Spyrðu fimm manns hvað "PT100" þýðir og þú færð venjulega "einhvers konar hitaskynjara" sem svarið í heild sinni. Það er allt í lagi ef þú ert bara að spjalla - en ef þú ert sá sem skrifar innkaupaforskriftina, eru eyðurnar í því svari nákvæmlega þar sem vandamálin birtast síðar: skynjari sem les fínt á bekknum en rekur þegar hann er soðinn inn í hitabrunn, eða einn sem er tæknilega rétt en tengdur á rangan hátt fyrir sendinn sem hann er að fæða.
Þessi grein fjallar um hvernig PT100 mælir hitastig í raun og veru, hagnýtan mun á skynjarategundunum sem þú munt velja á milli og - vegna þess að kenningin færir þér aðeins hingað til - raunverulegar aðstæður þar sem að rangtúlka eitt af þessum upplýsingum olli mælanlegu vandamáli í framleiðslulínu.
Hvað er PT100 í raun og veru
PT100 er hitastigsskynjari viðnáms (RTD) - platínueining þar sem rafviðnám breytist á þekktan, endurtekinn hátt þegar hitastig breytist. „100“ í nafninu er viðnámsgildið við 0 gráður: nákvæmlega 100 ohm. Hitaðu það, mótstaðan klifra; kæla það niður, viðnám minnkar.
Platína er ekki eini málmurinn sem gerir þetta - nikkel og kopar RTDs eru líka til - en platína vannst til notkunar í iðnaði vegna þess að það oxast ekki auðveldlega, heldur kvörðun sinni yfir margra ára hitauppstreymi og viðnámsferill þess er nógu vel-skilgreindur til að það hefur verið staðlað á alþjóðavettvangi. Þessi staðall er IEC 60751, og það er skjalið sem allir virtir framleiðandi vísar hljóðlega til, jafnvel þótt þeir segi það ekki beint.
Líkamlega situr frumefnið inni í málmslíðri - venjulega 316 ryðfríu, stundum Inconel eða Hastelloy fyrir viðbjóðslega miðla - með leiðara sem renna út í sendi eða hliðrænt inntakskort stjórnanda. Skynjarinn sjálfur hefur enga skjá og enga rökfræði; það breytir bara viðnáminu. Allt annað gerist downstream.
Eðlisfræðin á bak við lesturinn
Hvers vegna viðnám breytist með hitastigi
Þegar platína hitnar eykst atóm titringur, sem gerir það erfiðara fyrir rafeindir að fara í gegnum grindurnar - viðnám eykst. Þetta samband er ekki línulegt á öllu sviðinu, en það er nógu nálægt og nógu vel-einkennandi til að það sé tekið upp í jöfnu frekar en uppflettitöflu einni saman: Callendar-Van Dusen jöfnunni.
Fyrir hitastig yfir 0 gráðum er einfaldaða formið:
Rt=R0 [1 + At + Bt²]
R0 er 100 ohm fyrir PT100, og A og B eru fastir fastar frá IEC 60751. Undir 0 gráðu bætist þriðja liður við vegna þess að ferillinn beygist aðeins öðruvísi þar niður. Þú þarft ekki að leggja þetta - á minnið en það er þess virði að vita að það er til, því það er ástæðan fyrir því að "PT100" frá einum framleiðanda og "PT100" frá öðrum munu í raun og veru samræmast við tiltekið hitastig, í stað þess að hver og einn hafi sína eigin feril.
Ein tala sem vert er að muna: við 100 gráður mælir staðall PT100 um það bil 138,5 ohm. Ef þú ert að bilanaleita skynjara með margmæli og hann er hvergi nærri því sem ætti að vera 100 gráður, þá er eitthvað að - annað hvort frumefni, raflögn eða forsendur þínar um hvaða hitastig það er í raun og veru.
Það er líka skipting sem þú ættir að vita um áður en þú pantar: "Evrópska ferillinn" (alfa=0.00385) er staðall alls staðar utan Norður-Ameríku, en eldri "American curve" (0,00392) birtist enn á sumum eldri búnaði. Að blanda þessu tvennu saman við endurbyggingu er klassísk uppspretta hitastigs sem slokknar um nokkrar gráður án augljósrar ástæðu.
Að breyta mótstöðu í tölu sem þú getur lesið
Sendi ber lítinn straum í gegnum frumefnið, mælir spennuna yfir það, reiknar viðnám og notar ferilinn til að spýta út hitastigi. Það er það. Þetta er líka ástæðan fyrir því að PT100 er í grundvallaratriðum gagnslaus án sendis eða RTD-inntakskorts á bak við hann - skynjarinn er aðeins hálf mælikeðjan.
Raflögnin sem raunverulega veldur vandamálum á sviði
Þetta er þar sem margar kaupákvarðanir fara úrskeiðis og það er sjaldan vegna þess að einhver var kærulaus - það er bara ekki augljóst nema einhver hafi sagt þér það.
2-víraer ódýrast, en viðnám leiðarvírsins sjálfs bætist beint inn í lesturinn. Yfir 30-metra snúruhlaup er þessi villa ekki lengur léttvæg. Fínt fyrir stuttar keyrslur eða ekki mikilvægt eftirlit; ekki í lagi fyrir neitt sem þú vilt hafa stjórn á.
3 víraer sjálfgefið fyrir flest iðnaðarverk. Þriðji vírinn gerir sendinum kleift að meta og hætta við leiðsluviðnám, að því gefnu að leiðararnir þrír passi saman að lengd og mæli. Gott jafnvægi á kostnaði og nákvæmni, þess vegna er það það sem þú munt finna á meirihluta vinnslusenda sem seldir eru í dag.
4-vírafjarlægir leiðarviðnámsvillu nánast alfarið með því að aðskilja-straumflutnings- og spennu-þráða. Þetta er það sem þú vilt fyrir kvörðunarviðmiðunarstaðla eða hvar sem brot af gráðu skipta í raun - en það er of mikið og aukakostnaður fyrir marga almenna vöktunarpunkta.
Mistökin sem ég sé oftast eru ekki að velja ranga raflagnartegund í einangrun - heldur er að panta 3 víra skynjara fyrir sendi sem var stilltur fyrir 2 víra inntak, eða öfugt. Skynjarinn og tækið verða að vera sammála og auðvelt er að missa af þeim smáatriðum þegar innkaup og tækjabúnaður eru tveir ólíkir einstaklingar sem vinna úr tveimur mismunandi skjölum.
Wire-Wound vs. Thin-Film Elements
Vír-sárþættir - platínuvír spólaðir um keramik eða glerkjarna - hafa tilhneigingu til að halda kvörðun mjög vel yfir langan endingartíma og miklar hitasveiflur. Þeir eru dýrari og aðeins viðkvæmari vélrænt.
Þunn-filmaþættir eru gerðir með því að setja platínu á keramik undirlag, svipað í anda og hvernig örflögur er byggður. Þeir eru minni, ódýrari í framleiðslu í magni og halda betur titringi - og þess vegna hafa þeir að mestu tekið yfir almenna iðnaðar- og OEM notkun. Viðskiptin-eru þrengra hitastigssvið samanborið við úrvalsvír-vundarútgáfur, þó að fyrir flesta vinnsluvinnu sé það þak í raun aldrei nálgast.
Ef umsókn þín er væg - held að loftræstikerfi, almennt eftirlit með tanki - þunn-filma sé næstum alltaf hagkvæmur, skynsamlegur kosturinn. Sparaðu vír-sár fyrir háan-hita eða langan-líftíma-þar sem aukinn stöðugleiki skilar kostnaði til baka.
PT100 á móti hitaeiningum á móti PT1000
Kaupendur nýirhitastigstækispyrja oft hvern af þessum þremur þeir ættu í raun að tilgreina.
Á móti ahitaeining, PT100 vinnur á nákvæmni og langtímastöðugleika á lágu-til-millisviði (u.þ.b. -200 gráður til 850 gráður) og krefst ekki uppbótar á köldu mótum. Hitaeining vinnur þar sem hitastig fer hærra en platína ræður við, eða þar sem þú þarft hraðari viðbrögð og getur lifað með minni nákvæmni.
Á móti aPT1000, vinnureglan er eins - sama platína, sama eðlisfræði - bara 1.000 ohm við 0 gráður í stað 100. Þessi hærri grunnviðnám gerir blý-vírvillu hlutfallslega minni, þannig að PT1000 getur oft sloppið með 2-víra raflögn án þess að PT100 myndi kosta nákvæmni. Það gerir PT1000 að algengu vali í sjálfvirkni bygginga, þar sem snúrur eru langar en þú ert ekki að eltast við nákvæmni á rannsóknarstofu.
Raunverulegt tilfelli: Þegar „Nógu nær“ var það ekki
Matvæla-vinnsla sem keyrir gerilsneyðingarlínu hafði fengið ósamkvæmar lotuhitamælingar í margar vikur - ekkert dramatískt, bara nokkrar gráður af reki sem kom fram með hléum og var ekki í samhengi við neitt augljóst í ferlinu sjálfu. Viðhald hafði þegar skipt um skynjara einu sinni, gerði ráð fyrir að hann lagaði málið og hélt áfram. Það kom aftur mánuði síðar.
Raunveruleg orsök reyndist vera raflögn, ekki skynjarinn: upprunalega 3-víra PT100 hafði verið skipt út fyrir einingu frá öðrum birgi þar sem leiðsluvírmælirinn var örlítið frábrugðinn upphaflegu hlaupinu, sem kastaði af sér blý-viðnámsuppbótinni sem sendirinn var að reikna út. Á pappír uppfylltu báðir skynjarar forskriftir. Í reynd var misræmið bara nógu stórt til að ýta lestrinum út fyrir þolmörkin sem skiptu máli fyrir biðtíma gerilsneyðingar - sem er matvælaöryggisfæribreyta, ekki snyrtifræðileg.
Lagfæringin var ekki betri skynjari. Það var að staðla blývírsmæli og lengd yfir alla varahluti fyrir þá línu og bæta við skjótri mótstöðuathugun við umhverfishita sem móttöku-skoðunarskref áður en nýr skynjari fór í notkun. Í kennslustundinni er alhæft: PT100 er aðeins eins nákvæm og öll mælingarkeðjan í kringum hann og "sama hlutanúmerið" þýðir ekki alltaf "sami raunverulegur vírinn."
Hvað á að athuga í raun áður en þú pantar
Fyrir flesta kaupendur snýst ákvörðunin um fimm spurningar, í grófum dráttum í þessari mikilvægisröð:
- Hvert er vinnsluhitasviðið og hversu þétt þarf vikmörkin að vera?Þetta ákvarðar nákvæmni flokkur - Flokkur B (±0,30 gráður við 0 gráður) nær yfir flest almenna vöktun; A-flokkur eða 1/3 DIN er iðgjaldsins virði fyrir stjórnlykkjur eða stjórnað ferli.
- Hvaða raflögn býst sendirinn þinn eða PLC kortið við?Staðfestu þetta áður en þú pantar, ekki eftir -, það er eina algengasta orsökin fyrir vandamálum sem hægt er að forðast.
- Hvert er slíðurefnið og þvermál rannsakans sem hentar vinnslumiðlinum þínum og þrýstingi?Ætandi eða háþrýstibúnaður kallar venjulega líka á hitahylki, bæði til verndar og svo er hægt að skipta um skynjara án þess að slökkva á.
- Vantar þig höfuðsendi-?Að breyta í 4-20mA merki beint við skynjarann bætir hávaðaónæmi á löngum snúruhlaupum og er þess virði aukakostnaðinn í rafhljóða umhverfi.
- Hver er kvörðunar- og skiptiáætlun þín?Skynjarar reka yfir áralanga hitauppstreymi. Mikilvægar ferlar eru venjulega skoðaðir árlega; Vöktunarpunktar með litlum-vef geta varað lengur.
Uppsetningarskýringar sem vert er að vita
Innsetningardýpt skiptir meira máli en flestir búast við - skynjunaroddurinn þarf að ná inn í raunverulegt flæði eða miðil, ekki bara pota í gegnum pípuvegginn, eða þú endar með því að mæla jaðarlagið í stað ferlisins. Thermowells eru þess virði að auka kostnaðinn hvar sem þrýstingur, tæring eða þörfin á að skipta um heitt-skipti. Og ef þú ert að bilanaleita lestur sem virðist óvirkur skaltu athuga viðnámið við þekkt viðmiðunarhitastig (ísvatn er ódýr, áreiðanleg 0 gráðu viðmiðun) áður en þú gerir ráð fyrir að sendirinn eða ferlið sjálft sé vandamálið.
Niðurstaða
Eðlisfræðin á bak við PT100 er einföld og hefur ekki breyst í áratugi - viðnám platínu eykst fyrirsjáanlega með hitastigi og það samband er staðlað þannig að tæki frá mismunandi framleiðendum séu sammála hvert öðru. Þar sem kaupendur fara í raun úrskeiðis er ekki skynjaravalið sjálft; það eru smáatriðin í kringum það - raflögn, samkvæmni blývírs, slíðurefni fyrir raunverulegar vinnsluaðstæður. Fáðu þær rétt á sérstakri stigi og skynjarahlutinn er auðveldi hlutinn.
Ef þú ert að útvega PT100 skynjara fyrir tiltekna línu eða búnað, er það venjulega það sem skilur skynjara sem virkar frá einum sem er skipt út tvisvar áður en einhver finnur raunverulega vandamálið að senda birgjanum þínum hitastigið, nauðsynlegan nákvæmniflokk, raflagnagerð og uppsetningarumhverfi fyrir framan - frekar en bara hlutanúmerið -.
Algengar spurningar
Er PT100 það sama og RTD?
Nei - PT100 er ein sérstök tegund af RTD, gerð úr platínu með 100 ohm viðnám við 0 gráður. RTD er víðtækari flokkurinn, sem inniheldur einnig PT500, PT1000 og nikkel- eða kopar-undirstaða skynjara.
Hversu nákvæmur er PT100 skynjari í raun og veru?
Flokkur B er nákvæmur í um það bil ±0,30 gráður við 0 gráður. A flokkur herðir það í u.þ.b. ±0,15 gráður. Há-nákvæmni 1/10 DIN skynjarar ná ±0,03 gráðum, sem er aðallega rannsóknarstofu eða kvörðunar-staðlað forskrift frekar en eitthvað sem almennt ferlivöktun þarfnast.
Þolir PT100 undir-núll hitastig?
Já, staðlaðar einingar eru metnar niður í u.þ.b. -200 gráður, sem nær yfir flest frysti- og kaldkeðjuforrit án þess að þurfa neitt sérhæft.
Af hverju eru sumir PT100 skynjarar með þrjá eða fjóra víra í stað tveggja?
Auka vírarnir láta tækið draga frá viðnám leiðsluvírsins sjálfs, sem annars myndi teljast hluti af hitamerkinu - villu sem vex með lengd snúrunnar.
Heimildir
- Alþjóða raftækninefndin.IEC 60751 - Iðnaðarplatínuviðnámshitamælar og platínuhitaskynjarar.
- National Institute of Standards and Technology (NIST).Tilvísunargögn ITS-90 hitastigskvarða og platínuviðnámshitamælingar.
- Omega verkfræði.RTD (Resistance Temperature Detector) Leiðbeiningarleiðbeiningar.
- Fluke Corporation.Kvörðun: Heimspeki í reynd - mótstöðuhitamæling.
