راهنمای کامل سیم‌کشی RTD دو عنصری: اتصالات، افزونگی و انتخاب

سر اتصال یک سنسور دمای صنعتی را باز می کنید و به جای یکی دو مجموعه سیم سربی پیدا می کنید. این اولین سرنخ است که شما به سیم کشی RTD دو عنصری نگاه می کنید. یک RTD دو عنصری شامل دو آشکارساز دمای مقاومتی مستقل الکتریکی در داخل یک محفظه یا ترموول است، و نحوه اتصال آن عناصر تعیین می‌کند که آیا شما افزونگی، یک قرائت متوسط ​​یا دو سیگنال جداگانه برای کنترل و حفاظت فرآیند دریافت می‌کنید.

پاسخ کوتاه به اکثر سوالات سیم کشی RTD دو عنصر ساده است: هر عنصر را به عنوان یک RTD جداگانه در نظر بگیرید. هر عنصر مقاومت خود را در برابر مشخصه دما دارد و هر عنصر را می توان به فرستنده، کنترل کننده یا سیستم ایمنی خود متصل کرد. چیزی که سیم‌کشی دو عنصری را جالب‌تر می‌کند این است که چگونه این استقلال را در این زمینه اعمال می‌کنید.

این راهنما اصول سیم‌کشی RTD دو عنصری، اتصالات 2 سیم، 3 و 4 سیم، پیکربندی‌های رایج، اتصال فرستنده، منطق افزونگی، شیوه‌های نصب، کالیبراسیون و عیب‌یابی را پوشش می‌دهد. همچنین شامل توصیه‌هایی برای انتخاب طرح‌های زره‌دار، مونتاژ و محافظت‌شده در برابر انفجار می‌شود تا بتوانید با اطمینان بدون حدس زدن سیم‌کشی کنید.

دو عنصر RTD چیست؟

یک RTD دو عنصری یک آشکارساز دمای مقاومتی است که شامل دو عنصر حسگر پلاتین جداگانه در یک لوله محافظ، غلاف یا مجموعه است. هر عنصر معمولاً یک مقاومت پلاتینی با لایه نازک یا سیم سیم پیچی با مقاومت اسمی 100 اهم در دمای 0 درجه سانتیگراد است که معمولاً Pt100 نامیده می شود. این دو عنصر به صورت الکتریکی از یکدیگر و از غلاف فلزی جدا شده اند، بنابراین می توان از آنها به طور کاملا مستقل استفاده کرد.

هر عنصر دارای مجموعه سیم های سربی مخصوص به خود است. بنابراین یک RTD دو عنصری بسته به سبک اتصال داخلی، دو، سه یا چهار سیم سرب در هر عنصر دارد. رایج ترین حسگرهای دو عنصری Pt100 دارای شش سیم هستند: سه سیم برای عنصر یک و سه سیم برای عنصر دو. نسخه‌های هشت سیم با چهار سیم در هر عنصر برای ابزار دقیق در دسترس هستند که به دقت واقعی چهار سیم در هر دو عنصر نیاز دارند.

ساختار مکانیکی ممکن است یک نوع مونتاژ با سر ترمینال، یک نوع روکش دار با یک کابل انعطاف پذیر عایق معدنی، یا یک نوع ضد انفجار با یک محفظه ضد شعله باشد. عناصر حسگر معمولاً نزدیک به هم قرار می گیرند، بنابراین هر دو نقطه دمای فرآیند یکسانی را نشان می دهند. این نزدیکی فیزیکی چیزی است که RTD های دو عنصری را برای اندازه گیری های ایمنی حیاتی و اضافی در یک نفوذ فرآیند جذاب می کند.

عناصر و مواد معمولی

• عناصر لایه نازک پلاتین با مقاومت اسمی 100 اهم در دمای 0 درجه سانتیگراد
• عناصر سیمی برای پایداری لرزش یا دمای بالا
• عناصر نیکل یا مس برای کاربردهای خاص، اگرچه Pt100 غالب است
• پوشش سرامیکی یا شیشه ای برای جداسازی عنصر و محافظت از آن در برابر رطوبت
• پودر آلومینا یا اکسید منیزیم با خلوص بالا در نسخه های روکش دار

طراحی دو عنصری فیزیک اساسی یک RTD را تغییر نمی دهد. هر دو عنصر همچنان از منحنی مقاومت-دمای یکسانی پیروی می کنند که معمولاً توسط استاندارد IEC 60751 برای پلاتین تعریف می شود. اگر یکی از عناصر منحرف شود، از کار بیفتد، یا نیاز به کالیبراسیون داشته باشد، عنصر دیگر برای اندازه گیری در دسترس باقی می ماند که این مزیت عملی اصلی است.

چرا یک RTD دو عنصری را نسبت به RTD یک عنصری انتخاب کنید؟

تصمیم برای نصب یک RTD دو عنصری معمولاً ناشی از افزونگی، محدودیت فضا یا نیاز به اتصال یک نقطه دمایی به سیستم‌های کنترل و نظارت متعدد است. یک عنصر RTD یک سیگنال مقاومت و یک نقطه شکست را به شما می دهد. یک RTD دو عنصر دو سیگنال مستقل از یک مکان فرآیند به شما می دهد که یک مزیت عملیاتی قابل توجه است.

یک سوء تفاهم رایج وجود دارد که RTD های دو عنصری فقط برای صنایع با ایمنی بالا مانند تولید برق یا نفت و گاز هستند. در عمل، هر زمان که مهندس فرآیند یک نشانگر دمای محلی و یک سیگنال DCS از راه دور را از همان نقطه بخواهد، بدون افزودن ترموول دوم، از آنها استفاده می شود. قیمت سنسور اضافی کوچک اغلب کمتر از هزینه حفاری نازل دیگر در یک کشتی یا خط لوله است.

همچنین باید در نظر داشته باشید که اگر آن RTD ها نیاز به قرار گرفتن در موقعیت های فیزیکی مختلف داشته باشند، یک RTD دو عنصری نمی تواند به طور کامل جایگزین دو RTD نصب شده جداگانه شود. اگر هدف اندازه گیری یک نقطه با دو سنسور باشد، عنصر دوگانه انتخاب ساده تری است. اگر هدف مقایسه دما در دو مکان مختلف است، از دو حسگر جداگانه تک عنصری یا دو عنصری استفاده کنید.

اصول سیم کشی RTD دو عنصری: اتصالات 2 سیم، 3 سیم و 4 سیم

هر عنصر داخل یک RTD عنصر دوگانه را می توان به همان روشی که یک RTD منفرد سیم کشی کرد. روش سیم کشی تعیین می کند که مدار اندازه گیری با چه دقتی می تواند مقاومت سیم سربی را جبران کند. برای یک سنسور دو عنصری، تعداد سیم های سربی بر این اساس دو برابر می شود.

در اتصال 2 سیم دو سیم به المنت متصل می شود و مقاومت اندازه گیری شده شامل مقاومت سیم های سرب می شود. این روش فقط برای کابل های کوتاه و الزامات دقت پایین قابل قبول است زیرا مقاومت سرب با دمای محیط تغییر می کند و باعث خطای اندازه گیری می شود. یک RTD دو عنصری با دو سیم در هر عنصر دارای چهار سیم خارجی است.

در اتصال 3 سیم، سه سیم به یک سر المنت و یک سیم مشترک متصل می شود. مدار اندازه گیری مقاومت یک لید را اندازه گیری می کند و آن را از کل حلقه کم می کند. این رایج ترین مصالحه صنعتی است زیرا بدون نیاز به یک جفت جریان و ولتاژ اختصاصی، جبران سرب خوبی می دهد. یک عنصر دوگانه Pt100 با سه سیم در هر عنصر دارای شش سیم خارجی است.

در یک اتصال 4 سیم، دو سیم جریان ثابت را تامین می کنند و دو سیم مجزا ولتاژ را در سراسر عنصر اندازه گیری می کنند. این خطای مقاومت سرب را به طور کامل از بین می برد و آن را به دقیق ترین روش تبدیل می کند. یک RTD دو عنصری با چهار سیم در هر عنصر دارای هشت سیم خارجی است که کمتر رایج است اما برای اندازه‌گیری با دقت بالا و کاربردهای آزمایشگاهی ضروری است.

رنگ های فیزیکی سرنخ ها بسته به سازنده متفاوت است، اما یک قرارداد رایج استفاده از یک جفت رنگ برای عنصر یک و یک جفت رنگ دیگر برای عنصر دو است. قبل از خاتمه، همیشه تخصیص سرنخ را با برگه داده حسگر تأیید کنید. اگر عناصر را با هم مخلوط کنید، ممکن است همچنان خوانش های معتبری دریافت کنید اما نقشه افزونگی مورد نظر را از دست می دهید.

از منظر سیم‌کشی، عنصر یک را به‌عنوان RTD A و عنصر دو را به‌عنوان RTD B در نظر بگیرید. برای کاهش خطر اتصال کوتاه تصادفی و ساده‌سازی عیب‌یابی آتی، دو مجموعه سرنخ را در سر اتصال و در طول مسیر کابل از هم جدا نگه دارید.

پیکربندی سیم کشی RTD مشترک دو عنصری

هنگامی که متوجه شدید که هر عنصر یک RTD مستقل است، پیکربندی های سیم کشی به راحتی قابل سازماندهی هستند. رایج‌ترین پیکربندی‌های صنعتی اندازه‌گیری دوگانه مستقل، اندازه‌گیری اضافی برای ایمنی، و سیگنال‌های فرآیند/نمایش جداگانه است.

اندازه گیری دوگانه مستقل

عنصر یک از طریق یک فرستنده دما به سیستم کنترل اصلی متصل می شود. عنصر دو به یک فرستنده نشانگر محلی یا یک سیستم نظارت بر لرزش متصل می شود. این انتخاب معمولی برای یاتاقان های موتور، گیربکس ها و کمپرسورهایی است که دمای یاتاقان یکسان باید به رله حفاظتی و سیستم مدیریت دارایی برسد.

اندازه گیری اضافی برای ایمنی

هر دو عنصر به کارت های ورودی آنالوگ جداگانه یا PLC های ایمنی جداگانه متصل می شوند. اگر عنصر یک باز نشود، عنصر دو همچنان دمای فرآیند را تامین می کند. سیم کشی اضافی باید شامل ترمینال های سر اتصال جداگانه، کابل های مجزا، و منابع تغذیه مجزای ایده آل برای دستیابی به تنوع واقعی باشد.

فرآیند و سیگنال نمایش را جدا کنید

یک عنصر DCS را برای کنترل فرآیند تغذیه می کند، در حالی که عنصر دوم یک پانل متر یا نمایشگر HMI را تغذیه می کند. این کار از کارت های جداسازی حلقه جلوگیری می کند و به کارکنان تعمیر و نگهداری اجازه می دهد تا خواندن فرآیند را بدون دست زدن به حلقه کنترل تأیید کنند.

تنظیمات سری یا دیفرانسیل

پیکربندی های کمتر رایج شامل اتصال دو عنصر به صورت سری برای به دست آوردن یک مقاومت تقریبی متوسط یا در یک پل برای اندازه گیری اختلاف دما است. این روش‌ها به ندرت در سیستم‌های دیجیتال مدرن استفاده می‌شوند، زیرا یک فرستنده می‌تواند میانگین یا تفاوت را به صورت الکترونیکی با دقت بهتر محاسبه کند.

هنگامی که نمودار سیم کشی را برنامه ریزی می کنید، هر ترمینال را به وضوح برچسب بزنید. از رنگ های سیم جداگانه برای هر عنصر استفاده کنید و یک زمین محافظ مشترک برای کابل تعیین کنید. یک RTD دو عنصری با شش لید می تواند ترسناک به نظر برسد، اما یک نمودار سیم کشی واضح بیشتر خطر را از بین می برد.

سیم کشی یک RTD دو عنصری به یک فرستنده دما

کاربردی ترین سوال در سیم کشی RTD دو عنصری این است که چگونه می توان اتصال نهایی را به فرستنده انجام داد. بسیاری از فرستنده های دما دارای یک ورودی RTD هستند. سپس یک سنسور دو عنصری به دو فرستنده نیاز دارد. سایر فرستنده ها دارای دو ورودی RTD هستند و می توانند هر دو عنصر را مستقیماً بپذیرند.

قبل از سیم کشی، پیکربندی ورودی فرستنده را بررسی کنید. یک فرستنده استاندارد تک ورودی RTD دارای پایانه هایی مانند 1، 2، 3 و 4 برای RTD سه سیمه است. اگر یک سنسور دو عنصری را به دو فرستنده تک ورودی متصل کنید، هر عنصر از مجموعه پایانه های خود استفاده می کند. اگر از فرستنده دو ورودی استفاده می کنید، فقط عنصر یک را به ورودی A و عنصر دو را به ورودی B اختصاص می دهید.

رایج ترین و مقرون به صرفه ترین آرایش میدان، دو فرستنده سر نصب شده در داخل سر اتصال RTD است. این سیگنال آنالوگ را قوی و محلی نگه می دارد و به شما امکان می دهد دو حلقه مجزای 4 تا 20 میلی آمپر را به اتاق کنترل بازگردانید. شش سیم عنصر دوگانه RTD در پایانه های فرستنده یا یک بلوک ترمینال خاتمه می یابد و هر فرستنده یک حلقه جریان مستقل تولید می کند.

هنگام جابجایی بین دو عنصر، مطمئن شوید که پیکربندی فرستنده با منحنی مقاومت سنسور و روش سیم کشی مطابقت دارد. به عنوان مثال، اگر ورودی سه سیم Pt100 را انتخاب کنید، فرستنده باید فقط سه سیم از یک عنصر را ببیند. سرنخ های هر دو عنصر را در یک ورودی فرستنده ترکیب نکنید.

معمولاً برای نصب فرستنده، یک RTD روکش دو عنصری مقاوم با عایق معدنی ترجیح داده می شود زیرا کابل به راحتی خم می شود و نوک حسگر هر دو عنصر را در یک موقعیت نگه می دارد. این سبک همچنین زمان پاسخگویی را در مقایسه با نوع مونتاژ با سوراخ بزرگ کاهش می دهد.

RTD با روکش دو عنصری برای سیم کشی اضافی این RTD فشرده با عایق معدنی، دو عنصر حسگر را در یک غلاف انعطاف‌پذیر ارائه می‌کند و از سیم‌کشی اضافی بدون ترموول اضافی پشتیبانی می‌کند. پاسخ سریع آن برای نصب فرستنده مناسب است و در دسترس بودن اندازه گیری حرارتی را بهبود می بخشد. مشاهده محصول →

سیم کشی افزونگی برای فرآیندهای با در دسترس بودن بالا

سیم کشی دو عنصری اضافی RTD یک راه اثبات شده برای بهبود در دسترس بودن اندازه گیری حرارتی بدون افزودن ترموول دوم است. در عملکردهای دارای ابزار ایمنی، عنصر دوم را می توان به عنوان یک لایه محافظ جداگانه استفاده کرد، اما تنها در صورتی که سیم کشی نیز اضافی باشد.

با سر اتصال سنسور شروع کنید. از دو ردیف ترمینال جداگانه، یکی برای عنصر یک و دیگری برای عنصر دو، با یک مانع محافظ زمینی بین آنها در صورت امکان استفاده کنید. سرنخ های هر عنصر را در کابل های جداگانه به کابینت مارشال بکشید. از اجرای هر دو عنصر از طریق کابل چند هسته ای یکسان خودداری کنید زیرا آتش گرفتن کابل یا آسیب فیزیکی می تواند هر دو سیگنال را به طور همزمان حذف کند.

در کابینت، عنصر یک را به سیستم کنترل فرآیند اصلی و عنصر دو را به سیستم ایمنی اختصاص دهید. این جداسازی تنوع عملکردی را فراهم می کند. برخی از گیاهان نیز عنصر یک را به ورودی PLC اضافی و عنصر دو را به یک مانیتور ارتعاش جداگانه برای منطق نظارت شده متصل می کنند.

1. قبل از نصب اطمینان حاصل کنید که سنسور دارای دو عنصر مستقل با اهم متر است.
2. هر عنصر را با استفاده از قرارداد قطبیت یکسان در همه دستگاه ها سیم کشی کنید.
3. رفتار ایمن فرستنده را برای شرایط مدار باز و اتصال کوتاه تنظیم کنید.
4. اگر دو قرائت بیش از یک آستانه تعیین شده انحراف داشته باشند، یک هشدار تشخیصی را در سیستم کنترل اضافه کنید.
5. منطق افزونگی را با نمودار علت و معلولی مستند کنید.

از آنجایی که هر دو عنصر دارای نوک حسگر یکسانی هستند، معمولاً دمای یکسانی را می خوانند. هشدار انحراف 2 درجه سانتیگراد تا 5 درجه سانتیگراد برای یک RTD سالم دو عنصری معمولی است. اگر انحراف افزایش یابد، قبل از از کار افتادن کامل هر یک از عناصر، سیگنال رانش سنسور، ورود رطوبت یا آسیب سیم سربی را می دهد.

برای برنامه‌های آماده به کار داغ، DCS یا منطق ایمنی باید به طور مداوم هر دو ورودی را کنترل کند و در صورت از کار افتادن عنصر فعال، به طور خودکار به عنصر سالم سوئیچ کند. منطق سوئیچینگ باید حداقل یک بار در حین راه اندازی و پس از تعمیرات اساسی ابزارآزمایش شود.

دو عنصر RTD در مقابل دو RTD جداگانه

گاهی اوقات مهندسان می پرسند که آیا بهتر است یک RTD دو عنصری نصب شود یا دو RTD جداگانه در ترموول های جداگانه. پاسخ به در دسترس بودن سوراخ فرآیند، زمان پاسخگویی، هزینه و استقلال مورد نیاز بستگی دارد.

اگر بتوانید دو ترموول جداگانه نصب کنید، تنوع فیزیکی بالاتری خواهید داشت زیرا یک ضربه مکانیکی نمی تواند همزمان به هر دو سنسور آسیب برساند. این گاهی اوقات برای برنامه های کاربردی خدمات شدید یا زمانی که برنامه های تعمیر و نگهداری پیش بینی نیاز به جایگزینی سنسورها به صورت آنلاین دارند، لازم است.

اگر فرآیند فقط یک نازل یا ترموول را مجاز می‌کند، RTD عنصر دوگانه پاسخ عملی است. همچنین یک انتخاب عالی برای مقاوم‌سازی است زیرا می‌توانید یک سنسور تک عنصری را بدون تغییر اتصال فرآیند جایگزین کنید.

برخی از کاربران می پرسند که آیا یک RTD دو عنصری دقت کمتری نسبت به یک عنصر دارد زیرا ممکن است این دو عنصر دقیقاً یکسان نباشند. در عمل، تولیدکنندگان با کیفیت هر دو عنصر را با یک کلاس تحمل مطابقت می دهند. استاندارد IEC 60751 حداکثر انحراف را برای کلاس A و کلاس B مجاز می کند و حسگرهای دو عنصری خوب هر دو عنصر را در آن باند نگه می دارند.

انتخاب ساختار RTD دو عنصر مناسب

RTD های دو عنصری در چندین ساختار فیزیکی موجود هستند. انتخاب مناسب به فشار فرآیند، دما، ارتعاش، حمله شیمیایی و الزامات نصب بستگی دارد. شما اغلب می توانید یک پیکربندی عنصر دوگانه را در یک RTD مونتاژ استاندارد، یک RTD روکش دار، یک RTD ضد انفجار یا یک طرح چند نقطه ای درخواست کنید.

مونتاژ RTD رایج ترین ساختار برای سیم کشی دو عنصری همه منظوره است. از اتصال رزوه ای یا فلنجی، درج فنری و سر ترمینال چدنی یا آلومینیومی استفاده می کند. این به شما فضای کافی برای دو عنصر سه سیمه و دو فرستنده روی سر را می دهد.

برای مناطق حساس به لرزش، RTD روکش دار با سر اتصال فشرده ایمن تر است زیرا بازوی خمشی کوچک تری دارد و می تواند استرس مکانیکی را تحمل کند. عناصر دو عنصری روکش دار نیز در پاسخ سریعتر هستند و در مواقعی که فرار حرارتی باید به سرعت تشخیص داده شود مفید هستند.

در مناطق خطرناک، دو عنصر RTD باید در یک محفظه ضد انفجار یا از طریق یک مانع ایمنی ذاتی نصب شود. قوانین سیم کشی از طبقه بندی منطقه محلی پیروی می کند، نه فقط از رتبه IP سنسور. همیشه گواهی محصول و تاییدیه ورود کابل را بررسی کنید.

اگر از RTD دو عنصری برای عملکرد ایمنی اضافی استفاده می شود، یک اتصال دهنده و ترتیب ترمینال را درخواست کنید که از سیم کشی تصادفی بین عناصر جلوگیری کند. برخی از سازندگان برای این منظور کانکتورهای کلیددار یا بلوک های ترمینال رنگی را ارائه می دهند.

مونتاژ RTD برای نظارت بر فرآیند یک سنسور همه کاره برای اندازه گیری مستقیم دمای مایع، گاز و سطح، که به راحتی با ابزارهای نمایش و ضبط ادغام می شود. طراحی قوی آن برای کنترل فرآیند و جمع‌آوری اطلاعات در زمان واقعی قابل اعتماد است. مشاهده محصول →

بهترین روش های نصب و خاتمه

سیم کشی RTD دو عنصری خوب با نصب مکانیکی خوب شروع می شود. سنسور باید به طور کامل در حفره ترموول یا سوراخ فرآیند قرار گیرد و سر ترمینال باید طوری باشد که ورودی کابل به سمت پایین باشد تا ورود آب کاهش یابد. گشتاور نصب باید از نوع رزوه پیروی کند. سفت کردن بیش از حد اتصال NPT یا M20 می تواند حسگر را تغییر شکل داده و عناصر را جابجا کند.

هنگامی که سیم های سربی را قطع می کنید، از کوتاه تر از حد لازم آنها را کوتاه نکنید. اگر نیاز به تغییر سیم کشی بعدی باشد، طول یدکی کافی به شما امکان می دهد مجدداً خاتمه دهید. از فرول ها روی سیم های رشته دار استفاده کنید و رشته های شلی که ممکن است به پوشش سر کوتاه شوند را رها نکنید.

فاصله بین کابل های سیگنال RTD و کابل های برق را حفظ کنید. حداقل فاصله توصیه شده 12 اینچ از خطوط برق AC است که در صورت اجتناب ناپذیر، با زوایای قائم تلاقی می شود. این باعث کاهش نویز القایی می شود که می تواند باعث خوانش نامنظم در اتصال 3 سیم شود.

برای یک RTD دو عنصری در یک ترموول، دو عنصر معمولاً در یک عمق قرار دارند. اگر به دو نقطه دمای مختلف در یک راکتور نیاز دارید، به جای یک عنصر دوگانه استاندارد، طرح چند نقطه ای را انتخاب کنید، زیرا یک عنصر دوگانه استاندارد نمی تواند دو مکان مختلف را اندازه گیری کند.

پس از سیم کشی، یک بررسی تداوم ساده بین هر عنصر و فرستنده آن انجام دهید. از یک میگر فقط با قطع ارتباط فرستنده استفاده کنید و هرگز بیش از ولتاژ آزمایشی عایق نامی به عناصر RTD اعمال نکنید.

کالیبراسیون و آزمایش RTD های دو عنصری

RTD های دو عنصری باید روی هر دو عنصر آزمایش شوند، نه فقط روی یکی. بسیاری از گیاهان اشتباه می کنند که عنصر یک را کالیبره می کنند و عنصر دو را یکسان فرض می کنند. حتی اگر هر دو عنصر دارای محفظه یکسانی هستند، به دلیل چرخه حرارتی، ارتعاش و قرار گرفتن در معرض رطوبت می توانند به طور متفاوتی پیر شوند.

قابل اطمینان ترین آزمایش، اندازه گیری مقاومت دقیق در دمای مرجع، مانند حمام یخ یا کالیبراتور بلوک خشک است. مقاومت اندازه گیری شده را با جدول IEC 60751 مقایسه کنید. برای یک عنصر Pt100، 0 درجه سانتیگراد باید تقریباً 100.00 اهم و 100 درجه سانتیگراد باید تقریباً 138.51 اهم را نشان دهد.

هنگام انجام کالیبراسیون 3 سیم، کالیبراتور باید از آرایش سرب مشابه فرستنده نصب شده استفاده کند. برخی از کالیبراتورهای قابل حمل به طور خودکار مقاومت سرب را جبران می کنند، اما باید به آنها بگویید که از کدام پیکربندی سیم استفاده می کنید.

1. قبل از آزمایش هر دو عنصر را از فرستنده جدا کنید.
2. مقاومت بین هر جفت لید را اندازه گیری کنید تا مطمئن شوید عنصر باز نیست.
3. مقاومت عایق بین هر عنصر و غلاف را با یک میگر 100 ولت DC بررسی کنید.
4. نوک حسگر را در حمام کالیبراسیون غوطه ور کنید و برای تعادل حرارتی زمان بگذارید.
5. مقاومت عنصر یک و عنصر دو را در هر نقطه تنظیم ثبت کنید.
6. در صورتی که هر دو عنصر دارای کلاس تلورانس مورد نیاز باشند، سنسور را بپذیرید.

برای کاربردهای ایمنی حیاتی، یک تست حلقه از طریق هر فرستنده و کارت ورودی سیستم کنترل نیز انجام دهید. این تأیید می‌کند که سیم‌کشی سنسور به نمایشگر پیوسته است و حالت ایمن در هنگام قطع شدن عنصر کار می‌کند.

اگر دو عنصر در دمای اتاق به درستی خوانده می شوند اما در دمای بالا منحرف می شوند، فشار مکانیکی یا رطوبت در غلاف را بررسی کنید. یک عایق معدنی آلوده به رطوبت می تواند باعث مقاومت شانت شود که در دمای بالا به عنوان یک خوانش کم ظاهر می شود.

تعمیر و نگهداری و عیب یابی سیم کشی دو المان RTD

هنگامی که یک حلقه سیم‌کشی RTD دو عنصری، قرائت نامعتبر را نشان می‌دهد، سریع‌ترین روش شناسایی عنصر معیوب و نوع خطا است. مدار باز معمولاً باعث می شود که فرستنده بسته به تنظیمات ایمن آن، مقیاس یا پایین تر شود. یک اتصال کوتاه می تواند مقدار مقاومت پایینی را که اغلب نزدیک به مقاومت کابل است ایجاد کند.

با اندازه گیری هر دو عنصر در سر اتصال شروع کنید. یک عنصر Pt100 سالم باید مقدار مقاومت مطابق با دمای محیط را نشان دهد. اگر یک عنصر باز خوانده شود، خطا در داخل سنسور یا در اتصال سرب داخلی آن است. اگر هر دو عنصر باز خوانده شوند، مشکل در کابل مشترک یا پس از آسیب مکانیکی شدید بیشتر است.

قبل از تکیه بر اندازه گیری، کد رنگ هر لید را بررسی کنید. برخی از سنسورهای دو عنصری از رنگ سیم های یکسانی برای هر دو عنصر استفاده می کنند، که به راحتی می توان جفت اشتباه را نسبت داد. اگر فرستنده قرائتی را نشان دهد که دقیقاً مقاومت تک عنصری است، ممکن است فقط یک عنصر را متصل کرده باشید و دیگری را باز گذاشته باشید.

یک خطای رایج سیم کشی در RTD های دو عنصری 6 سیمه، اتصال سه سیم المان یک به یک فرستنده 3 سیمه است در حالی که ورودی فرستنده برای یک عنصر منفرد اما با سیم مشترک عنصر دو پیکربندی شده است. این یک قرائت مقاومت بالا ایجاد می کند زیرا مدار از هر دو عنصر به صورت سری عبور می کند.

تعمیر و نگهداری منظم باید شامل سفت کردن تمام پایانه های پیچ باشد زیرا انبساط حرارتی می تواند آنها را در طول زمان شل کند. واشر سر اتصال را نیز بررسی کنید. رطوبت عامل اصلی خرابی عایق در پایانه های RTD است و می تواند هر دو عنصر را با نرخ های متفاوت تحت تاثیر قرار دهد.

برای پشتیبانی عیب یابی، یک جدول تشخیصی ساده را با مقادیر مقاومت مورد انتظار در دماهای معمولی در پوشه ابزار نگه دارید. این به تکنسین ها اجازه می دهد تا به سرعت تصمیم بگیرند که آیا سنسور را تعویض کنند یا سیم کشی را تعقیب کنند.

موارد کاربردی RTD دو عنصری و معیارهای انتخاب

RTD های دو عنصری تقریباً در هر بخش که نیاز به اندازه گیری دما قابل اعتماد دارد ظاهر می شود. رایج ترین کاربردها عبارتند از یاتاقان های موتور و ژنراتور، مهر و موم پمپ، خطوط تخلیه کمپرسور، مبدل های حرارتی، آب تغذیه نیروگاه، و دمای پوست راکتور شیمیایی.

در یاتاقان موتور، عنصر اول به رله حفاظتی می رود که موتور را در دمای بالا خاموش می کند و عنصر دوم به یک نمایشگر دما پیوسته می رود. این کار باعث می‌شود که یک رله با نقص عملکرد غیرمنتظره موتور را از حالت خاموش خارج کند. سنسور معمولاً یک عنصر دوگانه غلاف با قطر کوچک است که در یک سوراخ حفر شده در محفظه یاتاقان قرار می گیرد.

در یک مبدل حرارتی، یک RTD دو عنصری اغلب در نازل خروجی نصب می شود. یک عنصر حلقه کنترل را تغذیه می کند که جریان آب خنک کننده را تنظیم می کند. عنصر دوم یک سیستم نظارت بر انرژی یا یک قفل ایمنی را تغذیه می کند. همین رویکرد روی کوره ها و خنک کننده های فن دار نیز کار می کند.

در مناطق خطرناک مانند تاسیسات نفت و گاز، زمانی که فرستنده یا پایانه ها در داخل منطقه طبقه بندی شده قرار دارند، یک RTD دو عنصری ضد انفجار مورد نیاز است. محفظه ضد شعله از آتش گرفتن اتمسفر اطراف توسط یک خطای الکتریکی داخلی جلوگیری می کند. از آنجایی که سنسور دارای دو عنصر است، یکی می تواند برای کنترل فرآیند و دیگری برای عملکرد خاموش کردن ایمنی که به طور مستقل تایید شده است استفاده شود.

برای کارخانه‌های شیمیایی با محیط‌های خورنده، یک عنصر دوگانه ضد خوردگی RTD با یک ترموول با روکش PTFE دو سیگنال ارائه می‌دهد و در عین حال از عناصر پلاتین در برابر حمله اسید محافظت می‌کند. همان اصول سیم کشی اعمال می شود، اما مواد ترموول و طول درج باید به درستی مشخص شود.

RTD ضد انفجار for Hazardous Areas این سنسور که برای محیط های انفجاری با هیدروکربن ها طراحی شده است، تا 1300 درجه سانتی گراد را با ایمنی و دقت اندازه گیری می کند. مناسب برای پالایشگاه ها و کارخانه های شیمیایی که نیاز به نظارت مطمئن دما در شرایط فرار دارند. مشاهده محصول →

هنگام تعیین RTD دو عنصری، محدوده دمایی دقیق، اندازه اتصال فرآیند، عمق درج، مواد ترموول، نوع پایان الکتریکی و کلاس تحمل عنصر را ارائه دهید. مشخصات به خوبی نوشته شده باعث صرفه جویی در زمان نصب و کاهش خطاهای راه اندازی می شود.

نمای کلی تصویری: جایی که از RTD های دو عنصری استفاده می شود

برای درک بهتر نحوه استفاده از RTD های دو عنصری در تعمیر و نگهداری کارخانه های صنعتی، نگاهی به توزیع معمولی برنامه ها مفید است. نمودار زیر یک تفکیک گویا بر اساس تجربه خدمات صحرایی و روش متداول مهندسی ابزار است.

سهم نصب‌های RTD دو عنصری را براساس عملکرد اصلی نشان می‌دهد: افزونگی، نمایشگر/کنترل جداگانه، میانگین‌گیری دما، و مرجع کالیبراسیون. این توزیع به مهندسان کارخانه کمک می‌کند تا تصمیم بگیرند که ابتدا کدام پیکربندی سیم‌کشی ارزش تسلط بیشتری دارد.

نمودار چهار عملکرد کلی را پوشش می دهد. اندازه گیری اضافی غالب است زیرا سیستم های ایمنی به طور فزاینده ای به دو سنسور مستقل در یک نقطه نیاز دارند. صفحه نمایش/کنترل جداگانه به شرح زیر است. میانگین دما در مبدل های حرارتی بزرگ با هوا خنک بیشتر رایج است. مرجع کالیبراسیون یک کاربرد خاص اما ارزشمند است.

از آنجایی که داده ها به یک صنعت وابسته نیستند، باید به عنوان یک مرجع برنامه ریزی به جای یک جدول آمار تایید شده در نظر گرفته شوند. نکته مهم این است که دو عنصر یک RTD همیشه برای افزونگی خالص سیم‌کشی نمی‌شوند.

اکنون به نمودار میله ای افقی نگاه می کنیم.

نمودار نشان می دهد که سیم کشی ایمنی اضافی بزرگترین دسته است، اما این تنها دلیل استفاده از سنسور دو عنصری نیست. دومین دسته بزرگ، کنترل به علاوه نمایشگر محلی، به ویژه در ماشین های دوار رایج است، جایی که اپراتور می خواهد دما را به صورت محلی بخواند در حالی که DCS به کنترل فرآیند ادامه می دهد.

میانگین خواندن حدود 15 درصد از نصب ها را تشکیل می دهد. در این موارد، دو عنصر به طور مستقل استفاده نمی شود. آنها در یک فرستنده جمع یا میانگین می شوند تا دمای متوسط ​​را در طول یک سطح نشان دهند. این امر هزینه نصب چندین سنسور تک عنصری را در داخل یک بخاری بزرگ کاهش می دهد.

سهم مرجع کالیبراسیون، حدود 10 درصد، کوچک اما مهم است. یک عنصر به اتصال مرجع اختصاص داده می شود، در حالی که عنصر دوم برای اندازه گیری معمولی استفاده می شود. این به تکنسین ها اجازه می دهد تا بدون باز کردن فرآیند، عنصر کار را بررسی کنند.

از منظر سیم کشی، نمودار تقویت می کند که نباید فرض کنید هر عنصر دوگانه RTD برای افزونگی ایمنی در نظر گرفته شده است. ابتدا عملکرد مورد نظر را روشن کنید، زیرا سیم کشی کنترل به علاوه نمایشگر اغلب می تواند کابل کوتاه تر و هزینه کمتر را تحمل کند، در حالی که سیم کشی ایمنی اضافی نیاز به جداسازی کامل دارد.

این توزیع همچنین نشان می دهد که اتصالات سه سیمه احتمالاً در حدود 70 تا 80 درصد از تاسیسات دو المان استفاده می شود، زیرا آنها برای هر دو برنامه افزونگی و کنترل مناسب هستند. اتصالات چهار سیم در تاسیسات مرجع کالیبراسیون و کنترل مبدل حرارتی با دقت بالا رایج است.

اگر سیستم جدیدی طراحی می کنید، با نوشتن یک ماتریس تابع ساده برای عنصر یک و عنصر دو شروع کنید. این تمرین به سرعت نشان می‌دهد که آیا شما به فرستنده‌های اضافی، فرستنده تک ورودی دوگانه یا فرستنده میانگین تخصصی نیاز دارید.

در نهایت، نمودار نوع ساخت فیزیکی را نشان نمی دهد. یک کارخانه ممکن است از 60 درصد RTD های دو عنصری روکش دار در تجهیزات دوار، 25 درصد از نوع مونتاژی در لوله کشی فرآیند عمومی و 15 درصد از نوع ضد انفجار در مناطق طبقه بندی شده استفاده کند.

درصدهای دقیق در کارخانه شما متفاوت است، اما اصل یکسان است: قبل از کشیدن کابل، نقش هر عنصر را مشخص کنید و آن نقش را در صفحه حلقه ثبت کنید.

سوالات متداول سیم کشی RTD دو عنصری

کجا برویم بعدی: منابع بیشتر و پشتیبانی مستقیم

اگر هنوز بین یک عنصر و یک RTD دو عنصری تصمیم می گیرید، یا برای طراحی حلقه خاص به کمک نیاز دارید، با یک مشاوره مهندسی کوتاه شروع کنید. مشخصات دقیق سنسور تضمین می کند که هر دو عنصر دقیقاً همانطور که سیستم شما نیاز دارد مطابقت داده شده، عایق بندی شده و خاتمه می یابد.

برای درک گسترده تر از انتخاب سنسور دما، راهنمای صنعت ما در مورد انواع ترموکوپل و انتخاب را بخوانید. اگرچه بر روی ترموکوپل ها تمرکز دارد، راهنمایی نصب و سیم کشی در کنار دانش RTD مفید است.

راهنمای انتخاب ترموکوپل را بخوانید