Hướng dẫn RTD màng mỏng: Lớp chính xác, nối dây và đánh giá nhà cung cấp

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 nhà chế biến thực phẩm đã thay thế một bộ phận trong vỏ bọc tiệt trùng ba lần trong mười tám tháng vì tin rằng bộ phận đó có lỗi. Nguyên nhân thực sự là do kết nối hai dây đã bổ sung thêm điện trở dây dẫn khoảng 2,6 ohm cho mạch Pt100, sai số khoảng 6,8 độ mà vòng hiệu chuẩn đã lặng lẽ che giấu khi vận hành và sau đó bị mất khi khối đầu cuối được nối lại.

Các phần tử RTD màng mỏng là thiết bị mặc định phù hợp cho hầu hết các phép đo nhiệt độ công nghiệp trong khoảng từ -70 °C đến 400 °C, đặc biệt khi không gian chật hẹp, có hiện tượng rung hoặc cần hàng trăm cảm biến với đơn giá hợp lý. Chúng là lựa chọn sai lầm ở nhiệt độ trên khoảng 500 °C, trong các ứng dụng mà độ ổn định lâu dài quan trọng hơn kích thước và trong bất kỳ mạch nào mà hệ thống dây điện chưa được tính toán kỹ lưỡng. Phần còn lại của hướng dẫn này giải thích cách phân biệt các tình huống đó và những yêu cầu từ nhà sản xuất trước khi bạn đặt hàng.

RTD màng mỏng là một phần tử điện trở bạch kim được tạo ra bằng cách đặt một lớp bạch kim rất mỏng lên nền gốm, tạo khuôn cho nó thành một đường uốn khúc và cắt bằng tia laser để điện trở bằng 100 ohms, 500 ohms hoặc 1000 ohms ở 0 ° C. Do lớp cảm biến mỏng và chất nền nhỏ nên phần tử phản ứng nhanh, chịu rung khá tốt và có thể được sản xuất với khối lượng lớn với dung sai nhất quán. Ba đặc điểm đó giải thích hầu hết mọi quyết định thiết kế mà bạn sẽ đưa ra xung quanh chúng.

Cần nêu rõ nguyên tắc làm việc vì nó thúc đẩy mọi quyết định thực tế sau này. Điện trở bạch kim tăng theo cách gần như tuyến tính có thể dự đoán được khi nhiệt độ tăng, khoảng 0,385 ohm mỗi độ đối với phần tử 100 ohm và 3,85 ohm mỗi độ đối với phần tử 1000 ohm. Một máy phát hoặc đồng hồ đo truyền một dòng điện nhỏ, ổn định qua phần tử, đo điện áp hoặc điện trở thu được và chuyển nó thành nhiệt độ. Bất cứ điều gì làm tăng thêm điện trở cho vòng lặp đó, cho dù dây dẫn, đầu cực bị ăn mòn hay mối hàn kém, đều được coi là nhiệt độ tăng thêm.

RTD màng mỏng là gì và nó đánh bại phần tử dây quấn ở đâu

Một phần tử màng mỏng được tạo thành từng lớp. Chất nền alumina cung cấp hỗ trợ cơ học và cách điện. Một màng bạch kim, thường dày dưới 2 micromet, được lắng đọng trên đó bằng phương pháp phún xạ. Kỹ thuật quang khắc và khắc tạo hình màng thành một rãnh dài và hẹp để điện trở đủ cao để có ích. Sau đó, tia laser sẽ cắt đường đi cho đến khi phần tử đo được điện trở mục tiêu ở nhiệt độ tham chiếu, thường cắt đường đi trong một phần nhỏ của phần trăm. Một lớp thụ động bằng thủy tinh hoặc epoxy bảo vệ màng và gắn hai hoặc bốn dây dẫn, thường bằng mối hàn điểm hoặc liên kết dẫn điện.

Toàn bộ phần tử có thể có kích thước hai mm x hai mm hoặc năm mm x mười, với độ dày dưới một milimet. Khối lượng nhiệt nhỏ đó là lý do tại sao một phần tử màng mỏng trần có thể đạt tới 90% bước thay đổi trong vài giây, trong đó phần tử quấn dây có độ chính xác danh nghĩa tương tự có thể mất nhiều thời gian hơn. Đó cũng là lý do tại sao các phần tử màng mỏng xử lý rung động và sốc tốt hơn: không có cuộn dây nhỏ nào có thể dịch chuyển, chùng xuống hoặc đoản mạch so với chính nó.

Sự đánh đổi xuất hiện ở nhiệt độ cao. Một phần tử quấn dây treo một cuộn dây bạch kim rất tinh khiết trong khuôn gốm, do đó kim loại cảm biến hoạt động liên tục, không bị căng thẳng và có thể được ủ. Một phần tử màng mỏng được liên kết với một chất nền và sự giãn nở nhiệt không khớp giữa bạch kim và alumina tạo ra ứng suất cơ học mỗi khi phần tử nóng lên và nguội đi. Căng thẳng đó tích tụ. Dưới khoảng 400°C, hiệu ứng này rất khiêm tốn và có thể dự đoán được; trên 500°C nó chiếm ưu thế và sự trôi dạt tăng tốc.

Điều đó khiến người mua ở đâu? Nếu quy trình chạy ở nhiệt độ dưới 400 °C, nếu đầu dò phải vừa với một giếng nhiệt nhỏ, nếu máy rung hoặc nếu vòng lặp cần phản hồi nhanh để điều khiển thì màng mỏng là giải pháp kỹ thuật hợp lý. Nếu quy trình nằm ở nhiệt độ 600 °C trong lò nung hoặc cảm biến là tiêu chuẩn tham chiếu được sử dụng để hiệu chỉnh các thiết bị khác thì phần tử quấn dây vẫn là công cụ tốt hơn.

Đấu dây RTD màng mỏng: Pt100, Pt1000 và quyết định 2, 3 và 4 dây

Phần tử chỉ bằng một nửa phép đo. Nửa còn lại là mạch kết nối nó với thiết bị và đây là nơi mất đi hầu hết độ chính xác hàng ngày.

Pt100 hoặc Pt1000

Pt100 thay đổi khoảng 0,385 ohm mỗi độ. Pt1000 thay đổi khoảng 3,85 ohms mỗi độ, gấp mười lần. Độ nhạy cao hơn đó là lý do tại sao các phần tử Pt1000 có khả năng chạy hai dây dài tốt hơn: điện trở chì 1 ohm có sai số khoảng 2,6 °C trên Pt100 nhưng chỉ khoảng 0,26 °C trên Pt1000. Hậu quả là các phần tử Pt1000 cần dòng điện kích thích thấp hơn để tránh tự nóng lên, nhạy cảm hơn một chút với nhiễu điện và thường đắt hơn một chút. Đối với các thiết bị gắn trên bảng điều khiển có không gian chật hẹp, máy có nhiều cảm biến và vòng hai dây, Pt1000 thường là câu trả lời thực tế. Để đo bốn dây có độ chính xác cao, Pt100 vẫn là lựa chọn phổ biến.

Mỗi sơ đồ nối dây có thêm bao nhiêu lỗi?

Hãy xem xét một ví dụ thực tế. Hai dây dẫn bằng đồng 0,5 mm², mỗi dây dài 10 mét, tổng cộng khoảng 0,7 ohm ở nhiệt độ phòng. Trên Pt100 có độ lệch khoảng 1,8 ° C. Sử dụng cáp 0,22 mm² mỏng hơn và chạy dài 30 mét và điện trở bổ sung có thể vượt quá 4 ohm, tức là hơn 10 độ đối với Pt100. Cáp tương tự trên Pt1000 thêm ít hơn một độ.

Kết nối ba dây giả định hai dây dẫn mang dòng điện có điện trở giống nhau. Nó loại bỏ hầu hết các lỗi dẫn đầu khi chúng xảy ra. Khi không, lỗi còn lại là có thật: sự không khớp 0,1 ohm giữa các lõi là khoảng 0,26 ° C trên Pt100. Sự không khớp đó tăng lên theo nhiệt độ nếu các lõi đi theo các tuyến khác nhau, đó là một lý do để giữ cáp ở dạng chạy khớp duy nhất và tránh trộn lẫn các lõi từ các trống khác nhau.

Nếu bạn đang chỉ định một cụm có bộ phát gắn trên đầu, hãy kiểm tra xem bộ phát có hỗ trợ đầu vào ba dây hay bốn dây hay không và liệu khối đầu cuối có thực sự có số lượng đầu cuối phù hợp hay không. Điều đáng ngạc nhiên là người ta thường thấy một phần tử bốn dây được nối vào bộ phát ba dây vì nhãn đầu cuối bị đọc sai.

Các cấp độ chính xác RTD màng mỏng và ý nghĩa thực sự của dung sai ở nhiệt độ

Lớp được in trên biểu dữ liệu là một giới hạn chứ không phải là một lời hứa về quy trình của bạn. Nó mô tả mức độ phần tử có thể lệch khỏi đường cong nhiệt độ điện trở tiêu chuẩn ở nhiệt độ xác định và nó không nói gì về cách hoạt động của tổ hợp sau khi nó được lắp đặt trong giếng nhiệt.

Biểu đồ bên dưới hiển thị bốn cấp dung sai phổ biến được xác định cho các phần tử điện trở bạch kim tại điểm băng. Đọc nó dưới dạng so sánh kích thước thay vì một tập hợp số trần sẽ làm cho khoảng cách thực tế rõ ràng hơn: Loại C cho phép độ lệch gấp sáu lần so với Loại AA.

Có ba điều quan trọng khi bạn đọc biểu đồ đó dựa trên thông số kỹ thuật thực tế. Đầu tiên, giới hạn cấp thường được trích dẫn tại điểm băng và mức cho phép tăng theo nhiệt độ. Một phần tử loại A được phép có nhiệt độ khoảng 0,15 cộng với 0,002 lần nhiệt độ tuyệt đối, gần bằng một độ ở 400 ° C. Phần tử Loại B được phép có nhiệt độ khoảng 0,30 cộng với 0,005 lần nhiệt độ tuyệt đối, cao hơn hai độ tại cùng một điểm.

Thứ hai, lớp áp dụng cho phần tử, không áp dụng cho thăm dò đã hoàn thành. Sau khi phần tử nằm bên trong vỏ bọc bằng thép không gỉ với cáp cách điện bằng khoáng chất, tổ hợp sẽ tự thêm lỗi từ độ dẫn của thân, độ sâu ngâm và độ vừa vặn của vỏ bọc. Phần tử Loại A trong đầu dò được nhúng kém có thể dễ dàng mang lại hiệu suất Loại C.

Thứ ba, trên dây chuyền sản xuất thực sự, sự khác biệt giữa các loại thường ít quan trọng hơn độ lặp lại. RTD màng mỏng Loại B quay trở lại trong khoảng 0,1 °C sau mỗi chu kỳ sẽ hữu ích hơn phần tử Loại AA trôi dạt trong quá trình lắp đặt không ổn định. Khi bạn mua một bộ phận có vỏ bọc hoặc gắn trên đầu, hãy hỏi nhà sản xuất về dữ liệu hiệu chuẩn ở hai hoặc ba mức nhiệt độ chứ không chỉ loại được in trên nhãn.

Giới hạn nhiệt độ, độ trôi và khả năng tự phát nhiệt trong các phần tử màng mỏng

Bảng dữ liệu thường trích dẫn phạm vi hoạt động rộng, đôi khi từ -200 °C đến 600 °C. Phạm vi đó mô tả những gì phần tử tồn tại chứ không phải những gì nó sẽ làm trong nhiều năm tới. Trong điều kiện hoạt động liên tục, hầu hết các phần tử màng mỏng đều chịu được nhiệt độ từ -70 °C đến khoảng 400 °C, với độ lệch cao hơn nếu chúng không thường xuyên. Trên mức đó, sự tích tụ ứng suất nhiệt trong màng làm tăng tốc độ trôi dạt và dạng hư hỏng thường là sự dịch chuyển điện trở lên chậm hơn là hở mạch.

Độ lệch được thể hiện tốt nhất dưới dạng tỷ lệ trong các điều kiện xác định, vì vậy hãy thận trọng khi xử lý bất kỳ số nào. Một câu hỏi hữu ích dành cho nhà cung cấp là làm thế nào phần tử đó đủ tiêu chuẩn: bao nhiêu giờ ở nhiệt độ bao nhiêu, bao nhiêu chu kỳ nhiệt giữa các giới hạn đó và sự thay đổi điện trở đo được ở điểm băng sau đó. Một nhà cung cấp có thể đưa ra phương pháp thử nghiệm và cỡ mẫu sẽ đáng tin cậy hơn một nhà cung cấp đưa ra con số ổn định mà không có ngữ cảnh.

Tự sưởi ấm là một lỗi yên tĩnh khác. Nó xuất phát từ dòng điện kích thích mà thiết bị đẩy qua phần tử. Đối với Pt100 ở 1 mA, công suất tiêu tán là khoảng 0,1 miliwatt; đối với Pt1000 ở cùng dòng điện, nó là khoảng 1 miliwatt. Trong không khí tĩnh lặng, một phần tử nhỏ có thể tăng khoảng 0,2 °C trên mỗi miliwatt, do đó, Pt1000 được điều khiển ở dòng điện 1 mA có thể chỉ cao tới 2/10 độ chỉ vì lý do đó. Bên trong giếng nhiệt có tiếp xúc nhiệt tốt, hiệu ứng này nhỏ hơn nhiều, đó là lý do tại sao hiện tượng tự phát nhiệt hiếm khi được nhìn thấy ở đầu dò được lắp đặt tốt và thường thấy ở phần tử trần treo trong không khí.

Thời gian đáp ứng tuân theo logic tương tự. Một phần tử trần hai milimet có thể đạt tới chín mươi phần trăm thay đổi bước trong một đến ba giây. Phần tử tương tự bên trong đầu dò có vỏ bọc sáu mm với cáp cách điện bằng khoáng chất có thể mất từ ​​mười lăm đến ba mươi giây. Không có con số nào sai; họ chỉ đơn giản trả lời các câu hỏi khác nhau. Nếu vòng lặp đang kiểm soát phản ứng tỏa nhiệt thì đầu dò chứ không phải phần tử sẽ thiết lập phản ứng. Nếu vòng lặp đang ghi lại một chiếc xe tăng chậm, ngay cả một đầu dò chậm cũng được.

Bộ lắp ráp RTD màng mỏng: Tùy chọn có vỏ bọc, gắn trên đầu và khu vực nguy hiểm

Hầu hết người mua không mua một phần tử. Họ mua một bộ lắp ráp đã giải quyết được các vấn đề về cơ, điện và an toàn của một hệ thống lắp đặt cụ thể. Phần tử bên trong là một biến trong số nhiều biến.

Đầu dò lắp ráp và gắn trên đầu

Cách lắp ráp cổ điển đặt phần tử màng mỏng vào ống bảo vệ bằng thép không gỉ hoặc Inconel, bịt kín bằng đầu kết nối và kết thúc các dây dẫn trên khối đầu cực bằng gốm. Một máy phát gắn trên đầu biến điện trở thành tín hiệu 4 đến 20 mA tại điểm đo, giúp loại bỏ các dây dẫn dài khỏi mức độ chính xác và cho phép cáp thiết bị tiêu chuẩn mang tín hiệu trở lại phòng điều khiển. Đây là cấu hình phù hợp cho bể chứa, đường ống, máy sấy và bộ trao đổi nhiệt.

hội RTD Thường sử dụng với dụng cụ hiển thị, dụng cụ ghi âm, máy tính và các thiết bị khác, đo trực tiếp quá trình sản xuất chất rắn dạng lỏng, hơi nước và khí và... Xem sản phẩm →

Cấu trúc có vỏ bọc và linh hoạt

Trong trường hợp đầu dò cứng không vừa hoặc khi cảm biến phải đi theo đường cong, kết cấu có vỏ bọc với cáp cách điện bằng khoáng chất và phần có thể uốn cong sẽ hoạt động tốt. Lớp cách điện oxit magie làm nén chặt phần tử và dây dẫn, cho khả năng tiếp xúc nhiệt tốt và cách ly điện. Những đầu dò này phổ biến trên máy đùn nhựa, hệ thống đường ống nhỏ và máy móc nơi khó tiếp cận.

Khu vực nguy hiểm và môi trường đặc biệt

Đầu chống cháy nổ, máy phát an toàn nội tại và đầu dò đa điểm với một số bộ phận ở độ sâu khác nhau đều tồn tại vì những lý do chính đáng. Ví dụ, một bộ phận lắp ráp đa điểm cho phép một thiết bị xuyên qua thành bình báo cáo nhiệt độ ở ba mức, thường rẻ hơn và đơn giản hơn so với ba vòi phun riêng biệt. Chọn các tùy chọn này khi đánh giá mối nguy hiểm, hình dạng của tàu hoặc kế hoạch bảo trì yêu cầu chúng, không chỉ vì chúng trông chắc chắn hơn trên trang danh mục.

Làm cho việc lắp ráp phù hợp với quy trình

Ba câu hỏi giải quyết hầu hết các lựa chọn lắp ráp. Đầu dò có thể được đưa vào sâu đến mức nào và độ sâu đó có ít nhất gấp 10 lần đường kính vỏ cộng với chiều dài của phần tử cảm biến không? Áp suất quá trình và tốc độ dòng chảy là bao nhiêu và vỏ bọc có rung không? Và điều gì sẽ xảy ra về mặt điện nếu hơi ẩm chạm đến khối thiết bị đầu cuối? Nếu bạn không thể trả lời ba câu hỏi đó, cuộc họp sắp tới sẽ là một sự thỏa hiệp.

Vật liệu đằng sau phần tử: Lựa chọn dây hợp kim và dây dẫn

Không phải mọi bộ phận của hệ thống nhiệt độ đều là cảm biến nhiệt độ. Dây dẫn, cáp kéo dài và dây dẫn bù quyết định mức độ truyền tín hiệu rõ ràng và cùng một nhà máy thường cần hợp kim điện trở và dây hợp kim cặp nhiệt điện cho các nhiệm vụ đo lường và sưởi ấm khác.

Bên trong đầu dò, vật liệu dây dẫn rất quan trọng. Dây dẫn bằng đồng mạ niken và niken rất phổ biến vì chúng chống lại quá trình oxy hóa ở nhiệt độ vừa phải và hàn chắc chắn với phần tử. Đồng mạ bạc có điện trở thấp hơn nhưng xuống cấp nhanh hơn nếu hơi ẩm xâm nhập vào bộ phận lắp ráp. Trong trường hợp hệ thống dây điện bên trong phải tồn tại ở nhiệt độ cao hơn, thay vào đó, hợp kim gốc niken hoặc niken sẽ được sử dụng, với chi phí là điện trở cao hơn một chút và cảm giác cứng hơn.

Bên ngoài đầu dò, dây dẫn mở rộng và bù kết nối cảm biến với thiết bị. Đối với phần tử điện trở, yêu cầu rất đơn giản: lõi đồng có điện trở thấp, phù hợp với mặt cắt ngang nhất quán và khả năng che chắn tốt. Đối với mạch cặp nhiệt điện, yêu cầu là khác nhau, vì dây kéo dài phải phù hợp với đặc tính nhiệt điện của cặp nhiệt điện và hợp kim sai sẽ gây ra lỗi ở mọi điểm kết nối. Các nhà máy thường vận hành cả hai hệ thống cạnh nhau, đó là lý do tại sao việc mua dây dẫn từ nhà cung cấp hiểu rõ cả hai hệ thống sẽ đáng giá với mức chênh lệch giá nhỏ.

Chất lượng hợp kim cũng thể hiện ở dây được sử dụng cho nhiệm vụ điện trở và sưởi ấm. Tính nhất quán của điện trở suất, dung sai đường kính và độ hoàn thiện bề mặt đều ảnh hưởng đến hoạt động của dây sau khi được quấn hoặc tạo hình. Hướng dẫn để các loại dây hợp kim chính, cấu trúc của chúng và cách chọn chúng có sẵn cho những độc giả chỉ định các vật liệu này cùng với cảm biến nhiệt độ của chúng.

Cách đánh giá nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp RTD màng mỏng

Sự chênh lệch về giá giữa các nhà cung cấp của những thiết bị trông giống như cùng một đầu dò thường được giải thích bằng những yếu tố không được hiển thị trên báo giá: nguồn phần tử, dung sai cắt xén, loại cáp, dữ liệu hiệu chuẩn và phần cứng thiết bị đầu cuối. Việc so sánh có cấu trúc mất 20 phút và tiết kiệm được nhiều tháng.

Bắt đầu với khả năng truy xuất nguồn gốc. Hỏi xem phần tử có đi kèm với số lô hay không và liệu đầu dò đã hoàn thành được kiểm tra riêng lẻ hay bằng cách lấy mẫu. Nhà cung cấp kiểm tra từng đơn vị và lưu giữ hồ sơ có thể trả lời khiếu nại về chất lượng bằng dữ liệu. Nhà cung cấp kiểm tra bằng cách lấy mẫu thì không thể.

Sau đó nhìn vào lời đề nghị hiệu chuẩn. Một nhà sản xuất nghiêm túc có thể cung cấp giấy chứng nhận với các giá trị đo được tại điểm băng và ở nhiệt độ thứ hai, cùng với độ không đảm bảo đo của tham chiếu được sử dụng. Hai điểm là đủ cho hầu hết các công việc công nghiệp; ba điểm phù hợp với các ứng dụng có phạm vi hẹp hoặc được quy định.

Hai điểm thương mại đáng được quan tâm như nhau. Đầu tiên, hãy hỏi cách nhà cung cấp xử lý các đơn hàng phát triển nhỏ. Một nhà sản xuất có thể cung cấp một số nguyên mẫu với độ dài cụ thể và sau đó mở rộng quy mô sản xuất sẽ hữu ích hơn một nhà sản xuất chỉ báo giá khối lượng container. Thứ hai, xác nhận điều gì sẽ xảy ra nếu thiếu dung sai. Một cam kết bằng văn bản về việc thay thế các thiết bị vượt quá khả năng cho phép là một yêu cầu hợp lý và câu trả lời sẽ cho bạn biết rất nhiều điều về cách vận hành của nhà máy.

Khi so sánh các trích dẫn, hãy quy đổi mọi thứ về cùng một cơ sở. Đầu dò được trích dẫn không có bộ truyền phát, không có dữ liệu hiệu chuẩn và có vỏ bọc ngắn hơn sẽ không rẻ hơn; nó chỉ đơn giản chuyển chi phí sang nhóm vận hành của bạn.

Kiểm tra lắp đặt và vận hành RTD màng mỏng

Một lỗi cài đặt có độ chính xác cao hơn so với việc nâng cấp cấp độ. Trước tiên hãy xử lý các điểm cơ học, sau đó là các điểm điện, sau đó là xác minh.

Kiểm tra cơ khí

Ngâm là vấn đề phổ biến nhất. Theo quy định, chiều dài được chèn phải gấp ít nhất mười lần đường kính vỏ bọc, cộng thêm đủ để che phần tử cảm biến, để thân cây không dẫn nhiệt ra khỏi đầu. Trong hệ thống đường ống nhỏ, đặt đầu dò vào dòng chảy thay vì đặt nó vuông góc và đặt nó ở nơi chất lỏng đang chuyển động chứ không phải ở chân chết. Sử dụng giếng nhiệt có tiếp xúc thích hợp và nếu quy trình cho phép, một lượng nhỏ hợp chất nhiệt để cải thiện khả năng ghép nối.

RTD có vỏ bọc Bao gồm một ống bảo vệ bằng thép không gỉ, bột cách điện Magiê Oxide, tổ hợp dây cặp nhiệt điện, tổng thể bằng khuôn nén rắn, có áp suất,... Xem sản phẩm →

Kiểm tra mô-men xoắn kết nối quy trình và hướng của đầu để hơi ẩm không thể chạy vào khối đầu cuối. Các tuyến cáp hướng lên trên là sự rò rỉ chậm đang chờ xảy ra.

Kiểm tra điện

Giữ các dây cáp cảm biến cách xa các ổ đĩa có tần số thay đổi và các dây cáp động cơ, và ở những nơi không thể tránh khỏi việc phải cắt nhau, hãy cắt chéo theo góc vuông. Chỉ che chắn cáp và nối đất ở đầu thiết bị. Xác minh điện trở cách điện của đầu dò cách điện bằng khoáng chất trước khi kết nối; kết quả trên một trăm megohm ở điện áp một trăm vôn DC là kỳ vọng hợp lý đối với một đầu dò khô, không bị hư hại.

Xác nhận số lượng dây khớp với đầu vào của thiết bị. Sau đó xác nhận phạm vi máy phát bao phủ cửa sổ quy trình bằng lề. Một máy phát được cấu hình ở nhiệt độ từ 0 đến 100 °C sẽ bị cắt trong chu trình làm sạch tại chỗ và kết quả là khoảng trống dữ liệu thường được phát hiện vài tuần sau đó.

Xác minh vận hành

Việc kiểm tra điểm băng đơn giản ở đầu thiết bị đầu cuối hoặc so sánh với đầu dò thứ hai trong phạm vi vài cm sẽ phát hiện được hầu hết các vấn đề trước khi bắt đầu sản xuất. Ghi lại số đọc đã tìm thấy, nhiệt độ môi trường và cấu hình nối dây. Nếu cuộc thăm dò tương tự sau đó bị nghi ngờ là sai lệch, hồ sơ đó sẽ biến một cuộc tranh luận thành một quyết định.

Trường hợp RTD màng mỏng đạt đến giới hạn và thay vào đó cần chỉ định điều gì

Có những ứng dụng mà phần tử màng mỏng sẽ gây thất vọng và việc nhận ra chúng sớm là một phần của việc xác định rõ.

Nhiệt độ duy trì trên khoảng 500°C là trường hợp rõ ràng nhất. Lò nung, lò nung, ống xả và một số quy trình xử lý nhiệt thuộc nhóm này và phần tử quấn dây hoặc cặp nhiệt điện thường là câu trả lời tốt hơn. Chu kỳ nhiệt rất nhanh là trường hợp thứ hai: các chuyến du ngoạn lặp đi lặp lại trên một phạm vi rộng sẽ làm tăng thêm ứng suất dẫn đến trôi dạt, ngay cả khi nhiệt độ cao nhất trên giấy tờ có vẻ chấp nhận được.

Lạm dụng máy móc là một phần ba. Các phần tử màng mỏng nhỏ và cứng, nhưng chất nền lại giòn. Đầu dò thường xuyên bị va đập bởi vật liệu rơi hoặc đưa vào dòng mang theo các hạt thô sẽ bị hỏng ở vỏ bọc rất lâu trước khi phần tử gặp lỗi. Câu trả lời đúng là một vỏ bọc nặng hơn hoặc một mặt cứng chứ không phải một phần tử khác.

Trong trường hợp môi trường bị mài mòn, đầu dò được phủ hoặc bọc thép sẽ bảo vệ phần tử và giữ cho phép đo ổn định. Trong các dây chuyền bùn, hóa chất kết tinh và ống dẫn khí nén, sự mài mòn xảy ra ở bên ngoài đầu dò và khi vỏ bọc bị xuyên thủng thì phần tử sẽ nhanh chóng bị mài mòn.

RTD chống mài mòn Công nghệ sơn chống mài mòn, gang có hàm lượng crom cao và hợp kim nhiệt độ cao bằng ống plasma làm bằng các vật liệu khác nhau, đặc biệt dành cho các biện pháp đo độ mài mòn cao,... Xem sản phẩm →

Sự xâm nhập của hơi ẩm là trường hợp thứ tư. Nếu đầu dò được rửa sạch hàng ngày hoặc nằm trong môi trường ngưng tụ, thì bộ phận lắp ráp cần có đầu bịt kín, các đệm thích hợp và cáp chịu được môi trường. Một phần tử cao cấp phía sau tuyến rò rỉ sẽ có kết quả kém trong vòng vài tuần.

Cuối cùng, hydro và một số khí quyển khử ở nhiệt độ cao có thể ảnh hưởng đến các nguyên tố bạch kim. Nếu quy trình của bạn bao gồm những điều kiện này, hãy đặt câu hỏi với nhà sản xuất trước khi đặt hàng thay vì sau lần thất bại đầu tiên.

Rủi ro mua sắm đắt hơn cảm biến

Hầu hết các vấn đề khi mua cảm biến nhiệt độ không phải là bí ẩn kỹ thuật. Chúng là những lối tắt thương mại quen thuộc với những hậu quả có thể đoán trước được.

• Tuyên bố dung sai chưa được xác minh. Đầu dò được mô tả là Loại A không có dữ liệu đo lường có thể giữ được loại tại điểm băng nhưng không được xếp hạng sau khi lắp ráp hoặc có thể đơn giản là Loại B chưa được kiểm tra. Hãy yêu cầu các giá trị đo được.
• Hệ thống dây điện được mô tả lỏng lẻo. Đầu dò ba dây được cung cấp cùng với cáp hai lõi buộc người lắp đặt phải ứng biến. Chỉ định số lượng dây dẫn, kích thước lõi và vỏ bọc trong đơn đặt hàng.
• Máy phát không khớp. Bộ phát gắn trên đầu có cấu hình đầu vào sai hoặc phạm vi bị cắt trong chu trình làm sạch sẽ tạo ra các khoảng trống dữ liệu trông giống như lỗi cảm biến.
• Thay thế vỏ bọc. Việc thay đổi cấp độ không gỉ hoặc độ dày thành để tiết kiệm chi phí sẽ đồng thời ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn, khả năng chịu rung và tiếp xúc nhiệt.
• Cáp không nhất quán giữa các lô. Nếu điện trở dây dẫn thay đổi giữa các lô hàng thì nhiệt độ đo được trên vòng hai dây cũng thay đổi. Xác định một cửa sổ chấp nhận.
• Không có chiến lược phụ tùng. Một đầu dò dự phòng hiếm khi đủ cho một vòng lặp quan trọng. Giữ một phụ tùng đã được hiệu chuẩn và ghi lại các giá trị tham chiếu của nó.

Mô hình này giống nhau trong mỗi trường hợp: khoản tiết kiệm được hiển thị trên hóa đơn, chi phí xuất hiện trong số giờ bảo trì, sai lệch về chất lượng sản phẩm và điều tra nguyên nhân gốc rễ nhiều lần. Một nhà bán buôn hoặc công ty thương mại có thể là một nguồn cung cấp hoàn toàn tốt nếu nó kiểm soát được những biến số này; khó khăn không phải là mô hình kinh doanh mà là thiếu tài liệu.

Câu hỏi thường gặp về lựa chọn và cung cấp RTD màng mỏng

RTD màng mỏng là gì và nó hoạt động như thế nào?

RTD màng mỏng là một phần tử điện trở bạch kim trong đó một lớp bạch kim rất mỏng được lắng đọng trên nền gốm và được tạo hình thành rãnh điện trở. Phần tử được cắt bớt sao cho điện trở của nó bằng một giá trị xác định, chẳng hạn như 100 hoặc 1000 ohm, ở 0 °C. Khi nhiệt độ tăng, điện trở tăng theo cách có thể dự đoán được và thiết bị được kết nối sẽ chuyển đổi sự thay đổi đó thành số đọc nhiệt độ. Cấu trúc đáp ứng nhanh và nhỏ gọn, đó là lý do tại sao nó chiếm ưu thế trong đo lường công nghiệp nói chung.

RTD màng mỏng có chính xác như RTD quấn dây không?

Ở nhiệt độ vừa phải, cả hai có thể đáp ứng cùng mức dung sai, do đó độ chính xác có thể so sánh được khi cả hai đều được đo và chứng nhận. Sự khác biệt xuất hiện theo thời gian và nhiệt độ. Các phần tử quấn dây thường giữ giá trị của chúng tốt hơn ở nhiệt độ trên 500 °C và trong chu kỳ phạm vi rộng lặp đi lặp lại, trong khi các phần tử màng mỏng mang lại phản ứng nhanh hơn và khả năng chịu rung động tốt hơn trong phạm vi mà hầu hết các nhà máy thực sự hoạt động.

Tôi nên chọn Pt100 hay Pt1000 cho RTD màng mỏng?

Chọn Pt100 khi bạn cần dòng điện kích thích thấp, đo bốn dây hoặc nhiều lựa chọn máy phát. Chọn Pt1000 khi đường cáp dài và bạn muốn vòng hai dây không có lỗi điện trở chì đáng kể hoặc khi nhiều cảm biến dùng chung một thiết bị nhỏ gọn. Đối với phần tử Pt1000, hãy giữ dòng điện kích thích ở mức thấp để khả năng tự phát nhiệt ở mức nhỏ.

RTD màng mỏng có thể được sử dụng ở nhiệt độ trên 500 ° C không?

Nó có thể tồn tại trong những chuyến đi ngắn, nhưng việc sử dụng liên tục ở nhiệt độ trên khoảng 400 đến 500 °C sẽ làm tăng tốc độ trôi dạt trong hầu hết các cấu trúc màng mỏng. Nếu quy trình của bạn nằm cố định ở khu vực đó thì bộ phận quấn dây hoặc cặp nhiệt điện thường là lựa chọn dài hạn tiết kiệm hơn khi bạn tính cả lao động thay thế và tổn thất sản xuất.

RTD màng mỏng kéo dài bao lâu?

Tuổi thọ sử dụng phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, chu kỳ và độ ẩm hơn là chỉ riêng phần tử. Đầu dò trong mạch nước ổn định ở nhiệt độ 150 °C có thể tồn tại trong nhiều năm, trong khi phần tử tương tự trong quy trình tuần hoàn 450 °C có thể vượt quá dung sai trong nhiều tháng. Theo dõi các chỉ số tìm thấy ở mỗi khoảng thời gian bảo trì để nhà máy tìm hiểu khoảng thời gian thay thế của chính mình thay vì đoán.

Làm cách nào để chọn giữa kết nối ba dây và bốn dây?

Sử dụng bốn dây khi bạn cần độ chính xác tốt nhất, khi đường cáp dài và điện trở của nó không chắc chắn hoặc khi khoảng đo hẹp. Ba dây là đủ cho hầu hết các vòng lặp công nghiệp và là loại mà hầu hết các máy phát gắn trên đầu đều chấp nhận. Cho dù bạn chọn cách nào, hãy giữ các lõi khớp nhau và tránh trộn cáp từ các lô khác nhau trên cùng một vòng lặp.

Tôi có cần giếng nhiệt cho RTD màng mỏng không?

Sử dụng giếng nhiệt khi quy trình bị tăng áp, bị ăn mòn hoặc phải tiếp tục chạy trong khi thay thế cảm biến. Giếng nhiệt cũng bảo vệ đầu dò khỏi rung động do dòng chảy gây ra và hư hỏng cơ học, dẫn đến phản hồi chậm hơn. Đối với các dịch vụ sạch, áp suất thấp, nơi có thể lập kế hoạch bảo trì, đầu dò nhúng trực tiếp đôi khi là giải pháp tốt hơn.

Tôi nên gửi thông tin gì cho nhà sản xuất để báo giá?

Gửi môi trường xử lý, nhiệt độ vận hành và nhiệt độ cao nhất, áp suất, độ dài ngâm cần thiết và kích thước kết nối, loại và cấp phần tử, cấu hình dây điện, yêu cầu về đầu hoặc máy phát cũng như số lượng bao gồm cả phụ tùng. Nếu bạn có thể thêm nhiệt độ hiệu chuẩn mà bạn cần, báo giá sẽ hoàn chỉnh thay vì đưa ra năm câu hỏi tiếp theo.

Đi đâu tiếp theo

Trình tự thực tế rất đơn giản: xác định cửa sổ quy trình, chọn loại phần tử và loại cho cửa sổ đó, chọn cấu hình nối dây phù hợp với thiết bị, sau đó chọn một tổ hợp phù hợp với môi trường. Mọi thứ khác, bao gồm cả sự ưa thích thương hiệu, đều xuất phát từ bốn quyết định đó.

Cả hai trang đều đáng xem trước khi bạn hoàn thiện thông số kỹ thuật vì chúng bao gồm các phần của chuỗi đo lường nằm bên ngoài phần tử và thường không được xác định trong đơn đặt hàng.

Công nghệ RTD màng mỏng đã giành được vị trí của mình vì nó giải quyết được nhiều vấn đề thực tế cùng một lúc: kích thước nhỏ, phản hồi nhanh, hoạt động rung tốt và sản xuất khối lượng tiết kiệm. Không có ưu điểm nào trong số đó bù đắp được lỗi nối dây, độ sâu ngâm nông hoặc vỏ bọc không thể tồn tại trong quá trình. Những người mua nhận được kết quả lâu dài tốt nhất là những người coi bộ phận, mạch điện và tổ hợp như một thông số kỹ thuật duy nhất và là những người yêu cầu nhà sản xuất của họ cung cấp dữ liệu đo được thay vì ký tự phân loại.

Khi bạn sẵn sàng chuyển từ thông số kỹ thuật sang mua sắm, một cuộc điều tra rõ ràng về các điều kiện quy trình, số lượng và yêu cầu hiệu chuẩn sẽ giúp bạn nhanh chóng có được câu trả lời khả thi và nhà cung cấp phản hồi bằng bản vẽ và dữ liệu thử nghiệm thường là nhà cung cấp đáng lưu ý.