Ahoj! Ako dodávateľ snímačov teploty na hlavu sa ma často pýtajú, ako tieto šikovné zariadenia fungujú. Tak som si myslel, že by som vám venoval pár minút, aby som vám rozobral princíp fungovania vysielača teploty na hlavu.
Najprv si povedzme, čo je vysielač teploty na hlavu. Je to zariadenie, ktoré sa používa na konverziu signálu teploty zo snímača, ako je termočlánok alebo RTD (odporový teplotný detektor), na štandardizovaný elektrický signál. Tento signál sa potom môže poslať do riadiaceho systému, ako je PLC (programovateľný logický ovládač) alebo DCS (distribuovaný riadiaci systém), na účely monitorovania a riadenia.
Základné komponenty snímača teploty na hlavu zahŕňajú vstupný stupeň snímača, obvod na úpravu signálu, mikroprocesor a výstupný stupeň. Pozrime sa bližšie na každú z týchto zložiek a na to, ako spolu fungujú.
Vstupný stupeň snímača
Vstupný stupeň snímača je miesto, kde je snímač teploty pripojený k prevodníku. V závislosti od typu použitého snímača môže byť potrebné, aby vstupný stupeň poskytoval rôzne typy úpravy signálu. Napríklad termočlánky produkujú veľmi malý napäťový signál, ktorý je potrebné zosilniť, zatiaľ čo RTD menia svoj odpor s teplotou a vysielač musí merať túto zmenu odporu.
Keď sa použije termočlánok, vstupný stupeň zvyčajne obsahuje kompenzačný obvod studeného spoja. Je to preto, že výstupné napätie termočlánku závisí nielen od teploty na meracom uzle, ale aj od teploty v referenčnom uzle (zvyčajne v mieste, kde sú vodiče termočlánku pripojené k vysielaču). Kompenzačný obvod studeného spoja meria teplotu na referenčnom spoji a podľa toho upravuje signál termočlánku, aby sa zabezpečilo presné meranie teploty.
Obvod úpravy signálu
Po prijatí teplotného signálu zo snímača na vstupnej fáze je potrebné ho pred spracovaním mikroprocesorom upraviť. Obvod úpravy signálu vykonáva niekoľko funkcií, ako je odfiltrovanie šumu, zosilnenie signálu na vhodnú úroveň a v prípade potreby linearizácia signálu.
Do teplotného signálu sa môže dostať šum z rôznych zdrojov, ako je elektromagnetické rušenie (EMI) alebo rádiofrekvenčné rušenie (RFI). Obvod úpravy signálu používa filtre na odstránenie tohto nežiaduceho šumu a na zabezpečenie toho, aby sa do ďalšej fázy prenášal iba signál súvisiaci s teplotou.
Často je potrebné zosilnenie, pretože výstupný signál zo snímača môže byť veľmi malý. Napríklad termočlánok môže produkovať napätie v milivoltovom rozsahu, zatiaľ čo mikroprocesor typicky vyžaduje signál v rozsahu voltov. Obvod úpravy signálu zosilňuje signál snímača na úroveň, ktorú môže mikroprocesor ľahko spracovať.
Niektoré snímače, ako napríklad termočlánky, majú nelineárny vzťah medzi teplotou a výstupným signálom. V týchto prípadoch môže obvod úpravy signálu obsahovať funkciu linearizácie na premenu nelineárneho signálu snímača na lineárny. To uľahčuje mikroprocesoru presný výpočet teploty.
Mikroprocesor
Mikroprocesor je mozgom vysielača teploty na hlavu. Prijíma signál o upravenej teplote z obvodu úpravy signálu a vykonáva potrebné výpočty na určenie skutočnej teploty. Mikroprocesor riadi aj činnosť vysielača, ako je nastavenie rozsahu výstupného signálu a vykonávanie autodiagnostiky.
Na výpočet teploty mikroprocesor používa matematický algoritmus, ktorý zohľadňuje charakteristiky použitého snímača. Napríklad pre RTD môže mikroprocesor použiť Callendar-Van Dusenovu rovnicu na premenu nameraného odporu na teplotu.
Mikroprocesor tiež umožňuje konfiguráciu vysielača. To môže zahŕňať nastavenie typu výstupného signálu (napr. 4-20 mA, 0-10 V), rozsahu merania a iných parametrov. Niektoré prevodníky majú dokonca možnosť konfigurácie na diaľku pomocou komunikačného protokolu ako HART (Highway Addressable Remote Transducer) alebo Modbus.
Výstupný stupeň
Koncový stupeň je zodpovedný za premenu vypočítanej hodnoty teploty na štandardizovaný elektrický signál, ktorý možno poslať do riadiaceho systému. Najbežnejšie typy výstupných signálov sú 4-20 mA a 0-10 V.
Prúdová slučka 4-20 mA je široko používaná v priemyselných aplikáciách, pretože je menej náchylná na šum a môže sa prenášať na veľké vzdialenosti. Vo výstupe 4-20 mA predstavuje 4 mA spodný koniec teplotného rozsahu a 20 mA predstavuje horný koniec rozsahu. Napríklad, ak je teplotný rozsah 0-100 °C, 4 mA by zodpovedalo 0 °C a 20 mA by zodpovedalo 100 °C.
V niektorých aplikáciách sa používa aj výstup 0-10 V, najmä v systémoch, ktoré sú viac kompatibilné s napäťovými signálmi. Podobne ako pri výstupe 4-20 mA, 0 V predstavuje spodný koniec teplotného rozsahu a 10 V predstavuje horný koniec.
Aplikácie v reálnom svete
Snímače teploty montované na hlavu sa používajú v širokej škále priemyselných odvetví a aplikácií. V chemickom priemysle sa používajú na monitorovanie teploty reaktorov, destilačných kolón a iných technologických zariadení na zabezpečenie bezpečnej a efektívnej prevádzky. V potravinárskom a nápojovom priemysle sa používajú na riadenie teploty procesov varenia, chladenia a skladovania, aby sa zachovala kvalita produktov.
Vo farmaceutickom priemysle je presné meranie teploty kľúčové pre výrobu liekov. Vysielače teploty montované na hlavu sa používajú na monitorovanie teploty v čistých priestoroch, inkubátoroch a iných kritických priestoroch, aby sa zabezpečil súlad s prísnymi normami kvality.
Naša ponuka produktov
V našej spoločnosti ponúkame rad vysokokvalitných snímačov teploty na hlavicu, ktoré spĺňajú rôznorodé potreby našich zákazníkov. Napríklad,Prevodník teploty Rosemount 3144Sje obľúbenou voľbou pre aplikácie, ktoré vyžadujú vysokú presnosť a spoľahlivosť. Vyznačuje sa pokročilou technológiou spracovania signálu a širokou škálou možností konfigurácie.
TheRosemount 248R prevodník teploty na koľajnicuje navrhnutý pre jednoduchú inštaláciu a integráciu do existujúcich systémov. Je to cenovo výhodné riešenie pre mnohé priemyselné aplikácie.
A644 Vysielač teplotyponúka vynikajúci výkon a flexibilitu s podporou viacerých typov senzorov a komunikačných protokolov.
Ak hľadáte snímač teploty na hlavu alebo ak máte akékoľvek otázky týkajúce sa fungovania týchto zariadení, neváhajte nás kontaktovať. Sme tu, aby sme vám pomohli nájsť správne riešenie pre vaše špecifické potreby. Či už ste malý podnik alebo veľký priemyselný podnik, máme odborné znalosti a produkty, ktoré splnia vaše požiadavky.
Na záver možno konštatovať, že snímače teploty na hlavu sú základnými zariadeniami v mnohých priemyselných odvetviach, ktoré poskytujú presné a spoľahlivé meranie a kontrolu teploty. Pochopením princípu ich fungovania môžete robiť informovanejšie rozhodnutia, pokiaľ ide o výber a používanie týchto zariadení. Ak teda potrebujete meranie teploty, zavolajte nám alebo nám napíšte e-mail a začnime rozhovor o tom, ako vám môžeme pomôcť.
Referencie
- "Príručka merania teploty", Omega Engineering
- "Príručka priemyselného vybavenia a riadenia", CRC Press
