ترانسمیتر دما چیست؟

فرستنده دما یک دستگاه الکتریکی است که یک سنسور دما – مانند ترموکوپل، RTD یا ترمیستور – را به یک دستگاه اندازه گیری یا کنترل مانند PLC، DCS، کامپیوتر، کنترل کننده حلقه، ثبت داده، نمایشگر یا ضبط کننده متصل می کند. این اتصال با تقویت و ارسال سیگنال تولید شده توسط سنسور به دستگاه کنترل انجام می شود.

اندازه گیری دمای صنعتی

دما یکی از چهار ویژگی اساسی قابل اندازه گیری یک فرآیند است (سه ویژگی دیگر فشار، مساحت سطح و جریان). اندازه گیری دما در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد. عدم دقت در خوانش دما می تواند تأثیر قابل توجهی بر سودآوری و هزینه ها داشته باشد.

به عنوان مثال، اگر کنترل کننده دمای آب را در 100 درجه فارنهایت حفظ کند و مقدار دمای ارسال شده به کنترل کننده یک درجه فارنهایت کمتر از دمای واقعی باشد، کنترل کننده انرژی تحویلی به فرآیند را افزایش می دهد. به 100 درجه برگردید (اگرچه واقعاً لازم نیست). این انرژی تلف شده در یک سال چقدر به هزینه های شما اضافه می کند؟ البته مشکل به میزان آب بستگی دارد، اما اگر سالانه بیش از 100 هزار لیتر مصرف کنید، هزینه آن 80 میلیون یا 100 میلیون تومان در سال می شود. حتی بیشتر از آن. خطاهای اندازه گیری بسیار کوچک (مثلاً 1 درجه فارنهایت) معمولاً نادیده گرفته می شوند.

شما به وضوح می بینید که داشتن درک خوب از اندازه گیری دما مهم است. در بخش‌های بعدی این مقاله، اصول اولیه سنسورهای دما را بررسی می‌کنیم و توضیح می‌دهیم که چرا استفاده از سنسور دما مفید است.

سنسورهای دما

سنسورهای زیادی در سال های اخیر طراحی و توسعه یافته اند. همه آنها از طریق تغییر در خواص فیزیکی در سنسور دما تولید می کنند.

دماسنج جیوه ای مثال خوبی است. حجم (خواص فیزیکی) جیوه با تغییرات دما تغییر می کند. اگر این تغییر تقریبی را می دانید، می توانید یک دماسنج با مقیاس بصری برای خواندن دما بسازید. اما در کاربردهای صنعتی به چیزی دقیق تر از دماسنج جیوه ای نیاز دارید.

رایج ترین حسگرهایی که در کاربردهای صنعتی استفاده می شوند، آشکارسازهای دمای مقاومتی (RTD) و ترموکوپل ها (TCs) هستند.

تفاوت بین RTD و ترموکوپل چیست؟

RTD

RTD ها (ردیاب های دمای مقاومتی) از یک ماده واحد ساخته شده اند که مقاومت الکتریکی آن با دما تغییر می کند. با دانستن رابطه بین مقاومت و دما، می توانیم دمای اندازه گیری شده را پیدا کنیم.

یک ماده رایج مورد استفاده در RTD ها پلاتین است، اما مواد دیگری نیز استفاده می شود. پلاتین دارای مقاومت استاتیکی کاملاً مشخصی است که مربوط به هر درجه ای از تغییر دما در یک محدوده دمایی گسترده است.

مزیت سنسورهای RTD این است که نتایج پایدار و دقیقی را در مدت زمان طولانی ارائه می دهند.

معایب شامل هزینه اولیه بالاتر و محدوده اندازه گیری محدود در مقایسه با ترموکوپل ها است (نمودار زیر را ببینید).

ترموکوپل ها از دو هادی یکسان ساخته شده اند که در یک انتها به هم وصل شده اند. تغییر دما در محل اتصال دو ماده باعث افت ولتاژ بین آنها می شود.

با دانستن رابطه بین ولتاژ اعمال شده و دما، می توانیم دمای اندازه گیری شده را تعیین کنیم. ترموکوپل ها از ترکیبی از مواد مختلف ساخته می شوند. هر ترکیب دارای محدوده دمایی متفاوتی است.

مقایسه ترموکوپل و RTD: ترموکوپل ها بادوام تر، ارزان تر هستند و پاسخ و پاسخ سریع تری دارند. و در مقایسه با RTD، محدوده اندازه گیری نیز بزرگتر است. اما پایداری آن کمتر و در طول زمان است. دقت و دقت ترموکوپل کاهش می یابد.

بین این دو معمولا از ترموکوپل استفاده می شود.

اکنون مبدل حرارتی چگونه کار می کند؟

فرستنده دما یک دستگاه الکتریکی است که یک سنسور دما – مانند یک ترموکوپل، RTD یا ترمیستور – را به یک دستگاه اندازه‌گیری یا کنترل مانند PLC، DCS، PC، کنترل‌کننده حلقه، دیتالاگر، نمایشگر یا ضبط کننده متصل می‌کند.

اساساً سیگنال ورودی از دستگاه جدا، تقویت، جداسازی، تبدیل و تبدیل (گسیل) به سیگنال استاندارد در دستگاه کنترل می شود.

سیگنال های الکتریکی رایج مورد استفاده در مراکز تولیدی و کارخانه ها در محدوده 4 تا 20 میلی آمپر یا 0 تا 10 ولت هستند. به عنوان مثال، 4 میلی آمپر نشان دهنده صفر درجه سانتیگراد و 20 میلی آمپر نشان دهنده 100 درجه سانتیگراد است.

فرستنده های دما به عنوان رابط بین سیستم کنترل و سنسور دما عمل می کنند و خوانش های دمای آنالوگ را با کاهش نویز پس زمینه به سیگنال های خروجی دیجیتال تبدیل می کنند تا نظارت دقیق دما با تداخل کم را ارائه دهند.

این سیستم پیشرفته به تحلیلگران کمک می کند تا شرایط حرارتی محفظه فرآیند یا سیستم جریان را بر حسب درجه سانتیگراد یا فارنهایت در زمان واقعی درک کنند.

فرستنده‌های دما را می‌توان به‌عنوان دستگاه‌های مستقل متصل به یک یا چند نمایشگر دما در یک سیستم کنترل فرآیند یا ادغام در هدر یک جزء تولید کرد.

در نهایت کاهش نیاز به کابل ها و ردپای تجهیزات، با اتصالات مکانیکی بهبود یافته که کمتر در برابر خوردگی ناشی از گاز، بخار یا دما آسیب پذیر هستند. البته، عملکرد یک فرستنده دما اغلب بر اساس نیازهای برنامه تعیین می شود.

هر فرمت جزء ممکن است مورد نیاز باشد. اینها ضبط فوری سیگنال ها به عنوان بازخوانی دیجیتال هستند. و برای ارسال اطلاعات بیشتر در زنجیره اندازه گیری برای پردازش بیشتر استفاده می شود.

RTD و ترموکوپل را می توان مستقیماً به گیرنده متصل کرد.