เครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิ

การวัดอุณหภูมิอุตสาหกรรม

อุณหภูมิเป็นหนึ่งในสี่การวัดกระบวนการพื้นฐาน (อื่น ๆ ได้แก่ ความดันระดับและการไหล) การวัดอุณหภูมิใช้ในแอพพลิเคชั่นที่แตกต่างกัน ความไม่ถูกต้องของการอ่านอุณหภูมิอาจส่งผลกระทบต่อผลกำไร

ตัวอย่างเช่นหากตัวควบคุมรักษาอุณหภูมิของน้ำที่ 100 ° F ในกระบวนการและการวัดอุณหภูมิที่กลับไปที่ตัวควบคุมนั้นต่ำกว่าอุณหภูมิจริงเพียง 1 ° F คอนโทรลเลอร์จะเพิ่มพลังงานให้กับกระบวนการเพื่อให้ได้ 100 ° F (แม้ว่ามันจะไม่จำเป็นจริงๆก็ตาม) คุณจะเสียพลังงานไปเท่าไหร่ต่อปี? แน่นอนว่ามันขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำที่เรากำลังพูดถึง แต่ถ้าคุณใช้ 100,000+ ต่อปีราคา 8,000 เหรียญต่อปีหรือไม่? 10,000 เหรียญ / ปี? หรือ มากกว่านั้น? ค่าใช้จ่ายของความไม่แม่นยำในการวัดเพียงเล็กน้อย (เพียง 1 ° F) เป็นเรื่องจริง แต่มักถูกมองข้าม

คุณจะเห็นได้ว่าสิ่งสำคัญคือต้องมีความเข้าใจในการวัดอุณหภูมิเป็นอย่างดี ส่วนต่อไปนี้จะครอบคลุมพื้นฐานของเซ็นเซอร์อุณหภูมิและเหตุใดการใช้เครื่องส่งอุณหภูมิจึงมีประโยชน์

เซนเซอร์

มีการพัฒนาเซ็นเซอร์จำนวนมากตลอดหลายปีที่ผ่านมา ทั้งหมดนี้สรุปอุณหภูมิผ่านการเปลี่ยนแปลงลักษณะทางกายภาพของเซ็นเซอร์ ตัวอย่างที่ดีคือปรอทวัดอุณหภูมิ ปริมาตรของปรอท (ลักษณะทางกายภาพ) เปลี่ยนแปลงในลักษณะที่คาดเดาได้เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง การทราบถึงการเปลี่ยนแปลงที่คาดเดาได้ทำให้เราสามารถสร้างเทอร์โมมิเตอร์ที่มีสเกลภาพที่เราอ่านอุณหภูมิได้ แต่ในการใช้งานทางอุตสาหกรรมเราต้องการสิ่งที่แม่นยำกว่าเทอร์โมมิเตอร์แบบปรอท เซ็นเซอร์ทั่วไปที่ใช้ในงานอุตสาหกรรม ได้แก่ ตัวตรวจจับอุณหภูมิตัวต้านทาน (RTD) และ เทอร์โมคัปเปิล (T / C)

อะไรคือความแตกต่างระหว่าง RTD และ Thermocouple?

RTD ทำจากวัสดุชนิดเดียวที่มีความต้านทานไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง การรู้ความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานและอุณหภูมิทำให้เราสามารถสรุปอุณหภูมิที่วัดได้ วัสดุทั่วไปที่ใช้สำหรับ RTD คือ Platinum แต่ก็มีการใช้วัสดุอื่น ๆ เช่นกัน แพลตตินั่มมีการเปลี่ยนแปลงความต้านทานที่กำหนดไว้อย่างดีต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิองศาในซองอุณหภูมิกว้าง ข้อดีของ RTD คือเอาต์พุตที่แม่นยำคงที่ในระยะเวลาอันยาวนาน ข้อเสียคือต้นทุนที่สูงขึ้นในตอนแรกและซองวัดที่ จำกัด เมื่อเทียบกับเทอร์โมคัปเปิล (ดูกราฟด้านล่าง)

เทอร์โมคัปเปิล ทำจากตัวนำไฟฟ้าสองตัวที่แตกต่างกันซึ่งเชื่อมต่อที่ปลายด้านหนึ่ง การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่จุดเชื่อมต่อของวัสดุทั้งสองทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าระหว่างวัสดุทั้งสอง การรู้ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิที่สร้างขึ้นช่วยให้เราสามารถสรุปอุณหภูมิที่วัดได้ เทอร์โมคัปเปิลทำจากวัสดุหลายชนิดผสมกัน ชุดค่าผสมแต่ละชุดมีซองอุณหภูมิที่แตกต่างกัน เทอร์โมคัปเปิลมีความทนทานมากกว่าราคาไม่แพงตอบสนองได้เร็วกว่าและมีซองวัดขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับ RTD แต่จะไม่เสถียรและความแม่นยำจะลดลงเมื่อเวลาผ่านไป

เทอร์โมคัปเปิลเป็นสิ่งที่ใช้กันทั่วไปในทั้งสอง

เครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิ

เช่นเดียวกับเครื่องมือภาคสนามทั้งหมดจุดประสงค์ของการอ่านค่าอุณหภูมิคือเพื่อให้ข้อมูลนั้นกลับไปที่ตัวควบคุม / จอภาพใน เวลาที่เหมาะสม​ ​ถูกต้อง และ เชื่อถือได้​

สามารถต่อสาย RTD และเทอร์โมคัปเปิลเข้ากับอุปกรณ์รับได้โดยตรง

ทำไมต้องใช้เครื่องส่งอุณหภูมิ?

เซ็นเซอร์แต่ละประเภทมีความท้าทายที่ไม่เหมือนใครต่อสายตรงไปยังอุปกรณ์รับสัญญาณ โดยทั่วไปวิธีนี้จะ ส่ง ผลเสียต่อความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของสัญญาณเซ็นเซอร์

RTD ใช้สายไฟต่อ สายไฟเหล่านี้เพิ่มความต้านทานให้กับสัญญาณ RTD เนื่องจาก RTD ใช้ความต้านทานในการวัดอุณหภูมิความต้านทานใด ๆ ที่ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดเมื่อไปถึงอุปกรณ์รับ ความต้านทาน "พิเศษ" สามารถชดเชยได้ด้วยการใช้ RTD แบบ 3 สายหรือ 4 สาย สายไฟเสริมเหล่านี้ใช้เพื่อวัดความต้านทานในการเดินสาย อุปกรณ์รับข้อมูลสามารถใช้ข้อมูลเพื่อชดเชยความต้านทานพิเศษ แต่คุณจะเหลือสายเคเบิล 3 หรือ 4 สาย การเดินสายนี้ทำให้คุณเสียค่าใช้จ่ายมากกว่าสาย 2 สายทั่วไปถึงสองเท่า

เทอร์โมคัปเปิล ต้องใช้สายไฟพิเศษเพื่อเชื่อมต่อเทอร์โมคัปเปิลกับอุปกรณ์รับ การเดินสายนี้ต้องทำจากวัสดุเดียวกับเทอร์โมคัปเปิลเอง หากใช้วัสดุที่แตกต่างกันอุปกรณ์รับสัญญาณจะได้รับสัญญาณที่เสียหาย การตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายไฟพิเศษพร้อมใช้งานระหว่างการติดตั้งและการบำรุงรักษาแหล่งจ่ายไฟสำหรับการบำรุงรักษาในภายหลังจะเพิ่มความซับซ้อนของชั้นในการใช้งานเทอร์โมคัปเปิล ค่าใช้จ่ายของการเดินสายพิเศษนี้เป็นข้อพิจารณาด้วย (โดยเฉพาะการเดินสายไฟที่ยาว)

เครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิ ช่วยแก้ปัญหาเหล่านี้ได้ สามารถวางเครื่องส่งสัญญาณไว้ใกล้กับเซ็นเซอร์เพื่อลดการเดินสายพิเศษที่จำเป็นซึ่งจะช่วยลดข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้น เครื่องส่งจะแปลงสัญญาณเซ็นเซอร์เป็นสัญญาณที่สามารถส่งได้ในระยะทางที่ไกลขึ้น สัญญาณนี้อาจเป็นสัญญาณอนาล็อก DC 4 ถึง 20mA แบบธรรมดาสัญญาณดิจิทัล (Hart Protocol, BRAIN Protocol หรือ FOUNDATION ™ Fieldbus Protocol) หรือสัญญาณไร้สาย (ISA100) เครื่องส่งรับสัญญาณที่แม่นยำเชื่อถือได้ไปยังอุปกรณ์รับที่ต้องการโดยใช้คู่บิดมาตรฐานหรือในกรณีของเครื่องส่งแบบไร้สายจะไม่มีสายเลย

รับข้อมูลกลับไปที่คอนโทรลเลอร์ / จอภาพใน เวลาที่เหมาะสม​ ​ถูกต้อง และ เชื่อถือได้​

Important Notice