RTD مقابل الحرارية

يعد اختيار مستشعر درجة الحرارة المناسب أمرًا مهمًا للقياس الدقيق والتحكم الموثوق في العملية.

تعد RTDs والمزدوجات الحرارية نوعين شائعين من أجهزة استشعار درجة الحرارة الصناعية. كلاهما يقيس درجة الحرارة، لكنهما يعملان بشكل مختلف ويتناسبان مع تطبيقات مختلفة.

غالبًا ما يُفضل استخدام RTD للحصول على قياسات دقيقة ومستقرة، بينما يتم اختيار المزدوجة الحرارية غالبًا لدرجات حرارة أعلى ونطاق قياس واسع. يعتمد الاختيار الأفضل على ظروف العملية ومتطلبات الدقة ووقت الاستجابة والميزانية.

1. ما هو الفرق بين RTD والمزدوجة الحرارية؟

ما هو RTD؟

يقيس RTD (كاشف درجة حرارة المقاومة) درجة الحرارة عن طريق اكتشاف التغيرات في المقاومة الكهربائية.

مع تغير درجة الحرارة تتغير مقاومة عنصر الاستشعار الخاص بها. تقوم أداة القياس بتحويل هذه المقاومة إلى قراءة لدرجة الحرارة.

أحد أجهزة RTD الصناعية الشائعة هو مستشعر درجة الحرارة Pt100 . يستخدم عنصر البلاتين بمقاومة اسمية تبلغ 100 أوم عند 0 درجة مئوية.

تُستخدم أجهزة RTDs على نطاق واسع في التحكم في العمليات الصناعية ومعدات المختبرات والمعالجة الكيميائية والتطبيقات التي تتطلب قياسًا ثابتًا لدرجة الحرارة.

ما هي المزدوجة الحرارية؟

تستخدم المزدوجة الحرارية خلائطين معدنيتين مختلفتين متصلتين عند تقاطع قياس. عندما تتغير درجة حرارة الوصلة، فإنها تنتج جهدًا صغيرًا.

تقوم أداة القياس بتحويل هذا الجهد إلى قراءة لدرجة الحرارة.

يتم التعرف على تركيبات معدنية مختلفة عن طريق أنواع الحروف، مثل K، J، T، E، N، S، R و B. كل نوع له خصائص درجة الحرارة الخاصة به والتطبيقات المناسبة.

تُستخدم المزدوجات الحرارية بشكل شائع في الأفران والغلايات والأفران ومعدات المعالجة الحرارية وغيرها من العمليات ذات درجات الحرارة العالية.

2. RTD مقابل الحرارية: الاختلافات الرئيسية

ملاحظة: يعتمد الأداء الفعلي على عنصر الاستشعار وقطر المسبار ومواد الغلاف وعمق الإدخال وتصميم البئر الحراري وأداة القياس. قارن مجموعة المستشعر الكاملة بدلاً من نوع المستشعر وحده.

3. أنواع المزدوجات الحرارية: K، J، T، E، N، S، R وB

يحدد النوع الحراري التركيبة المعدنية وخصائص درجة الحرارة ونطاق التشغيل المناسب.

يوفر الجدول التالي النطاقات المرجعية العامة لأنواع المزدوجات الحرارية الشائعة. هذه نطاقات نموذجية، وليست حدود تشغيل مضمونة لكل مسبار.

نطاقات درجات الحرارة هي قيم مرجعية تقريبية تعتمد على مواصفات المزدوجات الحرارية شائعة الاستخدام. تعتمد الحدود المسموح بها على المعيار المطبق وقطر السلك وأنبوب الحماية والجو وعمر الخدمة. قم بتأكيد النطاق المطلوب وفقًا لمواصفات المنتج المحدد.

كيفية اختيار نوع الحرارية

• النوع K: خيار شائع للأغراض العامة للعديد من قياسات درجات الحرارة الصناعية.

• النوع J: مناسب للعديد من تطبيقات درجات الحرارة المعتدلة، ويخضع لجو العملية ومواد المسبار.

• النوع T: خيار مفيد لقياسات درجات الحرارة المنخفضة.

• النوع E: يوفر حساسية كهروحرارية عالية نسبيًا.

• النوع N: غالبًا ما يُستخدم في الخدمة ذات درجات الحرارة المرتفعة حيث يكون الاستقرار على المدى الطويل مهمًا.

• النوعان S وR: يُستخدمان بشكل شائع لقياس درجات الحرارة العالية التي تتطلب مزدوجات حرارية قائمة على البلاتين.

• النوع ب: يستخدم في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية جدًا، وخاصةً بعض عمليات الأفران.

لا تقم باختيار المزدوجات الحرارية بناءً على نطاق درجة الحرارة وحده. تحقق أيضًا من جو العملية ومخاطر التآكل والاهتزاز وأنبوب الحماية وعمر الخدمة المطلوب.

4. ماذا يعني Pt100 وPt1000 وCu50؟

يتم تحديد أنواع RTD بواسطة مادة الاستشعار والمقاومة الاسمية.

يستخدم Pt100 على نطاق واسع في قياس درجة الحرارة الصناعية لأن البلاتين يوفر ثباتًا جيدًا وقابلية للتكرار.

يتمتع Pt1000 بمقاومة اسمية أعلى من Pt100، ولكنها ليست أكثر دقة تلقائيًا. تعتمد الدقة على فئة العنصر والأسلاك وأداة القياس والتركيب الكامل.

يتم استخدام Cu50 في بعض الأنظمة الصناعية، خاصة ضمن نطاق درجة الحرارة المناسب لها. تأكد من التوافق مع أداة القياس قبل اختيارها.

5. كيفية الاختيار بين RTD والمزدوجة الحرارية

الخطوة 1: التحقق من درجة حرارة التشغيل

غالبًا ما يكون نطاق درجة الحرارة هو عامل الاختيار الأول.

• بالنسبة للعديد من تطبيقات درجات الحرارة المنخفضة والمتوسطة التي تتطلب قراءات ثابتة، فكر في RTD مثل Pt100.

• بالنسبة لدرجات الحرارة المرتفعة، خاصة تطبيقات الفرن والمعالجة الحرارية، فكر في نوع مزدوج حراري مناسب.

• بالنسبة لدرجات الحرارة القريبة من حد تشغيل المستشعر، تحقق من تصنيف التجميع الكامل، وليس فقط عنصر الاستشعار.

الخطوة 2: تحديد متطلبات الدقة

إذا كانت العملية تتطلب قراءات مستقرة وقابلة للتكرار وتحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة، فقد يكون RTD اختيارًا مناسبًا.

يمكن للمزدوجات الحرارية أيضًا توفير قياسات موثوقة، لكن دقتها تختلف باختلاف النوع ودرجة الحرارة والمعايرة وظروف التشغيل.

تحقق من فئة تحمل المستشعر ودقة الجهاز المتصل.

الخطوة 3: النظر في وقت الاستجابة

غالبًا ما يستجيب المستشعر ذو طرف القياس الأصغر بشكل أسرع من مجموعة أكبر من نفس النوع.

يمكن أن توفر المزدوجات الحرارية استجابة سريعة في التصاميم المناسبة. يعتمد وقت استجابة RTD أيضًا على بناء العنصر وقطر المسبار وما إذا كان قد تم تركيب بئر حراري.

إذا كانت التغيرات السريعة في درجة الحرارة مهمة، فحدد وقت الاستجابة المطلوب وتفاصيل التثبيت.

الخطوة 4: التحقق من بيئة العمل

خذ بعين الاعتبار الشروط التالية:

• عملية المتوسطة والتآكل

• ضغط التشغيل وسرعة التدفق

• الاهتزاز والتأثير الميكانيكي

• درجة الحرارة المحيطة والرطوبة

• مطلوب غمد أو مادة thermowell

• متطلبات المنطقة الخطرة، إن وجدت

على سبيل المثال، قد يتطلب جهاز الاستشعار المستخدم في خط أنابيب المواد الكيميائية المسببة للتآكل مادة غمد مختلفة عن تلك المستخدمة في بيئة معملية نظيفة.

يمكن أن يساعد البئر الحراري في حماية المستشعر والسماح بإزالته لإجراء الصيانة، ولكن يجب أن تتناسب المادة ومعدل الضغط والتصميم الخاص به مع العملية.

الخطوة 5: التحقق من توافق الأسلاك والأدوات

RTDs تقيس المقاومة. تتضمن خيارات الأسلاك الشائعة تكوينات سلكين و3 أسلاك و4 أسلاك. يمكن للتوصيلات ثلاثية الأسلاك وأربعة أسلاك أن تقلل من تأثير مقاومة أسلاك الرصاص.

تولد المزدوجات الحرارية جهدًا كهربائيًا صغيرًا وتتطلب المزدوجات الحرارية أو كابل التمديد الصحيح للنوع المحدد. يجب أن تدعم أداة القياس هذا النوع المزدوج الحراري وتعويض الوصلة الباردة المناسب.

قبل الطلب، تأكد من أن المستشعر متوافق مع جهاز إرسال درجة الحرارة أو جهاز التحكم أو نظام الحصول على البيانات.

6. التطبيقات النموذجية: RTD أم المزدوجة الحرارية؟

هذه نقاط بداية للاختيار، وليست قواعد ثابتة. تحدد ظروف التشغيل والأداء المطلوب الاختيار النهائي.

7. الأخطاء الشائعة عند اختيار حساسات درجة الحرارة

الاختيار حسب نطاق درجة الحرارة وحده

قد يغطي المستشعر درجة الحرارة المطلوبة ولكنه لا يزال غير مناسب لوسط المعالجة أو ظروف التثبيت.

بافتراض أن كل مزدوجة حرارية مناسبة لدرجات الحرارة المرتفعة

الأنواع المختلفة للمزدوجات الحرارية لها حدود تشغيل مختلفة. تؤثر أنابيب الحماية وأجواء المعالجة أيضًا على عمر الخدمة.

بافتراض أن كل RTD أكثر دقة

تعتمد دقة RTD على فئة التسامح والأسلاك وأداة القياس. نظام القياس الكامل مهم.

تجاهل أبعاد thermowell والمسبار

يؤثر قطر المسبار وطول الإدخال والمواد وتصميم البئر الحراري على وقت الاستجابة والقوة الميكانيكية وأداء القياس.

تجاهل توافق الأداة

يجب أن يتطابق نوع المستشعر وتكوين الأسلاك وإعدادات الإدخال مع جهاز الإرسال أو وحدة التحكم المتصلة.

8. ما هي المعلومات المطلوبة لاختيار جهاز استشعار درجة الحرارة؟

للحصول على توصية وعرض أسعار مناسبين، قم بإعداد المعلومات التالية:

• نطاق القياس المطلوب ودرجة حرارة التشغيل العادية

• نوع المستشعر، إذا تم تحديده بالفعل: Pt100، أو Pt1000، أو Cu50 أو نوع مزدوج حراري

• الدقة المطلوبة

• عملية المتوسطة وضغط التشغيل

• قطر المسبار وطول الإدراج

• غمد أو مادة thermowell

• اتصال العملية: مترابطة، ذات حواف أو غيرها

• متطلبات الأسلاك أو الإخراج

• الظروف المحيطة ومتطلبات المناطق الخطرة، إن وجدت

• كمية الطلب

يساعد توفير هذه التفاصيل على مطابقة عنصر الاستشعار والتجميع الميكانيكي وأداة القياس مع التطبيق الفعلي.

خاتمة

تلعب RTDs والمزدوجات الحرارية أدوارًا مهمة في قياس درجة الحرارة الصناعية.

اختر RTD عندما تكون القياسات المستقرة والقابلة للتكرار ذات أولوية. فكر في استخدام المزدوجة الحرارية عندما يكون هناك حاجة إلى نطاق واسع من درجات الحرارة أو التشغيل في درجات حرارة عالية أو استجابة سريعة.

يعتمد الاختيار الصحيح على نطاق درجة الحرارة والدقة ووقت الاستجابة ووسط المعالجة والتركيب وتوافق الأجهزة.

توفر JIECHUANG منتجات قياس درجة الحرارة الصناعية، بما في ذلك أجهزة استشعار درجة الحرارة Pt100 RTD وأجهزة إرسال درجة الحرارة. اكتشف موقعنا مجموعة منتجات ميزان الحرارة المقاومة أو مجموعة منتجات جهاز إرسال درجة الحرارة المتكاملة . أرسل لنا متطلبات التطبيق الخاص بك لطلب توصيات المنتج وعرض الأسعار.

JIECHUANG — أدوات موثوقة، شريك موثوق به.