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Una guida utile per la scelta della tecnologia temperatura

Misurazione della temperatura

Les Slocombe, UK Services Manager Marketing per ABB attraversa le opzioni disponibili per gli ingegneri che stanno cercando di misurare tale fondamentale dei parametri - temperatura.

Rappresenta temperatura per circa la metà delle misurazioni effettuate nei processi industriali. E se si considera che aumentare la temperatura di una reazione chimica da 10 ° C è sufficiente a raddoppiare la sua velocità, è facile capire perché la misurazione accurata della temperatura è così importante.

La scelta del sensore
Quando si tratta di tecnologie fondamentali di rilevamento della temperatura, ci sono due contendenti - termocoppie e termometri a resistenza.

Le termocoppie si basano sull'effetto termoelettrico. Quando due metalli dissimili sono uniti per formare un circuito chiuso, una corrente elettrica scorre quando le loro due giunzioni sono a temperature diverse (giunzione calda e fredda). Anche la tensione sulla giunzione sale con la temperatura, cosicché il riscaldamento di una giunzione di un circuito bimetallico e il mantenimento dell'altra estremità fredda generano una differenza di potenziale che può essere tradotta in una misurazione della temperatura.

I termometri a resistenza operano utilizzando il rilevamento della temperatura di resistenza (RTD), che misura quanto la resistenza di un conduttore varia con la temperatura. Il platino è normalmente usato perché ha una certa risposta, quasi lineare alle variazioni di temperatura. Il cablaggio necessario per trasformare questa semplice relazione in un segnale affidabile può essere complesso, ma i produttori di strumenti prendersi cura di esso all'interno del sensore.

Elementi RTD sono di tre tipi. In elementi ceramici a filo, il filo è fuso in un blocco di ceramica, che lo rende adatto per funzioni generali. Elementi in vetro a filo inserire il cavo saldamente in vetro in modo che siano più adatti per condizioni estreme. Elementi film sottile depositare un film sottile di platino per un ex ceramica. Questo dà un minore ingombro e offre maggiore versatilità per vari intervalli di temperatura e applicazioni.

Dispositivi di RST hanno una gamma di temperature di circa-200 ° C a + 600 ° C (anche se le versioni speciali sono disponibili fino a + 850 ° C). Come una famiglia, termocoppie possono far fronte con una più ampia gamma di fino a + 1800 ° C, sebbene diversi tipi di termocoppia sono più adatta alle diverse parti dello spettro temperatura.

Termocoppie tendono anche ad essere più adatto a condizioni estreme, come ad esempio applicazioni con estrema quantità di vibrazioni o spostamenti rapidi di temperatura. Ciò è dovuto alla costruzione di elementi ceramici RST, che sono più soggetti a danni se sottoposto a gradienti termici estremi. In alcune circostanze possono anche rompere causando il circuito di misura a fallire.

Fornire protezione
Proteggere il sensore di misura dalle condizioni di processo esterne è essenziale quando si opera in ambienti difficili. All'interno di un gruppo temperatura tipica, l'elemento sensore scelto è solitamente alloggiati in un tubo protettivo chiamato un pozzetto. Il pozzetto può essere ricavato da un unico pezzo di materiale per i compiti difficili o fabbricato per funzioni generali. Una versione forata di solito può resistere fino a circa 550 ° C e 600bar, mentre una versione saldata è adatto a 400 ° C e 80bar.

Quando si sceglie il pozzetto termometrico, è importante tenere conto di altri fattori, quali il grado di aggressività chimica del mezzo e la quantità di deformazione meccanica che l'assemblea probabilmente dovrà sopportare da erosione, vibrazione e così via. La vita utile accettabile del pozzetto termina in modo tremendo a seconda dell'applicazione e potrebbe variare da pochi giorni a 20 anni. Un fornitore come ABB, che vanta oltre 120 anni di esperienza in questo settore, può eseguire tutti i calcoli rilevanti per garantire agli utenti finali la scelta giusta per ottimizzare le prestazioni.

La scelta del pozzetto corretta è fondamentale anche per applicazioni ad altissima temperatura. Mentre termocoppie base metal può far fronte a temperature fino a 1200 ° C con la protezione di un metallo o ceramica pozzetto, è necessaria una termocoppia in metallo prezioso con un pozzetto ceramica per temperature superiori.

La regola base è semplice. Il pozzetto deve essere sempre ad una specifica che soddisfa o supera la costruzione in cantiere circostante o nave. Tuttavia, può essere ancora la pena di ottenere consigli da fornitore strumento per applicazioni difficili o inusuali.

Accesso ai dati
Il pozzetto termometrico è fissato tramite un tubo di prolunga alla testa di connessione, che collega la sonda del sensore al trasmettitore. Il trasmettitore può essere effettivamente alloggiato nella testa, oppure può essere montato nelle vicinanze sul campo o anche da remoto in un pannello di controllo separato.

Trasmettitori da testa di solito sono racchiusi in un alloggiamento e collegati alla sonda, che li rende adatti per la maggior parte degli ambienti di processo. Le versioni Field-montati sono robusti, unità chiuso che possono essere montati in una vasta gamma di ambienti che vanno dalle camere fredde per applicazioni offshore come piattaforme petrolifere. Ferrovia e trasmettitori montati su rack sono situati in remoto in controllo di impianti a pannelli.

Qualunque sia l'opzione adatta all'applicazione, è importante verificare con il fornitore la stabilità a lungo termine del trasmettitore. Ad esempio, i trasmettitori della gamma ABB sono noti come "full-potted", il che significa che sono completamente incapsulati in resina epossidica. Ciò li rende relativamente invulnerabili alle vibrazioni, alla contaminazione, all'umidità e ai cambiamenti della temperatura ambiente che possono causare deriva in alcuni degli altri trasmettitori sul mercato.

E se l'applicazione è critica, probabilmente vale la pena pagare per una unità che include le più recenti funzionalità di auto-diagnostica. Si può anche avere requisiti speciali, ad esempio per a prova di esplosione o di trasmettitori a sicurezza intrinseca per le aree pericolose.

L'uscita standard dai trasmettitori è stata tradizionalmente un segnale 4-20mA, ma questa viene sempre più sostituito in molti settori dalla comunicazione bus di campo. Fieldbus è ormai una tecnologia matura in molti settori e sta permettendo alle aziende di adottare una visione molto più strategica centralizzata di controllare i loro impianti ed edifici, per non parlare contribuendo a ridurre i costi di manutenzione.

La cosa difficile per i fornitori di strumenti è sapere quali comunicazione standard con cui lavorare. Ci sono tre principali contendenti - HART ®, Profibus e Foundation Fieldbus - e nessuno di loro è ancora riuscito a ottenere una reale posizione dominante in ogni mercato. Al momento, gli Stati Uniti sembra favorire Foundation Fieldbus, Profibus mentre è più popolare in Europa.

Vale la pena tenendo questo in mente, adottando trasmettitori che sarà il più flessibile possibile sulla connessione a eventuali nuovi sistemi di controllo che possono essere installati in futuro. Ad esempio, trasmettitori ABB possono comunicare con i sistemi che utilizzano uno dei tre standard.

Si paga per farlo bene
Misurazione della temperatura può essere banale, ma questo è solo perché è così vitale. E se qualcosa è così vitale, si paga per prendere un po 'di tempo per assicurarsi che si sta facendo la scelta giusta. Se siete a tutti i dubbi, contattare un fornitore di strumento affidabile per un consiglio potrebbe essere l'opzione migliore.

ABB Limited, Warrington, Cheshire può essere contattato:
Tel: 01925 741111 Fax: 01925 741 212 E-mail: [Email protected] Web: www.gb.abb.com

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