Aktuální vydání

celé číslo

08

2020

Mozaika novinek a informací

Restart ekonomiky

celé číslo

Kompaktní snímače teploty TE2

Snímače teploty TE2 od společnosti Baumer jsou kompaktní zařízení, která se sklá­dají z odporového senzoru Pt100, jednoduchého nebo zdvojeného, odolného těla přístroje a popř. vestavěného převodníku s výstupem 4 až 20 mA. Výhodou sníma­čů je jejich velká flexibilita a všestranná použitelnost, včetně zařízení s velkými po­žadavky na hygienu. Rozsah výstupu převodníku lze nastavit pomocí programátoru FlexProgrammer 9701.

 
Snímače TE2 mohou být vzhledem k vel­kému množství variant mechanických (pro­cesních) připojení k technologickým zaříze­ním použity v různých oblastech techniky: v chemickém, farmaceutickém a potravi­nářském průmyslu, vodohospodářství, energetice atd. Konfigurace snímačů je velmi všestranná. Sní­mače je možné podle po­žadavků zákazníka vyba­vit senzorem pro přesná měření a použít je i v úlo­hách s velkou dynamikou změn teploty. Snímače mo­hou mít jednoduchý nebo dvojitý senzor a dvouvo­dičové nebo čtyřvodičové zapojení. Zákazník může volit různé délky stonku. Rozsah teplot média je –50 až +250 °C. Pro úlo­hy, kde hrozí, že by tep­lota převodníku přesáhla jeho povolenou provozní teplotu, se dodává chladi­cí límec.
 

Přesnost snímače

Snímače teploty TE2 využívají senzo­ry Pt100. Jde o platinové odporové senzory, jejichž jmenovitý odpor při 0 °C je 100 Ω. Přesnost odporových senzorů teploty Pt100 je stanovena normou ČSN EN 60751 Průmys­lové platinové odporové teploměry a platinové snímače teploty [1]. U třídy A je nejistota měření dána rovnicí ±(0,15 + 0,002|t|), kde t je teplota ve stupních Celsia; u třídy B je to ±(0,3 + 0,005|t|). U snímačů TE2 lze specifi­kovat také senzory třídy 1/3B a 1/6B.
 
Norma stanovuje pouze nejistotu převodní charakteristiky odpor-teplota senzorů Pt100. Dalším zdrojem nejistot měření je převod­ník snímače, který převádí signál ze senzoru na výstupní signál, např. 4 až 20 mA.
 
Zásadní chyby mohou vzniknout také ne­vhodnou montáží snímače. Vždy je třeba pa­matovat na to, že snímač měří teplotu v místě senzoru, a konstruktér měřicího místa musí zajistit, aby tato teplota byla co nejblíže té, která má být skutečně měřena. Určuje se tzv. hloubka ponoru. Obvykle je uváděno, že pro provozní měření by hloubka ponoru měla být dána délkou citlivé části plus pětináso­bek průměru stonku; velmi však záleží také na ustálení teploty v potrubí a dalších okol­nostech. Přesnější pravidlo říká, že hloubka ponoru je stanovena správně, jestliže při vy­sunutí o 1 cm bude odchylka naměřené hod­noty menší než požadovaná přesnost měření. Zájemcům o hlubší rozbor problematiky lze doporučit [2], [3].
 

Doba odezvy

Další chyby vznikají v důsledku nerespek­tování rychlosti odezvy snímače na změnu teploty. Zjednodušeně řečeno, čím lépe je senzor chráněn před nepříznivými vlivy oko­lí, tím delší má dobu odezvy. Dobu odezvy je možné zkrátit vhodnou volbou materiálu stonku. Naštěstí jsou změny teploty u větši­ny průmyslových zařízení tak pozvolné, že dynamické chování snímače není třeba brát příliš v úvahu.
 
Snímače TE2 jsou dodá­vány se stonkem o průměru 6 mm a dobou odezvy t50 = 3 s (ve vodě). Pro úlohy, kde je dynamika změn teplot výraz­nější, jsou k dispozici prove­dení s průměrem konce ston­ku 3 nebo 4 mm a s kratší do­bou odezvy.
 
Doba odezvy se zkracuje také v proudících médiích. Naopak v médiích s horší vodivostí je doba odezvy delší. Například snímač v běž­ném provedení má dobu ode­zvy ve vodě proudící rychlos­tí 0,4 m/s t50= 1,5 s, ve vzdu­chu proudícím rychlostí 3 m/s t50 = 21,4 s, ale ve vzduchu, který neproudí, je t50= 135,6 s. V tomto případě je na místě uvažovat o snímači s rychlej­ší odezvou.


Elektrické zapojení

Snímač může být dodáván s přímým odporovým výstu­pem nebo s převodníkem za­budovaným do těla přístroje s výstupem 4 až 20 mA. Připo­jovací konektor je DIN 43650-A nebo M12; varianta s ko­nektorem M12 má krytí IP67, zatímco varianta s konektorem DIN 43650-A IP65.
 
Zapojení senzorů snímačů TE2 je dvouvodičové. Sníma_če jsou dodávány i se dvě­ma senzory Pt100 ve stonku. V této variantě jsou snímače k dispozici jen s běžným stonkem, tj. s delší dobou odezvy, a bez vestavěného převodníku. Dva senzory ve stonku zvyšují přesnost a spolehli­vost měření. Jsou-li jejich údaje příliš roz­dílné, má se za to, že jeden senzor nepra­cuje správně.
 

Mechanické připojení

Zákazník si může vybrat snímače TE2 s různými druhy mechanických (procesních) připojení: se stonkem bez závitu, se závitem G 1/2A v běžném (obr. 1) nebo hygienickém (obr. 2) provedení, se závitem M12 × 1,5, popř. navíc s kuželovým těsněním z PEEK, nebo snímač s kónickým tělem (průměr ston­ku 3 mm) pro vložení do návarku. K dispozi­ci je velké množství různých návarků, zvláště pro použití v zařízeních s velkými požadav­ky na hygienu.
 

Nastavení převodníku

Vestavěný převodník lze nastavovat pro­střednictvím programovacího adaptéru Flex­Programmer (obr. 3) a softwaru FlexProgram. Nastavuje se měřicí rozsah, tj. hodnoty tep­lot odpovídací výstupu 4 a 20 mA, a ofset. Software umožňuje aktuálně (on-line) sle­dovat naměřené hodnoty v počítači a zazna­menávat je.
 

Použití

Snímače TE2 ve standardním provede­ní jsou vhodné pro použití v průmyslu, např. k měření teploty vody, páry apod. Smáčené části jsou vyrobeny z korozivzdorné oceli odol­né proti kyselému prostředí. Snímač v hygie­nickém provedení odolává vysokým teplotám a čistidlům při procesech CIP a SIP a je vhod­ný pro potravinářský a farmaceutický průmysl.
 
Literatura:
[1] ČSN EN 60751 Průmyslové platinové odporové teploměry a platinové snímače teploty. Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, Praha, 2009.
[2] BEJČEK, L.: Přehled trhu snímačů teploty do průmyslového prostředí. In: časopis Auto­ma. FCC Public, Praha, 2009, č. 6, s. 26–30.
[3] STRNAD, R.: Měření teploty – porozumě­ní vlastnostem měřicího přístroje. In: časo­pis Automa. FCC Public, Praha, 2009, č. 6, s. 31–35.
(PROFESS, spol. s r. o.)
Distributor pro ČR:
PROFESS, spol. s r. o.
Květná 5, 326 00 Plzeň
tel.: 377 454 411
e-mail: pci@profess.cz  
 
Obr. 1. Snímače TE2 se závitem G 1/2A a s různými délkami stonku (nahoře se zabudovaným převodníkem, dole bez něj)
Obr. 2. Snímač TE2 v provedení pro zařízení s velkými po­žadavky na hygienu
Obr. 3. Programovací adaptér FlexProgrammer
 

Přehled základních vlastností snímačů TE2:

  • robustní tělo z korozivzdorné oceli,
  • smáčené části z korozivzdorné oceli a PEEK odolávající kyselinám,
  • široký výběr mechanických připojení,
  • jednoduchý nebo dvojitý senzor Pt100,
  • přesnost třídy A nebo B (1/1, 1/3, 1/6),
  • stonek s běžnou nebo rychlou odezvou,
  • elektrické připojení konektorem M12 nebo DIN 43650,
  • volitelně integrovaný převodník signálu na proudovou smyčku 4 až 20 mA s mož­ností programovat rozsah pomocí PC.