مقالات بویلر و تجهیزات

سه شنبه 21 تیر 1401 | ساعت 02:36 |

سنسور دما

به طور کلی روش های اندازه گیری دما را می توان به دو دسته تماسی (contact) و غیر تماسی (non-contact) تقسیم بندی نمود.

در پروژه های صنعتی همواره شرایط محیطی از عوامل مهم و تاثیر گذار است که می بایست در نظر گرفته شود. یکی از مهم ترین عوامل در این زمینه بی شک، دما می باشد.

برای اندازه گیری دما از سنسورهای ویژه ای استفاده می گردد که در اصطلاح به سنسورهای دما معروف هستند.

به طور کلی روش های اندازه گیری دما را می توان به دو دسته تماسی (contact) و غیر تماسی (non-contact) تقسیم بندی نمود.

سنسور دما چیست

برای اندازه گیری دما از سنسورهای ویژه ای استفاده می گردد که در اصطلاح به سنسورهای دما معروف هستند.

به طور کلی روش های اندازه گیری دما را می توان به دو دسته تماسی (contact) و غیر تماسی (non-contact) تقسیم بندی نمود.

روش غیر تماسی:

برای اندازه گیری دما در روش غیر تماسی از نور مادون قرمز استفاده می گردد و بدون آنکه سنسور، برخوردی با ماده مورد نظر داشته باشد، می تواند دمای آن را اندازه گیری نماید. به عنوان نمونه فرض کنید که شما می خواهید دمای مایعات درون یک مخزن را اندازه گیری نمایید و به دلیل بزرگی مخزن امکان ایجاد تماس با سیال درون مخزن را ندارید. برای اندازه گیری دما در این شرایط، به راحتی می توان از سنسورهای غیر تماسی و لیزری در بالای سطح مخزن استفاده نمود.

همچنین اگر ماده ای که قصد اندازه گیری دمای آن را داریم، خطرناک باشد و امکان نزدیک شدن به آن را نداشته باشیم، برای اندازه گیری دمای آن ماده به سادگی می توان از سنسورهای دمایی غیرتماسی استفاده نمود.

روش تماسی:

روش های تماسی برای اندازه گیری دما را می توان به دو دسته کلی تقسیم بندی نمود.

– ترموکوبل (TH)

– آر تی دی (RTD)

سنسور دمایی ترموکوپل:

ترموکوپل از دو فلز با جنس های مختلف تشکیل شده است که این فلزات ضریب های انتقال دمایی متقاوتی با هم دارند و با توجه به این ویژگی زمانی که گرما را حس می کنند، رفتار های متفاوتی از خود نشان می دهند که باعث ایجاد ولتاژ بین دو فلز می گردد. این اختلاف ولتاژ بیان کننده میزان دما است. با توجه به اینکه از چه فلزاتی برای ساخت ترموکوپل استفاده شده است؛ دسته های مختلفی از ترموکوپل ها ایجاد شده است که از مهترین انواع ترموکوپل ها می توان به ترموکوپل نوع J , K ,T , E , … اشاره نمود.

سنسورهای دمای ترموکوپلی بسیار دقیق بوده و دقت آن در رنج یک درجه سانتی گراد است.

ترموکوپل ها محدوده دمایی خاص خود را دارند که این محدوده بیان کننده بازه دمایی است که ترموکوپل می تواند اندازه گیری دما را به نحو احسن انجام دهد. با توجه به محدوده های دمایی مختلف، ترموکوپل ها انواع مختلفی دارند که هر یک قیمت های متفاوتی دارند.

سنسور دمایی آر تی دی (RTD):

Resistance Temperature Detector که به اختصار RTD نامیده می شود یک کنترل کننده دما با استفاده از مقاومت است. در این سنسورها از یک مقاومت متغیر با دما استفاده می گردد که با استفاده از تغییر مقاومت بتوان به میزان تغییر دما پی برد.

به صورت کلی می توان RTD ها را به دسته های ۲سیمه ، ۳ سیمه و ۴ سیمه تقسیم بندی نمود. مدل های ۴ سیمه دارای قیمت بالا و مدل های ۲ سیمه دقت پایینی دارند و از این رو در صنعت بیشتر از RTD های ۳ سیمه استفاده می گردد.

سنسورهای RTD نسبت به سنسورهای ترموکوپل سنسورهای دقیق تری هستند و دقتی در حدود ۰٫۱ درجه سانتی گراد دارند و همچنین زمان پاسخ گویی سریع تری دارند. از معروف ترین سنسورهای RTD می توان به سنسورها PT100 ، PT1000 و NTC اشاره نمود.

مقایسه ترموکوپل با RTD

مقایسه بازه دمایی:

یکی از تفاوت های بزرگ بین ترموکوپل ها و RTD ها بازه دمایی بسیار زیادی است که دارند:

بازه اندازه گیری ترموکوپل ها از دمای منفی ۲۰۰ درجه تا دمای بیش از ۱۶۰۰ درجه سانتی گراد می باشد، که این میزان برای RTD ها از منفی ۲۰۰ درجه تا ۶۰۰ درجه سانتی گراد می باشد.

مقایسه خروجی سنسورها

ترموکوپل ها و RTD ها تفاوت بسیاری در خروجی با یکدیگر دارند، خروجی ترموکوپل ها به صورت ولتاژی بوده که این ولتاژ در حد میکرو ولت تا میلی ولت است که تاثیرات نویز بر روی آنها زیاد است اما خروجی سنسورهای RTD از نوع مقاومتی می باشد یعنی به ازای تغییرات در دما در خروجی RTD تغییرات مقاومتی داریم که این نوع خروجی در برابر نویز مقاوم تر از ترموکوپل ها است.

دقت اندازه گیری سنسورها

از دیگر مواردی که تاثیر زیادی در قیمت ترموکوپل ها و RTD ها دارد میزان خطا در اندازه گیری آنها است هرچقدر دقت اندازه گیری آنها بهتر باشد قیمت آنها بالاتر میرود معمولا ترموکوپل ها خطای بیشتر نسبت به RTD ها دارند .

پدیده خودگرمایی در سنسورها:

پدیده خودگرمایی معمولا در سنسورها مقاومتی رخ میدهد سنسورهای RTD و NTC به دلیل اینکه خروجی مقاومتی دارند هنگامی که به کارتها و کنترلر مربوط به خودشان متصل می شوند در برابر عبور جریان ، گرمایی در خود سنسور به وجود می آید. که همان گرما باعث خطا در اندازه گیری می شود و این پدیده خودگرمایی از معایب سنسورهای مقاومتی به حساب می آید این در حالی است که این پدید اصلا در ترموکوپل ها وجود ندارد.

ترمو کوپل و RTD هر دو سنسور دما هستند. هر دو را به ترموستات های دیجیتالی و یا کارتهای دمای مخصوص خود به PLC ها متصل میشوند.

تفاوت های ترموکوپل و RTD در نوع خروجی است ، ترموکوپل ولتاژی ( میلی ولت ) و RTD ( مقاومت)

ترموکوپل ها دوسیمه ولی RTD ها دو،سه و چهار سیمه هستند.

بازه اندازه گیری ترموکوپل بیشتر از RTD است. دقت RTD بیشتر از ترموکوپل است. به دلیل ولتاژی بودن خروجی ترموکوپل ، نویز پذیر تر از RTD است.

اینها برخی از عمدترین تفاوت این سنسورهاست.

هر دوی این سنسورها خروجی متناسب با دما دارند.

اگر سنسور شما pt100 است به ترمینال مخصوص خود که مشخص شده اتصال دهید واگر ترموکوپل است به ترمینال مخصوص ترموکوپل اتصال دهید.

تغذیه را وصل کنید ، دما رو تنظیم نمایید.

فقط در تنظیمات دستگاه باید نوع سنسور ورودی مشخص شود. مثلا اگر pt100 بستید حتما باید داخل تنظیمات pt100 منظور شود وگرنه دستگاه هیچ چیز نشان نمیدهد

تفاوت PT100 , PT1000

هر دو pt100 و pt1000 سنسور دما هستند از جنس پلاتین pt100 در دمای صفر درجه مقاومتش ۱۰۰ اهم هست و pt1000 در دمای صفر درجه مقاومتش ۱۰۰۰ اهم با افزایش دما مقاومت هر دو بصورت خطی افزایش می یابد البته فکر کنم حداکثر تا دمای ۷۰۰ درجه تغیرات مقاومتش خطی باشه هر دو سنسور نوع های ۳ سیم و ۴ سیم و ۲ سیم دارن که نوع ۴ سیم بسیار دقیق است در واقع قسمت مقاومت دار دو سیم هستند و سیم های باقی مانده جهت محاسبه مقدار مقاومت کابل انتقال دهنده است.

جهت ساخت انواع ترموکوبل ها با کیفیت و موارد استفاده خاص یا اندازه گیری دما لطفا با کارشناسان ما در نیرو بخار پویش تماس حاصل فرمایید.

واحد تحقیق و توسعه / نیرو بخار پویش