Temperatuuriandurid kütmiseks: otstarve, tüübid, paigaldusjuhend

Kütteseadmete kasutamisel on vaja kontrollida nii jahutusvedeliku kui ka ruumi õhu kuumutamise astet.Kütmiseks mõeldud temperatuuriandurid aitavad koguda ja edastada infot, millest saab infot visuaalselt lugeda või koheselt kontrollerile saata.

Soovitame teil mõista, kuidas temperatuuriandurid töötavad, mis tüüpi jälgimisseadmed on olemas ja milliseid parameetreid tuleks seadme valimisel arvesse võtta. Lisaks oleme koostanud samm-sammult juhised, mis aitavad teil ise kütteradiaatorile temperatuurianduri paigaldada.

Termoanduri tööpõhimõte

Küttesüsteemi saate juhtida erinevate meetoditega, sealhulgas:

• automaatsed seadmed õigeaegseks energiavarustuseks;
• turvaseire plokid;
• segamisüksused.

Kõigi nende rühmade korrektseks tööks on vaja temperatuuriandureid, mis annavad signaale seadmete töö kohta. Nende seadmete näitude jälgimine võimaldab meil õigeaegselt tuvastada rikked süsteemis ja võtta parandusmeetmeid.

Palaviku alandamiseks kasutatakse mitut tüüpi seadmeid. Neid saab kasta jahutusvedelikesse, kasutada siseruumides või paikneda väljas

Temperatuuriandurit saab kasutada eraldi seadmena, näiteks ruumi temperatuuri jälgimiseks, või olla kompleksse seadme, näiteks küttekatla, lahutamatu osa.

Selliste automatiseeritud juhtimises kasutatavate seadmete aluseks on temperatuuriindikaatorite elektrisignaaliks teisendamise põhimõte. Tänu sellele saab mõõtmistulemused kiiresti üle võrgu digitaalkoodi kujul edastada, mis tagab mõõtmise suure kiiruse, tundlikkuse ja täpsuse.

Samal ajal võivad erinevatel kütteastme mõõtmise seadmetel olla disainifunktsioonid, mis mõjutavad mitmeid parameetreid: töö teatud keskkonnas, edastusmeetod, visualiseerimismeetod ja muud.

Temperatuuri mõõtmise seadmete tüübid

Soojusseadmeid saab klassifitseerida mitmete oluliste kriteeriumide järgi, sealhulgas teabe edastamise meetod, paigalduskoht ja -tingimused, samuti näitude võtmise algoritm.

Info edastamise meetodi järgi

Kasutatava teabe edastamise meetodi järgi jagatakse andurid kahte suurde kategooriasse:

• juhtmega seadmed;
• juhtmevabad andurid.

Algselt olid kõik sellised seadmed varustatud juhtmetega, mille kaudu suhtlesid termoandurid juhtseadmega, edastades sellele teavet. Kuigi sellised seadmed on nüüdseks asendanud oma juhtmevabad analoogid, kasutatakse neid endiselt sageli lihtsates vooluahelates.

Lisaks on juhtmega andurid täpsemad ja töökindlamad.

Komposiitseadmes kasutatava juhtmega anduri järjepideva töö tagamiseks on soovitatav see kombineerida sama tootja valmistatud seadmetega.

Praegu on laialt levinud traadita seadmed, mis kõige sagedamini edastavad teavet raadiolainete saatja ja vastuvõtja abil. Selliseid seadmeid saab paigaldada peaaegu kõikjale, sealhulgas eraldi ruumi või vabas õhus.

Selliste temperatuuriandurite olulised omadused on:

• aku olemasolu;
• mõõtmiste viga;
• signaali edastusulatus.

Juhtmeta/juhtmega seadmed võivad üksteist täielikult asendada, kuid nende toimimises on mõned iseärasused.

Asukoha ja paigutusviisi järgi

Paigalduskoha järgi jagunevad sellised seadmed järgmisteks tüüpideks:

• kütteringi külge kinnitatud üldkulud;
• sukeldatav, kokkupuutes jahutusvedelikuga;
• siseruumides, mis asub elu- või kontoriruumis;
• välised, mis asuvad väljaspool.

Mõned seadmed võivad temperatuuri reguleerimiseks kasutada samaaegselt mitut tüüpi andureid.

Vastavalt näitude võtmise mehhanismile

Vastavalt teabe kuvamismeetodile võivad seadmed olla:

• bimetallist;
• alkohol.

Esimene võimalus hõlmab kahe erinevast metallist valmistatud plaadi kasutamist, samuti näidikut. Temperatuuri tõustes üks elementidest deformeerub, tekitades noolele survet. Selliste seadmete näitu iseloomustab hea täpsus, kuid nende suureks puuduseks on inerts.

Bimetallist ja alkoholist termostaadid paigaldatakse sageli kütteseadmetele, näiteks kateldele. Need võimaldavad teil jälgida kuumust, mille ületamine võib põhjustada surmavaid tagajärgi.

Andurid, mille töö põhineb alkoholi tarvitamisel, on sellest puudusest peaaegu täiesti vabad. Sel juhul valatakse alkoholi sisaldav lahus hermeetiliselt suletud kolbi, mis kuumutamisel paisub. Disain on üsna elementaarne, usaldusväärne, kuid mitte väga mugav vaatlusteks.

Erinevat tüüpi temperatuuriandurid

Temperatuurinäitude võtmiseks kasutatakse erinevate tööpõhimõtetega seadmeid. Kõige populaarsemate seadmete hulka kuuluvad allpool loetletud seadmed.

Termopaarid: täpne näit – raskesti tõlgendatav

Selline seade koosneb kahest üksteise külge joodetud juhtmest, mis on valmistatud erinevatest metallidest. Kuuma ja külma otsa vahel tekkiv temperatuurierinevus toimib 40-60 μV elektrivoolu allikana (indikaator sõltub termopaari materjalist).

Termopaaride valmistamiseks kasutatakse kõige sagedamini järgmisi metallide ja sulamite kombinatsioone: kroom-alumiinium, raud-kostantaan, raud-nikkel, nikkel-kroom ja teised

Termopaari peetakse ülitäpseks temperatuurianduriks, kuid sellest on üsna raske täpseid näitu võtta. Selleks peate seadme temperatuuride erinevuse abil välja selgitama elektromotoorjõu (EMF).

Et tulemus oleks õige, on oluline külma ristmiku temperatuuri kompenseerimine, kasutades näiteks riistvaralist meetodit, mille puhul asetatakse teine ​​termopaar varem teadaoleva temperatuuriga keskkonda.

Tarkvaraline kompensatsioonimeetod hõlmab isokambrisse teise temperatuurianduri paigutamist koos külmade ristmikega, mis võimaldab temperatuuri etteantud täpsusega juhtida.

Termopaarilt andmete hankimise protsess põhjustab selle mittelineaarsuse tõttu teatud raskusi. Näitude õigsuse tagamiseks tutvustab GOST R 8.585-2001 polünoomkoefitsiente, mis võimaldavad teil EMF-i teisendada temperatuuriks ja teha pöördtoiminguid.

Probleemiks on ka see, et näidud võetakse mikrovoltides, mida ei ole võimalik laialdaselt kättesaadavate digitaalsete instrumentide abil teisendada.Termopaari kasutamiseks konstruktsioonides on vaja varustada täpsed, minimaalse müratasemega mitmekohalised muundurid.

Termistorid: lihtne ja lihtne

Temperatuuri on palju lihtsam mõõta termistorite abil, mis põhinevad materjalide takistuse sõltuvuse põhimõttel ümbritsevast temperatuurist. Sellistel seadmetel, näiteks plaatinast, on sellised olulised eelised nagu kõrge täpsus ja lineaarsus.

Selliste temperatuuriandurite peamiseks probleemiks võib pidada äärmiselt madalat temperatuuri takistustegurit, kuid seda on siiski lihtsam mõõta kui termopaaride madalpinge väärtusi.

Takisti oluline omadus on selle baastakistus teatud temperatuuril. Vastavalt standardile GOST 21342.7-76 mõõdetakse seda indikaatorit temperatuuril 0 ° C. Sel juhul on soovitatav kasutada mitmeid takistuse väärtusi (oomi), samuti T_ks - temperatuuri koefitsient.

T indikaator_ks arvutatakse valemiga:

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

Kus:

• R_e – takistus praegusel temperatuuril;
• R_0c – vastupidavus 0°C juures;
• T_e – hetketemperatuur;
• T_0c – 0°C.

GOST pakub ka temperatuurikoefitsiente, mis on ette nähtud erinevatele vasest, niklist, plaatinast valmistatud mõõteseadmetele, ning näitab ka polünoomkoefitsiente, mida kasutatakse temperatuuri arvutamiseks voolutakistuse väärtuste põhjal.

Termistorandureid kasutatakse laialdaselt elektroonika- ja masinaehitustööstuses tänu nende täpsusele, tundlikkusele ja kasutuslihtsusele.

Saate mõõta takistust, ühendades seadme vooluallika ahelaga ja mõõtes diferentsiaalpinget. Näitajaid saate jälgida integraallülituste abil, mille analoogväljund on võrdne toitepingega.

Selliste seadmetega soojusandureid saab turvaliselt ühendada analoog-digitaalmuunduriga, digitaliseerides selle kaheksa- või kümnebitise ADC-ga.

Digitaalne andur samaaegseks mõõtmiseks

Samuti on laialdaselt kasutusel digitaalsed temperatuuriandurid, näiteks mudel DS18B20, mis töötab kolme väljundiga mikroskeemi abil. Tänu sellele seadmele on võimalik temperatuurinäitu korraga võtta mitmelt paralleelselt töötavalt andurilt, veaga vaid 0,5°C.

Populaarne mudel on kombineeritud temperatuuri/niiskuse andur SHT1, mis võimaldab mõõta soojust +2° täpsusega ja niiskust +5 täpsusega. Tootja ise aga väidab, et on täpsemaid ja ökonoomsemaid seadmeid

Selle seadme muude eeliste hulgas võib välja tuua ka laia töötemperatuurivahemiku (-55+125°C). Peamine puudus on aeglane töö: kõige täpsemate arvutuste jaoks vajab seade vähemalt 750 ms.

Kontaktivabad iromeetrid (termokaamerad)

Nende kontaktivabade andurite tegevus põhineb kehadest lähtuva soojuskiirguse tuvastamisel. Selle nähtuse iseloomustamiseks kasutatakse ühikpinnalt ajaühikus vabanevat energiahulka, mis langeb ühiklainepikkuse vahemikku.

Sarnast kriteeriumi, mis peegeldab monokromaatilise kiirguse intensiivsust, nimetatakse spektraalseks heleduseks.

On olemas järgmist tüüpi püromeetrid:

• kiirgus;
• heledus (optiline);
• värvi.

Kiirgus püromeetrid võimaldab teha mõõtmisi vahemikus 20-25000°C, kuid temperatuuri määramisel on oluline arvestada kiirguse mittetäielikkuse koefitsienti, mille efektiivne väärtus sõltub keha füüsikalisest seisundist, selle keemilisest koostis ja muud tegurid.

Kiirgusanduri peamiseks tööelemendiks on teleskoop, mille sees on termopaaride jadaahelast koosnev aku. Nende seadmete tööotsad asuvad plaatinaga kaetud kroonlehel (+)

Heleduse (optilised) püromeetrid mõeldud temperatuuri mõõtmiseks 500-4000°C. Need tagavad suure mõõtmistäpsuse, kuid võivad moonutada näitu, kuna vahekeskkond, mille kaudu vaatlusi tehakse, võib kehadelt saadava kiirguse neelduda.

Värvilised püromeetrid, mille toime põhineb kiirguse intensiivsuse määramisel kahel lainepikkusel - eelistatavalt spektri punases või sinises osas, kasutatakse mõõtmiseks vahemikus 800 kuni 0 ° C.

Nende peamine eelis on see, et kiirguse mittetäielikkus ei mõjuta mõõtmisvigu. Lisaks ei sõltu indikaatorid objekti kaugusest.

Kvartstemperatuuri muundurid (piesoelektrilised)

Temperatuurinäitude võtmiseks vahemikus -80 +250°C saab kasutada kvartsmuundureid (piesoelektrilisi elemente), mille tööpõhimõte põhineb kvartsi sagedussõltuvusel kuumutamisest. Sellisel juhul mõjutab anduri tööd lõike asukoht piki kristalli telgesid.

Teadustöös kasutatakse kõige sagedamini piesoelektrilisi (kvarts) seadmeid, kuna selliseid seadmeid iseloomustab laiendatud mõõtmisulatus, töökindlus ja kõrge täpsus

Piesoelektrilised andurid eristuvad peene tundlikkuse, kõrge eraldusvõimega ja on võimelised töötama usaldusväärselt pika aja jooksul. Selliseid seadmeid kasutatakse laialdaselt digitaalsete termomeetrite valmistamisel ja neid peetakse tulevikutehnoloogiate jaoks üheks kõige lootustandvamaks seadmeks.

Müra (akustilised) temperatuuriandurid

Selliste seadmete töö tagatakse akustilise potentsiaali erinevuse eemaldamisega sõltuvalt takisti temperatuurist.

Akustilised meetodid võimaldavad mõõta temperatuurinäitu suletud ruumides ja keskkondades, kus otsene mõõtmine pole võimalik. Sarnased seadmed on leidnud rakendust nii meditsiinis, allveeuuringutes kui ka tööstuses.

Mõõtmismeetod selliste anduritega on üsna lihtne: on vaja võrrelda kahe sarnase elemendi tekitatud müra, millest üks on eelnevalt teadaoleval temperatuuril ja teine ​​​​määratud temperatuuril.

Akustilised temperatuuriandurid sobivad mõõtmiseks vahemikus -270 - +1100°C. Samas peitub protsessi keerukus liiga madalas müratasemes: võimendi tekitatavad helid summutavad selle kohati välja.

NQR temperatuuriandurid

Tuumakvadrupoolresonantstermomeetrite töö olemus on välja gradiendi toime, mille moodustavad kristallvõred ja tuumamoment - indikaator, mis on põhjustatud laengu kõrvalekaldest sfääri sümmeetriast.

Selle nähtuse tulemusena toimub tuumade rongkäik: selle sagedus sõltub võrevälja gradiendist.Selle indikaatori väärtust mõjutab ka temperatuur: selle tõus põhjustab NQR sageduse languse.

Selliste andurite põhielemendiks on ainega ampull, mis asetatakse generaatori ahelaga ühendatud induktiivmähisesse.

Seadmete eeliseks on mõõtmiste piiramatu kestus, töökindlus ja stabiilne töö. Puuduseks on mõõtmiste mittelineaarsus, mis tingib vajaduse kasutada teisendusfunktsiooni.

Pooljuhtseadmed

Seadmete kategooria, mis töötavad p-n-siirde omaduste muutustel, mis on põhjustatud temperatuuriga kokkupuutest. Transistori pinge on alati võrdeline temperatuuri mõjuga, mis teeb selle teguri arvutamise lihtsaks.

Selliste seadmete eelisteks on andmete kõrge täpsus, madal hind ja lineaarsed karakteristikud kogu mõõtepiirkonnas. Selliseid seadmeid on mugav paigaldada otse pooljuhtsubstraadile, mistõttu on need suurepärased mikroelektroonika jaoks.

Mahuandurid temperatuurinäitude jaoks

Sellised seadmed põhinevad hästi tuntud ainete paisumise ja kokkutõmbumise põhimõttel, mida täheldatakse kuumutamise või jahutamise ajal. Sellised andurid on üsna praktilised. Neid saab kasutada temperatuuride määramiseks vahemikus -60 - +400°C.

Temperatuuri visuaalse kontrolli võimaldamiseks on enamik ruumides asuvaid temperatuuriandureid varustatud ekraanidega, mis kuvavad hetkeväärtusi

Oluline on meeles pidada, et vedelike mõõtmist selliste seadmetega piirab nende keemis- ja külmumistemperatuur ning gaaside mõõtmist nende üleminek vedelasse olekusse.Keskkonnamõjudest tingitud mõõtmisviga nendel seadmetel on üsna väike: see varieerub vahemikus 1-5%.

Temperatuuriandurite valik

Selliste seadmete valimisel võtke arvesse selliseid tegureid nagu:

• temperatuurivahemik, milles mõõtmised tehakse;
• anduri esemesse või keskkonda sukeldamise vajadus ja võimalus;
• mõõtmistingimused: näitude võtmiseks agressiivses keskkonnas on parem eelistada kontaktivaba versiooni või mudelit, mis on paigutatud korrosioonikindlasse korpusesse;
• seadme kasutusiga enne kalibreerimist või asendamist - teatud tüüpi seadmed (näiteks termistorid) ebaõnnestuvad kiiresti;
• tehnilised andmed: eraldusvõime, pinge, signaali kiirus, viga;
• väljundsignaali väärtus.

Mõnel juhul on oluline ka seadme korpuse materjal ning siseruumides kasutamisel on olulised ka mõõdud ja disain.

Soovitused paigalduseks ise

Selliseid seadmeid kasutatakse laialdaselt erinevatel eesmärkidel: need on varustatud radiaatorite, küttekatelde ja muude kodumasinatega.

Enne paigaldamise alustamist peaksite hoolikalt läbi lugema juhised: see näitab mitte ainult paigaldusomadusi (näiteks toruga ühendamise mõõtmeid), vaid ka tööreegleid, samuti temperatuuri piire, mille jaoks mõõteseade sobib.

Arvestada tuleb ka varruka suurusega, mis võib varieeruda vahemikus 120-160 mm.

Vaatleme kahte kõige levinumat temperatuurianduri paigaldamise juhtumit.

Seadme ühendamine radiaatoriga

Kõiki kütteseadmeid ei ole vaja varustada termostaadiga. Vastavalt määrustele, akule on paigaldatud andurid, kui selle koguvõimsus ületab 50% sarnaste süsteemide toodetud soojusest.Kui ruumis on kaks kütteseadet, paigaldatakse termostaat ainult ühele, millel on suurem võimsus.

Temperatuuriandur on temperatuuriregulaatorite kohustuslik komponent, mis võimaldab vähendada või suurendada radiaatorite, põrandakütte ja muude kütteseadmete kütmist

Seadme ventiil paigaldatakse toitetorustikule kohas, kus radiaator on küttevõrguga ühendatud. Kui seda ei ole võimalik olemasolevasse ketti sisestada, tuleb toitejuhe lahti võtta, mis võib tekitada mõningaid raskusi.

Selle manipuleerimise läbiviimiseks peate kasutama torude lõikamise tööriista, samas kui termopea paigaldamine on hõlpsasti teostatav ilma erivarustuseta. Niipea, kui andur on paigaldatud, piisab, kui joondada kerele ja seadmele tehtud märgid, misjärel pea fikseeritakse sujuva käsivajutusega.

Õhutemperatuuri anduri paigaldamine

Selline seade paigaldatakse kõige külmemasse elutuppa ilma tuuletõmbuseta (esikus, köögis või katlaruumis on selle paigaldamine ebasoovitav, kuna see võib põhjustada häireid süsteemi töös).

Asukoha valikul tuleb jälgida, et seade ei oleks päikesevalguse käes ning läheduses ei tohiks olla kütteseadmeid (soojendid, radiaatorid, torud).

Tavalise küttesüsteemi puhul piisab ühest termostaadist, kollektori vooluringi puhul on aga soovitav kasutada mitut andurit, mille arv ühtib ruumide arvuga. See võimaldab teil temperatuuri eraldi ruumides individuaalselt reguleerida.

Seade ühendatakse vastavalt tehnilisel andmelehel olevatele juhistele, kasutades komplektis olevaid klemme või kaablit.

Kui teil on vaja temperatuuri jälgida temperatuuriandur "soojas põrandas" võib asuda sügaval betooni tasanduskihis. Sel juhul võite kaitseks kasutada gofreeritud toru, millel on üks suletud ots ja kaldus painutus.

Viimane funktsioon võimaldab vajadusel katkise seadme eemaldada ja uuega asendada.

Seadme paigaldamine toimub järgmiselt:

1. Seinasse tehakse süvend kinnituse paigaldamiseks.
2. Temperatuuriandurilt eemaldatakse esiosa, mille järel seade paigaldatakse ettevalmistatud alale.
3. Järgmisena ühendatakse küttekaabel kontaktidega, klemmid aga anduritega.

Viimane etapp on toitekaabli ühendamine ja esipaneeli paigaldamine oma kohale.

Küttekatla termostaadi ühendusskeem on üksikasjalikult kirjeldatud artiklis see artikkel.

Kui seade, mille funktsionaalsus nõuab andurite sisemist ühendamist, on keeruka konstruktsiooniga, on parem pöörduda spetsialistide poole.

Järeldused ja kasulik video sellel teemal

Allpool olev video kirjeldab üksikasjalikult soojusseadmete paigaldamist küttekatlale:

Kas andurite paigaldamine toite- ja tagasivoolutorudele on erinev?

Temperatuuriandureid kasutatakse laialdaselt nii erinevates tööstusharudes kui ka koduseks otstarbeks. Suur valik sarnaseid seadmeid, mis põhinevad erinevatel tööpõhimõtetel, võimaldab teil valida konkreetse probleemi lahendamiseks parima võimaluse.

Majades ja korterites kasutatakse selliseid seadmeid kõige sagedamini ruumides mugava temperatuuri hoidmiseks, samuti küttesüsteemide - radiaatorite, põrandaküttega - reguleerimiseks.

Kas teil on midagi lisada või on teil küsimusi temperatuurianduri valimise ja paigaldamise kohta? Saate jätta väljaande kohta kommentaare, osaleda aruteludes ja jagada oma kogemusi selliste seadmete kasutamisest. Kontaktvorm asub alumises plokis.