Hőmérséklet-érzékelők fűtéshez: rendeltetés, típusok, szerelési útmutató

A fűtőberendezések működtetésekor ellenőrizni kell a hűtőfolyadék fűtési fokát, valamint a helyiség levegőjét.A fűtési hőmérséklet-érzékelők segítenek az információk rögzítésében és továbbításában, amelyekből az információk vizuálisan kiolvashatók vagy azonnal elküldhetők a vezérlőnek.

Javasoljuk, hogy ismerje meg a hőmérséklet-érzékelők működését, milyen típusú felügyeleti eszközök léteznek, és milyen paramétereket kell figyelembe venni az eszköz kiválasztásakor. Ezenkívül elkészítettünk lépésről lépésre szóló utasításokat, amelyek segítenek abban, hogy saját maga telepítse a hőmérséklet-érzékelőt a fűtőtestre.

A hőérzékelő működési elve

A fűtési rendszert számos módszerrel szabályozhatja, többek között:

• automatikus eszközök az időben történő energiaellátáshoz;
• biztonsági megfigyelő blokkok;
• keverő egységek.

Mindezen csoportok megfelelő működéséhez hőmérséklet-érzékelőkre van szükség, amelyek jeleket adnak az eszközök működéséről. Ezen eszközök leolvasásának megfigyelése lehetővé teszi számunkra, hogy időben azonosítsuk a rendszer hibáit, és megtegyük a korrekciós intézkedéseket.

Lázcsillapításra sokféle eszközt használnak. Hűtőfolyadékba meríthetők, beltéren vagy kültéren is használhatók

A hőmérséklet-érzékelő használható különálló eszközként, például egy helyiség hőmérsékletének figyelésére, vagy egy komplex készülék, például egy fűtőkazán szerves része lehet.

Az automatizált vezérlésben használt ilyen eszközök alapja a hőmérséklet-jelzők elektromos jellé alakításának elve. Ennek köszönhetően a mérési eredmények gyorsan, digitális kód formájában továbbíthatók a hálózaton, ami nagy sebességet, érzékenységet és mérési pontosságot garantál.

Ugyanakkor a fűtési fokozat mérésére szolgáló különféle eszközök tervezési jellemzőkkel rendelkezhetnek, amelyek számos paramétert befolyásolnak: működés egy bizonyos környezetben, átviteli mód, megjelenítési módszer és mások.

Hőmérsékletmérő készülékek típusai

A termikus eszközöket számos fontos szempont alapján lehet osztályozni, többek között az információtovábbítás módja, a telepítés helye és körülményei, valamint a leolvasási algoritmus alapján.

Az információátadás módszerével

Az információ továbbításának módja szerint az érzékelőket két nagy kategóriába sorolják:

• vezetékes eszközök;
• vezeték nélküli érzékelők.

Kezdetben minden ilyen eszközt vezetékekkel szereltek fel, amelyeken keresztül a hőérzékelők kommunikáltak a vezérlőegységgel, és információt továbbítottak neki. Bár az ilyen eszközök mára felváltották vezeték nélküli társaikat, még mindig gyakran használják egyszerű áramkörökben.

Ezenkívül a vezetékes érzékelők működése pontosabb és megbízhatóbb.

A kompozit eszközökben használt vezetékes érzékelő egyenletes működésének biztosítása érdekében tanácsos kombinálni ugyanazon gyártó által gyártott berendezéssel.

Jelenleg széles körben elterjedtek a vezeték nélküli eszközök, amelyek leggyakrabban rádióhullám-adó és -vevő segítségével továbbítják az információkat. Az ilyen eszközök szinte bárhol felszerelhetők, beleértve a külön helyiséget vagy a szabadban.

Az ilyen hőmérséklet-érzékelők fontos jellemzői:

• akkumulátor jelenléte;
• mérési hiba;
• jelátviteli tartomány.

A vezeték nélküli/vezetékes eszközök teljesen helyettesíthetik egymást, de működésükben van néhány sajátosság.

Helyszín és elhelyezési mód szerint

A felszerelés helye alapján az ilyen eszközök a következő típusokra oszthatók:

• a fűtési körhöz kapcsolódó rezsi;
• merülő, érintkezik a hűtőfolyadékkal;
• beltéri, lakó- vagy irodaterületen belül található;
• külső, amelyek kívül helyezkednek el.

Egyes egységek többféle érzékelőt használhatnak egyidejűleg a hőmérséklet szabályozására.

A leolvasási mechanizmus szerint

Az információ megjelenítésének módja szerint az eszközök lehetnek:

• bimetál;
• alkohol.

Az első lehetőség két különböző fémből készült lemez, valamint egy számlapjelző használatát foglalja magában. A hőmérséklet emelkedésével az egyik elem deformálódik, ami nyomást gyakorol a nyílra. Az ilyen készülékek leolvasását jó pontosság jellemzi, de nagy hátrányuk a tehetetlenségük.

A bimetál és alkoholos termosztátokat gyakran szerelik fel fűtőberendezésekre, például kazánokra. Lehetővé teszik a hő figyelését, amelynek túllépése végzetes következményekkel járhat.

Az alkoholfogyasztáson alapuló érzékelők szinte teljesen mentesek ettől a hátránytól. Ebben az esetben egy alkoholtartalmú oldatot öntünk egy hermetikusan lezárt lombikba, amely melegítés hatására kitágul. A kialakítás meglehetősen elemi, megbízható, de nem túl kényelmes a megfigyelésekhez.

Különféle hőmérséklet-érzékelők

A hőmérséklet leolvasásához különböző működési elvű eszközöket használnak. A legnépszerűbb eszközök közé tartoznak az alább felsorolt ​​eszközök.

Hőelemek: pontos leolvasás - nehezen értelmezhető

Egy ilyen eszköz két, egymáshoz forrasztott vezetékből áll, amelyek különböző fémekből készülnek. A meleg és hideg végek között fellépő hőmérséklet-különbség 40-60 μV-os elektromos áram forrásaként szolgál (a mutató a hőelem anyagától függ).

A hőelemek gyártásához leggyakrabban a következő fémek és ötvözetek kombinációit használják: króm-alumínium, vas-kosztantán, vas-nikkel, nikkel-króm és mások

A hőelem rendkívül pontos hőmérséklet-érzékelőnek számít, de meglehetősen nehéz pontos leolvasást venni belőle. Ehhez meg kell találnia az elektromotoros erőt (EMF) a készülék hőmérséklet-különbségéből.

A helyes eredmény érdekében fontos a hideg csomópont hőmérsékletének kompenzálása, például hardveres módszerrel, amelyben egy második hőelemet egy korábban ismert hőmérsékletű környezetbe helyeznek.

A szoftveres kompenzációs módszer szerint az izokamrába egy másik hőmérséklet-érzékelőt helyeznek el a hideg csomópontokkal együtt, amely lehetővé teszi a hőmérséklet adott pontosságú szabályozását.

A hőelemről történő adatgyűjtés folyamata bizonyos nehézségeket okoz a nemlinearitása miatt. A leolvasások helyességének biztosítása érdekében a GOST R 8.585-2001 polinomiális együtthatókat vezet be, amelyek lehetővé teszik az EMF hőmérsékletre konvertálását, valamint fordított műveletek végrehajtását.

További probléma, hogy a leolvasásokat mikrovoltokban veszik fel, amelyek nem konvertálhatók széles körben elérhető digitális műszerekkel.Ahhoz, hogy hőelemet használjunk a tervekben, pontos, több számjegyű konvertereket kell biztosítani minimális zajszinttel.

Termisztorok: könnyű és egyszerű

Sokkal egyszerűbb a hőmérséklet mérése termisztorokkal, amelyek az anyagok ellenállásának a környezeti hőmérséklettől való függésének elvén alapulnak. Az ilyen, például platinából készült eszközöknek olyan fontos előnyei vannak, mint a nagy pontosság és a linearitás.

Az ilyen hőmérséklet-érzékelők fő problémájának a rendkívül alacsony hőmérsékleti ellenállási együttható tekinthető, de ennek pontos mérése még mindig könnyebb, mint a hőelemek alacsony feszültségértékeinek kimutatása.

Az ellenállás fontos jellemzője az alapellenállás egy bizonyos hőmérsékleten. A GOST 21342.7-76 szerint ezt a mutatót 0 ° C-on mérik. Ebben az esetben ajánlatos számos ellenállásértéket (Ohm), valamint T_ks – hőmérsékleti együttható.

T jelző_ks képlettel számolva:

T_ks = (R_e –R_0c)/(T_e – T_0c) *1/R_0c,

Ahol:

• R_e – ellenállás az aktuális hőmérsékleten;
• R_0c – ellenállás 0°C-on;
• T_e – aktuális hőmérséklet;
• T_0c – 0°C.

A GOST hőmérsékleti együtthatókat is biztosít különféle rézből, nikkelből, platinából készült mérőeszközökhöz, és jelzi a hőmérséklet kiszámításához használt polinomiális együtthatókat is az áramellenállás értékei alapján.

A termisztoros érzékelőket pontosságuk, érzékenységük és könnyű kezelhetőségük miatt széles körben használják az elektronikai és a gépiparban.

Ellenállást mérhet úgy, hogy a készüléket egy áramforráshoz csatlakoztatja, és megméri a feszültségkülönbséget. Az indikátorokat integrált áramkörök segítségével figyelheti, amelyek analóg kimenete megegyezik a tápfeszültséggel.

Az ilyen eszközökkel ellátott hőérzékelők biztonságosan csatlakoztathatók egy analóg-digitális átalakítóhoz, amelyet nyolc vagy tíz bites ADC-vel digitalizálnak.

Digitális érzékelő az egyidejű mérésekhez

A digitális hőmérséklet-érzékelőket is széles körben használják, például a DS18B20 modellt, amely három kimenettel rendelkező mikroáramkörrel működik. Ennek az eszköznek köszönhetően lehetőség van egyidejűleg több párhuzamosan működő érzékelőről hőmérséklet-leolvasásra, mindössze 0,5 hibával.°C.

Népszerű modell az SHT1 kombinált hőmérséklet/páratartalom érzékelő, amellyel +2°-os, páratartalmat +5-ös pontossággal mérhet. Maga a gyártó azonban azt állítja, hogy vannak pontosabb és gazdaságosabb eszközök

A készülék egyéb előnyei között megjegyezhető az üzemi hőmérséklet széles tartománya (-55+125°C). A fő hátrány a lassú működés: a legpontosabb számításokhoz az eszköznek legalább 750 ms-ra van szüksége.

Érintésmentes irométerek (hőkamerák)

Ezeknek az érintésmentes érzékelőknek a működése a testekből származó hősugárzás érzékelésén alapul. A jelenség jellemzésére az egységnyi felületről egységnyi idő alatt felszabaduló energia mennyiségét használjuk, amely egységnyi hullámhossz-tartományba esik.

Hasonló kritériumot, amely a monokromatikus sugárzás intenzitását tükrözi, spektrális fényességnek nevezzük.

A következő típusú pirométerek léteznek:

• sugárzás;
• fényerő (optikai);
• szín.

Sugárzás pirométerek lehetővé teszi a mérések elvégzését 20-25000°C tartományban, azonban a hőmérséklet meghatározásához fontos figyelembe venni a sugárzási hiányossági együtthatót, melynek effektív értéke a szervezet fizikai állapotától, kémiai állapotától függ. összetétel és egyéb tényezők.

A sugárzásérzékelő fő működési eleme egy teleszkóp, amelynek belsejében hőelemek soros áramköréből álló akkumulátor található. Ezeknek az eszközöknek a munkavégei egy platina bevonatú sziromon (+) találhatók.

Fényerő (optikai) pirométerek 500-4000°C hőmérséklet mérésére tervezték. Nagy mérési pontosságot biztosítanak, de torzíthatják a mért értékeket a testek sugárzásának lehetséges elnyelése miatt a közbenső közegben, amelyen keresztül a megfigyeléseket végezzük.

Színes pirométerek800 és 0 °C közötti mérésekhez használjuk, amelyek hatása a sugárzás intenzitásának meghatározásán alapul két hullámhosszon - lehetőleg a spektrum vörös vagy kék részén.

Fő előnyük, hogy a sugárzás hiányossága nem befolyásolja a mérési hibákat. Ezenkívül a mutatók nem függnek a tárgy távolságától.

Kvarc hőmérséklet átalakítók (piezoelektromos)

A -80 + 250°C tartományon belüli hőmérséklet leolvasásához kvarc átalakítókat (piezoelektromos elemeket) használhat, amelyek működési elve a kvarc fűtéstől való frekvenciafüggésén alapul. Ebben az esetben a jelátalakító működését a kristálytengelyek mentén történő vágás helye befolyásolja.

A kutatómunkában leggyakrabban piezoelektromos (kvarc) eszközöket használnak, mivel az ilyen eszközöket kiterjesztett mérési tartomány, megbízhatóság és nagy pontosság jellemzi.

A piezoelektromos érzékelőket finom érzékenység, nagy felbontás jellemzi, és hosszú ideig képesek megbízhatóan működni. Az ilyen eszközöket széles körben használják a digitális hőmérők gyártásában, és a jövő technológiáinak egyik legígéretesebb eszközeként tartják számon.

Zaj (akusztikus) hőmérséklet-érzékelők

Az ilyen eszközök működését az akusztikus potenciálkülönbség eltávolítása biztosítja az ellenállás hőmérsékletétől függően.

Az akusztikai módszerek lehetővé teszik a hőmérséklet leolvasását zárt térben és olyan környezetben, ahol nem lehetséges a közvetlen mérés. Hasonló eszközöket alkalmaztak az orvostudományban, a víz alatti kutatásban, valamint az iparban.

Az ilyen érzékelőkkel végzett mérési módszer meglehetősen egyszerű: össze kell hasonlítani két hasonló elem által keltett zajt, amelyek közül az egyik egy korábban ismert hőmérsékletű, a másik pedig egy meghatározott hőmérsékleten.

Az akusztikus hőmérséklet-érzékelők a -270 - +1100 tartomány mérésére alkalmasak°C. Ugyanakkor a folyamat bonyolultsága a túl alacsony zajszintben rejlik: az erősítő által keltett hangok néha elnyomják azt.

NQR hőmérséklet érzékelők

A nukleáris kvadrupólus rezonancia hőmérők működésének lényege a térgradiens hatása, amelyet a kristályrácsok és a magmomentum képez - ez a mutató, amelyet a töltésnek a gömb szimmetriájától való eltérése okoz.

A jelenség hatására magok felvonulása következik be: gyakorisága a rácsmező gradiensétől függ.Ennek a mutatónak az értékét a hőmérséklet is befolyásolja: emelkedése az NQR frekvencia csökkenését okozza.

Az ilyen érzékelők fő eleme egy anyagot tartalmazó ampulla, amelyet a generátor áramköréhez csatlakoztatott induktív tekercsbe helyeznek.

A készülékek előnye a korlátlan mérési idő, a megbízhatóság és a stabil működés. Hátránya a mérések nemlinearitása, ami konverziós függvény alkalmazását teszi szükségessé.

Félvezető eszközök

Azoknak az eszközöknek a kategóriája, amelyek a p-n átmenet jellemzőiben a hőmérséklet hatására bekövetkező változásokon alapulnak. A tranzisztoron lévő feszültség mindig arányos a hőmérséklet hatásával, így ez a tényező könnyen kiszámítható.

Az ilyen eszközök előnyei a nagy adatpontosság, az alacsony költség és a lineáris jellemzők a teljes mérési tartományban. Az ilyen eszközöket kényelmes közvetlenül félvezető hordozóra szerelni, így kiválóan alkalmas mikroelektronikai célokra.

Térfogat-átalakítók a hőmérséklet leolvasásához

Az ilyen eszközök a melegítés vagy hűtés során megfigyelt anyagok tágulásának és összehúzódásának jól ismert elvén alapulnak. Az ilyen érzékelők meglehetősen praktikusak. Használhatók -60 - +400°C közötti hőmérséklet meghatározására.

A hőmérséklet vizuális szabályozásának lehetővé tétele érdekében a legtöbb helyiségben található hőmérséklet-érzékelő kijelzővel van felszerelve, amely megjeleníti az aktuális értékeket

Fontos megjegyezni, hogy a folyadékok ilyen eszközökkel történő mérését forráspontjuk és fagyásuk, a gázok mérését pedig a folyékony állapotba való átmenetük korlátozza.A környezeti hatások által okozott mérési hiba ezeknél az eszközöknél meglehetősen kicsi: 1-5% között változik.

Hőmérséklet-érzékelők kiválasztása

Az ilyen eszközök kiválasztásakor vegye figyelembe a következőket:

• hőmérséklet-tartomány, amelyben a méréseket végzik;
• az érzékelő tárgyba vagy környezetbe merítésének szükségessége és lehetősége;
• mérési feltételek: agresszív környezetben történő leolvasáshoz jobb az érintésmentes változat vagy a korrózióálló házban elhelyezett modell előnyben részesítése;
• az eszköz élettartama kalibrálás vagy csere előtt - bizonyos típusú eszközök (például termisztorok) gyorsan meghibásodnak;
• műszaki adatok: felbontás, feszültség, jel sebessége, hiba;
• kimeneti jel értéke.

Egyes esetekben a készüléktest anyaga is fontos, beltéri használat esetén pedig a méretek és a kialakítás is fontosak.

A „csináld magad” telepítési javaslatok

Az ilyen eszközöket széles körben használják különféle célokra: radiátorokkal, fűtőkazánokkal és egyéb háztartási készülékekkel vannak felszerelve.

A szerelés megkezdése előtt figyelmesen olvassa el az utasításokat: nem csak a szerelési jellemzőket (például a csőhöz való csatlakozás méreteit), hanem az üzemeltetési szabályokat, valamint a hőmérsékleti határokat is jelzi, amelyekre a mérőeszköz alkalmas.

Figyelembe kell venni a hüvely méretét is, amely 120-160 mm között változhat.

Tekintsük a hőmérséklet-érzékelő felszerelésének két leggyakoribb esetét.

A készülék csatlakoztatása radiátorhoz

Nem szükséges minden fűtőberendezést termosztáttal felszerelni. Az előírások szerint, érzékelők vannak az akkumulátorra szerelve, ha összteljesítménye meghaladja a hasonló rendszerek által termelt hő 50%-át.Ha két fűtőtest van a helyiségben, akkor a termosztát csak az egyikre van felszerelve, amelynek nagyobb a teljesítménye.

A hőmérséklet-érzékelő a hőmérséklet-szabályozók kötelező eleme, amely lehetővé teszi a radiátorok, fűtött padlók és egyéb fűtőberendezések fűtésének csökkentését vagy növelését

A készülék szelepét a bevezető csővezetékre szerelik fel arra a pontra, ahol a radiátor csatlakozik a fűtési hálózathoz. Ha egy meglévő láncba lehetetlen beilleszteni, akkor az ellátó vezetéket szét kell szerelni, ami nehézségeket okozhat.

Ennek a manipulációnak a végrehajtásához csövek vágására szolgáló eszközt kell használni, míg a termikus fej felszerelése könnyen elvégezhető speciális felszerelés nélkül. Az érzékelő felszerelése után elegendő a testen és a készüléken lévő jelölések egymáshoz igazítása, majd a fej sima kézi nyomással rögzítésre kerül.

Léghőmérséklet-érzékelő beszerelése

Az ilyen eszközt a leghidegebb nappaliba kell felszerelni, huzat nélkül (előszobában, konyhában vagy kazánházban a telepítés nem kívánatos, mivel zavarokat okozhat a rendszer működésében).

A hely kiválasztásakor ügyelni kell arra, hogy a készüléket ne érje napfény, és a közelben ne legyenek fűtőberendezések (fűtőtestek, radiátorok, csövek).

Hagyományos fűtési rendszerhez elegendő egy termosztát, míg kollektorkörnél több érzékelőt célszerű használni, amelyek száma egybeesik a helyiségek számával. Ez lehetővé teszi a hőmérséklet egyedi szabályozását különálló helyiségekben.

A készülék csatlakoztatása a műszaki adatlapon található utasítások szerint történik, a készletben található kapcsok vagy kábel segítségével.

Ha figyelnie kell a hőmérsékletét hőmérséklet érzékelő a "meleg padlóban" a betonesztrich mélyén helyezhető el. Ebben az esetben a védelem érdekében egy zárt végű és ferde hajlítású hullámos csövet használhat.

Ez utóbbi funkció lehetővé teszi, hogy szükség esetén eltávolítsuk a törött eszközt és cseréljük ki egy újra.

A készülék telepítése a következőképpen történik:

1. A falban egy mélyedés van kialakítva a tartozék felszereléséhez.
2. Az elülső részt eltávolítják a hőmérséklet-érzékelőről, majd a készüléket az előkészített területre telepítik.
3. Ezután a fűtőkábel az érintkezőkhöz, míg a kivezetések az érzékelőkhöz csatlakoznak.

Az utolsó lépés a tápkábel csatlakoztatása és az előlap felszerelése a helyére.

A fűtőkazán termosztát bekötési rajza részletesen le van írva ez a cikk.

Ha az eszköz, amelynek funkcionalitása az érzékelők belső csatlakoztatását igényli, összetett felépítésű, jobb, ha szakemberhez fordul.

Következtetések és hasznos videó a témában

Az alábbi videó részletesen leírja, hogyan kell hőkészülékeket telepíteni egy fűtőkazánra:

Különböző az érzékelők felszerelése a be- és visszatérő csövekre?

A hőmérséklet-érzékelőket széles körben használják mind a különböző iparágakban, mind a háztartási célokra. A hasonló eszközök széles választéka, amelyek különböző működési elveken alapulnak, lehetővé teszi, hogy kiválassza a legjobb megoldást egy adott probléma megoldására.

A házakban és lakásokban az ilyen eszközöket leggyakrabban a helyiségek kényelmes hőmérsékletének fenntartására, valamint a fűtési rendszerek - radiátorok, fűtött padlók - szabályozására használják.

Van valami hozzáfűznivalója, vagy kérdései vannak a hőmérséklet-érzékelő kiválasztásával és beszerelésével kapcsolatban? Megjegyzéseket írhat a kiadványhoz, részt vehet beszélgetésekben, és megoszthatja saját tapasztalatait az ilyen eszközök használatával kapcsolatban. A kapcsolatfelvételi űrlap az alsó blokkban található.