Fűtőberendezések működtetésekor ellenőrizni kell a hűtőfolyadék, valamint a beltéri levegő fűtési fokát. A fűtési hőmérséklet-érzékelők eltávolítják és továbbítják az információkat, amelyek információit vizuálisan ki lehet olvasni, vagy azonnal eljuttathatjuk a vezérlőhöz.
Kínáljuk megérteni, hogyan működnek a hőmérséklet-érzékelők, milyen típusú szabályozó eszközök léteznek, és milyen paramétereket kell figyelembe venni egy eszköz kiválasztásakor. Ezenkívül lépésről lépésre elkészítettük az utasításokat, amelyek segítenek Önnek a hőmérséklet-érzékelő független telepítésében a fűtőtestre.
A hőérzékelő működésének elve
A fűtési rendszert különféle módszerekkel vezérelheti, beleértve:
- automatikus eszközök időben történő energiaellátáshoz;
- biztonsági ellenőrző egységek;
- keverő egységek.
Ezen csoportok helyes működéséhez hőmérséklet-érzékelőkre van szükség, amelyek jelzik az eszközök működését. Ezen eszközök leolvasása lehetővé teszi a rendszer hibás működésének időben történő azonosítását és a korrekciós intézkedések megtételét.
Sokféle eszköz használható hőmérséklet meghatározására. Bemeríthetők hűtőfolyadékokba, használhatók beltérben vagy kívül is
A hőmérséklet-érzékelő külön eszközként használható például a szobahőmérséklet szabályozására, vagy egy komplex eszköz, például fűtőkazán elválaszthatatlan részét képezheti.
Az automatizált vezérlésben használt ilyen eszközök alapja a hőmérséklet-mutatók elektromos jellé történő átalakítása. Emiatt a mérési eredmények gyorsan továbbíthatók a hálózaton keresztül digitális kód formájában, amely garantálja a mérés nagy sebességét, érzékenységét és pontosságát.
Ugyanakkor a fűtési szakasz mérésére szolgáló különféle készülékek olyan tervezési jellemzőkkel rendelkezhetnek, amelyek számos paramétert befolyásolnak: munka egy bizonyos környezetben, átviteli módszer, megjelenítési módszer és mások.
A hőmérsékletmérő eszközök típusai
A termikus eszközöket számos fontos kritérium alapján lehet osztályozni, ideértve az információ továbbításának módját, a helymeghatározási és telepítési feltételeket, valamint az olvasási algoritmust.
Az információátadás módszerével
Az információ továbbítására alkalmazott módszer szerint az érzékelőket két nagy kategóriába kell osztani:
- huzalkészülékek;
- vezeték nélküli érzékelők.
Kezdetben az összes ilyen eszközt vezetékekkel szerelték fel, amelyeken keresztül a hőmérséklet-érzékelőket összekapcsolták a vezérlőegységgel, és továbbították az információkat ehhez. Noha ezeket az eszközöket most vezeték nélküli társai helyettesítik, még mindig gyakran használják egyszerű áramkörökben.
Ezen felül a vezetékes érzékelők pontosabbak és megbízhatóbbak.
A kompozit eszközben használt vezetékes érzékelő összehangolt működésének biztosítása érdekében kívánatos kombinálni azt ugyanazon gyártó által gyártott berendezésekkel.
Manapság a vezeték nélküli eszközök, amelyek leggyakrabban információkat továbbítanak egy rádióhullámú adó és vevő segítségével, elterjedtek. Az ilyen készülékek szinte bárhova felszerelhetők, külön helyiségben vagy szabadban is.
Az ilyen hőmérséklet-érzékelők fontos jellemzői:
- akkumulátor jelenléte;
- mérési hiba;
- jelátviteli tartomány.
A vezeték nélküli / vezetékes eszközök teljesen helyettesíthetik egymást, azonban működésükben vannak bizonyos funkciók.
Hely és elhelyezési módszer szerint
A rögzítés helyén az ilyen eszközöket a következő fajtákra osztják:
- a fűtőkörhöz csatolt számlák;
- merülő a hűtőfolyadékkal érintkezve;
- beltéri lakó- vagy irodahelyiségben;
- külső, amelyek kívül helyezkednek el.
Egyes egységekben többféle érzékelő használható egyszerre a hőmérséklet-szabályozáshoz.
Az olvasási mechanizmus szerint
Az információk bemutatásának módszerével az eszközök lehetnek:
- bimetál;
- alkohol.
Az első kiviteli alakban feltételezzük, hogy két különböző fémből készült lemezt és egy tárcsajelzőt használ. A hőmérséklet emelkedésével az egyik elem deformálódik, nyomást gyakorolva a nyílra. Az ilyen eszközök leolvasását jó pontosság jellemzi, de tehetetlenségük nagy mínusz.
A bimetall és az alkohol termosztátokat gyakran telepítik fűtőberendezésekre, például kazánokra. Ezek lehetővé teszik a fűtés ellenőrzését, amelynek feleslege halálos következményekkel járhat.
Azok az érzékelők, amelyek működése az alkohol használatán alapul, szinte teljes mértékben mentesítik ezt a hátrányt. Ebben az esetben egy alkoholtartalmú oldatot öntenek egy hermetikusan lezárt lombikba, amely melegítés közben megnő. A kialakítás meglehetősen elemi, megbízható, de nem nagyon kényelmes a megfigyeléshez.
Különböző típusú hőmérséklet-érzékelők
A hőmérséklet-leolvasáshoz más működési elven működő eszközöket használnak. A legnépszerűbbek között az alább felsorolt eszközök találhatók.
Hőelemek: pontos eltávolítás - értelmezési nehézség
Egy ilyen eszköz két összehegesztett huzalból áll, amelyek különféle fémekből készültek. A hideg és meleg vég közötti hőmérsékleti különbség 40-60 μV-os áramforrásként szolgál (az indikátor a hőelem anyagától függ).
A hőelemek gyártásához leggyakrabban a következő fémek és ötvözetek kombinációit használják: króm-alumínium, vas-kostantán, vas-nikkel, nikkel-króm és mások
A hőelem nagy pontosságú hőmérséklet-érzékelőnek tekinthető, viszont meglehetősen nehéz pontosan leolvasni belőle. Ehhez meg kell ismernie az elektromotoros erőt (EMF) a készülék hőmérsékleti különbsége alapján.
Annak érdekében, hogy az eredmény helyes legyen, fontos a hideg csomópont hőmérsékletének kiegyenlítése, például olyan hardver módszer alkalmazásával, amelyben egy második hőelemet egy előre meghatározott hőmérsékletű közegbe helyezünk.
A szoftverkompenzációs módszer magában foglalja egy másik hőmérséklet-érzékelőnek az isokamerába történő behelyezését hideg csomópontokkal együtt, amely lehetővé teszi a hőmérséklet adott pontossággal történő szabályozását.
Bizonyos nehézségeket okoz az a hőelemből történő adatgyűjtés folyamata, mivel azok nemlinearitása. A jelzések pontossága érdekében a GOST R 8.585-2001 bevezette a polinomiális együtthatókat, amelyek lehetővé teszik az EMF hőmérsékletre történő átalakítását, és ellentétes műveletek végrehajtását.
Egy másik probléma az, hogy a leolvasást mikrovoltokban vesszük, amelynek átalakításához lehetetlen széles körben elérhető digitális eszközöket használni. A hőelemnek a szerkezetben történő használatához pontos, több bites átalakítókat kell biztosítani, minimális zajszinttel.
Termisztorok: könnyű és egyszerű
Sokkal könnyebb mérni a hőmérsékletet olyan termisztorokkal, amelyek az anyagok környezeti hőmérsékleti ellenállásának függvényén alapulnak. Az ilyen, például platinaból készült készülékeknek olyan fontos előnyei vannak, mint a nagy pontosság és a linearitás.
Az ilyen hőmérséklet-érzékelők fő problémája rendkívül alacsony hőmérsékleti ellenállási tényezőnek tekinthető, azonban még mindig könnyebb pontosan megmérni, mint a hőelem feszültségének kis értékeit felvenni.
Az ellenállás fontos jellemzője az alap ellenállása egy bizonyos hőmérsékleten. A GOST 21342.7-76 szerint ezt a mutatót 0 ° C-on kell mérni. Ajánlott számos ellenállási érték (ohm), valamint a Tzsaru - hőmérsékleti együttható.
T jelzőzsaru a képlet szerint számítva:
Tzsaru = (Re - R0C) / (Te - T0C) * 1 / R0C,
Ahol:
- Re- ellenállás a jelenlegi hőmérsékleten;
- R0C - ellenállás 0 ° C-on;
- Te - aktuális hőmérséklet;
- T0C - 0 ° C
A GOST felsorolja a rézből, nikkelből, platinból készült különféle mérőberendezések hőmérsékleti együtthatóit, és megjelöli a hőmérsékleti áram ellenállás-mutatók alapján történő kiszámításához használt polinomiális együtthatókat.
A termisztor-érzékelők széles körben elterjedtek az elektronikai és a mérnöki iparban, a leolvasott adatok pontossága, az érzékenység és a szükségtelen működés miatt
Az ellenállás mérhető úgy, hogy a készüléket csatlakoztatják az áramforráshoz, és megmérik a feszültségkülönbséget. A mutatók integrált áramkörökkel vezérelhetők, amelyek analóg kimenete megegyezik a szolgáltatott feszültséggel.
A hasonló eszközök hőérzékelői biztonságosan csatlakoztathatók egy analóg-digitális átalakítóhoz, digitalizálva nyolc vagy tíz bites ADC-vel.
Digitális érzékelő az egyidejű mérésekhez
A digitális hőmérséklet-érzékelőket szintén széles körben használják, például a DS18B20 modellt, amelynek működését három kimenettel rendelkező chipek segítségével hajtják végre. Ennek az eszköznek köszönhetően a hőmérsékleti leolvasásokat egyszerre lehet venni több párhuzamosan működő érzékelőből, míg a hiba csak 0,5 ° C.
Népszerű modell az SHT1 kombinált hőmérséklet / páratartalom érzékelő, amely lehetővé teszi a hő mérését + 2 ° pontossággal és a páratartalom mérését +5 hibával. Maga a gyártó azonban azt állítja, hogy vannak pontosabb és gazdaságosabb eszközök
A készülék egyéb előnyei között megemlíthető az üzemi hőmérsékletek széles skálája (-55 + 125 ° C). A fő hátránya a lassú működés: a legpontosabb számításokhoz az eszköznek legalább 750 ms-ot igényel.
Érintkezés nélküli irométerek (hőkamerák)
Ezeknek a közelség-érzékelőknek a működése a testek hőkibocsátásának rögzítésén alapul. Ennek a jelenségnek a jellemzésére az egységnyi felületről egységnyi idő alatt felszabaduló energiamennyiséget használjuk, amely a hullámhossz-tartomány egységére esik.
A monokróm sugárzás intenzitását tükröző hasonló kritériumot spektrális fényességnek nevezik.
A következő típusú pirométerek állnak rendelkezésre:
- sugárzás;
- világosság (optikai);
- szín.
Sugárzás pyrométerek lehetővé tegye a méréseket 20-25000 ° C-on, azonban a hőmérséklet meghatározásához fontos figyelembe venni a sugárzás hiányosságának együtthatóját, amelynek tényleges értéke a test fizikai állapotától, annak kémiai összetételétől és más tényezőktől függ.
A sugárzás-érzékelő fő aktív eleme egy távcső, amelynek belsejében egy hőelem sorozatból álló elem található. Ezen eszközök munkavégei platina bevonatú lebenyen helyezkednek el (+)
Fényerő (optikai) pirométerek 500–4000 ° C hőmérséklet mérésére tervezték. Biztosítják a mérések nagy pontosságát, de torzíthatják a leolvasásokat, mivel a testek sugárzása egy közbenső közeggel lehetséges, amelyen keresztül megfigyeléseket végeznek.
Színes pirométerekamelyek hatása a sugárzási intenzitás meghatározására két hullámhosszon - lehetőleg a spektrum vörös vagy kék szakaszában -, 800 és 0 ° C közötti hőmérsékleten történő mérésre szolgál.
Fő előnye, hogy a sugárzás hiányossága nem befolyásolja a mérési hibákat. Ezenkívül a mutatók nem függnek az objektumtól való távolságtól.
Kvarc hőmérséklet-átalakítók (piezoelektromos)
A -80 + 250 ° C-on belüli hőmérsékleti leolvasásokhoz kvarc-átalakítókat (piezoelektromos elemeket) használhat, amelyek elve a kvarc fûtési frekvenciafüggõségén alapszik. Ebben az esetben a konverter működését befolyásolja a szeletek elhelyezkedése a kristály tengelyek mentén.
A piezoelektromos (kvarc) készülékeket leggyakrabban használják a kutatásban, mivel ezeket a készülékeket kiterjesztett mérési tartomány, megbízhatóság, nagy pontosság jellemzi
A piezoelektromos érzékelőket megkülönbözteti a finom érzékenység, a nagy felbontás, és hosszú ideig megbízhatóan működnek. Az ilyen eszközöket széles körben használják a digitális hőmérők gyártásában, és a jövő technológiáinak egyik legígéretesebb eszközének tekintik.
Zaj (akusztikus) hőmérséklet-érzékelők
Az ilyen eszközök működését úgy biztosítják, hogy eltávolítják az akusztikus potenciálkülönbséget az ellenállás hőmérsékletétől függően.
Az akusztikus módszerek lehetővé teszik a hőmérséklet leolvasását zárt térben és olyan környezetben, ahol a közvetlen mérés nem lehetséges. Hasonló eszközöket használnak az orvostudományban, a víz alatti kutatásokban, valamint az iparban
Az ilyen érzékelőkkel végzett mérési módszer meglehetősen egyszerű: össze kell hasonlítani két hasonló elem által keltett zajt, amelyek közül az egyik korábban ismert, a másik pedig egy meghatározott hőmérsékleten.
Az akusztikus hőmérséklet-érzékelők alkalmasak a -270 - + 1100 ° C intervallum mérésére. Ugyanakkor a folyamat bonyolultsága a túl alacsony zajszintben rejlik: az erősítő által kibocsátott hangok néha elfojtják azt.
NQR hőmérséklet-érzékelők
A nukleáris kvadrupol-rezonancia-hőmérők működésének lényege a kristályrácsot és a atommag pillanatát képező térerősség hatása - egy mutató, amelyet a töltésnek a gömb szimmetriájától való eltérése okoz.
Ennek a jelenségnek a következménye egy magmag felfutása: gyakorisága a rácsmező gradienstől függ. A hőmérséklet e mutató nagyságát is befolyásolja: emelkedése az NQR frekvencia esését okozza.
Az ilyen érzékelők fõ eleme egy ampulla anyaggal, amelyet egy indukciós tekercsbe helyeznek a generátor áramköréhez.
Az eszközök előnye a korlátlan mérési időtartam, megbízhatóság és stabil működés. Hátránya a mérések nemlinearitása, ami szükségessé teszi a konverziós függvény használatát.
Félvezetők
Olyan eszközkategória, amely a pn-csomópont jellemzőinek hőmérséklet által okozott változása alapján működik. A tranzisztor feszültsége mindig arányos a hőmérséklet hatásával, ami megkönnyíti ennek a tényezőnek a kiszámítását.
Az ilyen eszközök előnyei a nagy adat pontosság, alacsony költség, a jellemzők linearitása a teljes mérési tartományban. Az ilyen eszközök kényelmes telepítése közvetlenül egy félvezető hordozóra történik, így kiválóan alkalmasak a mikroelektronika számára.
Volumetrikus hőmérséklet-érzékelők
Az ilyen eszközök a hőmelegítés vagy hűtés során megfigyelt anyagok tágulásának és összehúzódásának a jól ismert elvén alapulnak. Az ilyen érzékelők nagyon praktikusak. Ezek felhasználhatók -60 - + 400 ° С közötti hőmérséklet meghatározására.
A vizuális hőmérsékletszabályozás érdekében a helyiségekben található hőmérséklet-érzékelők többsége olyan kijelzővel van felszerelve, amelyen az aktuális értékek megjelennek.
Fontos szem előtt tartani, hogy a folyadékok mérését az ilyen eszközökkel a forrás és a fagyasztás hőmérséklete, a gázokat pedig a folyékony állapotba történő átmenet korlátozza. Ezeknek az eszközöknek a környezeti hatása által okozott mérési hiba meglehetősen kicsi: 1-5% között mozog.
Hőmérséklet-érzékelők kiválasztása
Az ilyen eszközök kiválasztásakor a következő tényezők:
- hőmérsékleti tartomány, amelyben a méréseket elvégzik;
- az érzékelő tárgyba vagy környezetbe merítésének szükségessége és képessége;
- mérési feltételek: ha a mutatókat agresszív környezetben szeretnénk venni, akkor jobb, ha nem érintkezünk, vagy egy modellt korrózióálló házba helyezzük;
- a készülék élettartama a kalibrálás vagy cseréje előtt - bizonyos típusú eszközök (például termisztorok) gyorsan meghibásodnak;
- műszaki adatok: felbontás, feszültség, jelátviteli sebesség, hiba;
- kimeneti jel mérete.
Bizonyos esetekben az eszköz tokjának anyaga is fontos, és ha a helyiségekben használják, akkor a méretek és a formatervezés szempontjából is fontosak.
DIY telepítési útmutató
Az ilyen készülékeket széles körben használják különféle célokra: radiátorokkal, fűtőkazánokkal és egyéb háztartási készülékekkel vannak felszerelve.
A telepítés megkezdése előtt gondosan olvassa el az utasításokat: nemcsak a telepítés jellemzőit (például a fúvóka csatlakoztatásának méretei) jelzi, hanem a működési szabályokat, valamint a hőmérsékleti határokat is, amelyekhez a mérőkészülék alkalmas.
Azt is figyelembe kell venni a hüvely méretét, amely 120-160 mm között változhat.
Vegye figyelembe a hőmérséklet-érzékelő felszerelésének két leggyakoribb esetét.
Az eszköz csatlakoztatása radiátorhoz
Nem szükséges minden fűtőkészüléket felszerelni termosztáttal. A szabályozás szerint az érzékelőket az akkumulátorra kell telepíteni, ha az összes teljesítménye meghaladja a hasonló rendszerek hőtermelésének 50% -át. Ha két fűtőtest van a helyiségben, akkor a termosztát csak egyre van felszerelve, amelynek nagyobb teljesítményjelzője van.
A hőmérséklet-érzékelő a hőmérséklet-szabályozók kötelező része, amely lehetővé teszi a radiátorok, padlófűtés és egyéb fűtőberendezések fűtésének csökkentését vagy fokozását
Az eszköz szelepét a tápvezetékre kell felszerelni a radiátor és a fűtőhálózat csatlakoztatásának helyére. Ha lehetetlen beiktatni egy meglévő áramkörbe, akkor le kell szerelni a tápvezetéket, ami némi nehézséget okozhat.
Ennek a manipulációnak a végrehajtásához szerszámot kell használni a csövek vágására, miközben a hőfej felszerelése speciális felszerelés nélkül egyszerűen elvégezhető. Amint az érzékelőt felszerelik, elegendő a tokon és az eszközön található jelölések egyesítése, amelyek után a fejet a kéz sima megnyomásával rögzítik.
Léghőmérséklet-érzékelő felszerelése
Egy ilyen készüléket huzat nélkül a leghidegebb nappali helyiségbe szerelnek (a folyosón, a konyhában vagy a kazánházban, a telepítése nem kívánatos, mivel zavarokat okozhat a rendszerben).
Hely kiválasztásakor ügyelnie kell arra, hogy a napfény ne esjön a készülékre, és a közelben nem lehet fűtőkészülék (fűtőtest, radiátor, cső).
Egy hagyományos fűtési rendszerhez elegendő egy termosztát, míg a kollektoráramnál több érzékelőt kell használni, amelyek száma megegyezik a helyiségek számával. Ez lehetővé teszi, hogy külön-külön beállítsa a hőmérsékletet külön terekben.
Az eszköz csatlakoztatása a műszaki útmutatásban szereplő utasítások szerint történik, a készletben található csatlakozók vagy kábel használatával.
Ha nyomon kell követni a hőmérsékletet, akkor a „meleg padló” hőmérséklet-érzékelője a beton esztrich mélységében található. Ebben az esetben a hullámosított csőnek egy zárt vége és lejtős kanyarja lehet a védelemhez.
Ez utóbbi funkció lehetővé teszi, hogy eltávolítson egy törött eszközt, ha szükséges, és kicserélje egy újra.
Az eszköz telepítése a következő:
- A falban egy mélyedés van elhelyezve a szerelvény rögzítéséhez.
- Az elülső részt eltávolítják a hőmérséklet-érzékelőről, majd az eszközt telepítik az előkészített helyre.
- Ezután a fűtőkábel csatlakozik az érintkezőkhöz, míg az érzékelők a kapcsokhoz.
Az utolsó lépés a tápkábel csatlakoztatása és az előlap helyére történő felszerelése.
A fűtőkazán termosztát csatlakozási rajzát ebben a cikkben részletesen ismertetjük.
Ha az eszköz, amelynek működéséhez az érzékelők belső csatlakoztatása szükséges, bonyolult felépítésű, jobb, ha kapcsolatba lép a szakemberekkel.
Az alábbi videó ismerteti, hogyan kell hőkamerákat telepíteni a kazánra:
Különbözik az érzékelők beszerelése a betápláló és visszatérő csövekre:
A hőmérséklet-érzékelőket széles körben használják különféle iparágakban és háztartási célokra. Az ilyen eszközök széles választéka, amelyek különböző működési elveken alapulnak, lehetővé teszi, hogy válasszon egy adott probléma megoldására a legjobb lehetőséget.
Házakban és lakásokban ezeket az eszközöket leggyakrabban a kényelmes hőmérséklet fenntartására használják a helyiségben, valamint a fűtési rendszerek - akkumulátorok, padlófűtés - beállításához.
Van még valami kiegészítés, vagy kérdésed van-e a hőmérséklet-érzékelő kiválasztásával és felszerelésével kapcsolatban? Megjegyzéseket fűzhet a kiadványhoz, részt vehet a beszélgetésekben, és megoszthatja tapasztalatait az ilyen eszközök használatával. A kapcsolatfelvételi űrlap az alsó blokkban található.