+86-0550-7623999
YÊU CẦU
vi
YÊU CẦU
Bạn mở đầu nối của cảm biến nhiệt độ công nghiệp và tìm thấy hai bộ dây dẫn thay vì một. Đó là manh mối đầu tiên cho thấy bạn đang xem hệ thống dây RTD phần tử kép. RTD phần tử kép chứa hai đầu dò nhiệt độ điện trở độc lập về điện bên trong cùng một vỏ hoặc giếng nhiệt và cách các phần tử đó được kết nối sẽ xác định xem bạn có dự phòng, số đọc trung bình hay hai tín hiệu riêng biệt để kiểm soát và bảo vệ quá trình hay không.
Câu trả lời ngắn gọn cho hầu hết các câu hỏi về nối dây RTD phần tử kép rất đơn giản: coi mỗi phần tử là một RTD riêng biệt. Mỗi phần tử có đặc tính điện trở so với nhiệt độ riêng và mỗi phần tử có thể được kết nối với bộ phát, bộ điều khiển hoặc hệ thống an toàn riêng. Điều làm cho hệ thống dây điện phần tử kép trở nên thú vị hơn là cách bạn áp dụng tính độc lập đó trong hiện trường.
Hướng dẫn này bao gồm các nguyên tắc cơ bản về nối dây RTD phần tử kép, kết nối 2 dây, 3 dây và 4 dây, cấu hình chung, kết nối máy phát, logic dự phòng, thực hành lắp đặt, hiệu chuẩn và xử lý sự cố. Nó cũng bao gồm lời khuyên lựa chọn các thiết kế bọc thép, lắp ráp và chống cháy nổ để bạn có thể tự tin nối dây mà không cần đoán mò.
RTD phần tử kép là máy dò nhiệt độ điện trở có chứa hai phần tử cảm biến bạch kim riêng biệt trong cùng một ống, vỏ bọc hoặc cụm bảo vệ. Mỗi phần tử thường là một điện trở bạch kim dạng màng mỏng hoặc quấn dây có điện trở danh định là 100 ohm ở 0°C, thường được gọi là Pt100. Hai phần tử này được cách điện với nhau và với vỏ kim loại nên có thể sử dụng hoàn toàn độc lập.
Mỗi phần tử có một bộ dây dẫn riêng. Do đó, RTD phần tử kép có hai, ba hoặc bốn dây dẫn cho mỗi phần tử, tùy thuộc vào kiểu kết nối bên trong. Cảm biến Pt100 phần tử kép phổ biến nhất có sáu dây: ba dây cho phần tử một và ba dây cho phần tử hai. Hiện có sẵn các phiên bản 8 dây với 4 dây cho mỗi phần tử dành cho thiết bị đo yêu cầu độ chính xác 4 dây thực sự trên cả hai phần tử.
Cấu trúc cơ khí có thể là loại lắp ráp có đầu cuối, loại có vỏ bọc với cáp cách điện bằng khoáng dẻo hoặc loại chống cháy nổ với vỏ bọc chống cháy. Các phần tử cảm biến thường được đặt gần nhau để cả hai đều biểu thị cùng một điểm nhiệt độ của quy trình. Sự gần gũi về mặt vật lý đó là điều khiến RTD phần tử kép trở nên hấp dẫn đối với các phép đo dự phòng và quan trọng về an toàn trong một lần thâm nhập quy trình duy nhất.
Thiết kế phần tử kép không làm thay đổi tính chất vật lý cơ bản của RTD. Cả hai phần tử vẫn tuân theo cùng một đường cong điện trở nhiệt, thường được xác định theo tiêu chuẩn IEC 60751 cho bạch kim. Nếu một phần tử bị trôi, hỏng hoặc cần hiệu chuẩn thì phần tử còn lại vẫn có sẵn để đo lường, đó là lợi ích thiết thực trọng tâm.
Quyết định lắp đặt RTD phần tử kép thường được quyết định bởi sự dư thừa, hạn chế về không gian hoặc nhu cầu kết nối cùng một điểm nhiệt độ với nhiều hệ thống điều khiển và giám sát. Một RTD phần tử duy nhất cung cấp cho bạn một tín hiệu điện trở và một điểm lỗi. RTD phần tử kép cung cấp cho bạn hai tín hiệu độc lập từ cùng một vị trí quy trình, đây là một lợi thế vận hành đáng kể.
| xem xét | RTD phần tử đơn | RTD yếu tố kép |
|---|---|---|
| Dự phòng | không có | Hai yếu tố độc lập |
| Quá trình thâm nhập | Cần một giếng nhiệt | Cần một giếng nhiệt for two signals |
| Không gian cần thiết | Nhỏ gọn | Dấu chân tương tự với phần tử đơn lẻ |
| Độ phức tạp của hệ thống dây điện | Hạ xuống | Cao hơn, có bộ dây dẫn riêng |
| Tác động bảo trì | Lỗi cảm biến dừng đo | Yếu tố thứ hai có thể duy trì hoạt động của nhà máy |
| Chi phí điển hình | Hạ xuống | Cao hơn vừa phải |
| Các trường hợp sử dụng phổ biến | Giám sát không quan trọng | SIS, vòng bi tuabin, an toàn quy trình |
Có một sự hiểu lầm phổ biến rằng RTD thành phần kép chỉ dành cho các ngành có độ an toàn cao như sản xuất điện hoặc dầu khí. Trong thực tế, chúng cũng được sử dụng bất cứ khi nào kỹ sư xử lý muốn có chỉ báo nhiệt độ cục bộ và tín hiệu DCS từ xa từ cùng một điểm mà không cần thêm giếng nhiệt thứ hai. Giá cảm biến bổ sung nhỏ thường thấp hơn chi phí khoan một vòi phun khác vào tàu hoặc đường ống.
Bạn cũng nên lưu ý rằng RTD phần tử kép không thể thay thế hoàn toàn hai RTD được lắp đặt riêng biệt nếu những RTD đó cần được đặt ở các vị trí vật lý khác nhau. Nếu mục tiêu là đo cùng một điểm bằng hai cảm biến thì phần tử kép là lựa chọn đơn giản hơn. Nếu mục tiêu là so sánh nhiệt độ ở hai vị trí khác nhau, hãy sử dụng hai cảm biến phần tử đơn hoặc kép riêng biệt.
Mỗi phần tử bên trong một RTD phần tử kép có thể được nối dây giống như một RTD đơn. Phương pháp nối dây xác định mức độ chính xác mà mạch đo có thể bù cho điện trở của dây dẫn. Đối với cảm biến phần tử kép, số lượng dây dẫn sẽ tăng gấp đôi tương ứng.
Trong kết nối 2 dây, hai dây kết nối với phần tử và điện trở đo được bao gồm điện trở của dây dẫn. Phương pháp này chỉ được chấp nhận khi chạy cáp ngắn và yêu cầu độ chính xác thấp vì điện trở dây dẫn thay đổi theo nhiệt độ môi trường và gây ra sai số đo. Một RTD phần tử kép có hai dây cho mỗi phần tử có tổng cộng bốn dây bên ngoài.
Trong kết nối 3 dây, ba dây được nối với một đầu của phần tử và một dây chung. Mạch đo đo điện trở của một dây dẫn và trừ nó khỏi tổng vòng lặp. Đây là sự thỏa hiệp công nghiệp phổ biến nhất vì nó mang lại khả năng bù chì tốt mà không cần cặp dòng điện và điện áp chuyên dụng. Một phần tử kép Pt100 với ba dây cho mỗi phần tử có sáu dây bên ngoài.
Trong kết nối 4 dây, hai dây cung cấp dòng điện không đổi và hai dây riêng biệt đo điện áp trên phần tử. Điều này giúp loại bỏ hoàn toàn lỗi điện trở chì, khiến nó trở thành phương pháp chính xác nhất. RTD phần tử kép với bốn dây cho mỗi phần tử có tám dây bên ngoài, ít phổ biến hơn nhưng cần thiết cho các ứng dụng đo lường và phòng thí nghiệm có độ chính xác cao.
| Đấu dây cho mỗi phần tử | Tổng số dây cho phần tử kép | Lỗi điện trở chì | Sử dụng tốt nhất cho |
|---|---|---|---|
| 2 dây | 4 dây | Cao | Kết nối cục bộ ngắn, chỉ báo trạng thái |
| 3 dây | 6 dây | Thấp | Mô-đun đầu vào tương tự DCS, PLC của nhà máy |
| 4 dây | 8 dây | không có | Cao-accuracy calibration, critical measurement |
Màu vật lý của dây dẫn khác nhau tùy theo nhà sản xuất nhưng quy ước chung là sử dụng một cặp màu cho thành phần một và cặp màu khác cho thành phần hai. Trước khi kết thúc, luôn xác nhận việc gán dây dẫn với bảng dữ liệu cảm biến. Nếu bạn trộn lẫn các phần tử, bạn vẫn có thể nhận được số đọc hợp lệ nhưng bạn sẽ mất ánh xạ dự phòng dự kiến.
Từ góc độ đi dây, hãy coi phần tử một là RTD A và phần tử hai là RTD B. Giữ hai bộ dây dẫn tách biệt ở đầu nối và dọc theo tuyến cáp để giảm nguy cơ đoản mạch do tai nạn và đơn giản hóa việc khắc phục sự cố trong tương lai.
Khi bạn hiểu rằng mỗi phần tử là một RTD độc lập, việc sắp xếp cấu hình nối dây sẽ dễ dàng hơn. Các cấu hình công nghiệp phổ biến nhất là phép đo kép độc lập, phép đo dự phòng để đảm bảo an toàn và các tín hiệu xử lý/hiển thị riêng biệt.
Phần tử thứ nhất kết nối với hệ thống điều khiển chính thông qua bộ truyền nhiệt độ. Phần tử thứ hai kết nối với một máy phát tín hiệu cục bộ hoặc hệ thống giám sát rung động. Đây là lựa chọn điển hình cho vòng bi động cơ, hộp số và máy nén, những nơi cần có cùng nhiệt độ vòng bi để đạt được cả rơle bảo vệ và hệ thống quản lý tài sản.
Cả hai phần tử đều được kết nối với các thẻ đầu vào tương tự riêng biệt hoặc các PLC an toàn riêng biệt. Nếu phần tử một không mở được, phần tử hai tiếp tục cung cấp nhiệt độ cho quá trình. Hệ thống dây điện dự phòng phải bao gồm các đầu nối đầu nối riêng biệt, cáp riêng biệt và nguồn cung cấp điện riêng biệt lý tưởng để đạt được sự đa dạng thực sự.
Một phần tử cung cấp DCS để điều khiển quá trình, trong khi phần tử thứ hai cung cấp cho bảng đồng hồ đo hoặc màn hình HMI. Điều này tránh được thẻ cách ly vòng lặp và cho phép nhân viên bảo trì xác minh việc đọc quy trình mà không cần chạm vào vòng điều khiển.
Các cấu hình ít phổ biến hơn bao gồm kết nối hai phần tử nối tiếp để có điện trở trung bình gần đúng hoặc trong một cây cầu để đo chênh lệch nhiệt độ. Những phương pháp này hiếm khi được sử dụng trong các hệ thống kỹ thuật số hiện đại vì máy phát có thể tính toán mức trung bình hoặc chênh lệch điện tử với độ chính xác cao hơn.
Khi bạn lập sơ đồ nối dây, hãy dán nhãn rõ ràng cho từng thiết bị đầu cuối. Sử dụng màu dây riêng biệt cho từng phần tử và chỉ định mặt đất chung cho cáp. RTD phần tử kép với sáu dây dẫn có thể trông đáng sợ nhưng sơ đồ nối dây rõ ràng sẽ loại bỏ hầu hết rủi ro.
Câu hỏi thực tế nhất trong hệ thống dây RTD phần tử kép là làm thế nào để tạo kết nối cuối cùng với máy phát. Nhiều bộ truyền nhiệt độ có một đầu vào RTD; một cảm biến phần tử kép khi đó cần có hai bộ phát. Các máy phát khác có đầu vào RTD kép và có thể chấp nhận trực tiếp cả hai phần tử.
Trước khi nối dây, hãy kiểm tra cấu hình đầu vào máy phát. Bộ phát RTD một đầu vào tiêu chuẩn có các đầu cuối như 1, 2, 3 và 4 cho RTD ba dây. Nếu bạn kết nối cảm biến phần tử kép với hai bộ phát đầu vào đơn thì mỗi phần tử sẽ sử dụng bộ thiết bị đầu cuối riêng. Nếu bạn sử dụng bộ phát đầu vào kép, bạn chỉ cần gán phần tử một cho đầu vào A và phần tử hai cho đầu vào B.
Cách bố trí hiện trường phổ biến và tiết kiệm nhất là hai máy phát gắn trên đầu được lắp đặt bên trong đầu kết nối RTD. Điều này giúp tín hiệu analog luôn mạnh mẽ và cục bộ, đồng thời cho phép bạn chạy hai vòng lặp 4–20 mA riêng biệt trở lại phòng điều khiển. Sáu dây của RTD phần tử kép được kết thúc tại các đầu cuối của máy phát hoặc khối đầu cuối và mỗi máy phát tạo ra một vòng dòng điện độc lập.
Khi chuyển đổi giữa hai phần tử, hãy đảm bảo rằng cấu hình máy phát phù hợp với đường cong điện trở của cảm biến và phương pháp nối dây. Ví dụ: nếu bạn chọn đầu vào Pt100 ba dây, bộ phát chỉ phải nhìn thấy ba dây dẫn từ một phần tử. Không kết hợp dây dẫn từ cả hai thành phần vào một đầu vào máy phát.
RTD có vỏ bọc phần tử kép chắc chắn với lớp cách điện bằng khoáng chất thường được ưu tiên để lắp máy phát vì cáp dễ uốn cong và đầu cảm biến giữ cả hai phần tử ở cùng một vị trí. Kiểu này cũng làm giảm thời gian phản hồi so với kiểu lắp ráp có lỗ khoan lớn.
RTD có vỏ bọc phần tử kép cho hệ thống dây điện dự phòng RTD cách điện bằng khoáng chất nhỏ gọn này cung cấp hai bộ phận cảm biến trong một vỏ bọc linh hoạt, hỗ trợ hệ thống dây điện dự phòng mà không cần thêm giếng nhiệt. Phản hồi nhanh của nó phù hợp với việc lắp đặt máy phát và cải thiện khả năng đo nhiệt. Xem sản phẩm → Hệ thống dây RTD phần tử kép dự phòng là một phương pháp đã được chứng minh là cải thiện tính khả dụng của phép đo nhiệt mà không cần thêm giếng nhiệt thứ hai. Trong các chức năng của thiết bị an toàn, phần tử thứ hai có thể được sử dụng như một lớp bảo vệ riêng biệt, nhưng chỉ khi hệ thống dây điện cũng dự phòng.
Bắt đầu với đầu nối cảm biến. Sử dụng hai hàng thiết bị đầu cuối riêng biệt, một cho phần tử một và một cho phần tử hai, với hàng rào chắn nối đất giữa chúng nếu có thể. Chạy các dây dẫn của từng phần tử bằng các dây cáp riêng biệt tới tủ sắp xếp. Tránh chạy cả hai phần tử qua cùng một cáp nhiều lõi vì cáp bị cháy hoặc hư hỏng vật lý có thể loại bỏ cả hai tín hiệu cùng một lúc.
Trong tủ, chỉ định thành phần một cho hệ thống điều khiển quá trình cơ bản và thành phần thứ hai cho hệ thống an toàn. Sự tách biệt này mang lại sự đa dạng về chức năng. Một số nhà máy còn kết nối phần tử một với đầu vào PLC dự phòng và phần tử hai với một bộ giám sát rung riêng biệt để giám sát logic.
Bởi vì cả hai phần tử đều có chung đầu cảm biến nên chúng thường đọc nhiệt độ gần như giống nhau. Báo động sai lệch từ 2°C đến 5°C là điển hình đối với RTD phần tử kép khỏe mạnh. Nếu độ lệch tăng lên, nó báo hiệu sự trôi dạt của cảm biến, sự xâm nhập của hơi ẩm hoặc hư hỏng dây dẫn trước khi một trong hai phần tử bị hỏng hoàn toàn.
Đối với các ứng dụng dự phòng nóng, DCS hoặc logic an toàn phải liên tục giám sát cả hai đầu vào và tự động chuyển sang phần tử hoạt động tốt khi phần tử hoạt động bị lỗi. Logic chuyển mạch phải được kiểm tra ít nhất một lần trong quá trình vận hành và sau bất kỳ lần đại tu thiết bị lớn nào.
Đôi khi các kỹ sư hỏi liệu tốt hơn là lắp đặt một RTD phần tử kép hay hai RTD riêng lẻ trong các giếng nhiệt riêng biệt. Câu trả lời phụ thuộc vào tính sẵn có của quy trình, thời gian đáp ứng, chi phí và tính độc lập cần thiết.
| Yếu tố | RTD yếu tố kép | Hai RTD riêng biệt |
|---|---|---|
| Quá trình thâm nhập | Một giếng nhiệt | Hai giếng nhiệt hoặc lỗ khoan |
| Độc lập cơ học | Vỏ bọc/nhà ở chung | Hoàn toàn độc lập |
| Chi phí lắp đặt | Hạ xuống | Caoer |
| Tốc độ phản hồi | Tương tự nếu cả hai phần tử trong cùng một lỗ khoan | Có thể khác nhau bởi độ sâu chèn |
| Dự phòng quality | Tốt cho các lỗi điện/điện tử | Tốt hơn cho thiệt hại cơ học |
| Bảo trì linh hoạt | Xóa một đơn vị để thay thế cả hai phần tử | Thay thế một cảm biến trong khi cảm biến khác tiếp tục đo |
| Ứng dụng điển hình | Vòng bi quạt, cuộn dây động cơ, bộ trao đổi nhiệt | So sánh nhiệt độ phần lò |
Nếu bạn có thể lắp đặt hai giếng nhiệt riêng biệt, bạn sẽ đạt được mức độ đa dạng vật lý cao hơn vì một tác động cơ học duy nhất không thể làm hỏng cả hai cảm biến cùng một lúc. Điều này đôi khi được yêu cầu đối với các ứng dụng dịch vụ khắc nghiệt hoặc khi các chương trình bảo trì dự đoán cần thay thế cảm biến trực tuyến.
Nếu quy trình chỉ cho phép một vòi phun hoặc giếng nhiệt, thì RTD phần tử kép là câu trả lời thực tế. Nó cũng là một lựa chọn tuyệt vời để trang bị thêm vì bạn có thể thay thế một cảm biến thành phần duy nhất mà không cần sửa đổi kết nối quy trình.
Một số người dùng hỏi liệu RTD phần tử kép có kém chính xác hơn một phần tử đơn lẻ hay không vì hai phần tử có thể không giống hệt nhau. Trong thực tế, các nhà sản xuất chất lượng kết hợp cả hai yếu tố với cùng một cấp dung sai. Tiêu chuẩn IEC 60751 cho phép độ lệch tối đa đối với Loại A và Loại B, đồng thời các cảm biến phần tử kép tốt sẽ duy trì cả hai phần tử trong dải đó.
RTD phần tử kép có sẵn trong một số cấu trúc vật lý. Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào áp suất quy trình, nhiệt độ, độ rung, tác động hóa học và yêu cầu lắp đặt. Bạn thường có thể yêu cầu cấu hình phần tử kép trong RTD lắp ráp tiêu chuẩn, RTD có vỏ bọc, RTD chống cháy nổ hoặc thiết kế đa điểm.
| Xây dựng | Các tính năng chính | Tốt nhất cho |
|---|---|---|
| Lắp ráp RTD | Đầu nối, kết nối xử lý theo luồng, hạt dao có thể thay thế | Đo lường quy trình công nghiệp chung |
| RTD có vỏ bọc | Cáp cách điện mềm dẻo, đường kính nhỏ | Vòng bi máy, hệ thống thủy lực, không gian hạn chế |
| RTD chống cháy nổ | Vỏ chống cháy, được chứng nhận cho khu vực nguy hiểm | Nhà máy dầu, khí đốt, hóa chất |
| RTD chống mài mòn | Lớp phủ thermowell cứng | Phương tiện truyền thông ăn mòn hoặc tốc độ cao |
| RTD chống ăn mòn | Các bộ phận ướt bằng PTFE hoặc hợp kim đặc biệt | Dòng quá trình axit hoặc kiềm |
| RTD chống cháy nổ đa điểm | Nhiều phần tử kép ở các độ dài chèn khác nhau | Bể chứa, lò phản ứng |
RTD lắp ráp là cấu trúc phổ biến nhất cho hệ thống dây điện phần tử kép có mục đích chung. Nó sử dụng kết nối ren hoặc mặt bích, miếng đệm lò xo và đầu nối bằng gang hoặc nhôm. Điều đó mang lại cho bạn đủ không gian cho hai phần tử ba dây và hai bộ phát gắn trên đầu.
Đối với các khu vực nhạy cảm với rung động, RTD có vỏ bọc có đầu kết nối nhỏ gọn sẽ an toàn hơn vì nó có cánh tay đòn nhỏ hơn và có thể chịu được ứng suất cơ học. Các thành phần phần tử kép có vỏ bọc cũng phản ứng nhanh hơn, khiến chúng trở nên hữu ích khi cần phát hiện nhanh sự thoát nhiệt.
Ở những khu vực nguy hiểm, RTD phần tử kép phải được lắp đặt trong vỏ chống cháy nổ hoặc thông qua hàng rào an toàn nội tại. Các quy tắc nối dây tuân theo phân loại khu vực cục bộ, không chỉ xếp hạng IP của cảm biến. Luôn kiểm tra chứng chỉ sản phẩm và phê duyệt đầu vào cáp.
Nếu RTD phần tử kép sẽ được sử dụng cho chức năng an toàn dự phòng, hãy yêu cầu bố trí đầu nối và đầu cuối để ngăn chặn việc vô tình nối dây chéo giữa các phần tử. Một số nhà sản xuất cung cấp các đầu nối có khóa hoặc khối đầu cuối màu cho mục đích này.
Lắp ráp RTD để giám sát quá trình Một cảm biến linh hoạt để đo trực tiếp chất lỏng, khí và nhiệt độ bề mặt, dễ dàng tích hợp với các thiết bị hiển thị và ghi âm. Thiết kế mạnh mẽ của nó phù hợp với việc kiểm soát quy trình và thu thập dữ liệu thời gian thực đáng tin cậy. Xem sản phẩm → Hệ thống dây RTD phần tử kép tốt bắt đầu bằng việc lắp đặt cơ khí tốt. Cảm biến phải được lắp hoàn toàn vào giếng nhiệt hoặc lỗ xử lý và đầu cuối phải được định hướng sao cho các đầu vào cáp hướng xuống dưới để giảm sự xâm nhập của nước. Mô-men xoắn lắp đặt phải tuân theo loại ren; thắt chặt quá mức kết nối NPT hoặc M20 có thể làm biến dạng cảm biến và dịch chuyển các phần tử.
Khi bạn chấm dứt dây dẫn, tránh cắt chúng ngắn hơn mức cần thiết. Nếu cần thay đổi hệ thống dây điện sau này, chiều dài dự phòng đủ cho phép bạn kết nối lại. Sử dụng vòng sắt trên dây bị mắc kẹt và không để các sợi lỏng lẻo có thể gây chập mạch cho vỏ đầu.
| Phía hiện trường Sử dụng cáp cách điện bằng khoáng chất hoặc ống dẫn mềm có đệm kín. Chỉ nối đất tấm chắn ở một đầu. Giữ đầu nối sạch sẽ và bôi một lượng nhỏ chất trám kín không cứng nếu cần. | Bên tủ Sử dụng các mục cáp riêng biệt cho từng phần tử. Cài đặt bảo vệ đột biến nếu có khả năng xảy ra sét hoặc chuyển mạch quá độ. Dán nhãn cho mỗi dây bằng số phần tử và số thiết bị đầu cuối. |
Duy trì sự tách biệt giữa cáp tín hiệu RTD và cáp nguồn. Khoảng cách tối thiểu được khuyến nghị là 12 inch tính từ đường dây điện AC, có đường giao nhau ở góc vuông nếu không thể tránh khỏi. Điều này làm giảm tiếng ồn gây ra có thể gây ra kết quả đọc thất thường trên kết nối 3 dây.
Đối với RTD phần tử kép trong giếng nhiệt, hai phần tử thường nằm ở cùng độ sâu. Nếu bạn cần hai điểm nhiệt độ khác nhau trong một lò phản ứng, hãy chọn thiết kế đa điểm thay vì phần tử kép tiêu chuẩn, vì phần tử kép tiêu chuẩn không thể đo hai vị trí khác nhau.
Sau khi nối dây, thực hiện kiểm tra tính liên tục đơn giản giữa từng phần tử và bộ phát của nó. Chỉ sử dụng máy phát điện khi máy phát đã được ngắt kết nối và không bao giờ đặt nhiều hơn điện áp thử nghiệm cách điện định mức vào các phần tử RTD.
RTD phần tử kép phải được kiểm tra trên cả hai phần tử, không chỉ một phần tử. Nhiều nhà máy mắc sai lầm khi hiệu chỉnh nguyên tố một và cho rằng nguyên tố thứ hai giống hệt nhau. Mặc dù cả hai thành phần đều có cùng một lớp vỏ nhưng chúng có thể bị lão hóa khác nhau do chu trình nhiệt, độ rung và tiếp xúc với độ ẩm.
Thử nghiệm đáng tin cậy nhất là phép đo điện trở chính xác ở nhiệt độ tham chiếu, chẳng hạn như trong bể nước đá hoặc máy hiệu chuẩn khối khô. So sánh điện trở đo được với bảng IEC 60751. Đối với phần tử Pt100, 0 °C sẽ đọc khoảng 100,00 ohm và 100 °C sẽ đọc khoảng 138,51 ohm.
Khi thực hiện hiệu chuẩn 3 dây, bộ hiệu chuẩn phải sử dụng cách sắp xếp dây dẫn giống như bộ phát được lắp đặt. Một số máy hiệu chuẩn di động tự động bù điện trở dây dẫn, nhưng bạn cần cho chúng biết bạn đang sử dụng cấu hình dây nào.
Đối với các ứng dụng an toàn quan trọng, hãy thực hiện kiểm tra vòng lặp qua từng bộ phát và thẻ đầu vào của hệ thống điều khiển. Điều này xác minh rằng hệ thống dây điện từ cảm biến đến màn hình là liên tục và trạng thái không an toàn hoạt động khi phần tử bị ngắt kết nối.
Nếu hai phần tử đọc chính xác ở nhiệt độ phòng nhưng sai lệch ở nhiệt độ cao, hãy kiểm tra độ biến dạng cơ học hoặc độ ẩm trong vỏ bọc. Chất cách điện khoáng chất bị nhiễm ẩm có thể gây ra điện trở shunt xuất hiện dưới dạng số đọc thấp ở nhiệt độ cao.
Khi vòng nối dây RTD phần tử kép hiển thị kết quả đọc không hợp lệ, cách tiếp cận nhanh nhất là xác định phần tử bị lỗi và loại lỗi. Mạch hở thường làm cho máy phát tăng hoặc giảm tỷ lệ tùy thuộc vào cài đặt không an toàn của nó. Đoản mạch có thể tạo ra điện trở thấp, thường ở gần điện trở của cáp.
Bắt đầu bằng cách đo cả hai phần tử ở đầu mối nối. Phần tử Pt100 khỏe mạnh sẽ hiển thị giá trị điện trở phù hợp với nhiệt độ môi trường. Nếu một phần tử đọc được mở, lỗi nằm ở bên trong cảm biến hoặc ở kết nối dây dẫn bên trong của nó. Nếu cả hai thành phần đều đọc mở thì nhiều khả năng sự cố xảy ra ở tuyến cáp dùng chung hoặc sau khi hư hỏng cơ học nghiêm trọng.
Kiểm tra mã màu của từng dây dẫn trước khi dựa vào phép đo. Một số cảm biến phần tử kép sử dụng cùng màu dây cho cả hai phần tử, điều này khiến cho việc gán sai cặp dễ dàng. Nếu máy phát hiển thị kết quả chính xác là điện trở của một phần tử, bạn có thể chỉ kết nối một phần tử và để hở phần tử còn lại.
Lỗi nối dây phổ biến trong RTD phần tử kép 6 dây là kết nối ba dây dẫn của phần tử một với bộ phát 3 dây trong khi đầu vào máy phát được cấu hình cho một phần tử duy nhất nhưng có dây dẫn chung từ phần tử hai. Điều này tạo ra số đọc điện trở cao vì mạch đi qua cả hai phần tử nối tiếp.
Việc bảo trì thường xuyên nên bao gồm việc siết chặt tất cả các đầu vít vì sự giãn nở nhiệt có thể làm lỏng chúng theo thời gian. Đồng thời kiểm tra miếng đệm đầu mối nối. Độ ẩm là nguyên nhân hàng đầu gây hư hỏng cách điện ở các thiết bị đầu cuối RTD và nó có thể ảnh hưởng đến cả hai bộ phận ở mức độ khác nhau.
Để được hỗ trợ khắc phục sự cố, hãy giữ một bảng chẩn đoán đơn giản trong thư mục thiết bị với các giá trị điện trở dự kiến ở nhiệt độ thông thường. Điều này cho phép các kỹ thuật viên nhanh chóng quyết định nên thay thế cảm biến hay sửa chữa hệ thống dây điện.
RTD phần tử kép xuất hiện ở hầu hết mọi lĩnh vực cần đo nhiệt độ đáng tin cậy. Các ứng dụng phổ biến nhất là vòng bi động cơ và máy phát điện, phốt bơm, đường xả máy nén, bộ trao đổi nhiệt, nước cấp của nhà máy điện và nhiệt độ bề mặt lò phản ứng hóa học.
Trong ổ trục động cơ, phần tử đầu tiên đi đến rơle bảo vệ điều khiển động cơ ở nhiệt độ cao và phần tử thứ hai đi đến bộ theo dõi nhiệt độ liên tục. Điều này tránh được một rơ-le bị trục trặc khiến động cơ ngừng hoạt động một cách bất ngờ. Cảm biến thường là một RTD phần tử kép có vỏ bọc có đường kính nhỏ được lắp vào một lỗ khoan trên vỏ ổ trục.
Trong bộ trao đổi nhiệt, RTD phần tử kép thường được lắp đặt ở đầu ra. Một phần tử cung cấp vòng điều khiển để điều chỉnh lưu lượng nước làm mát; phần tử thứ hai cung cấp năng lượng cho hệ thống giám sát năng lượng hoặc khóa liên động an toàn. Cách tiếp cận tương tự cũng áp dụng cho lò nung và bộ làm mát bằng quạt dạng vây.
Trong các khu vực nguy hiểm như cơ sở dầu khí, cần có RTD phần tử kép chống cháy nổ khi máy phát hoặc thiết bị đầu cuối được đặt bên trong khu vực được phân loại. Vỏ bọc chống cháy ngăn chặn sự cố điện bên trong đốt cháy bầu không khí xung quanh. Vì cảm biến có hai thành phần nên một thành phần có thể được sử dụng để kiểm soát quá trình và thành phần còn lại dùng cho chức năng tắt an toàn đã được chứng nhận độc lập.
Đối với các nhà máy hóa chất có môi trường ăn mòn, RTD phần tử kép chống ăn mòn với giếng nhiệt được lót bằng PTFE cung cấp hai tín hiệu đồng thời bảo vệ các phần tử bạch kim khỏi sự tấn công của axit. Áp dụng nguyên tắc nối dây tương tự nhưng vật liệu giếng nhiệt và chiều dài chèn phải được chỉ định chính xác.
RTD chống cháy nổ for Hazardous Areas Được thiết kế cho môi trường dễ nổ chứa hydrocarbon, cảm biến này đo nhiệt độ lên tới 1300°C một cách an toàn và chính xác. Thích hợp cho các nhà máy lọc dầu và nhà máy hóa chất cần giám sát nhiệt độ an toàn trong điều kiện dễ bay hơi. Xem sản phẩm → | ứng dụng | Tiêu chí lựa chọn chính | Ghi chú nối dây |
|---|---|---|
| Nhiệt độ vòng bi | Mẹo nhỏ, phản hồi nhanh | Sử dụng 3 dây cho mỗi phần tử để tránh lỗi chì |
| Đầu ra trao đổi nhiệt | Chiều dài giếng nhiệt, kết nối kín | Tách cáp tới DCS và hệ thống an toàn |
| Khu vực nguy hiểm | Giấy chứng nhận chống cháy nổ | Tuân thủ các yêu cầu về rào cản an toàn nội tại |
| Da lò phản ứng | Cao temperature range, corrosion resistance | Sử dụng 4 dây để điều khiển có độ chính xác cao |
Khi chỉ định RTD phần tử kép, hãy cung cấp phạm vi nhiệt độ chính xác, kích thước kết nối xử lý, độ sâu chèn, vật liệu giếng nhiệt, loại đầu cuối điện và cấp dung sai phần tử. Thông số kỹ thuật được viết tốt giúp tiết kiệm thời gian cài đặt và giảm lỗi vận hành.
Để hiểu rõ hơn cách áp dụng RTD phần tử kép trong bảo trì nhà máy công nghiệp, sẽ rất hữu ích khi xem xét sự phân bố điển hình của các ứng dụng. Biểu đồ sau đây là bảng phân tích minh họa dựa trên kinh nghiệm dịch vụ tại hiện trường và thực hành kỹ thuật thiết bị thông thường.
Nó hiển thị tỷ lệ cài đặt RTD phần tử kép theo chức năng chính: dự phòng, hiển thị/điều khiển riêng biệt, lấy trung bình nhiệt độ và tham chiếu hiệu chuẩn. Sự phân bổ này giúp các kỹ sư nhà máy quyết định cấu hình hệ thống dây điện nào đáng nắm vững nhất trước tiên.
Biểu đồ bao gồm bốn chức năng rộng. Phép đo dự phòng chiếm ưu thế vì hệ thống an toàn ngày càng yêu cầu hai cảm biến độc lập tại một điểm. Màn hình/điều khiển riêng biệt sau đây. Nhiệt độ trung bình phổ biến hơn trong các bộ trao đổi nhiệt làm mát bằng không khí lớn. Tham chiếu hiệu chuẩn là một công dụng thích hợp nhưng có giá trị.
Vì dữ liệu không bị ràng buộc với một ngành duy nhất nên nó phải được coi là tài liệu tham khảo lập kế hoạch thay vì bảng thống kê được chứng nhận. Điểm quan trọng là hai thành phần của RTD không phải lúc nào cũng được nối dây để dự phòng thuần túy.
Bây giờ chúng ta hãy nhìn vào biểu đồ thanh ngang.
Biểu đồ cho thấy hệ thống dây an toàn dự phòng là loại lớn nhất nhưng đó không phải là lý do duy nhất để sử dụng cảm biến thành phần kép. Loại lớn thứ hai, điều khiển cộng với hiển thị cục bộ, đặc biệt phổ biến trong máy quay, trong đó người vận hành muốn đọc nhiệt độ cục bộ trong khi DCS tiếp tục điều khiển quy trình.
Số lượt đọc trung bình chiếm khoảng 15% số lượt cài đặt. Trong những trường hợp này, hai phần tử không được sử dụng độc lập; chúng được tính tổng hoặc tính trung bình trong một máy phát để biểu thị nhiệt độ trung bình dọc theo bề mặt. Điều này giúp giảm chi phí lắp đặt nhiều cảm biến đơn phần bên trong lò sưởi lớn.
Tỷ lệ tham chiếu hiệu chuẩn, khoảng 10 phần trăm, tuy nhỏ nhưng quan trọng. Một phần tử vẫn dành riêng cho kết nối tham chiếu, trong khi phần tử thứ hai được sử dụng để đo thông thường. Điều này cho phép các kỹ thuật viên kiểm tra bộ phận làm việc mà không cần mở quy trình.
Từ góc độ nối dây, biểu đồ củng cố rằng bạn không nên cho rằng mọi RTD phần tử kép đều nhằm mục đích dự phòng an toàn. Trước tiên, hãy làm rõ chức năng mong muốn vì hệ thống dây điều khiển và màn hình thường có thể chịu được thời gian chạy cáp ngắn hơn và chi phí thấp hơn, trong khi hệ thống dây an toàn dự phòng yêu cầu phải tách biệt hoàn toàn.
Bản phân phối cũng gợi ý rằng kết nối ba dây có thể được sử dụng trong khoảng 70 đến 80 phần trăm cài đặt phần tử kép, vì chúng phù hợp cho cả ứng dụng dự phòng và điều khiển. Kết nối bốn dây phổ biến trong lắp đặt tham chiếu hiệu chuẩn và điều khiển bộ trao đổi nhiệt có độ chính xác cao.
Nếu bạn thiết kế một hệ thống mới, hãy bắt đầu bằng cách viết một ma trận hàm đơn giản cho phần tử một và phần tử hai. Bài tập đó nhanh chóng tiết lộ liệu bạn cần bộ phát dự phòng, bộ phát đầu vào kép hay bộ phát trung bình chuyên dụng.
Cuối cùng, biểu đồ không hiển thị loại hình xây dựng vật lý. Một nhà máy có thể sử dụng 60% RTD phần tử kép có vỏ bọc trên thiết bị quay, 25% loại lắp ráp trong đường ống xử lý chung và 15% loại chống cháy nổ trong các khu vực được phân loại.
Tỷ lệ phần trăm chính xác trong nhà máy của bạn sẽ khác nhau, nhưng nguyên tắc vẫn giữ nguyên: xác định vai trò của từng bộ phận trước khi bạn kéo cáp và ghi lại vai trò đó trên bảng vòng lặp.
Sự khác biệt giữa RTD phần tử kép và RTD phần tử đơn là gì?RTD phần tử kép chứa hai phần tử cảm biến độc lập trong cùng một vỏ, trong khi RTD phần tử đơn chỉ chứa một phần tử. Với RTD phần tử kép, bạn có thể kết nối từng phần tử với một bộ phát hoặc hệ thống an toàn riêng biệt mà không cần thêm quá trình thâm nhập quy trình thứ hai. |
Có bao nhiêu dây trong một RTD phần tử kép?Nếu mỗi phần tử sử dụng kết nối 2 dây thì RTD phần tử kép có 4 dây. Nếu mỗi phần tử sử dụng kết nối 3 dây thì nó có 6 dây. Nếu mỗi phần tử sử dụng kết nối 4 dây thì nó có 8 dây. Hầu hết các RTD phần tử kép công nghiệp đều có 3 dây cho mỗi phần tử hoặc tổng cộng 6 dây. |
RTD phần tử kép có thể được kết nối với một máy phát không?Có, nếu máy phát có hai đầu vào RTD độc lập. Nhiều máy phát đa biến hiện đại hỗ trợ đầu vào kép. Nếu bộ phát của bạn chỉ có một đầu vào, bạn cần hai bộ phát, một bộ cho mỗi phần tử. |
Hệ thống dây RTD phần tử kép thích hợp để dự phòng là gì?Phần tử dây một đến hệ thống điều khiển chính và phần tử hai đến hệ thống an toàn sử dụng cáp riêng, đầu cuối riêng và nguồn điện riêng. Các phần tử cảm biến không được dùng chung một dây tại bất kỳ điểm nào. |
RTD phần tử kép có chính xác hơn RTD phần tử đơn không?Không tự động. Cả hai yếu tố đều phải tuân theo các yêu cầu về dung sai như nhau. Ưu điểm của RTD phần tử kép là tính sẵn có và dự phòng, độ chính xác tuyệt đối không cao hơn. Nếu bạn cần độ chính xác cao, hãy chọn kết nối 4 dây cho cả hai phần tử. |
Tại sao một phần tử của RTD kép của tôi đọc khác với phần tử kia?Những khác biệt nhỏ là bình thường, thường nhỏ hơn 0,5°C ở trạng thái ổn định. Sự khác biệt lớn hơn có thể đến từ hệ thống dây điện kém, nước vào đầu kết nối hoặc phần tử bị hỏng. Luôn đo trực tiếp cả hai phần tử ở đầu cực để cách ly lỗi. |
Nếu bạn vẫn đang quyết định giữa một phần tử đơn và một phần tử RTD kép hoặc bạn cần trợ giúp về thiết kế vòng lặp cụ thể, hãy bắt đầu bằng một cuộc tư vấn kỹ thuật ngắn. Thông số kỹ thuật cảm biến chi tiết đảm bảo rằng cả hai phần tử đều khớp, cách điện và kết cuối chính xác như hệ thống của bạn yêu cầu.
Nói chuyện với một nhà sản xuấtNếu bạn cần trợ giúp về nối dây RTD phần tử kép, xử lý kết nối hoặc thử nghiệm, hãy liên hệ với nhóm kỹ thuật của chúng tôi. Chúng tôi có thể giúp bạn chọn loại cảm biến phù hợp và cung cấp sơ đồ đầu cuối để cài đặt rõ ràng. |
Để hiểu rõ hơn về việc lựa chọn cảm biến nhiệt độ, hãy đọc hướng dẫn ngành của chúng tôi về các loại và lựa chọn cặp nhiệt điện. Mặc dù tập trung vào cặp nhiệt điện nhưng hướng dẫn lắp đặt và nối dây rất hữu ích cùng với kiến thức về RTD.
Đọc hướng dẫn lựa chọn cặp nhiệt điện
Một dây chuyền xử lý nhiệt thay thế các ống bảo vệ sáu tuần một lần không gặp vấn đề về cặp nhiệt điện. Nó có vấn đề về gốm sứ. Các bộ phận sau khi ngừng hoạt động vẫn sạch sẽ và không bị vỡ, tuy nhiên các ống đã bị nứt, vỡ hoặc cong và hiện tượng trôi theo sau thuộc về ống...
Dấu hiệu đầu tiên cho thấy có điều gì đó không ổn với RTD màng mỏng hiếm khi là một lỗi nghiêm trọng. Đó là sự bất đồng chậm chạp với cảm biến lân cận, kết quả đọc thay đổi trong chu kỳ khởi động hoặc xu hướng lô không còn phù hợp với công thức. Trong một trường hợp, một nh...
Một nhà chế biến sữa ở miền đông Trung Quốc đã mất ba tuần để giải quyết lỗi thanh trùng mà hóa ra là do một dây nối dài cặp nhiệt điện chéo bên trong hộp nối. Máy ghi âm liên tục ghi những con số đáng tin cậy, đó chính là lý do tại sao cuộc điều tra lại kéo dài như vậy. Câ...
Dây chuyền xử lý nhiệt chạy ở nhiệt độ 900 độ C thường sẽ tiêu thụ cặp nhiệt điện loại K trong vòng 8 đến 14 tháng. Cùng một tàu thăm dò đặt trong vòng nước sạch ở nhiệt độ 90 độ C thường tồn tại được từ 8 năm trở lên. Không có gì khác nhau về hai đầu dò trên bảng dữ liệu: ...
