- Teplotní senzory podle aplikace
- Měřicí technologie
Měřicí technologie
Provedení hrotů s tenkým filmem
Výrobky ifm mají velmi technicky propracovanou konstrukci. Prvek odporového teplotního detektoru (RTD) se nejdřív vlepuje do tenké nosné vrstvy. Tím se snižuje tepelná hmota elektricky vodivých částí. Nosný film a prvek RTD se pak upevní na speciální montážní nosič. Pomocí tohoto nosiče se prvek RTD přesně umístí do správné polohy a předepne stálou silou vůči vnitřní ochranné stěně sondy. Díky tomu má prvek RTD se stěnou přímý a stálý řízený kontakt a od procesního média ho odděluje minimální tepelná hmota. Dosahuje tak rychlé a opakovatelné odezvy.
Běžné odporové teplotní detektory a teplotní přístroje mají snímací prvek zalitý v hrotu ochranné trubice. Zalévací pasta funguje jako izolace, takže zpomaluje přenos tepla k prvku RTD. Obvykle se prvek RTD neumísťuje cíleně, ale jen se pomocí vodičů zasune do ochranné trubice a zalepí. Obě tyto skutečnosti mají negativní vliv na rovnoměrnost, opakovatelnost a dobu odezvy.
Hroty v provedení s tenkým filmem se používají u výrobků ifm ve výrobních řadách TN, TR, TA, TK, TV, TT a TM.
Metalicky lepený hrot
Tento revoluční výrobní postup společnosti ifm spočívá v metalickém lepení prvku RTD přímo na poměděnou vnitřní stěnu hrotu sondy. Vytváří přímý kovový spoj s velmi malou tepelnou hmotou a optimálním přenosem tepla. Technologie metalického lepení eliminuje všechny polymerové materiály, takže umožňuje využívat senzory při vyšších teplotách. Navíc hroty této konstrukce dosahují dvakrát rychlejší odezvy než hroty s tenkým filmem, které jsou také velmi rychlé.
Na obrázku dole jsou uvedeny rozdíly doby odezvy mezi tenkovrstvou a metalicky lepenou konstrukcí.
Metalicky lepená konstrukce je vhodnější v těchto případech:
- pasterizační procesy UHT (Ultra High Temperature),
- pasterizační procesy HTST (High Temperature Short Time),
- měření SIP (Steam-in-Place),
- kontinuální procesy vyžadující rychlou reakci a citlivé na měření teploty.
Řada přístrojů ifm TA2 pro potravinářství, nápojářství a sanitární aplikace používá hroty metalicky lepené konstrukce.
Dvojprvkový samoověřovací hrot
Přístroje řady TCC mají dva snímací prvky s vlastní detekcí, které v případě odchylky signálu odešlou varování. U prvku PTC(s kladným teplotním součinitelem) při zvyšování teploty stoupá elektrický odpor. U prvku NTC (se záporným teplotním součinitelem) při zvyšování teploty klesá elektrický odpor.
Protože prvky PTC a NTC reagují na tepelné změny opačným směrem, je mikroprocesor schopen změřit rozdíl mezi dvěma prvky a upozornit uživatele na potenciální snížení přesnosti.
Infračervená bezdotyková technologie
Infračervené teplotní přístroje, někdy označované jako pyrometry, zjišťují množství infračerveného záření vydávaného určitým předmětem. Infračervené záření je pomocí čočky zaostřeno na detektor, který energii převede na elektronický signál. Tato technologie umožňuje měřit teplotu z dálky, bez nutnosti dotyku s předmětem.
Všechny předměty s teplotou nad -273°C(0 K) vyzařují určité množství infračervené energie. Schopnost předmětu vyzařovat tuto energii se nazývá emisivita (ε). Na emisivitu předmětu má vliv několik faktorů, mimo jiné materiál a druh povrchu. Například leštěný kov má mnohem menší emisivitu než stejný kov s hrubým povrchem. Informace o emisivitě lze zjistit na internetu, z učebnic atd., ale v praxi se hodnoty mohou lišit vlivem prostředí, tvaru a dalších okolností. V této tabulce je několik příkladů:
Εmisivitaε
| Materiál | [%] | Materiál | [%] |
|---|---|---|---|
| Černé těleso | 100 | Sklo | 85 až 95 |
| Grafit | 98 | Oxid železa | 85 až 89 |
| Lidská pokožka | 98 | Smalt | 84 až 88 |
| Kuchyňská trouba | 96 | Sádra | 80 až 90 |
| Bitumen (střešní lepenka) | 96 | Dřevo | 80 až 90 |
| Voda | 92 až 98 | Tkaniny | 75 až 88 |
| Asfalt | 90 až 98 | Radiátor | 80 až 85 |
| Varná plotýnka | 95 | Zoxidovaná měď | 78 |
| Mramor | 94 | Šamot | 75 |
| Černá pryž | 94 | Korund | 76 |
| Cihla | 93 až 96 | Kůže | 75 až 80 |
| Zemina | 92 až 96 | Glazovaná slínková cihla | 75 |
| Matné nátěry a laky | 96 | Papír | 70 až 94 |
| Lesklé nátěry a laky | 92 | Ocel zoxidovaná do červena | 69 |
| Vápenná omítka | 91 | Neprůhledný plast | 65 až 95 |
| Písek | 90 | Beton | 55 až 65 |
| Cement | 90 | Zoxidovaná mosaz | 56 až 64 |
| Chléb v peci | 88 | Nerezavějící ocel | 45 |
Nejvhodnější využití infračervených pyrometrů:
- detekce přítomnosti velmi horkých předmětů (do 4500 °F),
- měření teploty podobných předmětů (k přesnému měření je nutné znát koeficient emisivity),
- obory jako výroba asfaltu, ocelárny, sklárny apod.
Společnost ifm nabízí infračervené teplotní senzory ve výrobní řadě TW.