Датчики температуры
Датчики температуры или термопреобразователи представляют собой технические электронные устройства, которые позволяют измерять температуру объекта или вещества, используя при этом различные свойства и характеристики измеряемых тел или среды.
Датчики разработаны для непрерывного измерения температуры рабочей среды. В качестве контролируемого объекта могут выступать: пары, различные жидкости, газы, сыпучие материалы, химически активные вещества, инертные к материалу корпуса датчика.
Устройства применяются в системах автоматического управления во многих сферах промышленности, в сельском хозяйстве, сферах ЖКХ.
Принцип действия
Основной спецификой работы температурных датчиков в системах автоматического управления является преобразование значений температуры в электрическую величину. Эффективность использования электрических значений обеспечена удобством передачи на большие расстояния с высокой скоростью, возможностью их обратной трансформации, преобразования в цифровой код, чувствительностью измерений.
Датчики преобразовывают воздействие полученного значения нейтральных и неагрессивных сред в удобный для передачи и последующей обработки сигнал.
Такой сигнал является унифицированным выходным аналоговым 4-20 мА, цифровым сигналом стандарта HART или RS-485.
Варианты исполнений
Существует большое разнообразие датчиков температуры. К датчикам температуры относится:
- термопара;
- интегральный электронный датчик температуры;
- датчик температуры цифровой биметаллический;
- погружной механический датчик температуры;
- диодный датчик;
- термистор;
- пирометр;
- кремниевый термодатчик;
- интегральный термостат.
Основным производителем устройств измерения температуры выступает российская компания ОВЕН, которая предлагает широкий ассортимент модификаций датчиков. Ниже приведен краткий обзор основных устройств компании с некоторыми техническими характеристиками и областью использования.
Датчик температурный ДТП. Устройство с встроенным нормирующем термопреобразователем НПТ-2. Изготавливаются на основе термопар (ХК, ХА). Датчик контроля температуры предназначен для непрерывного измерения температуры жидких, паро- и газообразных сред, сыпучих материалов и твердых тел в промышленности.
Модификация датчика ДТП-Exi предназначена для применения во взрывоопасных зонах помещений и внешних установок.
Датчик температур ДТП с выходным сигналом тока 4…20мА изготавливается с одним чувствительным элементом, с 2-х проводной схемой подключения и пластмассовой головкой.
Термопары бескорпусные (поверхностные) с кабельным выводом ДТП. Предназначены для температурных измерений твердых, жидких и газообразных сред, неагрессивных к защитной арматуре и материалу термоэлектродов. Кабельный вывод обеспечивает удобство и быстроту монтажа, но ограничивает верхний предел измеряемых температур до 300-400 °С. Используются при измерении температуры поверхности различных объектов с помощью закладных элементов в окислительных и нейтральных газовых средах, не содержащих веществ, вступающих во взаимодействие с материалом термопар и влажностью не более 80%.
Термопреобразователи сопротивления для измерения температуры ДТС. Устройства с кабельным выводом предназначены для измерения температуры жидких, твердых, газо- и парообразных сред, неагрессивных по отношению к материалам защитной арматуры и чувствительного элемента (ЧЭ) датчиков. Наличие кабельного вывода обеспечивает быстроту и удобство монтажа, но при этом ограничивает верхний предел измеряемого диапазона температур.
Выпускаются термометры сопротивления с двух-, трех-, и четырехпроводной схемой подключения.
Термопреобразователи сопротивления ДТС. Разработаны для измерения температуры воздуха снаружи и внутри помещений различного назначения, вентиляционных шахтах, колодцах и т.д.
Применяются для измерения температуры наружного воздуха, воздуха внутри помещений различного назначения, вентиляционных шахтах и др.
Термопреобразователи сопротивления ДТС с коммутационной головкой EXIA. Рекомендованы к применению для контроля температурных показателей взрывоопасных газовых смесей, паров, а также легковоспламеняющихся и взрывчатых веществ.
Термопреобразователи ДТС во взрывозащищенном исполнении предназначены для непрерывного измерения температуры различных рабочих сред (пар, газ, вода, сыпучие материалы, химические реагенты и т.п.), не агрессивных к материалу корпуса датчика. Могут применяться для измерения температуры взрывоопасных смесей газов, паров, а также легковоспламеняющихся и взрывчатых веществ.
Термопара ДТПS. При измерениях температуры высокотемпературных сред применяют термопары типа S из благородных металлов (нержавеющие аустенитные стали, керамика, корунд, карбид кремния). Термопары такого типа также применяются для контроля температуры расплавов шлаков и солей, не разрушающих материал керамического чехла.
Термопары применяются в средах, не оказывающих разрушающее действие на материал защитного чехла.
Термисторы ДРТС. Термисторы или терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления и нелинейной зависимостью от температуры. Характеризуются значительным увеличением сопротивления при достижении определенной температуры.
Выпускаются термисторы в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок. Широкое применение нашли во всех областях автоматики, где требуется измерять, поддерживать и регулировать температуру.
Комплекты термосопротивления для теплосчетчиков КДТС. Предназначены для работы в составе систем учета и контроля тепловой энергии. Подобранные в пару, обладают максимально схожими параметрами измерения, проходят контроль заводского ОТК и первичную поверку.
Предназначены для измерения температуры в составе систем учета и контроля тепловой энергии: теплосчетчиках, узлах учета тепла, системах теплоснабжения.
Наиболее широкое применение КДТС получили в жилищно-коммунальном хозяйстве в составе узлов учета, тепловых сетях и тепловых пунктах жилых и промышленных зданий. Также КДТС применяются в металлургии, химической, пищевой, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, где необходим учет и контроль тепловой энергии.
