Температурни трансмитери

Измервателна техникаСтатии • 25.11.2017

Температурни трансмитери
Температурни трансмитери

Температурните трансмитери са електрически инструменти, предназначени да свързват температурен сензор (например термодвойка, съпротивителен термометър или термистор) с измервателен прибор или контролно устройство (програмируем логически контролер, разпределена контролна система, персонален компютър, контурен контролер, дата логер, дисплей, рекордер и т. н.)

Обикновено температурните трансмитери изолират, усилват, филтрират шума, линеализират и преобразуват входния сигнал от датчика, след което изпращат (предават) стандартен изходен сигнал към управляващото устройство. Широко използвани изходни сигнали в производствените инсталации са сигналите в диапазон 4-20 mA или 0-10 V DC. Електрически сигнал 4 mA например би могъл да означава 0°C, а 20 mA – 100°C.

Сензорите от типа термодвойка представляват двойка проводници от различен метал, съединени в единия край. Връзката между двата проводника създава ниско напрежение, пропорционално на разликата в температурата между отворените и затворените краища.

Температурните трансмитери са подходящо решение за много приложения, които изискват дистанционно измерване на температура, например на технологични процеси. Моделите с изходен сигнал 4-20 mA демонстрират в практиката редица предимства пред конвенционалните прибори за измерване на температура. Все пак, за всяка отделна индустриална система е необходим внимателен подбор на измервателните средства с цел намиране на най-подходящото решение съобразно конкретните изисквания на приложението.

Функции
В много промишлени системи се налага отдалечен мониторинг на даден технологичен процес. Традиционните устройства за измерване на температура, като термодвойките и съпротивителните термометри, излъчват много слаби сигнали. Тези видове сензори могат да бъдат свързани към двупроводен трансмитер, който да усили и кондиционира сигнала. Веднъж кондициониран до ниво на използваемост, сигналът може да бъде предаден по конвенционален меден проводник и използван за задействане на други уреди и устройства, например различни измервателни прибори, дата логери, регистриращи устройства, компютри или контролери.

Принцип на работа
Температурният трансмитер черпи ток от отдалечено правотоково захранване, пропорционално на сензорния му вход. Същинският сигнал се предава като промяна в тока на захранване. Един трансмитер за термодвойки например черпи 4 mA ток от DC захранването при измерване на най-ниската температура на процеса. С покачване на температурата трансмитерът ще черпи все повече ток, докато големината му достигне 20 mA. Този сигнал (20 mA ) кореспондира с най-високата измерена температура от термодвойката.

Вътрешната схема за преобразуване на сигнала на предавателя (захранвана от част от тока в диапазона 4-20 mA) определя температурния обхват, който ще бъде представен от изходния токов сигнал. Физически са необходими само два медни проводника за свързване на изходния сигнал на температурния предавател в серийна верига с дистанционното захранване и технологичното оборудване. Това става възможно, тъй като сигналът и захранващата линия са комбинирани (една верига изпълнява двойна функция).

Дигитални технологии
Основната функция на температурните трансмитери е да преобразуват сигнала на температурния сензор в стабилен и стандартизиран сигнал. Първите трансмитери са конструирани на базата на аналогова технология. Днес цифровите технологии навлизат все по-широко в измервателната техника, тъй като предлагат по-висока точност на измерванията в комбинация с по-висока гъвкавост, подобрена безопасност и оптимизирани експлоатационни разходи. При най-съвременните модели дигитални температурни трансмитери точността на измерване може да бъде допълнително повишена с използването на специален софтуер, координиращ комуникацията между сензора и трансмитера.

Видове температурни трансмитери
Температурните предаватели се използват масово в промишленото производство като средство за процесен контрол, тъй като могат да осигурят обратна връзка по отношение на температурата по време на различните етапи на производствените процеси. Данните за температурата се преобразуват в различен по вид сигнал и се предават към съответното приемно устройство.
В практиката намират приложение няколко различни типа трансмитери, както и няколко вида монтажни технологии. Трите основни категории температурни трансмитери включват: устойчиви на атмосферни въздействия и взривозащитени трансмитери; трансмитери за панелен монтаж или монтаж на DIN шина и т. нар. head-mount трансмитери (за монтаж в сезнорна глава). Трите основни вида монтажни конфигурации са: монтаж на шина, полеви монтаж и монтаж в сезнорната глава.

Устойчиви на атмосферни влияния и взривозащитени трансмитери
За приложения, в които трансмитерът трябва да издържа на сериозни негативни въздействия, свързани с непрекъснато излагане на агресивни влияния (включително климатични условия, влага, запрашаване, риск от експлозия и т. н.), са подходящи устойчивите на атмосферни въздействия и взривозащитените модели. Обикновено тези трансмитери разполагат със здрави и устойчиви корпуси с висока степен на защита IP, изработени от неръждаема стомана или друг взривобезопасен материал, които са плътно запечатани, за да предпазят чувствителните вътрешни елементи на прибора.

Вътрешната част на уреда е разделена на две малки камери: едната съдържа сензора, а другата – електронните компоненти, необходими за изчисляване на температурата и изпращане на нов сигнал. Устойчивите на атмосферни влияния и взривозащитените температурни трансмитери са с висока степен на точност и обикновено могат да бъдат настройвани и наблюдавани локално, ако е необходимо.

Трансмитери за панелен монтаж/монтаж на DIN шина
Трансмитерите за монтаж на DIN шина, известни в техническата практика още като трансмитери за панелен монтаж, се срещат в доста индустриални приложения, тъй като са сравнително достъпни ценово и могат да работят с множество различни сензори. Предвид особеностите на монтажната им технология, те са и сравнително лесни за инсталиране. По отношение на прецизността, този тип трансмитери са малко по-неточни от взривозащитените модели, тъй като изискват по-дълго опроводяване за осигуряване на прибора. Монтажът на шина е най-старата монтажна технология при температурните трансмитери.

Трансмитери за монтаж в сензорна глава
Трансмитерите за монтаж в сензорна глава, както подсказва и наименованието им, се поставят в главата (или външния корпус) на сензора. Поради спецификите на този монтажен дизайн, те са лесни за инсталиране и изискват минимално опроводяване, тъй като на практика стават част от сензора.

Полеви температурни трансмитери
Този тип температурни трансмитери се предлагат в самостоятелен външен корпус, което им позволява да бъдат директно монтирани в полева среда, дори при тежки индустриални условия. Трансмитерите за директен полеви монтаж могат да бъдат разположени сравнително близо до сензора с цел увеличаване силата на сигнала.

Новият брой 8/2017

брой 8-2017

ВСИЧКИ СТАТИИ | АРХИВ

ЕКСКЛУЗИВНО

Top