Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

По време на работа на отоплителните уреди е необходимо да се контролира степента на загряване на охлаждащата течност, както и на въздуха в помещението. Температурните сензори за отопление помагат за премахване и предаване на информация, информация от която може да бъде прочетена визуално или незабавно изпратена на контролера.

Предлагаме да се разбере как работят температурните сензори, какви видове устройства за наблюдение съществуват и какви параметри трябва да се вземат предвид при избора на инструмент. В допълнение, ние сме подготвили инструкции стъпка по стъпка, които ще ви помогнат да инсталирате топлинния сензор на радиатора на отоплението.

Принципът на работа на термичния сензор

За контрол на отоплителната система могат да бъдат различни методи, включително:

  • автоматични устройства за своевременно снабдяване с енергия;
  • звена за наблюдение на сигурността;
  • смесителни единици.

За да могат всички тези групи да работят правилно, са необходими температурни сензори, които дават сигнали за функционирането на устройствата. Наблюденията на показанията на тези устройства ни позволяват да идентифицираме системните повреди във времето и да предприемем коригиращи мерки.

Има много видове инструменти, използвани за премахване на температурата. Те могат да бъдат потопени в охлаждащи течности, използвани в закрити помещения или поставени отвън

Термичният сензор може да бъде използван като отделно устройство, например за контролиране на температурата на помещението, или да бъде неразделна част от комплексно устройство, например нагревателен котел.

В основата на такива устройства, използвани в автоматизираното управление, е принципът за превръщане на температурните индикатори в електрически сигнал. Поради това, резултатите от измерването могат бързо да се предават по мрежата под формата на цифров код, което гарантира висока скорост, чувствителност и точност на измерване.

В същото време, различни устройства за измерване на етапа на нагряване могат да имат конструктивни характеристики, които засягат редица параметри: работа в определена среда, метод на предаване, метод на визуализация и др.

Видове устройства за премахване на температурата

Термичните устройства могат да се класифицират според редица важни критерии, включително метода за предаване на информация, мястото и условията на инсталацията, както и алгоритъма за отчитане.

Чрез трансфер на информация

Според използвания метод за превод на информация, сензорите са разделени в две широки категории:

  • жични устройства;
  • безжични сензори.

Първоначално всички такива устройства бяха снабдени с проводници, през които термални сензори, свързани към управляващия блок, предаваха информация към нея. Макар че сега такива устройства са натискали безжични колеги, те все още често се използват в прости схеми.

В допълнение, жичните сензори са по-точни показания и надеждна работа.

За да се осигури постоянна работа на жичния сензор, използван в композитното устройство, желателно е да се комбинира с оборудване, което е направено от същия производител.

Днес безжичните устройства се разпространяват, което най-често предава информация чрез радиопредавател и приемник. Такива устройства могат да се монтират почти навсякъде, включително отделно помещение или на открито.

Важни характеристики на такива термични сензори са:

  • наличието на батерията;
  • грешка в измерването;
  • разстояние на предаване на сигнала.

Безжични / жични устройства могат напълно да се заменят, но има някои особености в тяхното функциониране.

Според мястото и начина на настаняване

Според мястото на закрепване такива устройства се разделят на следните видове:

  • фактури, прикрепени към отоплителния кръг;
  • потопяеми, в контакт с охлаждащата течност;
  • стая, разположена в жилищното или офис пространство;
  • външни, които се намират отвън.

В някои устройства могат да се използват няколко типа сензори за наблюдение на температурата.

Според механизма на четене

Чрез демонстрация на информационни устройства могат да бъдат:

  • биметална;
  • алкохол.

В първото изпълнение се приема използването на две плочи, изработени от различни метали, както и измервателен уред. Когато температурата се повиши, един от елементите се деформира, създавайки натиск върху стрелката. Показанията на тези устройства се характеризират с добра точност, но инерцията им е голям недостатък.

Биметални и алкохолни термостати често се монтират на отоплително оборудване, например котли. Те ви позволяват да следите топлината, излишъкът от която може да доведе до фатални последици

Този дефицит е почти напълно лишен от сензори, чиято работа се основава на употребата на алкохол. В този случай, алкохол-съдържащ разтвор, който се разширява при нагряване, се излива в херметически затворена колба. Дизайнът е доста елементарен, надежден, но не много удобен за наблюдения.

Различни видове термични сензори

За отчитане на температурата се използват устройства, които имат различен принцип на работа. Най-популярните са изброените по-долу устройства.

Термодвойки: точно отстраняване - трудности при интерпретацията

Такова устройство се състои от две жици, споени един към друг, направени от различни метали. Температурната разлика между горещите и студените краища служи като източник на електрически ток от 40–60 µV (индикаторът зависи от материала на термодвойката).

Най-често за производството на термодвойки се използват следните комбинации от метали и сплави: хром-алуминий, желязо-косантан, желязо-никел, никел-хром и др.

Термодвойката се счита за високоточен температурен сензор, но е доста трудно да се вземат точни показания от него. За това трябва да знаете електрозадвижващата сила (ЕМП), като използвате температурната разлика на устройството.

За да бъде резултатът точен, важно е да се компенсира температурата на студения кръстопът, използвайки, например, хардуерен метод, при който вторият термодвойка се поставя върху среда с известна температура.

Методът за компенсиране на програмата включва поставяне на друг термочувствителен сензор в изокамера заедно със студени кръстовища, което ви позволява да контролирате температурата с определена точност.

Някои трудности са причинени от процеса на премахване на данни от термодвойка поради тяхната нелинейност. За коректността на показанията са въведени коефициентите на полинома в ГОСТ Р 8.585-2001, които позволяват превръщането на ЕМП в температура, както и за извършване на обратни операции.

Друг проблем е, че показанията се правят в микроволтове, за преобразуването на които е невъзможно да се използват широко достъпни цифрови устройства. За да се използва термодвойка в дизайна, е необходимо да се осигурят точни, многобитови преобразуватели с минимално ниво на шум.

Термистори: лесно и лесно

Много по-лесно е да се измери температурата с помощта на термистори, които се основават на принципа на зависимостта на съпротивлението на материалите от температурата на околната среда. Такива устройства, например, изработени от платина, имат такива важни предимства като висока точност и линейност.

Изключително нисък температурен коефициент на съпротивление може да се счита за основен проблем на такива термични сензори, но все пак е по-лесно да се измери точно, отколкото да се уловят малки стойности на напрежението на термодвойката.

Важна характеристика на резистора е съпротивлението на основата при определена температура. Съгласно ГОСТ 21342.7-76 този показател се измерва при 0 ° С. Препоръчително е да се използват редица стойности на съпротивление (Ом), както и ТКС - температурен коефициент.

Tcc се изчислява по формулата:

T CC = (R e - R 0c ) / (T e - T 0c ) * 1 / R 0c,

когато:

  • R e - съпротивление при текуща температура;
  • R ° c - устойчивост при 0 ° С;
  • T e е текущата температура;
  • Т ° о - 0 ° С.

ГОСТ също така показва температурните коефициенти, предвидени за различни измервателни уреди, изработени от мед, никел, платина, както и посочва полиномиалните коефициенти, използвани за изчисляване на температурата въз основа на показателите за съпротивление на ток.

Термисторните сензори са широко разпространени в електронната и инженерната индустрия, поради точността на показанията, чувствителността и неизискващата се експлоатация

Можете да измерите съпротивлението чрез свързване на устройството към веригата на токовия източник и измерване на диференциалното напрежение. Можете да проверите индикаторите с помощта на интегрални схеми, чийто аналогов изход е равен на захранващото напрежение.

Термичните сензори с подобни устройства могат лесно да се свържат към аналогово-цифров преобразувател, като го цифровизират с осем или десет-битов АЦП.

Цифров сензор за едновременни измервания

Широко се използват и цифрови термични сензори, например моделът DS18B20, който се използва с микросхема с три изхода. Благодарение на това устройство е възможно едновременното отчитане на температурата от няколко датчика, работещи паралелно, като грешката е само 0.5 ° С.

Популярният модел е комбинираният сензор за температура и влажност SHT1, който ви позволява да измервате топлината с точност от + 2 °, и влажност с грешка от +5. Въпреки това самият производител твърди, че има по-точни и рентабилни устройства.

Сред другите предимства на това устройство може да се спомене и широк диапазон от работни температури (-55 + 125 ° С). Основният недостатък е бавната работа: за най-точните изчисления, инструментът изисква поне 750 ms.

Безконтактни ирометри (термовизионни камери)

Действието на тези сензори за близост се основава на фиксирането на топлинното лъчение, излъчвано от телата. За характеризиране на това явление се използва количеството енергия, отделено за единица време за единица повърхност на единица дължина на вълната.

Този критерий, отразяващ интензивността на монохроматичното лъчение, се нарича спектрална светлина.

Има следните видове пирометри:

  • радиация;
  • осветеност (оптична);
  • цвят.

Радиационните пирометри позволяват измервания в диапазона 20-25000 ° С, но за да се определи температурата, е важно да се вземе предвид коефициентът на непълнота на радиация, чиято ефективна стойност зависи от физичното състояние на тялото, неговия химичен състав и други фактори.

Основният активен елемент на радиационния сензор е телескоп, вътре в който е батерия, състояща се от серия от термодвойки. Работните краища на тези устройства са разположени върху покрита с платина венчелистче (+)

Яркостните (оптични) пирометри са предназначени за измерване на температури от 500 до 4000 ° С. Те осигуряват висока точност на измерванията, но могат да нарушат показанията, дължащи се на възможната абсорбция на радиация от телата от междинната среда, през която се правят наблюдения.

Цветните пирометри, чието действие се основава на определяне на интензивността на излъчване при две дължини на вълната - за предпочитане в червения или синия сегмент на спектъра, се използват за измервания в диапазона от 800 до 0 ° С.

Основното им предимство е, че непълнотата на излъчването не влияе на грешките в измерването. В допълнение, индикаторите не зависят от разстоянието до обекта.

Кварцови температурни преобразуватели (пиезоелектрични)

За да прочетете температурите в диапазона от -80 +250 ° C, можете да използвате кварцови преобразуватели (пиезоелектрични елементи), чийто принцип се основава на честотната зависимост на кварца при нагряване. В този случай функцията на преобразувателя се влияе от местоположението на среза по кристалните оси.

Пиезоелектричните (кварцови) устройства са най-често използвани в изследванията, защото такива устройства се характеризират с разширен обхват на измервания, надеждност, висока точност

Пиезоелектричните сензори се отличават с фина чувствителност, висока резолюция, те могат да работят надеждно в продължение на дълъг период от време. Такива устройства се използват широко в производството на цифрови термометри и се считат за едно от най-обещаващите устройства за бъдещи технологии.

Температурни сензори за шум (акустика)

Функционирането на такива устройства се осигурява чрез премахване на акустичната разлика на потенциала в зависимост от температурата на резистора.

Акустичните методи ви позволяват да отчитате температурата в затворени пространства и среди, където директното измерване е невъзможно. Такива устройства намират приложение в медицината, подводните изследвания, както и в промишлеността

Методът на измерване с такива сензори е съвсем прост: необходимо е да се сравнят шумовете, произвеждани от два подобни елемента, единият от които е известен предварително, а вторият при определена температура.

Акустичните термични сензори са подходящи за измерване на интервала -270 - + 1100 ° С. В този случай сложността на процеса е в твърде ниско ниво на шума: звуците, излъчвани от усилвателя, понякога го заглушават.

Температурни сензори за NQR

Същността на действието на ядрените квадруполни резонансни термометри се състои в действието на градиента на полето, което се формира от кристалните решетки и ядрения момент - индикатор, причинен от отклонението на заряда от симетрията на сферата.

В резултат на това явление възниква процесия на ядра: нейната честота зависи от градиента на решетъчното поле. Стойността на този индекс също се влияе от температурата: нейното нарастване причинява спад в честотата на ЯКР.

Основният елемент на такива сензори е ампула с вещество, което се поставя в намотката за индуктивност, свързана с веригата на генератора.

Предимството на инструментите е неограничена продължителност на измерването, надеждност и стабилна работа. Недостатък е нелинейността на измерванията, което налага използването на функцията за преобразуване.

Устройства на полупроводници

Категория устройства, която функционира въз основа на промени в характеристиките на pn кръстопът, причинени от излагане на температура. Напрежението в транзистора винаги е пропорционално на въздействието на температурата, което го прави лесен за изчисляване на този фактор.

Предимствата на тези устройства са високата точност на данните, ниската цена, линейността на характеристиките в целия обхват на измерване. Инсталирането на такива устройства е удобно да се прави директно върху полупроводникова подложка, така че те са идеални за микроелектрониката.

Датчици на обема за отстраняване на температурата

Такива устройства се основават на добре познатия принцип на разширяване и свиване на вещества, наблюдавани по време на нагряване или охлаждане. Такива сензори са доста практични. Те могат да се използват за определяне на температури в диапазона от -60 - + 400 ° С.

За да може визуално да се следи температурата, повечето от термичните сензори в помещенията са оборудвани с дисплеи, които показват текущите стойности.

Важно е да се помни, че измерванията на течности с подобни устройства са ограничени от температурата на кипене и замръзване, а газовете - чрез прехода им към течно състояние. Екологичната грешка, причинена от влиянието на околната среда за тези устройства, е доста малка: тя варира в диапазона 1-5%.

Избор на температурни сензори

При избора на такива устройства трябва да се вземат предвид такива фактори като:

  • температурен диапазон, в който се правят измервания;
  • необходимостта и възможността да се потопи сензора в обект или среда;
  • условия на измерване: за извършване на измервания в агресивна среда е по-добре да се предпочете безконтактна версия или модел, поставен в антикорозионно помещение;
  • продължителността на живота на устройството преди калибриране или подмяна - някои видове устройства (например термистори) се отказват много бързо;
  • технически данни: разделителна способност, напрежение, скорост на подаване на сигнала, грешка;
  • стойност на изходния сигнал.

В някои случаи материалът на кутията на устройството също е важен и когато се използва на закрито, размер и дизайн.

DIY препоръки за монтаж

Такива устройства са широко използвани за различни цели: те са оборудвани с радиатори, отоплителни котли и други домакински уреди.

Преди инсталацията трябва внимателно да прочетете инструкциите: тя показва не само характеристиките на инсталацията (например, размерите за свързване към дюзата), но и правилата за експлоатация, както и температурните граници, за които измервателното устройство е подходящо.

Също така е необходимо да се вземе под внимание размерът на облицовката, който може да варира между 120-160 mm.

Разгледайте двата най-често срещани случая на монтиране на термичен сензор.

Свързване на устройството към радиатора

Не е необходимо всички отоплителни уреди да се оборудват с термостат. Съгласно правилата, сензорите са монтирани на акумулаторната батерия, ако общият й капацитет надвишава 50% от генерираната топлина от подобни системи. Ако в стаята има два нагревателя, то термостатът се монтира само на един с по-висока мощност.

Термодатчик является обязательной составной частью регуляторов температуры, позволяющих снижать или увеличивать нагрев радиаторов, теплого пола и других отопительных приборов

Клапан прибора устанавливается на подающий трубопровод в месте подключения радиатора к сети отопления. При невозможности его врезки в уже имеющуюся цепь следует демонтировать подводку подачи, что может вызвать некоторые сложности.

Для проведения этой манипуляции необходимо воспользоваться инструментом для резки труб, тогда как монтаж термоголовки легко производится без спецоборудования. Как только датчик будем смонтирован, достаточно совместить сделанные метки на корпусе и приборе, после чего головка фиксируется плавным нажатием руки.

Монтаж термодатчика воздуха

Подобный прибор устанавливается в наиболее холодном жилом помещении без сквозняков (в холле, кухне или котельной его монтаж нежелателен, так как может вызвать нарушения в работе системы).

При выборе места нужно следить, чтобы на устройство не падали солнечные лучи, рядом не должно быть отопительных приборов (обогревателей, радиаторов, труб).

Для обычной системы отопления достаточно одного термостата, тогда как при коллекторной схеме желательно применять несколько датчиков, число которых совпадает с количеством комнат. Это позволит индивидуально регулировать температуру в обособленных пространствах

Подключение прибора осуществляется согласно инструкциям, которые находятся в техническом паспорте, при этом используются клеммы или кабель, которые входят в комплект.

При необходимости отслеживания температуры термодатчик в “теплом полу” может располагаться в глубине бетонной стяжки. В этом случае для защиты можно применить гофрированную трубу, имеющую один закрытый торец и покатый изгиб

Последняя особенность позволяет при необходимости извлечь сломанный прибор и заменить его на новый.

Монтаж устройства осуществляется следующим образом:

  1. В стене устраивается углубление для крепежа навесного прибора.
  2. С термодатчика снимается передняя деталь, после чего приспособление устанавливается на подготовленном участке.
  3. Далее к контактам подсоединяется греющий кабель, тогда как к датчикам – клеммы.

Заключительный этап – подсоединение питающего кабеля и установка передней панели на свое место.

Схема подключения термостата для котла отопления подробно описана в этой статье.

Если устройство, для функциональности которого необходимо внутреннее подключение датчиков, имеет сложную конструкцию, лучше обратиться к специалистам.

Заключения и полезно видео по темата

В приведенном ниже видео подробно рассказывается, как проводить установку термоприборов на отопительный котел:

Отличается ли монтаж датчиков на трубы подачи и обратки:

Датчики температуры широко используются как в различных сферах промышленности, так и в бытовых целях. Большой ассортимент подобных приборов, в основу которых положены разные принципы работы, позволяет подобрать оптимальный вариант для решения той или иной задачи.

В домах и квартирах такие устройства чаще всего используются для поддержания комфортной температуры в помещениях, а также регулировки отопительных систем – батарей, теплого пола.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по выбору и установке температурного датчика? Можете да оставите коментари за публикацията, да участвате в дискусии и да споделите собствения си опит при използването на такива устройства. Формулярът за комуникация е в долния блок.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Отопление