Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Статьи по КИПиАТемператураПогружной или накладной датчик температуры для трубопровода — что лучше и почему
Температура — безусловно, самый распространённый измеряемый параметр в промышленности. Однако универсальных решений для измерения температуры не существует. Даже при проектировании точек измерения на трубопроводах необходимо учитывать множество факторов при выборе термометра. Следующие аспекты имеют решающее значение для принятия решения о том, следует ли использовать ввинчиваемый погружной термометр (контактный метод измерения) или накладной датчик температуры (бесконтактный метод измерения).
Главное преимущество ввинчивающихся термометров очевидно: они находятся в непосредственном контакте со средой. Поэтому такие датчики температуры применяются во всех случаях, когда наряду с высокой точностью особенно важно короткое время отклика, например, в производственных процессах химической и процессной промышленности. В таких случаях измерительные приборы чаще всего интегрируются в системы контроля и регулирования.
При измерении температуры в машиностроении или аналогичных областях термометры, как правило, выполняют лишь функцию контроля. Требования к точности в этом случае ниже, чем в химических или фармацевтических процессах, а время отклика редко бывает критичным. Поэтому накладные датчики температуры представляют собой эффективное решение в подобных условиях. Их тепловая восприимчивость во многом зависит от размеров, материала и геометрии корпуса. Модели из алюминия имеют более короткое время прогрева, чем выполненные из нержавеющей стали или латуни. Воздушные зазоры в точке измерения, например в монтажной гильзе для термометра, могут дополнительно снижать теплопередачу. Этот эффект частично компенсируется применением специальной теплопроводящей пасты.
Пределы температурного диапазона для накладных датчиков чётко определены. Они подходят для измерения температур до 200 °C. При более высоких температурах нагретая поверхность трубопровода может расплавить изоляцию подводящего кабеля. Погружные термометры, напротив, в зависимости от конструкции, могут использоваться при температурах до примерно 400 °C.
При использовании накладного датчика влияние температуры окружающей среды на результат измерения обычно больше, чем при применении ввинчивающегося (резьбового) термометра. В таких случаях, для получения пригодных результатов, точка измерения должна быть хорошо изолирована, особенно в тех применениях, где возникает большая разница температур между средой и окружающей средой. Чем меньше корпус датчика, тем выше вероятность того, что можно использовать готовые изоляционные компоненты. Если длина погружения слишком мала, то ошибка, вызванная теплоотводом, может быть значительной и при использовании погружного датчика температуры. Следовательно, при условии хорошей изоляции, накладные датчики лучше подходят для труб малого диаметра.
Накладные датчики температуры для трубопровода не контактируют со средой во время измерения и, следовательно, никак на нее не влияют. С другой стороны, погружные датчики температуры могут затруднять поток среды в трубах с малыми номинальными диаметрами. Кроме того, нельзя исключать образование отложений на чувствительном элементе, что в крайних случаях может повлиять как на результат измерения, так и на качество среды.
Для установки ввинчивающегося термометра необходимо вскрыть трубопровод и приварить монтажную гильзу под термометр. Измерительный прибор должен быть спроектирован с учётом конкретных условий применения — не только по точности и времени отклика. При работе с агрессивными средами может потребоваться погружная часть из специального материала или дополнительная защитная гильза. Для проведения калибровки или замены термометра трубопровод необходимо предварительно осушить (за исключением точек измерения с защитной гильзой).
При использовании накладных датчиков температуры трубопровод всегда остаётся герметичным. Нет необходимости учитывать агрессивность среды и подбирать материалы термометра с учётом её свойств. Благодаря относительно плоской форме точки измерения монтаж можно выполнять даже в стеснённых условиях.
Накладной термометр крепится к трубопроводу с помощью хомута или натяжной ленты. Корпус датчика обычно имеет округлую контактную поверхность, адаптированную под соответствующий диаметр трубы. В случаях, когда используются трубопроводы разных диаметров, требуются разные модификации прибора.
Накладной термометр WIKA TF44 учитывает вышеназванные факторы. Его алюминиевый корпус обладает высокой теплопроводностью и, при длине грани всего шесть миллиметров, идеально подходит для всех типоразмеров труб.
По сравнению с установкой ввинчивающихся термометров, монтаж накладных требует меньших затрат на материалы и рабочее время. Однако всё более ограниченное пространство для монтажа, например в тепловых насосах или установках когенерации, усложняет выполнение необходимых операций вручную.
Этот аспект был учтён при разработке модели TF44. Монтаж в ограниченных пространствах выполняется без использования инструмента и осуществляется с помощью быстросъёмных скоб. Они доступны для диаметров труб от 12 до 42 миллиметров.
В процессной промышленности по-прежнему рекомендуется использовать инвазивный метод измерения температуры в трубопроводах. Однако продолжающаяся тенденция к миниатюризации делает необходимым применение компактных накладных датчиков температуры в системах трубопроводов, особенно в машиностроении и при строительстве установок. Благодаря специально согласованным системам датчика, корпуса и креплений можно свести к минимуму затраты и трудоёмкость установки точки измерения.
