A HŐMÉRSÉKLET MÉRÉSE

ELLENÁLLÁSHŐMÉRŐK, HŐELEMEK

A HŐMÉRSÉKLET MÉRÉSE A hőmérséklet az egyik leggyakrabban mért fizikai mennyiség, egyike a hét SI alapmértékegységnek. Nehezen meghatározható és kalibrálható, ugyanis a hőmérsékleti tartományt meghatározni és felosztani nem olyan egyszerű mint más mértékegységeknél, pl. a távolság, tömeg és nyomás esetében. A mérhető pontok esetenként nem ugyanazt mutatják a skála egyik irányában mint a másikban, gondoljunk a víz fagyási és olvadási pontja közötti 0,01C hőmérséklet különbségre. Általánosan elfogadott két hivatkozási pont a víz meghatározott körülmények között mérhető fagyás és forráspontja, ez a 0 és 100 Celsius fok. A hőmérséklet pontos mérése rendkívül fontos az élet minden területén. Teljesítmény és hatásfok, termelékenység és hatékonyság, minőség és megbízhatóság, mindezek komolyan befolyásolhatók a hőmérséklet pontos mérésével és szabályozásával. Ipari körülmények között a hőmérsékletet mechanikus és elektronikus módon mérik, mindkét esetben felhasználva az anyag egyes tulajdonságainak megváltozását változó hő hatására. A mechanikus mérés az anyag térfogatváltozását alakítja át mérhető elmozdulássá, melyet megfelelően kialakított skálán figyelhetünk meg. Elektromos mérésnél a változó hő hatására a vezetőkben bekövetkező ellenállásváltozást, illetve a vezetőn fellépő elektromos feszültséget használjuk a méréshez. HŐELEMEK A hőmérséklet mérésére 1822 óta használnak hőelemeket, kihasználva azt a fizikai jelenséget, hogy elektromos vezetőkben, a gyakorlatban fémhuzalokban, a hosszukban változó hőmérséklet-különbség hatására energiaáramlás indul meg, mely elektronáramlással jár együtt, elektromotoros erő (emf), keletkezik. Az elektromotoros erő nagysága és iránya a hőmérsékletváltozás nagyságától és irányától, valamint a vezető anyagától függ. A keletkező feszültség a vezető hosszában mérhető hőmérsékletkülönbség függvénye. Ez a feszültség a gyakorlatban nemigen mérhető, hiszen a keletkező helyi termofeszültségek összege zárt hurok esetén nulla, bármilyen hőmérsékleten.

A hőelemeknél alkalmazott megoldás az, hogy két eltérő tulajdonságú vezetőt egyik végükön összehegesztve, a hegesztési pont mint mérési pont (M) és a szabad végek mint referenciapont (R) között a hőmérsékletkülönbséggel arányos villamos jelet nyerünk. Ez a villamos feszültség függ az alkalmazott vezetők anyagától, azokra jellemző érték. Fontos tudni, hogy az elektromotoros erő nem ebben a hegesztési, pontban termelődik, mint sokan helytelenül hiszik, hanem a csatlakozó vezetők teljes hosszában keletkezik, a 1 Created with Print2PDF. To remove this line, buy a license at: http://www.software602.com/


hőmérséklet-különbség arányában. A hőelemmel történő mérés hőmérséklet-különbség mérés, nem abszolút értéket ad, ráadásul a keletkező feszültség nem egyenletes a teljes mérési tartományban, korrigálni kell. A keletkező feszültség függ a referenciapont hőmérsékletváltozásától, ezért azt mindig azonos hőmérsékleten kell tartani. Régen ezt olvadó jég segítségével biztosították, később termosztáttal szabályozott kamrát alkalmaztak, ma elektronikus úton korrigálják a mért értéket. A referenciahely kialakítható az érzékelő közelében, ekkor a helyi referenciahely a kijelző/szabályzó egységgel közönséges rézvezetékkel köthető össze. Ha a kijelző/szabályzó egységnél alakítjuk ki a referenciapontot, akkor kompenzáló vezetéket kell alkalmazni az összekötéshez, melynek anyaga azonos a hőelem anyagával, illetve takarékossági szempontok miatt nagyon hasonlatos. Hőelemeknél nem csak tiszta fémeket, hanem ötvözeteket is alkalmazunk, a pontosság és a mérési határ kiterjesztése, s nem elhanyagolható szempontként a takarékosság érdekében. A leggyakrabban a következő, nemzetközi szabványokban meghatározott hőelem párokat alkalmazzák: Típus J K T R S

Anyag Fe-CuNi(Vas-Konstantán, Fe-Ko) NiCr-Ni (Króm-Nikkel, Króm-Alumel) Cu-CuNi(Réz-Réz/Nikkel) Pt-RhPt(Platina-Ródium13%) Pt-RhPt(Platina-Ródium10%)

Üzemi/Max.. hőmérséklet 0-550/800C 0-800/1100C -185-300/400C 0-1600/1700C 0-1550/1750C

ELLENÁLLÁSHŐMÉRŐK Az ellenállás ami a vezető anyagok kristályszerkezetében a szabad elektronok áramlásával szemben kialakul, a hőmérséklet függvényében változik, a hőmérsékletnek az elektronok ütközésére és az atomszerkezet rezgésére gyakorolt hatása miatt. Ez az ellenállás és annak a hőmérséklet-változás arányában történő változása az egyes anyagokra jellemző mértékű. Befolyásolja az anyag tisztasága és a kristályszerkezet hibái, de csak elhanyagolható mértékben. 1860 óta alkalmazzák ezt a jelenséget a hőmérséklet mérésére, jelenleg is az egyik legelfogadottabb mérési eljárás, mivel abszolút értéket ad, nem kell törődni a referenciapont azonos hőfokon tartásával, illetve korrekciójával . Az idők folyamán több fémmel történtek kísérletek ellenálláshőmérők készítésére, azonban a legelfogadottabb a platina lett. Elsősorban azért mert nemesfém, tulajdonságait változó körülmények között is hosszú ideig megőrzi, ellenállása hatszorosa a rézének, nagy tisztaságban állítható elő, ellenállás/hőmérséklet görbéje közel lineáris. Természetesen az ellenállás-hőmérő sem mentes kedvezőtlen tulajdonságoktól. Az ellenállás és közvetve a hőmérséklet méréséhez az ellenálláshőmérőn áramot kell átvezetni, mely így felmelegíti az érzékelőt a mérendő anyaghoz képest, mérési hibát okozva. Az önfűtő hatás különösen erősen jelentkezik lassan áramló gázok mérésénél. A keletkező hő egyenesen arányos az ellenállással, négyzetesen az alkalmazott árammal, függ az érzékelő méretétől és konstrukciójától. Fontos a jó termikus kontaktus biztosítása az érzékelő és a védőcső, valamint a védőcső és a technológiai folyamat között. Mivel a mérési hibát legjobban az alkalmazott mérőáram befolyásolja, törekedni kell minél kisebb áram alkalmazására, amit a mai korszerű elektronikus szabályzók mér minden esetben 2 Created with Print2PDF. To remove this line, buy a license at: http://www.software602.com/


lehetővé tesznek. A platina alapú ellenálláshőmérőt szabványok definiálják. A leggyakrabban használt a Pt100 ellenállás, mely 0C-on mért ellenállása 100 ohm, két pontossági osztályban. Az A tipusu Pt100 érzékelő megengedett eltérése 0C-on a névleges 100 ohm-tól ±0,06, a B tipusu érzékelő megengedett eltérése ±0,12.

A platina bázisú ellenállás-hőmérő átviteli karakterisztikája sem teljesen ideális, linearizálást igényel, amit korszerű elektronikus áramkörökkel oldanak meg. Az ellenállás-hőmérőt és a kijelző/szabályzó egységet rézvezetékkel kötjük össze, ami eltérő anyaga révén szintén mérési hibát okoz. Ezt a hibát úgy lehet kiküszöbölni, ha a rézvezeték hőmérsékletváltozás okozta ellenállásváltozását mérjük, ezzel a mérést korrigáljuk. Ennek legegyszerűbb módja az, ha az ellenállás-hőmérő egyik vagy mindkét pontját két vezetékkel vezetjük el, s megfelelően kiválasztott mérőhíd segítségével a nem kívánt változást mérjük és kompenzáljuk.

3 Created with Print2PDF. To remove this line, buy a license at: http://www.software602.com/


CH, CHA KLÍMATECHNIKAI ÉRZÉKELŐK A CH és CHA típusú érzékelők hűtés és fűtéstechnikai alkalmazásokhoz használhatók, a PTC érzékelő -50°C - 140°C, az NTC szonda -50°C - 105°C tartományban.

CH

ZÁRT ÉRZÉKELŐ

ÉRZÉKELŐ

KIVEZETÉS

ELEM

FEJFORMA

D

C = PTC

A = kúpos

6

N = NTC

B = félgömb

Pl.: C

CHA

CH

-

B

x

6 X

SZIGETELÉS, ÁRNYÉKOLÁS

l mm

30

PU = poliuretán

2000

50

Si = szilikon

30

Si

L

2000

NYITOTT ÉRZÉKELŐ

ÉRZÉKELŐ

KIVEZETÉS

TIPUS

FEJFORMA

D

C = PTC

A = kúpos

6

N = NTC

B = félgömb

Pl.: CHA C

-

B

6 X

x


l mm

30

PU = poliuretán

2000

50

Si = szilikon

30

SI

L

2000



CS PATRONOS HŐÉRZÉKELŐK Műanyagipari, gumiipari és csomagológépekben történő hőmérsékletszabályozások érzékelője. Anyaga rozsdamentes acél, választott átmérővel és hosszal. Az érzékelő típusát és a kivezetés anyagát az alkalmazott és a környezeti hőmérséklet figyelembevételével kell megválasztani.

ÉRZÉKELŐ

KIVEZETÉS

TIPUS

FEJFORMA

D

L


l mm hossz

P = Pt100

A = kúpos

3

20

PU = poliuretán

500

J = Fe-Ko

B = félgömb

4

40

TF = teflon

1000

K = NiCr-Ni

F = lapos

5

50

Gl = üvegszál

2000

6

60

Si = szilikon

8

100

S = árnyékolt

6 X

50

TFS

N= NTC

Pl.:

CS P

-

B

x

1000



CSL PATRONOS HŐÉRZÉKELŐK VÁLLKIALAKÍTÁSSAL Műanyagipari, gumiipari és csomagológépekben történő hőmérsékletszabályozások érzékelője. Anyaga rozsdamentes acél, választott átmérővel és hosszal. Az érzékelő típusát és a kivezetés anyagát az alkalmazott és a környezeti hőmérséklet figyelembevételével kell megválasztani.

ÉRZÉKELŐ

KIVEZETÉS

TIPUS

FEJFORMA

D

L


l mm

P = Pt100

A = kúpos

3

20

PU = poliuretán

500

J = Fe-Ko

B = félgömb

4

40

TF = teflon

1000

K = NiCr-Ni

F = lapos

5

50

Gl = üvegszál

2000

6

60

Si = szilikon

8

100

S = árnyékolt

6 X

50

TFS

C = PTC

Pl.: P

CSL

-

B

x

1000



CSS PATRONOS HŐÉRZÉKELŐK RUGÓS TÖRÉSGÁTLÓVAL Müanyagipari, gumiipari és csomagológépekben történő hőmérsékletszabályozások érzékelője. Anyaga rozsdamentes acél, választott átmérővel és hosszal. Az érzékelő típusát és a kivezetés anyagát az alkalmazott és a környezeti hőmérséklet figyelembevételével kell megválasztani.

ÉRZÉKELŐ

KIVEZETÉS

ELEM

FEJFORMA

D

P = Pt100

A = kúpos

3

J = Fe-Ko

B = félgömb

K = NiCr-Ni

F = lapos

C = PTC

Pl.: CSS P

-

B


l mm

20

PU = poliuretán

500

4

40

TF = teflon

1000

5

50

Gl = üvegszál

2000

6

60

Si = szilikon

8

100

-S = árnyékolt

6 x

50

TFS

x

L

1000



CST PATRONOS HŐÉRZÉKELŐK FELERŐSÍTŐ MENETTEL Tartályok, medencék és csővezetékek olcsó érzékelője. Anyaga rozsdamentes acél, választott átmérővel, hosszal és menettel. Az érzékelő típusát és a kivezetés anyagát az alkalmazott és a környezeti hőmérséklet figyelembevételével kell megválasztani.

ÉRZÉKELŐ

MENET

TIPUS

FEJFORMA

D

P = Pt100

B = félgömb

3

20

J = Fe-Ko

F = lapos

4

K = NiCr-Ni C = PTC

Pl.: CST P

- B

KIVEZETÉS SZIGETELÉS, ÁRNYÉKOLÁS

l

M1/4"

PU = poliuretán

500

40

M1/2"

Si = szilikon

1000

5

50

M8

6

60

M10

8

100

M12

6 x

50

M8

x

L

2000

Si

2000



BL BAJONETZÁRAS HŐÉRZÉKELŐK Fröccsöntő gépek valamint extruderek általánosan használt hőfokérzékelője. Anyaga rozsdamentes acél, választott átmérővel és hosszal. A kivezetés rozsdamentes acélszövettel bevont üvegszál szigetelésű, az érzékelő elemmel azonos típusú kompenzáló vezeték.

ÉRZÉKELŐ

BAJONETZÁR ADAPTER

elem

D x

P = Pt100

C = kúpos

6

10

M 1/4"

30

12

GlS2000

J = Fe-Ko

B = domború

8

15

M 3/8"

40

14

GlS3000

K = NiCr-Ni

F = lapos

10

20

M10x1

25

M12x1

30

M14x1,5 x 40

x 12

GlS2000

Pl.: J

BL

-

B

6x

L

10

-

M1/4

x

hossz

x



fejvég forma

S = lépcsős

menet

KIVEZETÉS (GlS)


hossza


MT MINIATÜR MENETES ÉRZÉKELŐK Kisméretü érzékelőtípus helykritikus alkalmazásokhoz, elsősorban csomagoló és konfekcionáló gépekben alkalmazott hegesztő, vágó és dátumozó fejek hőmérsékletének érzékeléséhez.

ÉRZÉKELŐ TIPUS

FEJFORMA

D x

L

MENET

KIVEZETÉS

M

SZIGETELÉS, ÁRNYÉKOLÁ S

l

GlS = árnyékolt

2000

P = Pt100

A = kúpos

4,5

4

6 = M6

J = Fe-Ko

B = félgömb

4,6

5

1/4 = 1/4-20

hossz

4000 üvegszálas

K = NiCr-Ni Pl.: MTP

F = lapos -

B

4,5 x

4

- 6

GlS

2000



MTB MINIATÜR MENETES ÉRZÉKELŐK HAJLÍTOTT KIVITEL Kisméretű hajlított érzékelőtípus helykritikus alkalmazásokhoz, elsősorban csomagoló és konfekcionáló gépekben alkalmazott hegesztő, vágó és dátumozó fejek hőmérsékletének érzékeléséhez.

ÉRZÉKELŐ TIPUS

FEJFORMA

D x

L

MENET

KIVEZETÉS

M


l hossz

P = Pt100

A = kúpos

4,5

4

M6

GlS = árnyékolt

2000

J = Fe-Ko

B = félgömb

4,6

5

M8

üvegszálas

4000

K = NiCr-Ni

F = egyenes

6

6

M1/420UNF

B

6 x

4

GlS

2000

Pl.: P

MTB

-

-

M6



ST KÖPENYHŐELEMEK A köpenyhőelemek az ipar különböző területein előfordulú speciális mérési feladatokra alkalmasak, ahol a mérési pont más érzékelővel megközelíthetetlen. Jellemző felhasználási területük: hőfok érzékelés az atomenergiaipar berendezéseiben, vákuum és nagynyomású alkalmazásokban, gépjármű motorokban. A hőelempár magnéziumoxidba van beágyazva, hajlítható rozsdamentes acél védőköpenyben. A megengedett hajlítási sugár a köpeny átmérőjének kétszerese. Normál kivitelnél a hőelempár nincs elszigetelve a köpenytől.

HŐELEM típusa

KÖPENY anyaga

K = NiCr-Ni

KÖPENY ÁTMÉRŐJE / MAX. HŐMÉRSÉKLET 1,0

1,6

3,2

4,8

6,4

8,0

INCONEL

500 C

700 C

900 C

1.000 C

1.050 C

1.100 C

K = NiCr-Ni

Rm. acél

450 C

600 C

700 C

800 C

850 C

900 C

J = Fe-Ko

Rm. acél

250 C

350 C

450 C

500 C

x

x

ÉRZÉKELŐ

KIVEZETÉS

TIPUS

ANYAGA

D

x

L


l hossz

J = Fe-Ko

I =INCONEL

1,0

50

Gl = üvegszálas

250

K = NiCr-Ni

R = Rm. acél

1,6

100

S = árnyékolt

2000

3,2

150

4,8

250

6,4

500

8,0

L

3,2 x

160

Pl.:

ST J

-

R

L

GlS

2000



HT VÉDŐCSÖVES HŐÉRZÉKELŐK CSATLAKOZÓ FEJJEL Technológiai érzékelő tartályok, kemencék, medencék és csővezetékek hőmérsékletének érzékelésére. Anyaga rozsdamentes acél, választott átmérővel, hosszal és menettel. Az érzékelő típusát az alkalmazott technológiának megfelelően kell megválasztani.

ÉRZÉKEL Ő

MENET

TÍPUS

FEJFORMA

D

P = Pt100

B = félgömb

6

60

J = Fe-Ko

F = lapos

8

K = NiCr-Ni

P = perforált

C = PTC

Pl.:

HT P

-

B

CSATLAKOZÓ FEJ TÍPUSA

TÖMSZELENCE

M1/4"

KS = kisméretű

Pg13

100

M1/2"

KN = normál

Pg16

10

120

M8

12

160

M10

B = DIN nagy

16

250

M12

MA = DIN kicsi

10 x

150

M1/2

KS

x

L

Pg16



HTE VÉDŐCSÖVES HŐÉRZÉKELŐK ELEMELT CSATLAKOZÓ FEJJEL Technológiai érzékelő tartályok, kemencék, medencék és csővezetékek hőmérsékletének érzékelésére, magasabb hőmérsékletek esetén. Az elemelt csatlakozófej kevésbbé melegszik fel mint a HT típusoknál. Anyaga rozsdamentes acél, választott átmérővel, hosszal és menettel. Az érzékelő típusát az alkalmazott technológiának megfelelően kell megválasztani.

ÉRZÉKELŐ

MENET

TÍPUS

FEJFORMA

D

P = Pt100

B = félgömb

6

60

J = Fe-Ko

F = lapos

8

K = NiCr-Ni

P = perforált

C = PTC

Pl.: P

HTE

- B

CSATLAKOZÓ FEJ TÍPUSA

TÖMSZELENCE

M1/4"

KS = kisméretű

Pg13

100

M1/2"

KN = normál

Pg16

10

120

M8

12

160

M10

B = DIN nagy

16

250

M12

MA = DIN kicsi

10 x

150 + 50

M1/2

KS

x

L + L1

Pg16



RM HÚS-SZONDÁK Speciálisan a húsiparban alkalmazott szúróérzékelők, húsok és töltelékáruk hőmérsékletének mérésére, főző-füstölő kamrákban és egyéb hőkezelési folyamatoknál. A szonda anyaga rozsdamentes acél, a kivezetés szilikongumi vagy teflon alapú.

ÉRZÉKELŐ

KIVEZETÉS

ELEM

VÉGFORMA

D

P = Pt100

A = kúpos

3

J = Fe-Ko

B = félgömb

4

Pl.: RM P

- A

3 x

x


l

150

TF = teflon

3000

150

Si = szilikon

4000

S = árnyékolt

5000

TFS

5000

L

150


A HŐMÉRSÉKLET MÉRÉSE

Recommend Documents