Netikslūs termoporos temperatūros rodmenys? Visa tai sukelia šaltos sankryžos temperatūros svyravimai!

Kasdieninėje pramoninėje gamyboje termoporos, kaip temperatūros matavimo veteranai, yra plačiai naudojamos įvairiose aukštos{0} temperatūros aplinkose. Tačiau daugelis inžinierių susiduria su galvos skausmu: netikslūs matavimo rezultatai. Pagrindinė priežastis 90% atvejų slypi „šaltos sankryžos temperatūros kompensacijoje“.

I. Kodėl reikalinga šalčio sankryžos kompensacija?

Termoporos temperatūros matavimas pagrįstas „termoelektriniu efektu“: kai du skirtingi metalai sudaro grandinę, tuo didesnis temperatūrų skirtumas tarp dviejų galų, tuo stipresnis generuojamas termoelektrinis potencialas (mV signalas). Tačiau yra paslėpta prielaida: termoporos kalibravimo lentelė nustatyta šaltos sandūros temperatūrai t₀=0 laipsnis!

Jei šaltos jungties temperatūra (dažniausiai jungties dėžutėje) nukrypsta nuo 0 laipsnių, termoelektrinis potencialas įves klaidą. Pavyzdžiui, naudojant K tipo termoporą, kas 10 laipsnių padidėjus šaltos sandūros temperatūrai, matavimo paklaida padidėja maždaug 2,5 laipsnio. Darant prielaidą, kad tikroji šaltos sankryžos temperatūra yra 30 laipsnių, tačiau pagal numatytuosius nustatymus sistemoje nustatytas t₀=0 laipsnis, matuojant objektą 100 laipsnių kampu, rodoma reikšmė gali būti tik 70 laipsnių, o paklaida net 30 laipsnių!

Kartą chemijos gamykloje įvyko šalčio sankryžos kompensavimo gedimas, kai DCS rodydavo 800 laipsnių, o tikroji pirolizės krosnies temperatūra siekė 950 laipsnių, todėl krosnies vamzdžiai perkaisdavo ir deformuodavosi, o dėl to būdavo didelių nuostolių.

II. Įprasti šalčio sankryžos kompensavimo metodai

Šaltos sankryžos temperatūros svyravimų problemai išspręsti dažniausiai naudojami šie metodai:

1. Kompensacinės vielos metodas (dažniausiai naudojamas)

Kompensacinės vielos metodo esmė yra naudoti nebrangius metalinius laidus su tokiomis pačiomis termoelektrinėmis charakteristikomis kaip ir termoporų, siekiant išplėsti šaltą jungtį nuo aukštos -temperatūros zonos iki -stabilios temperatūros valdymo patalpos (pvz., 25 laipsniai ± 5 laipsniai).

Atsargumo priemonės: kompensacinė viela turi atitikti termoporos tipą (pvz., K- tipo termopora su KX kompensacine viela) ir atkreipti dėmesį į „teigiamas į teigiamą, neigiamas į neigiamą“. Kartą elektrinėje dėl atvirkštinių kompensacinių laidų jungčių turbinos temperatūra buvo neteisingai įvertinta, viršijanti 100 laipsnių. Kompensacinės vielos ilgis paprastai neturi viršyti 15 metrų; kitu atveju reikėtų apsvarstyti temperatūros siųstuvą.

2. Tilto kompensavimo metodas

Kai šaltos sandūros temperatūra smarkiai svyruoja (pvz., lauko instaliacijose), kompensacinių laidų gali nepakakti. Tilto kompensavimo metodas naudoja nesubalansuotą tiltą įtampai generuoti, kompensuodamas šaltos sankryžos temperatūros pokyčių poveikį.

Svarbios pastabos: kompensacinio tiltelio balanso taškas turi būti nustatytas į 0 laipsnių, o maitinimas turi būti stabilus (svyravimas Mažiau arba lygus 0,1%); kitu atveju bus įvestos naujos klaidos. Plieno gamykloje dėl elektros energijos tiekimo svyravimų užfiksuota daugiau nei 15 laipsnių temperatūros matavimo paklaida. Rekomenduojama kalibruoti bent kartą per metus.

3. Ledo vonios metodas (dažniausiai naudojamas laboratorijose)

Šalta termoporos jungtis įdedama į ledo -vandens mišinį, kad būtų užtikrinta pastovi 0 laipsnių temperatūra. Šis metodas pasižymi dideliu tikslumu, tačiau yra brangus ir nepatogus prižiūrėti, visų pirma tinka tiksliems matavimams laboratorijose.

4. Skaičiavimo korekcijos metodas

Išmatuojama tikroji šalčio sandūros temperatūra TH, o korekcija apskaičiuojama naudojant formulę EAB(T,0)=EAB(T,TH) + EAB(TH,0). Šis metodas tinka automatinėms sistemoms arba{5}}kompiuteriniam temperatūros matavimui.

5. Programinės įrangos kompensavimo metodas

Šiuolaikinėse temperatūros matavimo sistemose jutikliai, tokie kaip termistoriai, stebi šaltos sandūros temperatūrą, o signalas įvedamas į kompiuterį automatiniam koregavimui naudojant programinius algoritmus. Šis metodas yra lankstus ir tikslus, ypač tinka kelių{1}}taškų temperatūrai matuoti.

III. Kaip pasirinkti patikimiausią ir ekonomiškiausią kompensavimo būdą?

Pasirinkus šalčio sankryžos kompensavimo metodą, reikia visapusiškai atsižvelgti į aplinkos temperatūros svyravimus, tikslumo reikalavimus ir kainą:

Patalpoms, kuriose yra nedideli temperatūros svyravimai (pvz., pastovios temperatūros dirbtuvėse): kompensacinės vielos metodas kartu su prietaiso vidine automatine kompensavimo arba skaičiavimo korekcijos metodu yra gana ekonomiškas ir patikimas pasirinkimas. Jis gali atnešti šaltą sankryžą į stabilią aplinką su palyginti mažomis sąnaudomis ir paprastu įgyvendinimu.

Lauko ar pramonės objektams su dideliais temperatūros svyravimais: kompensacinės vielos metodas kartu su tilto kompensavimo metodu arba programinės įrangos kompensavimo metodu yra patikimesnis. Tilto kompensavimas gali dinamiškai reaguoti į temperatūros pokyčius, o programinės įrangos kompensavimas pasižymi dideliu tikslumu ir gali valdyti sudėtingas situacijas. Nors pastarasis gali turėti šiek tiek didesnę pradinę investiciją, jis gali efektyviai išvengti didesnių nuostolių, atsirandančių dėl matavimo klaidų.

Laboratorijoms ar programoms, kurioms reikalingas didelis tikslumas: ledo vonios metodas pasižymi didžiausiu tikslumu, bet kartu ir didžiausia kaina. Pasirinkimas turėtų būti pagrįstas biudžeto ir tikslumo reikalavimais.

IV. Praktinis kontrolinis sąrašas

Prieš pradedant matuoti temperatūrą, patartina greitai patikrinti:

Ar kompensacinės vielos modelis visiškai suderinamas su termopora?

Ar jungiamoji dėžutė yra atokiau nuo šilumos šaltinių (didesnis arba lygus 50 cm)? Ar yra šilumos izoliacija?

Jei naudojamas kompensuotas tiltas, kada buvo paskutinis kalibravimas?

Ar darbo aplinkoje šaltos sankryžos temperatūra svyruoja daugiau nei 5 laipsniai per valandą? (Jei taip, apsvarstykite stabilesnę kompensavimo schemą arba temperatūros kontrolės priemones.)

Ar numatytasis šaltos sandūros temperatūros nustatymas matavimo sistemos DCS / ekrano prietaise yra 0 laipsnių? (Nustatymą reikia patvirtinti.)