Teplotní čidla na DIN lištu: Komplexní přehled

Teplotní čidla slouží k přesnému měření teploty v plynném, kapalném i pevném prostředí. Obvod s teplotním čidlem převádí aktuální teplotu na elektrický signál, který lze dále zpracovávat nebo řídit.

Moderní řešení pro měření teploty, jako jsou zařízení s montáží na DIN lištu, přinášejí výrazné zjednodušení, snížení nákladů a zkrácení doby montáže ve srovnání s dříve používanými 19" převodníky. Příkladem je rafinerie BP Lingen v Německu, která přešla na tuto moderní technologii. Modernizace měřicí technologie teploty nemusí nutně znamenat celou novou instalaci, ale lze ji dosáhnout pouhým nahrazením převodníků teploty.

BleBox tempSensor DIN: Profesionální řešení pro měření teploty

BleBox tempSensor DIN je profesionální teplotní senzor určený pro montáž na DIN lištu v rozvaděči. Díky napájení 230 V AC a robustní konstrukci je vhodný pro technické instalace, průmysl i domácí automatizaci. K přístroji lze připojit až čtyři teplotní sondy s drátovým vedením až 100 metrů. Sondy se zapojují paralelně na svorkovnice, případně na delší vzdálenost pomocí prodloužení.

Funkce a možnosti BleBox tempSensor DIN

• Pomocí mobilní aplikace lze zjistit aktuální teplota odkudkoli potřebujete.
• V mobilní aplikaci si můžete nastavit teplotní limity, při jejichž překročení dojde ke spuštění alarmové situace.
• Naměřené hodnoty jsou uchovávány v cloudovém úložišti po dobu jednoho roku s měřeným intervalem jednou za hodinu.
• Přístroj ukládá hodnoty každých pět minut po dobu jednoho týdne, následně je konvertuje na interval jednou za hodinu. Pokud tedy dojde k překročení limitu, lze je vyhodnotit do jednoho týdne se záznamem jednou za pět minut.
• Aktuálně je cloudové úložiště poskytováno zcela zdarma po dobu jednoho roku.
• Aktuální data lze zobrazit v mobilních telefonech s operačním systémem Android, kde lze stáhnou mobilní aplikace wBox v Google Play i v mobilních telefonech s operačním systémem iOS v App Store.
• Naměřená data lze také stahovat a zobrazovat v počítači s operačním systémem Windows pomocí software wBox v Microsoft Store.
• Přístroj lze napájet prostřednictvím 230V přímo na svorkovnici.

Typy teplotních čidel a jejich vlastnosti

Teplotu lze měřit pomocí různých snímačů, které indikují teplotu snímáním změn fyzikálních charakteristik.

Termočlánkové snímače

Termočlánek je pravděpodobně nejpoužívanější zařízení pro měření teploty. Skládá se ze dvou proužků či drátů z různých kovů, které jsou na jednom konci spojené. Změny teploty v tomto spoji působí změnu elektromotorické síly (emf) mezi druhými dvěma konci. Emf na výstupu je funkcí teploty na spojeném konci a také teploty na rozpojeném konci. Emf lze považovat za přímou funkci změny T1 pouze tehdy, když se teplota T2 udržuje na standardní hodnotě, průmyslově akceptovaným standardem T2 je 0 °C. Změny teplot ve vedení mezi vstupním a výstupním koncem neovlivňují výstupní napětí za předpokladu, že vedení je ze stejné slitiny jako termočlánek nebo je termoelektricky ekvivalentní. Termočlánky jsou vhodné pro vysoké teploty a náročné průmyslové prostředí, s rozsahem přibližně od -270 do 2300 °C.

Čtěte také: Více o klíčových vlastnostech izolačních materiálů

Zákon sériově řazených termočlánků

Je důležité znát takzvaný zákon sériově řazených termočlánků. Pokud dva termočlánky měří teploty T1 a T2 (první) a T2 a T3 (druhý), pak součet hodnot emf obou termočlánků se rovná emf, kterou by vygeneroval kombinovaný termočlánek pracující mezi T1 a T3.

Odporové snímače pro měření teploty (Pt100, Pt1000, termistory)

Odporové snímače pro měření teploty využívají skutečnosti, že elektrický odpor materiálu se mění spolu se změnou jeho teploty. Jak napovídá jejich název, odporové snímače pracují se změnou odporu v kovu, přičemž tento odpor roste víceméně lineárně s teplotou. Měření teploty pomocí odporových snímačů je stabilnější než v případě termočlánků.

Pt100 a Pt1000

Běžný odporový teplotní snímač, například Pt100, se skládá z jádra ovinutého jemným platinovým drátem opatřeným ochranným pláštěm. Jako odporový teploměr pro rozsah teplot -200 až 500 °C je teplotní snímač Pt100 přesnější než termočlánek. Na rozdíl od termočlánku je vhodný pro větší rozsah teplot. Střední sklon měření odporu v závislosti na teplotě se u odporových teplotních snímačů často nazývá hodnotou alfa, přičemž alfa označuje teplotní koeficient. Nejběžnější standardní sklon měření teploty, který se vztahuje k platině specifické čistoty a složení, má hodnotu 0,00385 (evropská křivka). Odporové snímače pracují v rozsahu přibližně od -250 do 850 °C.

Termistory NTC a PTC

Termistory jsou teplotně závislé odpory, vhodné pro jednoduchá měření a kompenzace. Vztah odporu v závislosti na teplotě je u termistorů negativní a vysoce nelineární. Tento problém lze zmírnit použitím termistorů v odpovídajících párech, aby se jejich nelineárnost vzájemně kompenzovala. Termistory jsou obvykle navrženy podle jejich odporu při 25 °C. Nejběžnější hodnota je 2252 a dále 5000 a 10000 ohmů.

Samozahřívání odporových snímačů

Termistory a odporové snímače mají společné velmi podstatné omezení: jedná se o odporová zařízení a pracují tedy na základě průtoku proudu snímačem. Přestože se obecně využívá pouze velmi nízký proud, vytváří určité teplo a může tedy odečítanou hodnotu teploty ovlivnit. Takové samozahřívání v odporových snímačích může být významné v situacích s nehybnou kapalinou, protože dochází k nižšímu přenosu generovaného tepla.

Čtěte také: Čidlo pro automatické osvětlení

Infračervená (bezkontaktní) čidla

Infračervená čidla jsou bezkontaktní přístroje, které snímají záření vydávané povrchem. Elektromagnetická energie vyzařuje z veškeré hmoty bez ohledu na její teplotu. S nárůstem teploty se zvedá hodnota infračerveného záření a jeho průměrné frekvence. Různé materiály vyzařují v různých úrovních účinnosti, což je kvantifikováno jako emisivita (0 až 1 nebo 0 % až 100 %). Infračervená zařízení pro měření teploty musí pro svou správnou funkci brát v potaz emisivitu měřeného povrchu. Tu lze často vyhledat v referenčních tabulkách, je však třeba mít na paměti, že tyto tabulky neuvažují místní podmínky, například oxidaci a hrubost povrchu.

Infračervené snímače jsou sice relativně drahé, ale vhodné tam, kde jsou naměřené hodnoty teplot extrémně vysoké (až do 3000 °C), což výrazně přesahuje rozsah termočlánků nebo jiných kontaktních zařízení. Infračervené řešení je také atraktivní v případě, kdy se chcete vyhnout kontaktu zařízení s měřeným povrchem (např. křehké nebo vlhké povrchy, nebo látky, které jsou chemicky reaktivní či vykazují elektrický šum).

Emisivita a odrazivost

Emisivita se týká energie vyzařované povrchem, zatímco odraz se týká energie odrážené od jiného povrchu. Emisivita neprůsvitného materiálu je inverzním indikátorem jeho odrazivosti - látky, které jsou dobrými zářiči, mnoho dopadající energie neodrážejí. Naopak, pokud se měří cílový povrch s nízkou emisivitou, velká část energie dosahující na čidlo může pocházet z odrazu.

Zorné pole

Infračervené zařízení je jako fotoaparát, a tedy pokrývá určité zorné pole. Při měření povrchů se ujistěte, že daný povrch toto zorné pole zcela vyplňuje. Pokud cílový povrch zpočátku zorné pole nevyplňuje, posuňte se blíže k němu, nebo použijte zařízení s užším zorným polem. Popřípadě jednoduše při odečítání teploty ze zařízení vezměte v potaz teplotu pozadí.

Digitální teplotní čidla

Tyto čidla poskytují výstup v digitální formě, často s komunikačním rozhraním (např. I2C, 1-Wire).

Čtěte také: Význam větrných čidel pro fasádu

Polovodičové senzory

Integrované čidlo s lineární odezvou a nízkou spotřebou.

Bimetalová měřicí zařízení

Bimetalové teploměry využívají rozdílu míry tepelné roztažnosti mezi různými kovy. Pásky ze dvou kovů se spojí k sobě. Při zahřátí se jedna strana roztahuje více než druhá a výsledný ohyb se převádí do hodnoty teploty zobrazované mechanickým propojením s ukazatelem.

Kapalinové expanzní teploměry

Kapalinová expanzní zařízení, jejichž typickým příkladem je domácí teploměr, obecně spadají do dvou hlavních kategorií: rtuťový typ a typ s organickou kapalinou. Dostupné jsou i verze, které místo kapaliny využívají plyn. Kapalinové expanzní snímače nevyžadují elektrické napájení, nepředstavují riziko výbuchu a jsou stabilní i při opakovaném používání.

Teplotní snímače měnící stav

Mezi teplotní snímače měnící stav patří teplotní nálepky, granule, barevné tužky, laky nebo tekuté krystaly, jejichž vzhled se mění, jakmile je dosaženo určité hodnoty teploty. Doba reakce je běžně v řádech minut a tato zařízení často nereagují na přechodné změny teplot. Také jejich přesnost je nižší než u jiných typů snímačů. Změny stavu jsou navíc nevratné, s výjimkou displejů z tekutých krystalů.

Srovnání typů teplotních čidel

Následující tabulka shrnuje klíčové vlastnosti různých typů teplotních čidel:

Použití teplotních čidel

Teplotní čidla nacházejí široké uplatnění v mnoha oblastech:

• Regulace teploty v topných, chladicích a klimatizačních systémech.
• Měření a záznam teploty v průmyslových procesech, kde je kontrola teploty nejdůležitějším procesním parametrem, například při rafinaci ropy.
• Zabezpečovací systémy - přehřátí, požáry, monitoring zařízení.
• Automatizace - detekce teplotních změn pro řízení procesů.
• Spotřební elektronika - měření v bateriích, nabíječkách nebo domácích spotřebičích.
• Meteorologické stanice a senzory životního prostředí.

Jak vybrat teplotní čidlo

Při výběru teplotního čidla je důležité zohlednit několik klíčových parametrů:

• Měřicí rozsah - podle provozního prostředí (např. -50 až +150 °C).
• Typ výstupu - analogový (napěťový nebo odporový), digitální nebo komunikační sběrnice.
• Přesnost a stabilita - klíčová pro regulační a záznamové systémy.
• Typ senzoru - NTC, PTC, termočlánek, RTD, IR apod.

Příklady termostatů na DIN lištu

Na trhu jsou dostupné různé varianty termostatů pro montáž na DIN lištu, které nabízejí specifické funkce pro chlazení nebo topení:

• Termostat na DIN, napájení 230Vac, vstup PTC/NTC (-50..150 °C), 1x výstupní relé, možnost volby chlazení nebo topení.
• Termostat na DIN, napájení 24 Vstř, vstup PTC/NTC (-50..150 °C), 1x výstupní relé, možnost volby chlazení nebo topení.
• Digitální termostat, rozměr 32x74mm, napájení 230Vac, vstup PTC/NTC (-50..150°C), 1x výstupní relé 20A. Model má na displeji ikonu topení místo standardní ikony chlazení.
• Digitální termostat, rozměr 32x74mm, napájení 230Vac, vstup PTC/NTC (-50..150 °C), 1x výstupní relé 8A. Jedná se o univerzální termostat pro chlazení nebo topení s vstupem pro jedno teplotní čidlo, nabízející výborný poměr cena/výkon.
• Jeden z nejprodávanějších digitálních termostatů, ideální pro jednoduché aplikace v chlazení nebo topení. Rozměr 32x74mm, napájení 24Vac/dc, vstup PTC/NTC (-50..150°C), 1x výstupní relé 8A. Model má na displeji ikonu topení místo standardní ikony chlazení.
• Příložná sonda na potrubí o průměru 4-30mm, termoplast.

tags: #teplotni #cidlo #na #din #listu #informace

Oblíbené příspěvky:

• Průvodce čištěním vinylových podlah
• Zahradní domky s imitací dřeva
• Průvodce realizací fasády
• Vše o bílých matných dlažbách
• Palubky za skvělé ceny - Horní Počernice