neturi įtakos matavimo paklaidoms. Be to, indikatoriai nepriklauso nuo atstumo iki objekto.

Kvarco temperatūros keitikliai (pjezoelektriniai)

Norėdami paimti temperatūros rodmenis -80 + 250 ° C temperatūroje, galite naudoti kvarco keitiklius (pjezoelektrinius elementus), kurių principas pagrįstas kvarco dažnio priklausomybe nuo kaitinimo. Tokiu atveju pjūvio padėtis išilgai kristalinių ašių turi įtakos keitiklio funkcijai.

Pjezoelektriniai (kvarco) įtaisai dažniausiai naudojami tyrimuose, nes tokie įtaisai pasižymi dideliu matavimo diapazonu, patikimumu, dideliu tikslumu

Pjezoelektriniai jutikliai išsiskiria smulkiu jautrumu, aukšta skiriamąja geba, jie sugeba patikimai dirbti ilgą laiką. Tokie įtaisai yra plačiai naudojami skaitmeninių termometrų gamyboje ir yra laikomi vienu perspektyviausių ateities technologijų prietaisų.

Triukšmo (akustiniai) temperatūros jutikliai

Tokių įtaisų veikimas užtikrinamas pašalinant akustinio potencialo skirtumą priklausomai nuo rezistoriaus temperatūros.

Akustiniai metodai leidžia užfiksuoti temperatūrą uždarose vietose ir tokiose vietose, kur neįmanoma tiesiogiai matuoti. Panašūs prietaisai naudojami medicinoje, povandeniniuose tyrimuose, taip pat pramonėje

Matavimo būdas tokiais jutikliais yra gana paprastas: būtina palyginti triukšmą, kurį sukelia du panašūs elementai, vienas iš kurių yra žinomoje temperatūroje, o antrasis - nustatytoje temperatūroje.

Akustiniai temperatūros jutikliai yra tinkami matuoti intervalą nuo -270 iki +1100°C. Be to, proceso sudėtingumas slypi per mažame triukšmo lygyje: stiprintuvo skleidžiami garsai kartais jį išstumia.

NQR temperatūros jutikliai

Branduolinių kvadrupolinio rezonanso termometrų veikimo esmė yra lauko gradiento, kuris sudaro kristalo gardelę ir branduolio momentą, veikimas - rodiklis, kurį sukelia krūvio nukrypimas nuo sferos simetrijos.

Dėl šio reiškinio atsiranda branduolių procesija: jo dažnis priklauso nuo gardelės lauko gradiento. Temperatūra taip pat daro įtaką šio rodiklio vertei: jos pakilimas sukelia NQR dažnio kritimą.

Pagrindinis tokių jutiklių elementas yra ampulė su medžiaga, kuri dedama į induktyvumo apviją, sujungtą su generatoriaus grandine.

Prietaisų pranašumas yra neribota matavimo trukmė, patikimumas ir stabilus veikimas. Trūkumas yra matavimų netiesiškumas, todėl būtina naudoti konvertavimo funkciją.

Puslaidininkiniai įtaisai

Įrenginių kategorija, veikianti atsižvelgiant į pn sandūros charakteristikų pokyčius, kuriuos sukelia temperatūra. Įtampa tranzistoriuje visada yra proporcinga temperatūros poveikiui, todėl šį koeficientą lengva apskaičiuoti.

Tokių prietaisų pranašumai yra didelis duomenų tikslumas, maža kaina, charakteristikų tiesiškumas visame matavimo diapazone. Tokie įtaisai yra patogiai montuojami tiesiai ant puslaidininkio pagrindo, todėl jie puikiai tinka mikroelektronikai.

Tūriniai temperatūros jutikliai

Tokie įtaisai yra pagrįsti gerai žinomu medžiagų plėtimosi ir susitraukimo principu, stebimu kaitinant ar aušinant. Tokie jutikliai yra gana praktiški. Jie gali būti naudojami nustatant temperatūrą nuo -60 iki + 400 ° С.

Norint vizualiai valdyti temperatūrą, daugumoje patalpose esančių temperatūros jutiklių yra įrengti ekranai, kuriuose rodomos dabartinės vertės.

Svarbu atsiminti, kad skysčių matavimą tokiais prietaisais riboja virimo ir užšalimo temperatūra, o dujų - pereinant į skystą būseną. Šių prietaisų aplinkos įtakos sukelta matavimo paklaida yra gana maža: ji svyruoja tarp 1–5%.

Temperatūros jutiklių pasirinkimas

Renkantis tokius įrenginius, atsižvelgiama į tokius veiksnius kaip:

• temperatūros diapazonas, kuriame atliekami matavimai;
• poreikis ir galimybė panardinti jutiklį į daiktą ar aplinką;
• matavimo sąlygos: norint paimti indikatorius agresyvioje aplinkoje, geriau pasirinkti bekontakčio pasirinkimo galimybę arba modelį, įdėtą į antikorozinę dėžę;
• prietaiso tarnavimo laikas prieš kalibravimą ar pakeitimą - kai kurie prietaisų tipai (pavyzdžiui, termistoriai) sugenda pakankamai greitai;
• techniniai duomenys: skiriamoji geba, įtampa, signalo perdavimo greitis, klaida;
• išėjimo signalo dydis.

Kai kuriais atvejais svarbi ir prietaiso korpuso medžiaga, o kai naudojama patalpose - dydis ir dizainas.

„Pasidaryk pats“ diegimo gairės

Tokie prietaisai yra plačiai naudojami įvairiems tikslams: juose įrengti radiatoriai, šildymo katilai ir kiti buitiniai prietaisai.

Prieš pradėdami montavimą, turėtumėte atidžiai perskaityti instrukcijas: joje nurodomos ne tik įrengimo ypatybės (pvz., Prijungimo prie purkštuko matmenys), bet ir naudojimo taisyklės, taip pat temperatūros ribos, kurioms matavimo prietaisas yra tinkamas.

Taip pat būtina atsižvelgti į rankovės dydį, kuris gali skirtis tarp 120–160 mm.

Apsvarstykite du dažniausiai pasitaikančius temperatūros jutiklio montavimo atvejus.

Prietaiso prijungimas prie radiatoriaus

Nebūtina visus šildymo prietaisus aprūpinti termostatu. Pagal nuostatus, ant akumuliatoriaus įmontuoti jutikliaijei jo bendra galia viršija 50% šilumos, pagamintos panašiose sistemose. Jei kambaryje yra du šildytuvai, tada termostatas montuojamas tik tame, kurio galingumo indikatorius yra didesnis.

Temperatūros jutiklis yra privaloma temperatūros reguliatorių dalis, leidžianti sumažinti arba padidinti radiatorių, grindinio šildymo ir kitų šildymo prietaisų šildymą.

Prietaiso vožtuvas montuojamas ant tiekimo vamzdžio vietoje radiatoriaus prijungimo prie šildymo tinklo. Jei neįmanoma jo įkišti į esamą grandinę, būtina išmontuoti tiekimo laidą, kuris gali sukelti tam tikrų sunkumų.

Norėdami atlikti šį manipuliavimą, būtina naudoti įrankį, skirtą vamzdžiams pjaustyti, tuo tarpu šiluminės galvutės montavimas yra lengvai atliekamas be specialios įrangos. Kai tik jutiklis yra sumontuotas, pakanka sujungti ant dėklo ir prietaiso padarytus ženklus, po kurių galva tvirtinama sklandžiai spaudžiant ranką.

Oro temperatūros jutiklio montavimas

Toks prietaisas įrengiamas šalčiausioje gyvenamojoje patalpoje be skersvėjų (salėje, virtuvėje ar katilinėje jo įrengimas nepageidautinas, nes tai gali sukelti sistemos sutrikimus).

Renkantis vietą, turite įsitikinti, kad saulės spinduliai nepatenka į prietaisą, netoliese neturėtų būti jokių šildymo prietaisų (šildytuvų, radiatorių, vamzdžių).

Įprastinei šildymo sistemai pakanka vieno termostato, tuo tarpu su kolektoriaus grandine pageidautina naudoti kelis jutiklius, kurių skaičius sutampa su kambarių skaičiumi. Tai leis jums atskirai reguliuoti temperatūrą atskirose erdvėse.

Prietaiso prijungimas atliekamas pagal instrukcijas, pateiktas techniniame pase, naudojant gnybtus ar kabelį, kurie yra komplekte.

Būtina stebėti temperatūrą šilumos jutiklis „šiltose grindyse“ gali būti giliai betono lygintuve. Tokiu atveju apsaugai gali būti naudojamas gofruotas vamzdis, turintis vieną uždarą galą ir nuožulnų lenkimą.

Pastaroji funkcija leidžia pašalinti sugedusį įrenginį ir prireikus jį pakeisti nauju.

Įrenginys montuojamas taip:

1. Sienoje įrengta įpjova, skirta tvirtinti priedą.
2. Priekinė dalis pašalinama iš temperatūros jutiklio, po kurio prietaisas sumontuojamas paruoštoje vietoje.
3. Kitas, šildymo kabelis yra prijungtas prie kontaktų, o jutikliai yra prijungti prie gnybtų.

Paskutinis žingsnis yra prijungti maitinimo laidą ir įdiegti priekinį skydelį į jo vietą.

Šildymo katilo termostato prijungimo schema išsamiai aprašyta šis straipsnis.

Jei prietaisas, kurio funkcionalumui užtikrinti reikalingas vidinis jutiklių prijungimas, yra sudėtingas dizainas, geriau kreiptis į specialistus.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Žemiau pateiktame vaizdo įraše aprašoma, kaip šiluminius prietaisus montuoti ant katilo:

Ar skiriasi jutiklių montavimas ant tiekimo ir grąžinimo vamzdžių:

Temperatūros jutikliai yra plačiai naudojami tiek įvairiose pramonės šakose, tiek buities reikmėms. Platus tokių prietaisų asortimentas, pagrįstas skirtingais veikimo principais, leidžia pasirinkti geriausią variantą konkrečiai problemai išspręsti.

Namuose ir butuose tokie įtaisai dažniausiai naudojami palaikyti patogią temperatūrą patalpose, taip pat sureguliuoti šildymo sistemas - baterijas, grindų šildymą.

Turite ką papildyti ar turite klausimų apie temperatūros jutiklio pasirinkimą ir montavimą? Galite palikti komentarus apie leidinį, dalyvauti diskusijose ir pasidalyti savo patirtimi naudojantis tokiais prietaisais. Kontaktinė forma yra apatiniame bloke.