Сензори температуре за грејање: намена, врсте, упутства за уградњу

Приликом рада уређаја за грејање потребно је контролисати степен загревања расхладне течности, као и ваздух у просторији.Сензори температуре за грејање помажу у хватању и преношењу информација, информације из којих се могу визуелно очитати или одмах послати контролору.

Предлажемо да разумете како функционишу температурни сензори, које врсте уређаја за праћење постоје и које параметре треба узети у обзир при избору уређаја. Поред тога, припремили смо упутства корак по корак која ће вам помоћи да сами инсталирате сензор температуре на радијатор за грејање.

Принцип рада термичког сензора

Можете контролисати систем грејања користећи различите методе, укључујући:

• аутоматски уређаји за благовремено снабдевање енергијом;
• сигурносни блокови за надзор;
• јединице за мешање.

За исправан рад свих ових група потребни су температурни сензори који дају сигнале о раду уређаја. Посматрање очитавања ових уређаја омогућава нам да благовремено идентификујемо кварове у систему и предузмемо корективне мере.

Постоји много врста уређаја који се користе за подизање температуре. Могу се уронити у расхладне течности, користити у затвореном простору или на отвореном

Сензор температуре може се користити као посебан уређај, на пример, за праћење температуре у просторији, или бити саставни део сложеног уређаја, на пример, котла за грејање.

Основа таквих уређаја који се користе у аутоматизованој контроли је принцип претварања индикатора температуре у електрични сигнал. Захваљујући томе, резултати мерења се могу брзо пренети преко мреже у облику дигиталног кода, што гарантује велику брзину, осетљивост и тачност мерења.

Истовремено, различити уређаји за мерење степена грејања могу имати карактеристике дизајна које утичу на низ параметара: рад у одређеном окружењу, начин преноса, метод визуелизације и друге.

Врсте уређаја за мерење температуре

Термални уређаји се могу класификовати према низу важних критеријума, укључујући начин преношења информација, локацију и услове уградње, као и алгоритам за узимање очитавања.

По начину преноса информација

Према начину преноса информација који се користе, сензори су подељени у две велике категорије:

• жичани уређаји;
• бежични сензори.

У почетку су сви такви уређаји били опремљени жицама преко којих су термални сензори комуницирали са контролном јединицом, преносећи јој информације. Иако су такви уређаји сада заменили своје бежичне колеге, они се и даље често користе у једноставним колима.

Поред тога, жичани сензори су тачнији и поузданији у раду.

Да би се обезбедио доследан рад жичаног сензора који се користи у композитном уређају, препоручљиво је да га комбинујете са опремом коју производи исти произвођач

Тренутно су широко распрострањени бежични уређаји који најчешће преносе информације помоћу предајника и пријемника радио таласа. Такви уређаји се могу инсталирати скоро свуда, укључујући посебну просторију или на отвореном.

Важне карактеристике таквих температурних сензора су:

• присуство батерије;
• грешка мерења;
• опсег преноса сигнала.

Бежични/жични уређаји могу у потпуности да замене једни друге, али постоје неке посебности у њиховом функционисању.

По локацији и начину постављања

На основу локације уградње, такви уређаји су подељени у следеће типове:

• режијски трошкови причвршћени за круг грејања;
• подводни, у контакту са расхладном течношћу;
• затворени, који се налазе унутар стамбеног или пословног простора;
• спољашњи, који се налазе споља.

Неке јединице могу користити неколико типова сензора истовремено за контролу температуре.

Према механизму за узимање очитавања

Према начину приказивања информација, уређаји могу бити:

• биметални;
• алкохол.

Прва опција укључује употребу две плоче направљене од различитих метала, као и индикатор бројчаника. Како температура расте, један од елемената се деформише, стварајући притисак на стрелицу. Очитавања оваквих уређаја карактерише добра тачност, али њихов велики недостатак је њихова инерција.

Биметални и алкохолни термостати се често постављају на опрему за грејање, као што су котлови. Они вам омогућавају да пратите топлоту, прекорачење које може довести до фаталних последица.

Сензори чији је рад заснован на употреби алкохола готово су потпуно ослобођени овог недостатка. У овом случају, раствор који садржи алкохол се сипа у херметички затворену боцу, која се шири када се загреје. Дизајн је прилично елементаран, поуздан, али није баш погодан за посматрање.

Различити типови температурних сензора

За мерење температуре користе се уређаји са различитим принципима рада. Најпопуларнији уређаји укључују уређаје наведене у наставку.

Термопарови: тачно очитавање - тешко за тумачење

Такав уређај се састоји од две жице залемљене једна на другу, направљене од различитих метала. Температурна разлика која се јавља између топлог и хладног краја служи као извор електричне струје од 40-60 μВ (индикатор зависи од материјала термоелемента).

За израду термопарова најчешће се користе следеће комбинације метала и легура: хром-алуминијум, гвожђе-костантан, гвожђе-никл, никл-хром и др.

Термопар се сматра високо прецизним температурним сензором, али је прилично тешко узети тачна очитавања са њега. Да бисте то урадили, потребно је да сазнате електромоторну силу (ЕМФ) користећи температурну разлику уређаја.

Да би резултат био тачан, важно је компензовати температуру хладног споја, користећи, на пример, хардверску методу у којој се други термопар поставља у окружење претходно познате температуре.

Метод софтверске компензације подразумева постављање другог температурног сензора у изокомору заједно са хладним спојевима, што вам омогућава да контролишете температуру са датом тачношћу.

Процес добијања података од термопара изазива одређене потешкоће због његове нелинеарности. Да би се осигурала тачност очитавања, ГОСТ Р 8.585-2001 уводи полиномске коефицијенте који вам омогућавају да претворите ЕМФ у температуру, као и да извршите обрнуте операције.

Други проблем је што се очитавања узимају у микроволтима, који се не могу конвертовати коришћењем широко доступних дигиталних инструмената.Да бисте користили термоелемент у дизајну, потребно је обезбедити прецизне, вишецифрене претвараче са минималним нивоом буке.

Термистори: лако и једноставно

Температуру је много лакше мерити помоћу термистора, који се заснивају на принципу зависности отпора материјала од температуре околине. Такви уређаји, на пример, направљени од платине, имају тако важне предности као што су висока тачност и линеарност.

Главним проблемом оваквих температурних сензора може се сматрати изузетно низак температурни коефицијент отпора, али га је ипак лакше прецизно измерити него детектовати ниске напонске вредности термопарова.

Важна карактеристика отпорника је његов основни отпор на одређеној температури. Према ГОСТ 21342.7-76, овај индикатор се мери на 0 ° Ц. У овом случају препоручује се употреба бројних вредности отпора (Охма), као и Т_кс – температурни коефицијент.

Т индикатор_кс израчунати по формули:

Т_кс = (Р_е – Р_0ц)/(Т_е – Т_0ц) *1/Р_0ц,

Где:

• Р_е – отпор на тренутној температури;
• Р_0ц – отпорност на 0°Ц;
• Т_е – тренутна температура;
• Т_0ц – 0°Ц.

ГОСТ такође даје температурне коефицијенте предвиђене за различите мерне уређаје направљене од бакра, никла, платине, а такође указује на полиномске коефицијенте који се користе за израчунавање температуре на основу тренутних вредности отпора.

Термисторски сензори се широко користе у индустрији електронике и машинства због своје тачности, осетљивости и лакоће рада.

Отпор можете мерити повезивањем уређаја на струјни круг и мерењем диференцијалног напона. Индикаторе можете пратити помоћу интегрисаних кола, чији је аналогни излаз једнак напону напајања.

Термални сензори са таквим уређајима могу се безбедно повезати на аналогно-дигитални претварач, дигитализујући га осмо- или десет-битним АДЦ-ом.

Дигитални сензор за истовремена мерења

Дигитални температурни сензори се такође широко користе, на пример, модел ДС18Б20, који ради помоћу микрокола са три излаза. Захваљујући овом уређају могуће је истовремено узимати очитавања температуре са неколико паралелно радних сензора, са грешком од само 0,5°Ц.

Популаран модел је комбиновани сензор температуре/влажности СХТ1, који вам омогућава да мерите топлоту са тачношћу од +2°, а влажност са тачношћу од +5. Међутим, сам произвођач тврди да постоје прецизнији и економичнији уређаји

Међу осталим предностима овог уређаја може се приметити и широк распон радних температура (-55+125°Ц). Главни недостатак је спор рад: за најтачније прорачуне, уређају је потребно најмање 750 мс.

Бесконтактни ирометри (термомери)

Дејство ових бесконтактних сензора заснива се на детекцији топлотног зрачења које излази из тела. Да би се окарактерисао овај феномен, користи се количина енергије која се ослобађа у јединици времена са јединичне површине, која пада на јединични опсег таласних дужина.

Сличан критеријум који одражава интензитет монохроматског зрачења назива се спектрална луминозност.

Постоје следеће врсте пирометара:

• зрачење;
• осветљеност (оптичка);
• боја.

Радијација пирометри дозвољавају мерења у опсегу од 20-25000°Ц, међутим, да би се одредила температура, важно је узети у обзир коефицијент непотпуности зрачења, чија ефективна вредност зависи од физичког стања тела, његове хемикалије. састав и други фактори.

Главни радни елемент сензора зрачења је телескоп, унутар којег се налази батерија која се састоји од серијског кола термопарова. Радни крајеви ових уређаја налазе се на латици обложеној платином (+)

Пирометри за осветљење (оптички). дизајниран за мерење температура 500-4000°Ц. Они пружају високу тачност мерења, али могу да искриве очитавања због могуће апсорпције зрачења тела од стране средњег медијума кроз који се врше посматрања.

Пирометри у боји, чије се деловање заснива на одређивању интензитета зрачења на две таласне дужине – најбоље у црвеном или плавом делу спектра, користе се за мерења у опсегу од 800 до 0°Ц.

Њихова главна предност је у томе што некомплетност зрачења не утиче на грешке мерења. Поред тога, индикатори не зависе од удаљености до објекта.

Кварцни температурни претварачи (пиезоелектрични)

За мерење температуре у опсегу од -80 +250°Ц, можете користити кварцне претвараче (пиезоелектричне елементе), чији је принцип рада заснован на фреквентној зависности кварца од загревања. У овом случају, на функцију претварача утиче локација реза дуж кристалних осе.

У истраживачком раду најчешће се користе пиезоелектрични (кварцни) уређаји, јер се такви уређаји одликују проширеним опсегом мерења, поузданошћу и високом прецизношћу.

Пиезоелектрични сензори се одликују фином осетљивошћу, високом резолуцијом и способни су да поуздано раде током дужег временског периода. Такви уређаји се широко користе у производњи дигиталних термометара и сматрају се једним од најперспективнијих уређаја за будуће технологије.

Сензори буке (акустични) температуре

Рад таквих уређаја је обезбеђен уклањањем разлике акустичног потенцијала у зависности од температуре отпорника.

Акустичке методе омогућавају мерење температуре у затвореним просторима и окружењима где директно мерење није могуће. Слични уређаји нашли су примену у медицини, подводним истраживањима, као иу индустрији.

Метода мерења са оваквим сензорима је прилично једноставна: потребно је упоредити буку коју производе два слична елемента, од којих је један на претходно познатој температури, а други на одређеној температури.

Акустични температурни сензори су погодни за мерење опсега -270 - +1100°Ц. У исто време, сложеност процеса лежи у прениском нивоу буке: звуци које производи појачало понекад га пригушују.

НКР сензори температуре

Суштина рада нуклеарних квадруполних резонантних термометара је деловање градијента поља, које формирају кристалне решетке и нуклеарни момент – индикатор изазван одступањем наелектрисања од симетрије сфере.

Као резултат ове појаве, долази до процесије језгара: њена фреквенција зависи од градијента поља решетке.На вредност овог индикатора утиче и температура: њен пораст изазива пад НКР фреквенције.

Главни елемент таквих сензора је ампула са супстанцом, која је смештена у индуктивни намотај повезан са колом генератора.

Предност уређаја је неограничено трајање мерења, поузданост и стабилан рад. Недостатак је нелинеарност мерења, што захтева употребу функције конверзије.

Полупроводнички уређаји

Категорија уређаја који раде на основу промена у карактеристикама п-н споја изазваних излагањем температурама. Напон на транзистору је увек пропорционалан утицају температуре, што чини овај фактор лаким за израчунавање.

Предности оваквих уређаја су висока тачност података, ниска цена и линеарне карактеристике у целом опсегу мерења. Погодно је монтирати такве уређаје директно на полупроводничку подлогу, што их чини одличним за микроелектронику.

Волуметријски претварачи за очитавање температуре

Такви уређаји се заснивају на добро познатом принципу ширења и скупљања супстанци уочених током загревања или хлађења. Такви сензори су прилично практични. Могу се користити за одређивање температура у опсегу -60 - +400°Ц.

Да би се омогућила визуелна контрола температуре, већина температурних сензора смештених у просторијама опремљена је дисплејима који приказују тренутне вредности

Важно је запамтити да су мерења течности са таквим уређајима ограничена њиховим температурама кључања и смрзавања, а мерења гасова њиховим преласком у течно стање.Грешка мерења изазвана утицајима околине за ове уређаје је прилично мала: варира између 1-5%.

Избор температурних сензора

Када бирате такве уређаје, обратите пажњу на факторе као што су:

• температурни опсег у којем се врше мерења;
• потреба и могућност урањања сензора у предмет или окружење;
• услови мерења: за очитавање у агресивном окружењу, боље је дати предност бесконтактној верзији или моделу који се налази у кућишту отпорном на корозију;
• животни век уређаја пре калибрације или замене - неке врсте уређаја (на пример, термистори) брзо покваре;
• технички подаци: резолуција, напон, брзина сигнала, грешка;
• вредност излазног сигнала.

У неким случајевима је важан и материјал кућишта уређаја, а када се користи у затвореном простору, важне су и димензије и дизајн.

Препоруке за инсталацију уради сам

Такви уређаји се широко користе у различите сврхе: опремљени су радијаторима, котловима за грејање и другим кућним апаратима.

Пре него што започнете инсталацију, пажљиво прочитајте упутства: она указују не само на карактеристике инсталације (на пример, димензије за спајање на цев), већ и на правила рада, као и на температурне границе за које је мерни уређај погодан.

Такође је потребно узети у обзир величину рукава, која може варирати између 120-160 мм.

Хајде да размотримо два најчешћа случаја инсталирања температурног сензора.

Повезивање уређаја са радијатором

Није потребно опремити све уређаје за грејање термостатом. Према прописима, сензори су уграђени на батерију, ако његова укупна снага прелази 50% топлоте коју генеришу слични системи.Ако у просторији постоје два грејача, онда се термостат поставља само на један, који има већу снагу.

Сензор температуре је обавезна компонента регулатора температуре који вам омогућавају да смањите или повећате загревање радијатора, грејних подова и других уређаја за грејање

Вентил уређаја се поставља на доводни цевовод на месту где је радијатор прикључен на мрежу грејања. Ако га није могуће убацити у постојећи ланац, доводна линија се мора демонтирати, што може изазвати одређене потешкоће.

Да бисте извршили ову манипулацију, потребно је да користите алат за сечење цеви, док се уградња термалне главе може лако обавити без посебне опреме. Чим се сензор монтира, довољно је поравнати ознаке направљене на телу и уређају, након чега се глава фиксира глатком ручном пресом.

Уградња сензора температуре ваздуха

Такав уређај се поставља у најхладнијој дневној соби без пропуха (у ходнику, кухињи или котларници његова уградња је непожељна, јер може изазвати поремећаје у раду система).

Приликом избора локације, потребно је да се уверите да уређај није изложен сунчевој светлости, а у близини не би требало да буду уређаји за грејање (грејачи, радијатори, цеви).

За конвенционални систем грејања довољан је један термостат, док је са колекторским кругом препоручљиво користити неколико сензора, чији се број поклапа са бројем просторија. Ово ће вам омогућити да индивидуално регулишете температуру у одвојеним просторима.

Уређај се повезује у складу са упутствима садржаним у техничком листу, помоћу прикључака или кабла који се налазе у комплету.

Ако треба да пратите температуру сензор температуре у "топлом поду" могу се налазити дубоко у бетонској кошуљици. У овом случају, за заштиту, можете користити валовиту цев са једним затвореним крајем и косим кривином.

Последња функција омогућава, ако је потребно, да уклоните покварени уређај и замените га новим.

Инсталација уређаја се врши на следећи начин:

1. У зиду се прави удубљење за монтажу прилога.
2. Предњи део се уклања са сензора температуре, након чега се уређај поставља на припремљено подручје.
3. Затим је грејни кабл повезан са контактима, док су терминали повезани са сензорима.

Завршна фаза је повезивање кабла за напајање и постављање предње плоче на своје место.

Шема повезивања термостата за котао за грејање је детаљно описана у Овај чланак.

Ако уређај, чија функционалност захтева унутрашње повезивање сензора, има сложен дизајн, боље је контактирати специјалисте.

Закључци и користан видео на тему

Видео испод детаљно описује како инсталирати термалне уређаје на котао за грејање:

Да ли је уградња сензора на доводне и повратне цеви другачија?

Сензори температуре се широко користе како у разним индустријама тако иу кућним потребама. Велики асортиман сличних уређаја, који се заснивају на различитим принципима рада, омогућава вам да изаберете најбољу опцију за решавање одређеног проблема.

У кућама и становима такви уређаји се најчешће користе за одржавање угодне температуре у просторијама, као и за регулисање система грејања - радијатора, грејних подова.

Имате ли шта да додате, или имате питања о избору и уградњи температурног сензора? Можете оставити коментаре на публикацију, учествовати у дискусијама и поделити сопствено искуство коришћења таквих уређаја. Контакт образац се налази у доњем блоку.