Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

În timpul funcționării dispozitivelor de încălzire este necesar să se controleze gradul de încălzire a agentului de răcire, precum și aerul din încăpere. Senzorii de temperatură pentru încălzire ajută la eliminarea și transmiterea informațiilor, informații din care pot fi citite vizual sau imediat trimise la controler.

Propunem să înțelegem cum funcționează senzorii de temperatură, ce tipuri de dispozitive de monitorizare există și ce parametri trebuie luați în considerare atunci când alegeți un instrument. În plus, am pregătit instrucțiuni pas cu pas care vă vor ajuta să instalați senzorul termic pe radiatorul de încălzire.

Principiul funcționării senzorului termic

Pentru a controla sistemul de încălzire poate fi o varietate de metode, inclusiv:

  • dispozitive automate de alimentare cu energie în timp util;
  • unități de monitorizare a securității;
  • unități de amestecare.

Pentru ca toate aceste grupuri să funcționeze corect, sunt necesare senzori de temperatură, dând semnale despre funcționarea dispozitivelor. Observațiile privind citirile acestor dispozitive ne permit să identificăm defectele sistemului în timp și să luăm măsuri corective.

Există multe tipuri de instrumente folosite pentru a elimina temperatura. Acestea pot fi scufundate în lichide de răcire, folosite în interior sau plasate în exterior

Senzorul termic poate fi folosit ca dispozitiv separat, de exemplu, pentru a controla temperatura unei încăperi sau pentru a fi parte integrantă a unui dispozitiv complex, de exemplu, un cazan de încălzire.

Baza acestor dispozitive utilizate în controlul automat este principiul convertirii indicatorilor de temperatură într-un semnal electric. Datorită acestui fapt, rezultatele măsurătorilor pot fi transmise rapid prin rețea sub forma unui cod digital, care garantează viteza mare, sensibilitatea și precizia măsurătorilor.

În același timp, diferite dispozitive pentru măsurarea treptei de încălzire pot avea caracteristici de proiectare care afectează o serie de parametri: funcționarea într-un anumit mediu, metoda de transmisie, metoda de vizualizare și altele.

Tipuri de dispozitive pentru eliminarea temperaturii

Dispozitivele termice pot fi clasificate în funcție de o serie de criterii importante, inclusiv metoda de transmitere a informațiilor, locul și condițiile de instalare, precum și algoritmul de citire.

Prin transferul de informații

Conform metodei de traducere a informațiilor utilizate, senzorii sunt împărțiți în două mari categorii:

  • dispozitive de sârmă;
  • senzori fără fir.

Inițial, toate aceste dispozitive au fost echipate cu fire prin care senzorii termici conectați la unitatea de comandă, trecând informații către acesta. Deși acum astfel de dispozitive au presat omologii wireless, acestea sunt încă adesea folosite în circuite simple.

În plus, senzorii prin cablu sunt citiri mai precise și funcționează fiabil.

Pentru a asigura o funcționare consistentă a senzorului cu fir utilizat în dispozitivul compozit, este de dorit să îl combinați cu un echipament fabricat de același producător.

În zilele noastre, dispozitivele wireless s-au răspândit, care transmit cel mai adesea informații utilizând un emițător și un receptor radio. Astfel de dispozitive pot fi montate aproape oriunde, incluzând o cameră separată sau aer liber.

Caracteristicile importante ale acestor senzori termici sunt:

  • prezența bateriei;
  • eroare de măsurare;
  • distanța de transmisie de semnal.

Dispozitivele wireless / cu fir se pot înlocui complet, dar există unele particularități în funcționarea lor.

În funcție de locul și metoda de plasare

La locul de atașare, aceste dispozitive sunt împărțite în următoarele tipuri:

  • facturile atașate la circuitul de încălzire;
  • submersibil, în contact cu lichidul de răcire;
  • cameră, amplasată în interiorul spațiului rezidențial sau de birou;
  • externe, care sunt situate în exterior.

În unele unități, mai multe tipuri de senzori pot fi utilizate pentru monitorizarea temperaturii.

Conform mecanismului citirii

Ca o demonstrație a dispozitivelor informatice pot fi:

  • bimetal;
  • alcool.

În prima variantă de realizare, se presupune utilizarea a două plăci fabricate din metale diferite, precum și un ecartament. Atunci când temperatura crește, unul dintre elementele este deformat, creând presiune asupra săgeții. Citirile acestor dispozitive sunt caracterizate de o precizie bună, dar inerția lor este un dezavantaj mare.

Termostatele bimetalice și alcoolice sunt adesea instalate pe echipamente de încălzire, de exemplu cazane. Ele vă permit să urmăriți căldura, excesul de care poate duce la consecințe fatale

Această deficiență este aproape complet lipsită de senzori, a căror activitate se bazează pe utilizarea alcoolului. În acest caz, o soluție care conține alcool care se extinde atunci când este încălzită este turnată într-un balon ermetic închis. Designul este mai degrabă elementar, fiabil, dar nu foarte convenabil pentru observații.

Diferite tipuri de senzori termici

Pentru a citi citirile de temperatură, se folosesc dispozitive care au un principiu diferit de funcționare. Cele mai populare sunt dispozitivele enumerate mai jos.

Termocupluri: îndepărtarea precisă - dificultate în interpretare

Un astfel de dispozitiv constă din două fire lipite între ele, realizate din diverse metale. Diferența de temperatură dintre capetele fierbinți și cele reci serveste ca o sursă de curent electric de 40-60 μV (indicatorul depinde de materialul termocuplu).

Cel mai adesea, următoarele combinații de metale și aliaje sunt utilizate pentru fabricarea termocuplilor: crom-aluminiu, fier-cosantan, nichel-fier, nichel-crom și altele

Un termocuplu este considerat a fi un senzor de temperatură de înaltă precizie, dar este destul de dificil să se ia lecturi exacte de la acesta. Pentru aceasta trebuie să cunoașteți forța electromotive (EMF), folosind diferența de temperatură a dispozitivului.

Pentru ca rezultatul să fie corect, este important să se compenseze temperatura joncțiunii reci, folosind, de exemplu, o metodă hardware în care cel de-al doilea termocuplu este plasat pe un mediu cunoscut de temperatură.

Metoda de compensare a programului implică introducerea unui alt senzor termic în izocameră împreună cu joncțiunile reci, ceea ce vă permite să controlați temperatura cu o precizie dată.

Anumite dificultăți sunt cauzate de procesul de înlăturare a datelor de la un termocuplu datorită neliniarității lor. Pentru corectitudinea citirilor, coeficienții polinomi sunt introduși în GOST R 8.585-2001, care permit convertirea EMF la temperatură, precum și efectuarea operațiilor inverse.

O altă problemă este că citirile sunt luate în microvolți, pentru a căror conversie este imposibil să utilizați dispozitive digitale disponibile pe scară largă. Pentru a utiliza un termocuplu în modele, este necesar să se furnizeze traductoare precise, cu mai multe biți, cu un nivel minim de zgomot.

Termistoare: ușor și simplu

Este mult mai ușor să măsurați temperatura folosind termistori, care se bazează pe principiul dependenței rezistenței materialelor la temperatura ambiantă. Astfel de dispozitive, de exemplu, din platină, au avantaje atât de importante, cum ar fi precizia și liniaritatea.

Temperatura extrem de scăzută a temperaturii de rezistență poate fi considerată principala problemă a acestor senzori termici, însă este mai ușor să o măsurați cu precizie decât să capturați mici valori ale tensiunii termocuplu.

O caracteristică importantă a unui rezistor este rezistența de bază la o anumită temperatură. Conform GOST 21342.7-76, acest indicator este măsurat la 0 ° C. Se recomandă utilizarea unui număr de valori ale rezistenței (Ohms), precum și a coeficientului de temperatură Tcc .

Tcc se calculează cu formula:

T CC = (Re - Rcc ) / ( Te - Tc) * 1 / Rcc,

în cazul în care:

  • R e - rezistență la temperatura curentă;
  • R 0c - rezistență la 0 ° C;
  • T e este temperatura curentă;
  • T 0c - 0 ° C.

GOST prezintă, de asemenea, coeficienții de temperatură prevăzuți pentru diferite dispozitive de măsurare din cupru, nichel, platină și indică, de asemenea, coeficienții polinomici utilizați pentru calcularea temperaturii pe baza indicatorilor de rezistență actuali.

Senzorii termistorului sunt larg răspândiți în industria electronică și de inginerie, datorită acurateței citirilor, sensibilității și noutății în funcționare

Puteți măsura rezistența prin conectarea dispozitivului la circuitul sursei de curent și măsurarea tensiunii diferențiale. Puteți verifica indicatoarele prin intermediul circuitelor integrate, ale căror ieșiri analogice sunt egale cu tensiunea furnizată.

Senzorii termici cu dispozitive similare pot fi ușor conectați la un convertor analog-digital, digitizându-l cu un ADC de 8 sau 10 biți.

Senzor digital pentru măsurători simultane

Senzorii termici digital sunt, de asemenea, utilizați pe scară largă, de exemplu, modelul DS18B20, care funcționează utilizând un microcircuit cu trei ieșiri. Datorită acestui dispozitiv, este posibil să se ia simultan citiri de temperatură de la mai mulți senzori care funcționează în paralel, iar eroarea este de numai 0, 5 ° C.

Un model popular este senzorul combinat de temperatură / umiditate SHT1, care vă permite să măsurați căldura cu o precizie de + 2 ° și umiditatea cu o eroare de +5. Cu toate acestea, producătorul însuși afirmă că există dispozitive mai precise și mai rentabile.

Printre alte avantaje ale acestui aparat se poate menționa o gamă largă de temperaturi de lucru (-55 + 125 ° С). Principalul dezavantaj este funcționarea lentă: pentru calculele cele mai exacte, instrumentul necesită cel puțin 750 ms.

Jetoane fără contact (termometre)

Acțiunea acestor senzori de proximitate se bazează pe fixarea radiațiilor termice emise de corpuri. Pentru a caracteriza acest fenomen, se folosește cantitatea de energie eliberată pe unitatea de timp pe unitate de suprafață pe unitate din intervalul lungimii de undă.

Acest criteriu, care reflectă intensitatea radiației monocromatice, se numește luminozitate spectrală.

Există următoarele tipuri de pirometre:

  • radiații;
  • luminanță (optică);
  • culoare.

Radiatoriile permit măsurători în domeniul 20-25000 ° C, totuși, pentru a determina temperatura, este important să se țină seama de coeficientul de incompletență a radiațiilor, valoarea efectivă a acesteia depinzând de starea fizică a corpului, compoziția sa chimică și alți factori.

Elementul principal principal al senzorului de radiație este un telescop, în interiorul căruia este o baterie formată dintr-o serie de termocupluri. Capetele de lucru ale acestor dispozitive sunt situate pe o petală acoperită cu platină (+)

Luminatoarele (optice) sunt concepute pentru măsurarea temperaturilor de 500-4000 ° C. Acestea oferă o precizie ridicată a măsurătorilor, totuși ele pot distorsiona citirile din cauza posibilei absorbții a radiației din corpuri de către mediul intermediar prin care se fac observații.

Colorimetrele de culoare, ale căror acțiuni se bazează pe determinarea intensității radiației la două lungimi de undă - de preferință în segmentul roșu sau albastru al spectrului, sunt utilizate pentru măsurători în intervalul 800 - 0 ° C.

Principalul lor avantaj este că incompletența radiației nu afectează erorile de măsurare. În plus, indicatorii nu depind de distanța față de obiect.

Transductoare de temperatură cuarț (piezoelectrice)

Pentru a citi temperaturile în intervalul -80 +250 ° C, puteți utiliza traductoare cu cuarț (elemente piezoelectrice), principiul căruia se bazează pe dependența de frecvență a cuarțului la încălzire. În acest caz, funcția convertorului este influențată de localizarea fantei de-a lungul axelor cristaline.

Aparatele piezoelectrice (cuarț) sunt cel mai adesea folosite în cercetare, deoarece astfel de dispozitive se caracterizează printr-o gamă extinsă de măsurători, fiabilitate, precizie ridicată

Senzorii piezoelectrici se disting prin sensibilitate fină, rezoluție înaltă, fiind capabili să funcționeze în mod fiabil pe o perioadă lungă de timp. Astfel de dispozitive sunt utilizate pe scară largă în fabricarea termometrelor digitale și sunt considerate unul dintre cele mai promițătoare dispozitive pentru viitoarele tehnologii.

Zgomote (acustice) senzori de temperatură

Funcționarea acestor dispozitive este asigurată prin eliminarea diferenței de potențial acustic în funcție de temperatura rezistorului.

Metodele acustice vă permit să citiți temperaturi în spații închise și în medii unde măsurarea directă este imposibilă. Astfel de dispozitive au găsit aplicații în medicină, cercetare subacvatică, precum și în industrie

Metoda de măsurare cu astfel de senzori este destul de simplă: este necesar să se compare zgomotul produs de două elemente similare, dintre care una este cunoscută în prealabil, iar cea de-a doua la o temperatură definită.

Senzorii termici acustici sunt adecvați pentru măsurarea intervalului -270 - + 1100 ° С. În acest caz, complexitatea procesului constă într-un nivel de zgomot prea scăzut: sunetele emise de amplificator uneori îl umflă.

NQR senzori de temperatură

Esența funcționării termometrelor de rezonanță nucleară quadrupole constă în acțiunea gradientului de câmp, care este format din laturile cristaline și momentul nuclear - un indicator cauzat de abaterea sarcinii de la simetria sferei.

Ca urmare a acestui fenomen, apare o procesiune de nuclee: frecvența ei depinde de gradientul câmpului de zăbrele. Valoarea acestui indice este, de asemenea, influențată de temperatură: creșterea sa determină o scădere a frecvenței NQR.

Elementul principal al acestor senzori este o fiolă cu o substanță care este plasată în bobina de inductanță conectată la circuitul generatorului.

Avantajul instrumentelor este durata de măsurare nelimitată, fiabilitatea și funcționarea stabilă. Dezavantajul este nelinearitatea măsurătorilor, ceea ce face necesară folosirea funcției de conversie.

Dispozitive semiconductoare

O categorie de dispozitive care funcționează pe baza schimbărilor în caracteristicile joncțiunii pn cauzate de expunerea la temperatură. Tensiunea pe tranzistor este întotdeauna proporțională cu efectele temperaturii, ceea ce face ușor calculul acestui factor.

Avantajele acestor dispozitive sunt precizia ridicată a datelor, costul scăzut, liniaritatea caracteristicilor pe întreaga gamă de măsurători. Instalarea unor astfel de dispozitive este convenabilă pentru a face direct pe un substrat semiconductor, astfel încât acestea să fie perfecte pentru microelectronică.

Traductori de volum pentru îndepărtarea temperaturii

Astfel de dispozitive se bazează pe principiul bine cunoscut al expansiunii și contracției substanțelor observate în timpul încălzirii sau răcirii. Asemenea senzori sunt destul de practice. Acestea pot fi utilizate pentru determinarea temperaturilor în intervalul -60 - + 400 ° C.

Pentru a putea monitoriza vizual temperatura, majoritatea senzorilor termici din încăpere sunt dotați cu afișaje care afișează valorile curente.

Este important să ne amintim că măsurătorile de lichide cu dispozitive similare sunt limitate de temperatura de fierbere și de congelare, iar gazele - prin trecerea lor la o stare lichidă. Eroarea de mediu cauzată de influențele asupra mediului pentru aceste dispozitive este destul de mică: variază în intervalul 1-5%.

Selectarea senzorilor de temperatură

Atunci când alegeți astfel de dispozitive, trebuie să țineți cont de factori precum:

  • intervalul de temperatură în care sunt efectuate măsurătorile;
  • necesitatea și posibilitatea de a scufunda senzorul într-un obiect sau într-un mediu;
  • Condiții de măsurare: pentru a efectua măsurători într-un mediu agresiv, este mai bine să preferați o versiune fără contact sau un model plasat într-o carcasă anticorozivă;
  • durata de viață a dispozitivului înainte de calibrare sau înlocuire - anumite tipuri de dispozitive (de exemplu, termistoare) nu reușesc prea repede;
  • date tehnice: rezoluție, tensiune, rata de transmitere a semnalului, eroare;
  • valoarea semnalului de ieșire.

În unele cazuri, materialul de caz al dispozitivului este, de asemenea, important, și atunci când este utilizat în interior, mărimea și designul.

DIY recomandări de instalare

Astfel de dispozitive sunt utilizate pe scară largă în diverse scopuri: sunt dotate cu radiatoare, cazane de încălzire și alte aparate de uz casnic.

Înainte de instalare, trebuie să citiți cu atenție instrucțiunile: indică nu numai caracteristicile instalației (de exemplu, dimensiunile pentru conectarea la duză), dar și regulile de funcționare, precum și limitele de temperatură pentru care este adecvat dispozitivul de măsurare.

De asemenea, este necesar să se ia în considerare dimensiunea căptușelii, care poate varia între 120-160 mm.

Luați în considerare cele două cazuri cele mai frecvente de montare a unui senzor termic.

Conectați dispozitivul la radiator

Nu este necesar să echipați toate dispozitivele de încălzire cu un termostat. Conform reglementărilor, senzorii sunt instalați pe baterie, în cazul în care capacitatea totală depășește 50% din generarea de căldură prin sisteme similare. Dacă există două încălzitoare în cameră, atunci termostatul este instalat numai pe unul care are o putere mai mare.

Senzorul termic este o parte integrantă a regulatoarelor de temperatură, permițând reducerea sau creșterea încălzirii radiatoarelor, a încălzirii prin pardoseală și a altor dispozitive de încălzire

Supapa dispozitivului este instalată pe conducta de alimentare în locul în care radiatorul este conectat la rețeaua de încălzire. Dacă nu poate fi introdus într-un lanț existent, linia de alimentare trebuie îndepărtată, ceea ce poate provoca unele dificultăți.

Pentru a efectua această manipulare este necesar să folosiți un instrument pentru tăierea țevilor, în timp ce instalarea unui cap termic se face cu ușurință fără echipament special. De îndată ce senzorul este montat, este suficient să combinați semnele făcute pe corp și instrument, după care capul este fixat prin apăsarea ușoară a mâinii.

Instalarea senzorului de temperatură a aerului

Un astfel de dispozitiv este instalat în cele mai reci zone rezidențiale fără pescaj (în sala, în bucătărie sau într-o încăpere din cazan, instalarea acestuia este nedorită, deoarece poate provoca întreruperi în funcționarea sistemului).

Atunci când alegeți un loc, trebuie să vă asigurați că soarele nu cade pe dispozitiv, în apropiere nu ar trebui să existe dispozitive de încălzire (încălzitoare, radiatoare, conducte).

Pentru un sistem convențional de încălzire este suficient un singur termostat, în timp ce în circuitul colectorului este de dorit să se utilizeze mai mulți senzori, numărul cărora coincide cu numărul de camere. Acest lucru vă va permite să reglați individual temperatura în spații separate.

Dispozitivul este conectat conform instrucțiunilor din fișa tehnică, folosind terminalele sau cablul inclus în kit.

Dacă este necesară monitorizarea temperaturii, senzorul de temperatură din "podea caldă" poate fi așezat adânc în șapa de beton. În acest caz, o țeavă ondulată cu un capăt închis și o îndoire înclinată poate fi folosită pentru protecție.

Caracteristica din urmă permite, dacă este necesar, scoaterea dispozitivului rupt și înlocuirea acestuia cu unul nou.

Instalarea dispozitivului este după cum urmează:

  1. O adâncitură este realizată în perete pentru fixarea elementelor de fixare.
  2. Partea frontală este scoasă din senzorul de temperatură, după care dispozitivul este montat pe zona pregătită.
  3. Apoi, cablul de încălzire este conectat la contacte, în timp ce bornele sunt conectate la senzori.

Ultimul pas este să conectați cablul de alimentare și să instalați panoul frontal în locul acestuia.

Schema de conectare a termostatului pentru un cazan de încălzire este descrisă în detaliu în acest articol.

Dacă dispozitivul, pentru funcționalitatea căruia este necesară conexiunea internă a senzorilor, are o structură complexă, este mai bine să contactați specialiștii.

Concluzii și video util pe această temă

Videoclipul de mai jos descrie în detaliu cum se instalează dispozitivele termice pe un cazan de încălzire:

Instalarea senzorilor pe conductele de alimentare și retur diferă:

Senzorii de temperatură sunt utilizați pe scară largă în diverse industrii, precum și în scopuri casnice. O gamă largă de astfel de dispozitive, bazate pe diferite principii de funcționare, vă permite să alegeți cea mai bună opțiune pentru rezolvarea unei anumite sarcini.

În case și apartamente, astfel de dispozitive sunt utilizate cel mai adesea pentru a menține o temperatură confortabilă în camere, precum și pentru a regla sistemele de încălzire - bateriile, încălzirea prin pardoseală.

Există ceva de adăugat sau aveți întrebări cu privire la alegerea și instalarea unui senzor de temperatură? Puteți lăsa comentarii cu privire la publicație, puteți participa la discuții și puteți împărtăși propria experiență în utilizarea acestor dispozitive. Formularul de comunicare se află în blocul inferior.

Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Categorie:

Incalzi