Isıtma için sıcaklık sensörleri: amacı, çeşitleri, kurulum talimatları

Isıtma cihazlarını çalıştırırken, odadaki havanın yanı sıra soğutucunun ısınma derecesini de kontrol etmek gerekir.Isıtmaya yönelik sıcaklık sensörleri, görsel olarak okunabilen veya anında kontrolöre gönderilebilen bilgilerin yakalanmasına ve iletilmesine yardımcı olur.

Sıcaklık sensörlerinin nasıl çalıştığını, ne tür izleme cihazlarının bulunduğunu ve cihaz seçerken hangi parametrelerin dikkate alınması gerektiğini anlamanızı öneririz. Ek olarak, sıcaklık sensörünü ısıtma radyatörüne kendiniz monte etmenize yardımcı olacak adım adım talimatlar hazırladık.

Termal sensörün çalışma prensibi

Isıtma sistemini aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli yöntemler kullanarak kontrol edebilirsiniz:

• zamanında enerji temini için otomatik cihazlar;
• güvenlik izleme blokları;
• karıştırma üniteleri

Tüm bu grupların doğru çalışması için sıcaklık sensörlerinin cihazların çalışmasıyla ilgili sinyaller vermesi gerekir. Bu cihazların okumalarını gözlemlemek, sistemdeki arızaları zamanında tespit etmemize ve düzeltici önlemler almamıza olanak sağlar.

Ateş almak için kullanılan birçok cihaz türü vardır. Soğutucu sıvılara daldırılabilir, iç mekanlarda kullanılabilir veya dış mekanlara yerleştirilebilirler.

Bir sıcaklık sensörü, örneğin bir odanın sıcaklığını izlemek için ayrı bir cihaz olarak kullanılabilir veya örneğin bir ısıtma kazanı gibi karmaşık bir cihazın ayrılmaz bir parçası olabilir.

Otomatik kontrolde kullanılan bu tür cihazların temeli, sıcaklık göstergelerinin elektrik sinyaline dönüştürülmesi prensibidir. Bu sayede ölçüm sonuçları, yüksek hızı, hassasiyeti ve ölçüm doğruluğunu garanti eden dijital kod biçiminde ağ üzerinden hızlı bir şekilde iletilebilir.

Aynı zamanda, ısıtma aşamasını ölçmek için çeşitli cihazlar, bir dizi parametreyi etkileyen tasarım özelliklerine sahip olabilir: belirli bir ortamda çalışma, iletim yöntemi, görselleştirme yöntemi ve diğerleri.

Sıcaklık ölçümü için cihaz türleri

Termal cihazlar, bilgi aktarma yöntemi, kurulum yeri ve koşulları ile okuma alma algoritması dahil olmak üzere bir dizi önemli kritere göre sınıflandırılabilir.

Bilgi aktarımı yöntemiyle

Kullanılan bilgi aktarma yöntemine göre sensörler iki büyük kategoriye ayrılır:

• kablolu cihazlar;
• kablosuz sensörler.

Başlangıçta, bu tür cihazların tümü, termal sensörlerin kontrol ünitesiyle iletişim kurarak ona bilgi ilettiği kablolarla donatılmıştı. Bu tür cihazlar artık kablosuz muadillerinin yerini almış olsa da, hala basit devrelerde sıklıkla kullanılıyorlar.

Ayrıca kablolu sensörlerin kullanımı daha doğru ve güvenilirdir.

Kompozit cihazda kullanılan kablolu sensörün tutarlı çalışmasını sağlamak için, aynı üretici tarafından üretilen ekipmanlarla birleştirilmesi tavsiye edilir.

Şu anda, çoğunlukla bir radyo dalgası vericisi ve alıcısı kullanarak bilgi ileten kablosuz cihazlar yaygınlaştı. Bu tür cihazlar, ayrı bir oda veya açık hava dahil hemen hemen her yere kurulabilir.

Bu tür sıcaklık sensörlerinin önemli özellikleri şunlardır:

• pilin varlığı;
• ölçüm hatası;
• sinyal iletim aralığı.

Kablosuz/kablolu cihazlar birbirinin tamamen yerini alabilir ancak işleyişinde bazı tuhaflıklar vardır.

Konuma ve yerleştirme yöntemine göre

Montaj yerine bağlı olarak, bu tür cihazlar aşağıdaki tiplere ayrılır:

• ısıtma devresine bağlı üst kısımlar;
• soğutucuyla temas halinde suya daldırılabilir;
• kapalı alan, konut veya ofis alanının içinde yer alan;
• dışarıda bulunan harici.

Bazı üniteler sıcaklığı kontrol etmek için aynı anda birden fazla sensör tipini kullanabilir.

Okuma alma mekanizmasına göre

Bilgi görüntüleme yöntemine göre cihazlar şunlar olabilir:

• bimetalik;
• alkol.

İlk seçenek, farklı metallerden yapılmış iki plakanın yanı sıra bir kadranlı göstergenin kullanılmasını içerir. Sıcaklık arttıkça elemanlardan biri deforme olur ve ok üzerinde baskı oluşur. Bu tür cihazların okumaları iyi bir doğrulukla karakterize edilir, ancak en büyük dezavantajları ataletleridir.

Bimetalik ve alkol termostatları genellikle kazanlar gibi ısıtma ekipmanlarına monte edilir. Aşırı ölümcül sonuçlara yol açabilecek ısıyı izlemenize izin verirler.

Çalışması alkol kullanımına dayanan sensörler neredeyse tamamen bu dezavantajdan muaftır. Bu durumda, ısıtıldığında genleşen, hava geçirmez şekilde kapatılmış bir şişeye alkol içeren bir çözelti dökülür. Tasarım oldukça basit, güvenilir ancak gözlemler için pek uygun değil.

Çeşitli sıcaklık sensörleri

Sıcaklık ölçümü yapabilmek için farklı çalışma prensibine sahip cihazlar kullanılmaktadır. En popüler cihazlar aşağıda listelenen cihazları içerir.

Termokupllar: doğru okuma - yorumlanması zor

Böyle bir cihaz, farklı metallerden yapılmış, birbirine lehimlenmiş iki telden oluşur. Sıcak ve soğuk uçlar arasında oluşan sıcaklık farkı, 40-60 μV'luk bir elektrik akımı kaynağı görevi görür (gösterge, termokuplun malzemesine bağlıdır).

Termokuplların üretiminde en sık aşağıdaki metal ve alaşım kombinasyonları kullanılır: krom-alüminyum, demir-kostantan, demir-nikel, nikel-krom ve diğerleri

Termokupl son derece hassas bir sıcaklık sensörü olarak kabul edilir, ancak ondan doğru okumalar almak oldukça zordur. Bunu yapmak için cihazın sıcaklık farkını kullanarak elektromotor kuvvetini (EMF) bulmanız gerekir.

Sonucun doğru olması için, örneğin önceden bilinen sıcaklığa sahip bir ortama ikinci bir termokuplun yerleştirildiği bir donanım yöntemi kullanılarak soğuk bağlantının sıcaklığının telafi edilmesi önemlidir.

Yazılım telafisi yöntemi, sıcaklığı belirli bir doğrulukla kontrol etmenize olanak tanıyan soğuk bağlantılarla birlikte izo-odaya başka bir sıcaklık sensörünün yerleştirilmesini içerir.

Bir termokupldan veri elde etme işlemi, doğrusal olmaması nedeniyle bazı zorluklara neden olur. Okumaların doğruluğunu sağlamak için GOST R 8.585-2001, EMF'yi sıcaklığa dönüştürmenize ve ters işlemler gerçekleştirmenize olanak tanıyan polinom katsayıları sunar.

Diğer bir sorun ise okumaların mikrovolt cinsinden alınması ve bunun yaygın olarak bulunabilen dijital araçlarla dönüştürülememesidir.Tasarımlarda termokupl kullanmak için minimum gürültü seviyesine sahip, doğru, çok basamaklı dönüştürücüler sağlamak gerekir.

Termistörler: kolay ve basit

Malzemelerin direncinin ortam sıcaklığına bağlı olması ilkesine dayanan termistörler kullanılarak sıcaklığı ölçmek çok daha kolaydır. Örneğin platinden yapılmış bu tür cihazlar, yüksek doğruluk ve doğrusallık gibi önemli avantajlara sahiptir.

Bu tür sıcaklık sensörlerinin ana sorunu, son derece düşük sıcaklık direnç katsayısı olarak düşünülebilir, ancak bunu doğru bir şekilde ölçmek, termokuplların düşük voltaj değerlerini tespit etmekten daha kolaydır.

Bir direncin önemli bir özelliği, belirli bir sıcaklıktaki taban direncidir. GOST 21342.7-76'ya göre bu gösterge 0°C'de ölçülür. Bu durumda T'nin yanı sıra bir dizi direnç değerinin (Ohm) kullanılması tavsiye edilir._{teşekkürler} - sıcaklık katsayısı.

T göstergesi_{teşekkürler} formülle hesaplanır:

T_{teşekkürler} = (R_e - R_0c)/(T_e - T_0c) *1/R_0c,

Nerede:

• R_e – mevcut sıcaklıktaki direnç;
• R_0c – 0°C'de direnç;
• T_e - şuanki sıcaklık;
• T_0c – 0°C.

GOST ayrıca bakır, nikel, platinden yapılmış çeşitli ölçüm cihazları için sağlanan sıcaklık katsayılarını sağlar ve ayrıca mevcut direnç değerlerine dayalı olarak sıcaklığı hesaplamak için kullanılan polinom katsayılarını da gösterir.

Termistör sensörleri doğrulukları, hassasiyetleri ve kullanım kolaylıkları nedeniyle elektronik ve makine mühendisliği endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Cihazı bir akım kaynağı devresine bağlayıp diferansiyel voltajı ölçerek direnci ölçebilirsiniz. Analog çıkışı besleme voltajına eşit olan entegre devreleri kullanarak göstergeleri izleyebilirsiniz.

Bu tür cihazlara sahip termal sensörler, analogdan dijitale dönüştürücüye güvenli bir şekilde bağlanabilir ve sekiz veya on bitlik bir ADC ile sayısallaştırılabilir.

Eş zamanlı ölçümler için dijital sensör

Dijital sıcaklık sensörleri de yaygın olarak kullanılmaktadır, örneğin üç çıkışlı bir mikro devre kullanılarak çalışan DS18B20 modeli. Bu cihaz sayesinde paralel çalışan birçok sensörden aynı anda sadece 0,5 hatayla sıcaklık okuması almak mümkündür.°C.

Popüler bir model, ısıyı +2° doğrulukla ve nemi +5 doğrulukla ölçmenize olanak tanıyan birleşik sıcaklık/nem sensörü SHT1'dir. Ancak üreticinin kendisi daha doğru ve ekonomik cihazların bulunduğunu iddia ediyor

Bu cihazın diğer avantajlarının yanı sıra, geniş bir çalışma sıcaklığı aralığına (-55+125°C) da dikkat çekilebilir. Ana dezavantajı yavaş çalışmasıdır: en doğru hesaplamalar için cihazın en az 750 ms'ye ihtiyacı vardır.

Temassız irometreler (termal görüntüleme cihazları)

Bu temassız sensörlerin işlevi, vücutlardan yayılan termal radyasyonun tespit edilmesine dayanmaktadır. Bu olguyu karakterize etmek için, birim dalga boyu aralığına denk gelen birim yüzeyden birim zamanda salınan enerji miktarı kullanılır.

Monokromatik radyasyonun yoğunluğunu yansıtan benzer bir kritere spektral parlaklık denir.

Aşağıdaki pirometre türleri mevcuttur:

• radyasyon;
• parlaklık (optik);
• renk.

Radyasyon pirometreler 20-25000°C aralığında ölçüm yapılmasına izin verir, ancak sıcaklığı belirlemek için etkin değeri vücudun fiziksel durumuna, kimyasal durumuna bağlı olan radyasyon eksiklik katsayısının hesaba katılması önemlidir. kompozisyon ve diğer faktörler.

Radyasyon sensörünün ana çalışma elemanı, içinde seri termokupl devresinden oluşan bir pilin bulunduğu bir teleskoptur. Bu cihazların çalışma uçları platin kaplı bir taç yaprağı (+) üzerinde bulunur.

Parlaklık (optik) pirometreler 500-4000°C sıcaklıkları ölçmek için tasarlanmıştır. Yüksek ölçüm doğruluğu sağlarlar, ancak gözlemlerin yapıldığı ara ortam tarafından radyasyonun cisimlerden olası soğurulması nedeniyle okumaları bozabilirler.

Renkli pirometrelerEylemi, iki dalga boyundaki (tercihen spektrumun kırmızı veya mavi kısmındaki) radyasyon yoğunluğunun belirlenmesine dayanan, 800 ila 0 ° C aralığındaki ölçümler için kullanılır.

Başlıca avantajları, radyasyonun eksikliğinin ölçüm hatalarını etkilememesidir. Ayrıca göstergeler nesneye olan mesafeye bağlı değildir.

Kuvars sıcaklık dönüştürücüler (piezoelektrik)

-80 +250°C aralığında sıcaklık ölçümleri almak için, çalışma prensibi kuvarsın ısınmaya olan frekansına bağlı olmasına dayanan kuvars dönüştürücüleri (piezoelektrik elemanlar) kullanabilirsiniz. Bu durumda dönüştürücünün işlevi, kristal eksenleri boyunca kesimin konumundan etkilenir.

Piezoelektrik (kuvars) cihazlar çoğunlukla araştırma çalışmalarında kullanılır, çünkü bu tür cihazlar genişletilmiş ölçüm aralığı, güvenilirlik ve yüksek doğrulukla karakterize edilir.

Piezoelektrik sensörler hassas hassasiyetleri ve yüksek çözünürlükleri ile öne çıkarlar ve uzun bir süre boyunca güvenilir bir şekilde çalışabilirler. Bu tür cihazlar dijital termometrelerin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır ve gelecekteki teknolojiler için en umut verici cihazlardan biri olarak kabul edilmektedir.

Gürültü (akustik) sıcaklık sensörleri

Bu tür cihazların çalışması, direncin sıcaklığına bağlı olarak akustik potansiyel farkının ortadan kaldırılmasıyla sağlanır.

Akustik yöntemler, kapalı alanlarda ve doğrudan ölçümün mümkün olmadığı ortamlarda sıcaklık ölçümü yapılmasına olanak sağlar. Benzer cihazlar tıpta, su altı araştırmalarında ve endüstride uygulama alanı bulmuştur.

Bu tür sensörlerle ölçüm yöntemi oldukça basittir: Biri önceden bilinen bir sıcaklıkta, ikincisi ise belirlenen sıcaklıkta olan iki benzer elemanın ürettiği gürültüyü karşılaştırmak gerekir.

Akustik sıcaklık sensörleri -270 - +1100 aralığını ölçmek için uygundur°C. Aynı zamanda, sürecin karmaşıklığı çok düşük gürültü seviyesinde yatmaktadır: amplifikatörün ürettiği sesler bazen onu bastırmaktadır.

NQR sıcaklık sensörleri

Nükleer dört kutuplu rezonans termometrelerinin çalışmasının özü, kristal kafesler ve nükleer moment tarafından oluşturulan alan gradyanının etkisidir - yükün kürenin simetrisinden sapmasının neden olduğu bir gösterge.

Bu fenomenin bir sonucu olarak, bir çekirdek alayı meydana gelir: frekansı, kafes alanının gradyanına bağlıdır.Bu göstergenin değeri aynı zamanda sıcaklıktan da etkilenir: yükselişi NQR frekansında bir düşüşe neden olur.

Bu tür sensörlerin ana elemanı, jeneratör devresine bağlı bir endüktans sargısına yerleştirilen madde içeren bir ampuldür.

Cihazların avantajı sınırsız ölçüm süresi, güvenilirlik ve kararlı çalışmadır. Dezavantajı, bir dönüştürme fonksiyonunun kullanılmasını gerektiren ölçümlerin doğrusal olmamasıdır.

Yarı iletken cihazlar

Sıcaklıklara maruz kalmanın neden olduğu p-n bağlantısının özelliklerindeki değişikliklere dayalı olarak çalışan bir cihaz kategorisi. Transistör üzerindeki voltaj her zaman sıcaklığın etkisiyle orantılıdır, bu da bu faktörün hesaplanmasını kolaylaştırır.

Bu tür cihazların avantajları, yüksek veri doğruluğu, düşük maliyet ve tüm ölçüm aralığı boyunca doğrusal özelliklerdir. Bu tür cihazların doğrudan yarı iletken bir alt tabakaya monte edilmesi uygundur, bu da onları mikroelektronik için mükemmel kılar.

Sıcaklık okumaları için hacimsel dönüştürücüler

Bu tür cihazlar, ısıtma veya soğutma sırasında gözlenen maddelerin iyi bilinen genleşmesi ve büzülmesi prensibine dayanmaktadır. Bu tür sensörler oldukça pratiktir. -60 - +400°C aralığındaki sıcaklıkları belirlemek için kullanılabilirler.

Sıcaklığın görsel olarak kontrol edilmesini sağlamak için odalara yerleştirilen çoğu sıcaklık sensörü, mevcut değerleri görüntüleyen ekranlarla donatılmıştır.

Bu tür cihazlarla sıvıların ölçümlerinin kaynama ve donma sıcaklıklarıyla, gazların ise sıvı duruma geçişleriyle ölçümlerinin sınırlı olduğunu unutmamak gerekir.Bu cihazlar için çevresel etkilerden kaynaklanan ölçüm hatası oldukça küçüktür: %1-5 arasında değişmektedir.

Sıcaklık sensörlerinin seçimi

Bu tür cihazları seçerken aşağıdaki gibi faktörler:

• ölçümlerin yapıldığı sıcaklık aralığı;
• sensörü bir nesneye veya ortama batırma ihtiyacı ve olasılığı;
• ölçüm koşulları: agresif bir ortamda ölçüm yapmak için temassız bir versiyonu veya korozyona dayanıklı bir mahfazaya yerleştirilmiş bir modeli tercih etmek daha iyidir;
• kalibrasyon veya değiştirmeden önce cihazın servis ömrü - bazı cihaz türleri (örneğin termistörler) hızla arızalanır;
• teknik veriler: çözünürlük, voltaj, sinyal hızı, hata;
• çıkış sinyali değeri.

Bazı durumlarda cihazın gövdesinin malzemesi de önemli olduğu gibi, iç mekanda kullanıldığında boyutları ve tasarımı da önemlidir.

Kendin yap kurulum önerileri

Bu tür cihazlar çeşitli amaçlar için yaygın olarak kullanılmaktadır: radyatörler, ısıtma kazanları ve diğer ev aletleriyle donatılmıştır.

Kuruluma başlamadan önce talimatları dikkatlice okumalısınız: yalnızca kurulum özelliklerini (örneğin, boruya bağlantı boyutları) değil, aynı zamanda çalışma kurallarını ve ölçüm cihazının uygun olduğu sıcaklık sınırlarını da gösterir.

120-160 mm arasında değişebilen manşon boyutunu da hesaba katmak gerekir.

Bir sıcaklık sensörü takmanın en yaygın iki durumunu ele alalım.

Cihazı radyatöre bağlama

Tüm ısıtma cihazlarının bir termostatla donatılması gerekli değildir. Düzenlemelere göre, aküye sensörler takılıdırToplam gücü benzer sistemler tarafından üretilen ısının %50'sini aşarsa.Odada iki ısıtıcı varsa, termostat yalnızca daha yüksek güce sahip olan birine monte edilir.

Sıcaklık sensörü, radyatörlerin, ısıtmalı zeminlerin ve diğer ısıtma cihazlarının ısıtmasını azaltmanıza veya artırmanıza olanak tanıyan sıcaklık kontrol cihazlarının zorunlu bir bileşenidir.

Cihaz vanası, radyatörün ısıtma şebekesine bağlandığı noktada besleme boru hattına monte edilir. Mevcut bir zincire eklemek mümkün değilse, tedarik hattının sökülmesi gerekir, bu da bazı zorluklara neden olabilir.

Bu manipülasyonu gerçekleştirmek için boruları kesmek için bir alet kullanmanız gerekirken, termal başlığın takılması özel ekipman olmadan kolayca yapılabilir. Sensör monte edilir edilmez gövde ve cihaz üzerine yapılan işaretlerin hizalanması yeterlidir, ardından kafa yumuşak bir el baskısı ile sabitlenir.

Hava sıcaklık sensörünün montajı

Böyle bir cihaz, taslaksız en soğuk oturma odasına kurulur (salonda, mutfakta veya kazan dairesinde, sistemin işleyişinde aksamalara neden olabileceğinden kurulumu istenmez).

Yer seçerken cihazın güneş ışığına maruz kalmamasına ve yakınlarda ısıtma cihazlarının (ısıtıcılar, radyatörler, borular) bulunmamasına dikkat etmeniz gerekir.

Geleneksel bir ısıtma sistemi için bir termostat yeterlidir, kolektör devresinde ise sayısı oda sayısına denk gelen birkaç sensörün kullanılması tavsiye edilir. Bu, sıcaklığı ayrı alanlarda ayrı ayrı ayarlamanıza olanak tanır.

Cihaz, kit içerisinde yer alan terminaller veya kablo kullanılarak teknik veri sayfasında yer alan talimatlara göre bağlanır.

Sıcaklığınızı izlemeniz gerekiyorsa “sıcak zemin”deki sıcaklık sensörü beton şapın derinliklerine yerleştirilebilir. Bu durumda koruma için bir ucu kapalı ve eğimli bir oluklu boru kullanabilirsiniz.

İkinci özellik, gerekirse bozuk cihazın çıkarılmasına ve yenisiyle değiştirilmesine olanak tanır.

Cihazın kurulumu şu şekilde gerçekleştirilir:

1. Ataşmanı monte etmek için duvarda bir girinti yapılır.
2. Ön kısım sıcaklık sensöründen çıkarılır ve ardından cihaz hazırlanan alana monte edilir.
3. Daha sonra, terminaller sensörlere bağlanırken ısıtma kablosu kontaklara bağlanır.

Son aşama, güç kablosunun bağlanması ve ön panelin yerine takılmasıdır.

Bir ısıtma kazanı için termostat bağlantı şeması ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. Bu makale.

İşlevselliği sensörlerin dahili bağlantısını gerektiren cihazın karmaşık bir tasarımı varsa, uzmanlarla iletişime geçmek daha iyidir.

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı video

Aşağıdaki videoda termal cihazların bir ısıtma kazanına nasıl kurulacağı ayrıntılı olarak açıklanmaktadır:

Sensörlerin besleme ve dönüş borularına montajı farklı mı?

Sıcaklık sensörleri hem çeşitli endüstrilerde hem de evsel amaçlarla yaygın olarak kullanılmaktadır. Farklı çalışma prensiplerine dayanan çok çeşitli benzer cihazlar, belirli bir sorunu çözmek için en iyi seçeneği seçmenizi sağlar.

Evlerde ve apartmanlarda, bu tür cihazlar çoğunlukla tesislerde konforlu bir sıcaklığı korumak ve ayrıca ısıtma sistemlerini (radyatörler, ısıtmalı zeminler) düzenlemek için kullanılır.

Eklemek istediğiniz bir şey var mı veya sıcaklık sensörünün seçimi ve kurulumuyla ilgili sorularınız mı var? Yayına yorum bırakabilir, tartışmalara katılabilir ve bu tür cihazları kullanma konusundaki kendi deneyiminizi paylaşabilirsiniz. İletişim formu alt blokta yer almaktadır.