Lämpötila-anturikokoonpanot
Tarkka lämpötilan mittaus ja lämpötilan hallinta on tarpeen monista syistä, mukaan lukien turvallisuus, materiaalin stabiilisuus, saannon optimointi ja laatu. Itse asiassa lämpötila on mitatuin suure kaikissa prosesseissa.
Sovelluksesta riippuen termoelementti-anturia, tai RTD-anturia käytetään normaalisti teollisuuden lämpötilan mittaukseen, mutta myös muita anturityyppejä, kuten termistoreita, IR-antureita ja puolijohdelaitteita, voidaan käyttää.
Termoelementtianturit sekä RTD-anturit ovat luontaisesti hauraita laitteita, jotka ovat alttiita mekaanisille voimille sekä sähköisille häiriöille.
Koska teollisuuden ohjausjärjestelmät luottavat vakaisiin ja tarkkoihin tulosignaaleihin, joissa ei ole kohinaa tai ulkoisia häiriöitä, on järkevää suojata lämpötila-anturit mittauskohdassa esiintyviltä ulkoisilta voimilta, kuten paineelta tai tärinältä.
Tyypillisesti lämpötila-anturit suojataan asettamalla herkkä anturielementti suojavaippaan, joka on täytetty keraamisella jauheella. Tämä suojaa anturia tärinältä ja mahdollisesti aggressiivisilta prosessin väliaineilta, jotka voivat vaurioittaa anturielementtiä.
 |
 |
| Pt100-anturi ruostumattomasta teräksestä valmistetulla vaipalla, ja vapailla liitäntäjohtimilla | Termoelementti-anturit ruostumattomasta teräksestä valmistetulla vaipalla- ja pistokeliitoksella |
Lämpötila-anturiin kiinnitetään tyypillisesti myös kytkentäpää. Tämä mahdollistaa anturijohtimien kytkemisen, joko liittimelle, tai lämpötilalähettimelle. Saatavana on erilaisia kytkentäpäätyyppejä, joiden valinta riippuu sovelluksesta ja siitä, onko lämpötila-anturin kokoonpano vaarallisella alueella. Jos räjähdysvaarallisella alueella olevaan anturiin on asennettu lämpötilalähetin, on sen myös oltava ATEX-sertifioitu.
Muutamia vakiopäätyyppejä
Kuvat: www.kp-as.com
Teollisuuden prosesseihin sopivien anturien valmistaminen vaatii erityisiä valmistusmateriaaleja, prosessiliitäntöjä sekä eri sovelluksille sopivia mitoituksia. Saatavana on laaja valikoima teollisuusstandardien mukaisia anturimalleja, jotka voidaan räätälöidä prosessien tarpeiden mukaan.
 |
 |
 |
| Lämpötila-anturi ja kytkentäpää lähettimelle | Lämpötila-anturi kierreliitännällä | Lämpötila-anturi elintarviketeollisuudelle |
| Kuvat: www.kp-as.com |
Lämpötila-anturin kytkentäpäähän asennetaan usein lämpötilalähetin. Lähetin vahvistaa anturin matalaa signaalia ja varmistaa, että järjestelmä saa tarkan ja vakaan signaalin. Erillisiä lämpötilalähettimiä suositellaan, koska ne parantavat edelleen signaalin laatua, suodattamalla kohinaa ja sähkömagneettisia häiriöitä.
Lämpötilalähettimen käytön lisäetuja ovat kyky linearisoida signaali, ja mahdollistaa paikallisnäytön käytön, kuten kenttäasennuskoteloon asennettavassa lähettimessä 7501.
Vaihtoehtoisesti liitäntäpäähän voidaan asentaa liittimet, joiden avulla anturisignaali kytketään DIN-kiskoon asennettuun lämpötilalähettimeen. Tässä tapauksessa mahdolliset signaalin vaikuttavat häiriöt ja heikentymiset on harkittava huolellisesti. Tällainen ongelma saattaa esiintyä anturin ja lämpötilalähettimen välisillä pitkillä kaapelipituuksilla.
 |
 |
 |
| PR 5437A 2-johdin HART 7 -lämpötilalähetin | PR 6337A 2-johdin HART-lämpötilalähetin DIN-kiskoon | PR 7501 kentälle asennettava HART-lämpötilalähetin näytöllä |
Saatavana on myös lähettimiä, jotka tukevat helppoa integrointia kenttäväylään ja digitaalisiin järjestelmiin, kuten HART, Foundation Fieldbus, Profibus ja IO-link. PR 5350 anturin kytkentäpäähän asennettava lähetin ja PR 6350 DIN-kiskoasennuksella varustettu lähetin tukevat sekä Foundation Fieldbus- että Profibus PA -laitteita samassa laitteessa, kun taas PR 5335, 5337, 5437, 6335, 6337 ja 6437 ovat HART-lämpötilalähettimiä.
Vaikka näitä anturikokoonpanoja voidaan käyttää sellaisenaan, teollisissa sovelluksissa lämpötila-anturin on usein oltava helposti vaihdettavissa, asennettuna vaikeapääsyisiin paikkoihin tai altistettuna paineille ja virtausnopeuksille, jotka voivat aiheuttaa vahinkoa.
Esimerkiksi varastosäiliöt ja putkistot vaativat lämpötila-anturin helpon vaihtamisen ilman, että prosessimateriaalia pääsee ulos tai järjestelmää tarvitsee tyhjentää. Tämä ongelma ratkaistaan asentamalla anturiin suojatasku.
Suojataskuja käytetään suojaamaan lämpötila-antureita liiallisen paineen, suurien virtausnopeuksien ja syövyttävien aineiden aiheuttamilta vaurioilta. Lisäksi ne mahdollistavat anturin vaihtamisen tyhjentämättä järjestelmää tai prosessia. Korkeapaineisiin sovelluksiin suunnitellut suojataskut valmistetaan tyypillisesti kiinteästä tangosta eheyden varmistamiseksi. Matalapaineisissa ympäristöissä käytettävät suojataskut voidaan valmistaa putkesta, joiden toinen pää on hitsattu umpeen. Suojatasku kiinnitetään normaalisti prosessiin, joko kierreliitännällä, tai hitsaamalla. Sen jälkeen lämpötila-anturi asetetaan suojataskuun.
Suojatasku on määriteltävä, huomioiden sovelluksen ja prosessin tekniset vaatimukset.
 |
 |
 |
|
Suojatasku kierreliitännällä umpimateriaalista |
Suojatasku kierreliitännällä |
Hitsattava -suojatasku |
| Kuvat: www.kp-as.com |
Löydät lisätietoja PR electronics:n lämpötilalähettimistä ja signaalimuuntimista täältä.
