VIDENSCENTER

Temperaturfølere

Skrevet af Morten B. Jensen, Product Manager – Instrumenter hos KLINGER Danmark

Måling medietemperatur er den mest almindelige måleopgave indenfor industriel måleteknik. De mest almindelige temperaturmålinger består af en temperaturfølsom sensor, som stikkes ind i processen så selve målesensoren omsluttes af mediet.

Indstiksføleren er opbygget af 3 grundenheder, der tilsammen udgør en robust enhed som kan tilpasses de fleste krav.

Indsatsen - er den del som måler temperaturen. Den består som regel af et isoleret kabel omgivet af et tyndt rør i rustfri stål - med selve sensoren monteret i spidsen. Sensoren kan enten være et termoelement eller en modstandsføler, valget afhænger af opgaven. Mellem sensor og rør er der, for at sikre bedst mulig kontakt, i spidsen af røret lidt termopasta, som også hjælper til med at fiksere sensoren.

Rørets diameter er standardiseret – de mest almindelige diametre er Ø3, 6, 8 og 11 mm - og det afsluttes som regel i en “plade” hvor terminalblok eller transmitter kan monteres.

I mange installationer foretrækkes det at indsatsen er en “løs” enhed, så den kan udskiftes uden at processen skal stoppes – en stor fordel når først den komplette sensor er monteret i rør eller tank.

Beskyttesesrøret (følerlommen) - er beregnet til at beskytte indsatsen mod processen, det er således denne del af sensoren der kommer i berøring med mediet. Følerkommen kan udformes på et utal af måder, ligesom materialevalg og tilslutningsformer kan tilpasses processen næsten efter “behag”. De fleste følger dog en international standard, hvor DIN 43772 nok er den mest udbredte. I denne standard defineres en serie af standard design for følerlommer, bl.a.

  • Type B og C, lommer med gevindtilslutning
  • Type F, lommer med flange tilslutning
  • Type D, følerlommer for indsvejsning.

Følerlommen er opdelt i 2 dele, det som berøres af mediet - kaldet indstikslængden - og det som sidder mellem procestilslutningen og terminal huset - denne del kaldes halsen. Halsen benyttes bl.a. til at beskytte eventuel elektronik mod uønsket opvarmning, men er også en praktisk foranstaltning på isolerede rør, hvor ekstern tilslutning/indikation flyttes udenfor isoleringen.

En ting man skal være opmærksom på er, at den ekstra masse øger systemets responstid, og til hurtige processer kan man derfor vælge en lomme med reduceret diameter i spidsen – eller vælge en sensor uden følerlomme.

Det bedste måleresultat opnås ved at vælge en følerlængde der er ca. 1/3 af rørdiameteren, dog mindst 20 gange længere end følerlommens diameter.

Terminal huset (hovedet) - er den del af temperaturføleren man normalt lægger mærke til - det er den som sidder udenfor røret og beskytter terminaler/kabeltilslutninger. Huset leveres i et utal af versioner, men efter den store udbredelse af transmittere til montage direkte i følerhovedet, er disse også blevet standardiseret - det mest udbredte terminal hus er udført i aluminium og udformet i henhold til DIN 43729 type B.

 

Modstandsfølere

Industrielle temperatursensorer opdeles efter den måleindsats der benyttes, hvoraf den mest almindelige til lavere temperaturområder er modtandsføleren.

En modstandsføler (RTD) er en temperaturføler, hvor sensoren er baseret på et element hvor den elektriske modstand ændrer sig med temperaturen. Det mest anvendte element kaldes Pt100, det er fremstillet af Platin, og udformet således at har modstanden er præcis 100 Ohm ved en temperatur på 0oC.

IEC standard 751 definerer karakteristikken for en Pt100 føler til industrielle anvendelser - i området fra -200 til +600oC. Udover de eksakte værdier klassificerer IEC standarden også Pt100 føleren i 2 nøjagtighedsklasser, klasse A og klasse B, defineret som følger (t er den målte temperatur):

  • Klasse A: Tolerance 0,15+0,002 * t i oC
  • Klasse B: Tolerance 0,3+0,005 * t i oC

En klasse A føler kan ikke specificeres ved højere temperaturer end +650oC, ligesom den kun kan benyttes for 3- eller 4-wire tilslutning.

Da vi taler om forholdsvis små variationer i modstanden er det vigtigt at tage hensyn til eventuelle tillæg i forbindelse med installationen af temperaturføleren, således vil 100 meter almindelig 0,75mm2 installationskabel tilføre kredsen en ekstra modstand på 2,45 Ohm, hvilket svarer til en temperaturforøgelse ca. 6,5 grader - ved varierende omgivelsestemperatur vil kabelmodstanden også variere, hvilket igen vil påvirke målingen.

De fleste transmittere har dog mulighed for at ud kompensere denne ekstra målefejl, dette gøres i forbindelse med tilslutningen hvor én eller 2 ekstra ledere trækkes med ud til føleren, således at der bliver mulighed for kontinuerlig at måle ledningsmodstanden - og kompensere for denne

2-wire - Hele målekredsen indgår i broen, og der kompenseres ikke for ledningsmodstanden. Denne installation anbefales kun over meget korte afstande.

NB - må IKKE forveksles med begrebet 2-wire transmitter som beskriver en måde at tilslutte/forsyne transmitteren på.

3- wire - der kompenseres for ledningsmodstanden på den ene side af sensoren (dette er den mest anvendte installation)

4-wire - der kompenseres for ledningsmodstanden på begge “sider” af sensoren, benyttes hvis målekredsen af en eller anden årsag ikke er symmetrisk.


Modstandsfølere har 3 vigtige karakteristika, der gør denne føler type velegnet til de fleste opgaver indenfor industriel måling, nemlig:

  • Høj nøjagtighed
  • God langtidsstabilitet
  • Forholdsvis højt signalniveau, der gør det muligt at transmittere signalet over lange afstande.

Det er derfor ikke uventet at de fremstilles i meget stort udvalg af varianter, tilpasset særlige opgaver indenfor de forskellige brancher. Opbygningen med løse indsatse gør det forholdsvis enkelt at opnå denne tilpasning, som principielt “kun” bliver en mekanisk tilpasning af de medieberørte dele, mens indsatsen forbliver nogenlunde uændret.

Læs mere om modstandsfølere hér




Denne hjemmeside anvender cookies til at sikre, at du får den bedste oplevelse på siden. Læs mere her

Ok