Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Podczas pracy urządzeń grzewczych konieczne jest kontrolowanie stopnia ogrzewania chłodziwa oraz powietrza w pomieszczeniu. Czujniki temperatury do ogrzewania pomagają usuwać i przesyłać informacje, z których informacje mogą być odczytywane wizualnie lub natychmiast przesyłane do sterownika.

Proponujemy zrozumieć, jak działają czujniki temperatury, jakie istnieją urządzenia monitorujące i jakie parametry należy wziąć pod uwagę przy wyborze instrumentu. Ponadto przygotowaliśmy instrukcje krok po kroku, które pomogą zainstalować czujnik termiczny na grzejniku.

Zasada działania czujnika termicznego

Aby kontrolować system ogrzewania, można zastosować różne metody, w tym:

  • automatyczne urządzenia do terminowego dostarczania energii;
  • jednostki monitorujące bezpieczeństwo;
  • jednostki mieszające.

Aby wszystkie te grupy działały poprawnie, potrzebne są czujniki temperatury, dające sygnały o działaniu urządzeń. Obserwacje odczytów tych urządzeń pozwalają nam zidentyfikować awarie systemu na czas i podjąć działania naprawcze.

Istnieje wiele rodzajów instrumentów używanych do usuwania temperatury. Mogą być zanurzone w chłodziwach, używane wewnątrz lub na zewnątrz

Czujnik termiczny może być używany jako oddzielne urządzenie, na przykład do kontrolowania temperatury w pomieszczeniu lub jako integralna część złożonego urządzenia, na przykład kotła grzewczego.

Podstawą takich urządzeń stosowanych w automatycznym sterowaniu jest zasada konwersji wskaźników temperatury na sygnał elektryczny. Dzięki temu wyniki pomiarów mogą być szybko przesyłane przez sieć w postaci kodu cyfrowego, co gwarantuje wysoką prędkość, czułość i dokładność pomiaru.

Jednocześnie różne urządzenia do pomiaru stopnia ogrzewania mogą mieć cechy projektowe, które wpływają na szereg parametrów: praca w określonym środowisku, metoda transmisji, metoda wizualizacji i inne.

Rodzaje urządzeń do usuwania temperatury

Urządzenia termiczne mogą być klasyfikowane według wielu ważnych kryteriów, w tym metody przesyłania informacji, miejsca i warunków instalacji, a także algorytmu do wykonywania odczytów.

W drodze transferu informacji

Zgodnie z zastosowaną metodą tłumaczenia informacji czujniki są podzielone na dwie szerokie kategorie:

  • urządzenia przewodowe;
  • czujniki bezprzewodowe.

Początkowo wszystkie takie urządzenia były wyposażone w przewody, przez które czujniki termiczne były podłączone do jednostki sterującej, przekazując do niej informacje. Chociaż obecnie takie urządzenia mają wciśnięte bezprzewodowe odpowiedniki, nadal są często używane w prostych obwodach.

Ponadto czujniki przewodowe są dokładniejszymi odczytami i niezawodną pracą.

Aby zapewnić spójne działanie przewodowego czujnika wykorzystywanego w urządzeniu złożonym, pożądane jest połączenie go ze sprzętem tego samego producenta.

Obecnie urządzenia bezprzewodowe rozprzestrzeniają się, które najczęściej przesyłają informacje za pomocą nadajnika i odbiornika radiowego. Takie urządzenia można zamontować prawie wszędzie, w tym w oddzielnym pomieszczeniu lub na wolnym powietrzu.

Ważnymi cechami takich czujników termicznych są:

  • obecność baterii;
  • błąd pomiaru;
  • odległość transmisji sygnału.

Urządzenia bezprzewodowe / przewodowe mogą się całkowicie zastąpić, jednak w ich funkcjonowaniu są pewne cechy szczególne.

W zależności od miejsca i sposobu umieszczenia

W zależności od miejsca zajęcia takie urządzenia są podzielone na następujące typy:

  • faktury dołączone do obiegu grzewczego;
  • zanurzalny, w kontakcie z płynem chłodzącym;
  • pokój, znajdujący się wewnątrz przestrzeni mieszkalnej lub biurowej;
  • zewnętrzne, które znajdują się na zewnątrz.

W niektórych urządzeniach do monitorowania temperatury można użyć kilku typów czujników.

Zgodnie z mechanizmem czytania

W ramach demonstracji urządzeń informacyjnych może być:

  • bimetaliczny;
  • alkoholik.

W pierwszym przykładzie wykonania zakłada się zastosowanie dwóch płytek wykonanych z różnych metali, jak również czujnika zegarowego. Gdy temperatura wzrasta, jeden z elementów ulega deformacji, powodując nacisk na strzałę. Odczyty takich urządzeń charakteryzują się dobrą dokładnością, ale ich bezwładność jest dużą wadą.

Termostaty bimetaliczne i alkoholowe są często instalowane na urządzeniach grzewczych, na przykład kotłach. Pozwalają śledzić ciepło, którego nadmiar może prowadzić do śmiertelnych konsekwencji

Ten brak jest prawie całkowicie pozbawiony czujników, których praca opiera się na używaniu alkoholu. W tym przypadku roztwór zawierający alkohol rozprężający się po podgrzaniu wlewa się do hermetycznie zamkniętej kolby. Projekt jest raczej elementarny, niezawodny, ale niezbyt wygodny dla obserwacji.

Różne typy czujników termicznych

Aby odczytać temperaturę, używane są urządzenia o innej zasadzie działania. Najbardziej popularne są urządzenia wymienione poniżej.

Termopary: dokładne usuwanie - trudność w interpretacji

Takie urządzenie składa się z dwóch przewodów przylutowanych do siebie, wykonanych z różnych metali. Różnica temperatur między gorącymi i zimnymi końcami służy jako źródło prądu elektrycznego 40–60 µV (wskaźnik zależy od materiału termopary).

Najczęściej następujące kombinacje metali i stopów są wykorzystywane do produkcji termopar: chrom-aluminium, żelazo-cosantan, żelazo-nikiel, nikiel-chrom i inne

Termopara jest uważana za precyzyjny czujnik temperatury, ale dość trudno jest uzyskać dokładne odczyty. W tym celu musisz znać siłę elektromotoryczną (EMF), wykorzystując różnicę temperatur urządzenia.

Aby wynik był prawidłowy, ważne jest skompensowanie temperatury zimnego złącza, na przykład za pomocą metody sprzętowej, w której druga termopara jest umieszczona na medium o znanej temperaturze.

Metoda kompensacji programu polega na umieszczeniu innego czujnika termicznego w izocamierze wraz z zimnymi złączami, co pozwala kontrolować temperaturę z określoną dokładnością.

Pewne trudności są spowodowane przez proces usuwania danych z termopary z powodu ich nieliniowości. Dla poprawności odczytów współczynniki wielomianowe są wprowadzane w GOST R 8.585-2001, które umożliwiają konwersję EMF na temperaturę, a także wykonywanie operacji odwrotnych.

Innym problemem jest to, że odczyty są pobierane w mikrowoltach, a ich konwersja jest niemożliwa przy użyciu powszechnie dostępnych urządzeń cyfrowych. Aby użyć termopary w projektach, konieczne jest zapewnienie dokładnych, wielobitowych przetworników o minimalnym poziomie hałasu.

Termistory: łatwe i proste

O wiele łatwiej jest zmierzyć temperaturę za pomocą termistorów, które opierają się na zasadzie zależności odporności materiałów od temperatury otoczenia. Takie urządzenia, na przykład wykonane z platyny, mają tak ważne zalety, jak wysoka dokładność i liniowość.

Ekstremalnie niski współczynnik rezystancji temperaturowej może być uważany za główny problem takich czujników termicznych, jednak nadal łatwiej jest go dokładnie zmierzyć niż złapać niskie wartości termopary

Ważną cechą rezystora jest rezystancja podstawowa w określonej temperaturze. Zgodnie z GOST 21342, 7-76 wskaźnik ten mierzy się w 0 ° C. Zaleca się użycie pewnej liczby wartości rezystancji (Ohm), a także Tcc - współczynnika temperatury.

Tcc oblicza się według wzoru:

T CC = (Re - R0c ) / (T e - T 0c ) * 1 / R 0c,

Gdzie

  • R e - opór w aktualnej temperaturze;
  • R0c - opór w 0 ° C;
  • T e to bieżąca temperatura;
  • T0c - 0 ° C

GOST pokazuje również współczynniki temperatury przewidziane dla różnych urządzeń pomiarowych wykonanych z miedzi, niklu, platyny, a także wskazuje współczynniki wielomianowe stosowane do obliczania temperatury na podstawie bieżących wskaźników rezystancji.

Czujniki termistorowe są szeroko rozpowszechnione w przemyśle elektronicznym i inżynieryjnym ze względu na dokładność odczytów, czułość i niewymagającą pracę

Opór można zmierzyć, podłączając urządzenie do obwodu źródła prądu i mierząc napięcie różnicowe. Możesz sprawdzić wskaźniki za pomocą układów scalonych, których wyjście analogowe jest równe dostarczanemu napięciu.

Czujniki termiczne z podobnymi urządzeniami można łatwo podłączyć do przetwornika analogowo-cyfrowego, digitalizując go za pomocą ośmio- lub dziesięciobitowego przetwornika ADC.

Czujnik cyfrowy do jednoczesnych pomiarów

Cyfrowe czujniki termiczne są również szeroko stosowane, na przykład model DS18B20, który jest obsługiwany za pomocą mikroukładu mającego trzy wyjścia. Dzięki temu urządzeniu możliwe jest jednoczesne odczyty temperatury z kilku czujników pracujących równolegle, a błąd wynosi tylko 0, 5 ° C.

Popularnym modelem jest połączony czujnik temperatury / wilgotności SHT1, który pozwala mierzyć ciepło z dokładnością + 2 °, a wilgotność z błędem +5. Jednak sam producent twierdzi, że są bardziej dokładne i opłacalne urządzenia.

Wśród innych zalet tego urządzenia można wymienić szeroki zakres temperatur roboczych (-55 + 125 ° C). Główną wadą jest powolne działanie: w celu uzyskania najdokładniejszych obliczeń przyrząd wymaga co najmniej 750 ms.

Bezstykowe irometry (termowizory)

Działanie tych czujników zbliżeniowych opiera się na utrwalaniu promieniowania cieplnego emitowanego przez ciała. Aby scharakteryzować to zjawisko, wykorzystuje się ilość energii uwalnianej na jednostkę czasu na jednostkę powierzchni na jednostkę zakresu długości fal.

To kryterium, odzwierciedlające intensywność promieniowania monochromatycznego, nazywa się widmową jasnością.

Istnieją następujące typy pirometrów:

  • promieniowanie;
  • luminancja (optyczna);
  • kolor.

Pirometry radiacyjne umożliwiają pomiary w zakresie 20–25000 ° C, jednak w celu określenia temperatury należy wziąć pod uwagę współczynnik niekompletności promieniowania, którego efektywna wartość zależy od stanu fizycznego ciała, jego składu chemicznego i innych czynników.

Głównym elementem aktywnym czujnika promieniowania jest teleskop, wewnątrz którego znajduje się bateria składająca się z szeregu termopar. Końce robocze tych urządzeń znajdują się na płatku pokrytym platyną (+)

Pirometry o jasności (optycznej) są przeznaczone do pomiaru temperatury 500-4000 ° C Zapewniają one wysoką dokładność pomiarów, jednak mogą zniekształcać odczyty z powodu możliwej absorpcji promieniowania z ciał przez medium pośrednie, przez które dokonywane są obserwacje.

Pirometry kolorowe, których działanie polega na określeniu intensywności promieniowania o dwóch długościach fal - najlepiej w czerwonym lub niebieskim segmencie widma, są używane do pomiarów w zakresie od 800 do 0 ° C.

Ich główną zaletą jest to, że niekompletność promieniowania nie wpływa na błędy pomiaru. Ponadto wskaźniki nie zależą od odległości od obiektu.

Kwarcowe przetworniki temperatury (piezoelektryczne)

Aby odczytać temperatury w zakresie -80 + 250 ° C, można zastosować kwarcowe przetworniki (elementy piezoelektryczne), których zasada opiera się na zależności częstotliwości kwarcu od ogrzewania. W tym przypadku na funkcję konwertera ma wpływ położenie wycinka wzdłuż osi kryształu.

Urządzenia piezoelektryczne (kwarcowe) są najczęściej wykorzystywane w badaniach, ponieważ takie urządzenia charakteryzują się rozszerzonym zakresem pomiarów, niezawodnością, wysoką dokładnością

Czujniki piezoelektryczne wyróżniają się wysoką czułością, wysoką rozdzielczością, są w stanie pracować niezawodnie przez długi okres czasu. Takie urządzenia są szeroko stosowane w produkcji termometrów cyfrowych i są uważane za jedno z najbardziej obiecujących urządzeń dla przyszłych technologii.

Hałasowe (akustyczne) czujniki temperatury

Funkcjonowanie takich urządzeń zapewnia usunięcie różnicy potencjałów akustycznych w zależności od temperatury rezystora.

Metody akustyczne pozwalają na odczyty temperatury w zamkniętych pomieszczeniach i środowiskach, w których bezpośredni pomiar jest niemożliwy. Takie urządzenia znalazły zastosowanie w medycynie, badaniach podwodnych, a także w przemyśle

Metoda pomiaru za pomocą takich czujników jest dość prosta: konieczne jest porównanie hałasu wytwarzanego przez dwa podobne elementy, z których jeden jest znany z góry, a drugi w określonej temperaturze.

Termiczne czujniki akustyczne nadają się do pomiaru przedziału -270 - + 1100 ° С. W tym przypadku złożoność procesu leży w zbyt niskim poziomie hałasu: dźwięki emitowane przez wzmacniacz czasami go tłumią.

Czujniki temperatury NQR

Istota działania kwadrupolowych jądrowych termometrów rezonansowych polega na działaniu gradientu pola, który tworzą sieci krystaliczne i moment jądrowy - wskaźnik spowodowany odchyleniem ładunku od symetrii kuli.

W wyniku tego zjawiska powstaje procesja jąder: jego częstotliwość zależy od gradientu pola sieci. Na wartość tego wskaźnika ma również wpływ temperatura: jego wzrost powoduje spadek częstotliwości NQR.

Głównym elementem takich czujników jest ampułka z substancją umieszczoną w uzwojeniu indukcyjnym podłączonym do obwodu generatora.

Zaletą przyrządów jest nieograniczony czas pomiaru, niezawodność i stabilna praca. Wadą jest nieliniowość pomiarów, co powoduje konieczność użycia funkcji konwersji.

Urządzenia na półprzewodnikach

Kategoria urządzeń, która działa na podstawie zmian w charakterystyce złącza pn spowodowanego ekspozycją na temperaturę. Napięcie na tranzystorze jest zawsze proporcjonalne do wpływu temperatury, co ułatwia obliczenie tego współczynnika.

Zaletami takich urządzeń jest wysoka dokładność danych, niski koszt, liniowość charakterystyk w całym zakresie pomiarowym. Instalacja takich urządzeń jest wygodna do wykonania bezpośrednio na podłożu półprzewodnikowym, dzięki czemu są idealne dla mikroelektroniki.

Przetworniki głośności do usuwania temperatury

Takie urządzenia opierają się na dobrze znanej zasadzie rozszerzania i kurczenia się substancji obserwowanych podczas ogrzewania lub chłodzenia. Takie czujniki są całkiem praktyczne. Mogą być używane do określania temperatur w zakresie -60 - + 400 ° С.

Aby móc wizualnie monitorować temperaturę, większość czujników termicznych w pomieszczeniach jest wyposażona w wyświetlacze wyświetlające aktualne wartości.

Ważne jest, aby pamiętać, że pomiary cieczy z podobnymi urządzeniami są ograniczone przez temperaturę wrzenia i zamarzania, a gazy - przez ich przejście do stanu ciekłego. Błąd środowiskowy spowodowany wpływem środowiska na te urządzenia jest dość mały: waha się w zakresie 1-5%.

Wybór czujników temperatury

Przy wyborze takich urządzeń należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak:

  • zakres temperatur, w których wykonywane są pomiary;
  • konieczność i możliwość zanurzenia czujnika w obiekcie lub środowisku;
  • warunki pomiaru: do wykonywania pomiarów w agresywnym środowisku lepiej jest wybrać wersję lub model bezdotykowy umieszczony w obudowie antykorozyjnej;
  • czas życia urządzenia przed kalibracją lub wymianą - niektóre typy urządzeń (na przykład termistory) zawodzą dość szybko;
  • dane techniczne: rozdzielczość, napięcie, szybkość podawania sygnału, błąd;
  • wartość sygnału wyjściowego.

W niektórych przypadkach ważny jest również materiał obudowy urządzenia, a gdy jest używany w pomieszczeniach, rozmiar i projekt.

Zalecenia dotyczące instalacji DIY

Takie urządzenia są szeroko stosowane do różnych celów: są wyposażone w grzejniki, kotły grzewcze i inne urządzenia gospodarstwa domowego.

Przed instalacją należy uważnie przeczytać instrukcje: wskazuje nie tylko cechy instalacji (na przykład wymiary do podłączenia do dyszy), ale także zasady działania, a także granice temperatury, dla których urządzenie pomiarowe jest odpowiednie.

Konieczne jest również uwzględnienie wielkości wkładki, która może zmieniać się w zakresie 120-160 mm.

Rozważ dwa najczęstsze przypadki montażu czujnika termicznego.

Podłączanie urządzenia do chłodnicy

Nie jest konieczne wyposażenie wszystkich urządzeń grzewczych w termostat. Zgodnie z przepisami czujniki są instalowane na akumulatorze, jeśli jego całkowita pojemność przekracza 50% wytwarzania ciepła przez podobne systemy. Jeśli w pomieszczeniu są dwa grzejniki, termostat jest zainstalowany tylko na jednym o wyższej mocy znamionowej.

Термодатчик является обязательной составной частью регуляторов температуры, позволяющих снижать или увеличивать нагрев радиаторов, теплого пола и других отопительных приборов

Клапан прибора устанавливается на подающий трубопровод в месте подключения радиатора к сети отопления. При невозможности его врезки в уже имеющуюся цепь следует демонтировать подводку подачи, что может вызвать некоторые сложности.

Для проведения этой манипуляции необходимо воспользоваться инструментом для резки труб, тогда как монтаж термоголовки легко производится без спецоборудования. Как только датчик будем смонтирован, достаточно совместить сделанные метки на корпусе и приборе, после чего головка фиксируется плавным нажатием руки.

Монтаж термодатчика воздуха

Подобный прибор устанавливается в наиболее холодном жилом помещении без сквозняков (в холле, кухне или котельной его монтаж нежелателен, так как может вызвать нарушения в работе системы).

При выборе места нужно следить, чтобы на устройство не падали солнечные лучи, рядом не должно быть отопительных приборов (обогревателей, радиаторов, труб).

Для обычной системы отопления достаточно одного термостата, тогда как при коллекторной схеме желательно применять несколько датчиков, число которых совпадает с количеством комнат. Это позволит индивидуально регулировать температуру в обособленных пространствах

Подключение прибора осуществляется согласно инструкциям, которые находятся в техническом паспорте, при этом используются клеммы или кабель, которые входят в комплект.

При необходимости отслеживания температуры термодатчик в “теплом полу” может располагаться в глубине бетонной стяжки. В этом случае для защиты можно применить гофрированную трубу, имеющую один закрытый торец и покатый изгиб

Последняя особенность позволяет при необходимости извлечь сломанный прибор и заменить его на новый.

Монтаж устройства осуществляется следующим образом:

  1. В стене устраивается углубление для крепежа навесного прибора.
  2. С термодатчика снимается передняя деталь, после чего приспособление устанавливается на подготовленном участке.
  3. Далее к контактам подсоединяется греющий кабель, тогда как к датчикам – клеммы.

Заключительный этап – подсоединение питающего кабеля и установка передней панели на свое место.

Схема подключения термостата для котла отопления подробно описана в этой статье.

Если устройство, для функциональности которого необходимо внутреннее подключение датчиков, имеет сложную конструкцию, лучше обратиться к специалистам.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

В приведенном ниже видео подробно рассказывается, как проводить установку термоприборов на отопительный котел:

Отличается ли монтаж датчиков на трубы подачи и обратки:

Датчики температуры широко используются как в различных сферах промышленности, так и в бытовых целях. Большой ассортимент подобных приборов, в основу которых положены разные принципы работы, позволяет подобрать оптимальный вариант для решения той или иной задачи.

В домах и квартирах такие устройства чаще всего используются для поддержания комфортной температуры в помещениях, а также регулировки отопительных систем – батарей, теплого пола.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по выбору и установке температурного датчика? Możesz zostawić komentarze do publikacji, uczestniczyć w dyskusjach i dzielić się swoimi doświadczeniami z używania takich urządzeń. Formularz do komunikacji znajduje się w dolnym bloku.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Ogrzewanie