Temperatursensor-Baugruppen
Eine genaue Temperaturmessung und Temperaturregelung ist aus unterschiedlichen Gründen, wie Sicherheit, Materialfestigkeit, Ertragsoptimierung und Qualität, erforderlich; tatsächlich handelt es sich bei der Temperatur um den am häufigsten gemessenen Wert in allen Prozessen.
Für die Temperaturmessung in der Industrie kommen normalerweise entweder Thermoelemente oder WTH-Sensoren zum Einsatz, wobei auch andere Sensortypen, wie Thermistoren, IR-Sensoren und Halbleiterbauteile verwendet werden können.
Sowohl die Thermoelemente, als auch die WTH-Sensoren sind von Natur aus sehr zerbrechlich und anfällig für mechanische Krafteinwirkungen und elektrische Störungen.
Industrie-Prozessleitsysteme stützen sich auf stabile und genaue Eingangssignale, frei von Rauschen und externen Störungen; aus diesem Grund ist es sinnvoll, Temperatursensoren vor den am Messpunkt auftretenden externen Krafteinwirkungen, wie Druck oder Vibration, zu schützen.
Normalerweise werden Temperatursensoren dadurch geschützt, dass das empfindliche Sensorelement mit einem mit Keramikpulver gefüllten Schutzmantel umgeben wird. Auf diese Weise wird der Sensor vor Vibrationen und potenziell aggressiven Prozessmedien geschützt, die sonst das Element beschädigen würden.
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| Pt100 sensor with stainless steel sheath and flying leads | Thermoelementsensoren mit Edelstahlmantel und Steckverbindungen |
Eine Temperatur-Baugruppe wird typischerweise durch die Anbringung eines Kopfdeckels am Sensor fertiggestellt. Auf diese Weise können die Sensorkabel entweder mit einer Klemmleiste oder einem Temperaturmessumformer verbunden werden. In Abhängigkeit von der Anwendung und von der Aufstellung der Sensor-Baugruppe in einem Gefahrenbereich sind verschiedene Kopftypen erhältlich. Wenn die Baugruppe mit einem Temperaturmessumformer versehen ist, muss sie darüber hinaus zur Installation in einem Gefahrenbereich auch ATEX-zertifiziert sein.
Auswahl der Standard-Kopftypen
Siehe: www.kp-as.com
Damit Sensoren zur Verwendung in Industrie-Prozessleitsystemen geeignet sind, müssen bestimmte Fertigungsmaterialien, Prozessanschlüsse und der jeweiligen Anwendung entsprechende Abmessungen verwendet werden. Es steht eine große Auswahl an Industriestandard-Sensorbaugruppen zur Verfügung, die sich an die genauen Prozessanforderungen anpassen lassen.
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| Temperatursensor mit Kopfdeckel für Umformer | Temperatursensor mit Gewinde-Prozessanschluss | Temperatursensor für die Lebensmittelindustrie |
| Courtesy: www.kp-as.com |
Der „Kopfmessumformer“ ist häufig innerhalb des Kopfdeckels angebracht. Der Umformer verstärkt die Kleinsignale des Sensors und gewährleistet auf diese Weise ein präzises und stabiles Signal für das Prozessleitsystem. Isolierte Temperaturmessumformer werden gemeinhin empfohlen, da sie die Signalqualität durch Herausfiltern von Rauschen und elektromagnetischer Störung verbessern.
Weitere Vorteile bei der Verwendung von Temperaturmessumformern sind auch deren Fähigkeit zur Signallinearisierung und die mögliche Integration eines lokalen Displays, wie beim feldmontierten Messumformer 7501.
Alternativ kann der Anschlusskopf mit einer Klemmleiste versehen und das Sensorsignal an einen hutschienenmontierten Temperaturmessumformer geschickt werden. In diesem Fall muss allerdings die auf diese Weise hervorgerufene Störung und die Beeinträchtigung des Sensorsignals berücksichtigt werden. Das geschieht oft mithilfe von größeren Kabellängen zwischen dem Sensor und dem Temperaturmessumformer.
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| 2-Draht HART-7-Temperatur-Kopfmessumformer PR 5437A | Hutschienenmontierter 2-Draht HART-Temperaturmessumformer PR 6337A | Feldmontierter HART-Temperaturmessumformer PR 7501 |
Darüber hinaus sind auch Messumformer zur einfachen Integration in Feldbus- und digitale Systeme, wie HART, Foundation Fieldbus, Profibus und IO-Link erhältlich. Der Kopfmessumformer PR 5350 und der hutschienenmontierte Messumformer PR 6350 unterstützen beide Foundation Fieldbus und Profibus PA auf demselben Gerät, wohingegen es sich bei PR 5335, 5337, 5437, 6335, 6337 und 6437 um HART-Temperaturmessumformer handelt.
Auch wenn diese Sensor-Baugruppen direkt einsatzbereit sind, ist es für Industrieanwendungen oftmals unabdingbar, dass sich der Temperatursensor leicht austauschen lässt, in schwer zugänglichen Bereichen platziert werden und Drücken und Durchflussmengen standhalten kann, die sonst Schäden verursachen würden.
Vorratsbehälter und Leitungen erfordern beispielsweise einen Temperatursensor, der leicht ausgetauscht werden kann, ohne dass Prozessmaterial entweicht oder das System trockengelegt werden muss. Diese Problematik wird durch Verwendung von Tauchhülsen oder Thermofächern umgangen.
Tauchhülsen dienen zum Schutz der Temperatursensoren vor Schäden durch überhöhten Druck, hohe Durchflussmengen und Korrosion. Darüber hinaus ermöglichen sie auch einen Sensoraustausch, ohne das System zu entleeren/den Prozess trockenzulegen. Auf Hochdruckanwendungen ausgelegte Tauchhülsen werden normalerweise aus Gründen der Stabilität aus einem Stangenrohling gefertigt. Tauchhülsen, die in Niederdruck-Umgebungen zum Einsatz kommen, können aus einem Rohrstück mit zugeschweißtem Ende gefertigt werden. Die Tauchhülse wird normalerweise entweder mit einem Gewindeanschluss am jeweiligen Prozess befestigt oder festgeschweißt. Dann wird der Temperatursensor in die Tauchhülse geschoben und gesichert.
Die Tauchhülse muss für den jeweiligen Prozess spezifiziert sein, damit die entsprechenden technischen Prozessanforderungen erfüllt werden.
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| Tauchhülsen-Stange mit Gewinde-Prozessanschluss |
Bearbeitete Tauchhülsen-Stange mit Gewinde-Prozessanschluss |
Geschweißte Stange für Tauchhülse |
| Siehe: www.kp-as.com |
Hier finden Sie weitere Informationen über das Temperaturmessumformer-Sortiment und die Signalverarbeitungsprodukte von PR electronics.
