Isıtma cihazlarını çalıştırırken, soğutma suyunun ve odadaki havanın ısıtma derecesini kontrol etmek gerekir. Isıtma için sıcaklık sensörleri, bilgilerin görsel olarak okunabileceği veya hemen kontrolöre gönderilebileceği bilgilerin kaldırılmasına ve iletilmesine yardımcı olur.
Sıcaklık sensörlerinin nasıl çalıştığını, hangi kontrol cihazlarının mevcut olduğunu ve bir cihaz seçerken hangi parametrelerin dikkate alınması gerektiğini anlamayı öneriyoruz. Ayrıca, sıcaklık sensörünü ısıtma radyatörüne bağımsız olarak monte etmenize yardımcı olacak adım adım talimatlar hazırladık.
Termal sensörün çalışma prensibi
Isıtma sistemini aşağıdakiler dahil çeşitli yöntemlerle kontrol edebilirsiniz:
- zamanında güç kaynağı için otomatik cihazlar;
- güvenlik izleme üniteleri;
- karıştırma üniteleri.
Tüm bu grupların doğru çalışması için, cihazların çalışması hakkında sinyaller veren sıcaklık sensörlerine ihtiyaç vardır. Bu cihazların okumalarını izlemek, sistemdeki arızaları zamanında tespit etmenizi ve düzeltici önlemler almanızı sağlar.
Sıcaklık almak için kullanılan birçok alet türü vardır. Soğutucu sıvılara daldırılabilir, içeride kullanılabilir veya dışarıda bulunabilirler
Sıcaklık sensörü ayrı bir cihaz olarak, örneğin oda sıcaklığını kontrol etmek veya karmaşık bir cihazın, örneğin bir ısıtma kazanının ayrılmaz bir parçası olarak kullanılabilir.
Otomatik kontrolde kullanılan bu tür cihazların temeli, sıcaklık göstergelerini bir elektrik sinyaline dönüştürme prensibidir. Bu nedenle, ölçüm sonuçları, yüksek hız, hassasiyet ve ölçüm doğruluğunu garanti eden bir dijital kod şeklinde 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 ölçüm cihazı çeşitleri
Termal cihazlar, bilgi aktarma yöntemi, konum ve kurulum koşulları ile okuma algoritması gibi bir dizi önemli kritere göre sınıflandırılabilir.
Bilgi aktarma yöntemi ile
Bilgi aktarmak için kullanılan yönteme göre, sensörler iki büyük kategoriye ayrılır:
- tel cihazları;
- kablosuz sensörler.
Başlangıçta, bu tür tüm cihazlar, sıcaklık sensörlerinin kontrol ünitesine bağlandığı ve ona bilgi ilettiği tellerle donatılmıştır. Bu cihazlar artık kablosuz muadilleri ile desteklenmesine rağmen, hala basit devrelerde kullanılmaktadır.
Ayrıca, kablolu sensörler daha doğru ve güvenilirdir.
Kompozit cihazda kullanılan kablolu sensörün koordineli çalışmasını sağlamak için, aynı üretici tarafından üretilen ekipmanla birleştirilmesi arzu edilir
Günümüzde, çoğunlukla bir verici ve bir radyo dalgası alıcısı kullanarak bilgi ileten kablosuz cihazlar dağıtım kazanmıştır. Bu tür cihazlar, ayrı bir oda veya açık hava dahil olmak üzere hemen hemen her yere monte edilebilir.
Bu tür sıcaklık sensörlerinin önemli özellikleri şunlardır:
- bir pilin varlığı;
- ölçüm hatası;
- sinyal iletim aralığı.
Kablosuz / kablolu cihazlar birbirlerini tamamen değiştirebilir, ancak çalışmalarında bazı özellikler vardır.
Konum ve yerleşim yöntemine göre
Bağlanma yerinde, bu tür cihazlar aşağıdaki çeşitlere ayrılır:
- ısıtma devresine bağlı faturalar;
- soğutucu madde ile temas halinde daldırılabilir;
- bir konut veya ofis alanında bulunan kapalı;
- dışarıda bulunan harici.
Bazı ünitelerde, sıcaklık kontrolü için aynı anda birkaç tip sensör kullanılabilir.
Okuma mekanizmasına göre
Bilgi gösterme yöntemiyle cihazlar şunlar olabilir:
- bimetal;
- alkol.
İlk düzenlemede, farklı metallerden yapılmış iki plaka ve bir kadran göstergesi kullanıldığı varsayılmaktadır. Sıcaklık arttıkça, elemanlardan biri deforme olur ve ok üzerinde baskı oluşturur. Bu tür cihazların okumaları iyi doğrulukla karakterize edilir, ancak eylemsizlikleri büyük bir eksi.
Bimetalik ve alkol termostatları genellikle kazanlar gibi ısıtma ekipmanlarına monte edilir. Isıtmayı izlemenize izin verir, bunların fazlası ölümcül sonuçlara yol açabilir.
Kullanımı alkol kullanımına dayanan sensörler neredeyse tamamen bu dezavantajdan yoksundur. Bu durumda, alkol içeren bir çözelti, ısıtıldığında genleşen hermetik olarak kapatılmış bir şişeye dökülür. Tasarım oldukça basit, güvenilir, ancak gözlem için çok uygun değil.
Farklı sıcaklık sensörü tipleri
Sıcaklık okumaları yapmak için farklı bir çalışma prensibine sahip cihazlar kullanılır. En popüler olanlar arasında aşağıda listelenen cihazlar bulunmaktadır.
Termokupllar: hassas sökme - yorumlamada zorluk
Böyle bir cihaz, çeşitli kaynaklardan yapılmış, birbirine kaynaklanmış iki telden oluşur. Sıcak ve soğuk uçlar arasında ortaya çıkan sıcaklık farkı 40-60 μV elektrik akımı kaynağı olarak işlev görür (gösterge termokuplun malzemesine bağlıdır).
Çoğu zaman, aşağıdaki metal ve alaşım kombinasyonları termokuplların üretimi için kullanılır: krom-alüminyum, demir-kostantan, demir-nikel, nikel-krom ve diğerleri
Bir termokupl yüksek hassasiyetli bir sıcaklık sensörü olarak kabul edilir, ancak ondan doğru bir okuma almak oldukça zordur. Bunu yapmak için, cihazın sıcaklık farkını kullanarak elektromotor kuvveti (EMF) bilmeniz gerekir.
Sonucun doğru olması için, örneğin ikinci bir termokuplun önceden belirlenmiş bir sıcaklık ortamına yerleştirildiği bir donanım yöntemi kullanılarak soğuk bağlantı sıcaklığını telafi etmek önemlidir.
Yazılım kompanzasyon yöntemi, sıcaklığı belirli bir hassasiyetle kontrol etmenizi sağlayan soğuk kavşaklarla birlikte izocameraya başka bir sıcaklık sensörü yerleştirmeyi içerir.
Bazı zorluklar, doğrusal olmamaları nedeniyle bir termokupldan veri alma işleminden kaynaklanır. Endikasyonların doğruluğu için GOST R 8.585-2001, EMF'nin sıcaklığa çevrilmesine ve ters işlem yapılmasına izin veren polinom katsayıları getirdi.
Başka bir sorun, okumaların mikrovoltlarda alınmasıdır, bunun dönüşümü için yaygın olarak bulunan dijital cihazları kullanmak imkansızdır. Yapılarda bir termokupl kullanmak için, minimum gürültü seviyesine sahip doğru, çok bitli dönüştürücüler sağlamak gerekir.
Termistörler: kolay ve basit
Malzemelerin direncinin ortam sıcaklığına bağımlılığı ilkesine dayanan termistörler kullanarak sıcaklığı ölçmek çok daha kolaydır. Örneğin platin malzemeden yapılmış bu tür cihazlar, yüksek doğruluk ve doğrusallık gibi önemli avantajlara sahiptir.
Bu tür sıcaklık sensörlerinin ana sorunu, son derece düşük bir sıcaklık direnci katsayısı olarak düşünülebilir, ancak, termokupl voltajının küçük değerlerini yakalamaktan daha doğru bir şekilde ölçmek daha kolaydır.
Bir direncin önemli bir özelliği, belirli bir sıcaklıktaki baz direncidir. GOST 21342.7-76'ya göre, bu gösterge 0 ° C'de ölçülür. Bir dizi direnç değerinin (Ohm) yanı sıra Tpolis - sıcaklık katsayısı.
T göstergesipolis formülle hesaplanır:
Tpolis = (Re - R0c) / (Te - T0c) * 1 / R0c,
Nerede:
- R,e- mevcut sıcaklıkta direnç;
- R,0c - 0 ° C'de direnç;
- Te - şuanki sıcaklık;
- T0c - 0 ° C.
GOST ayrıca bakır, nikel, platinten yapılmış çeşitli ölçüm cihazları için sağlanan sıcaklık katsayılarını gösterir ve ayrıca mevcut direnç göstergelerine göre sıcaklığı hesaplamak için kullanılan polinom katsayılarını gösterir.
Termistör sensörleri, okuma doğruluğu, hassasiyet ve iddiasız çalışma nedeniyle elektronik ve mühendislik endüstrilerinde yaygındır
Direnç, cihazı akım kaynağı devresine bağlayarak ve diferansiyel voltajı ölçerek ölçülebilir. Göstergeler, analog çıkışı verilen voltaja eşit olan entegre devreler kullanılarak kontrol edilebilir.
Benzer cihazlara sahip termal sensörler, sekiz veya on bitlik bir ADC ile dijitalleştirilerek analog-dijital dönüştürücüye güvenle bağlanabilir.
Eşzamanlı ölçümler için dijital sensör
Dijital sıcaklık sensörleri de yaygın olarak kullanılmaktadır, örneğin, çalışması üç çıkışlı bir çip kullanılarak gerçekleştirilen DS18B20 modeli. Bu cihaz sayesinde, paralel olarak çalışan birkaç sensörden aynı anda sıcaklık okumaları almak mümkündür, hata sadece 0,5 ° C'dir.
Popüler bir model, sıcaklığı + 2 ° hassasiyetle ve +5 hatası ile nemi ölçmenizi sağlayan SHT1 kombine sıcaklık / nem sensörüdür. Bununla birlikte, üreticinin kendisi daha doğru ve ekonomik cihazlar olduğunu iddia ediyor
Bu cihazın diğer avantajları arasında çok çeşitli çalışma sıcaklıkları (-55 + 125 ° C) de belirtilebilir. Ana dezavantaj yavaş çalışmadır: en doğru hesaplamalar için cihaz en az 750 ms gerektirir.
Temassız İrometreler (Termal Görüntüleme Cihazları)
Bu yakınlık sensörlerinin etkisi, vücutlardan termal radyasyonun sabitlenmesine dayanmaktadır. Bu fenomeni karakterize etmek için, bir birim yüzeyden birim zaman başına salınan enerji miktarı kullanılır, bu dalga boyu aralığının birimi başına kullanılır.
Monokromatik radyasyonun yoğunluğunu yansıtan benzer bir kritere spektral parlaklık denir.
Aşağıdaki pirometreler mevcuttur:
- radyasyon;
- parlaklık (optik);
- renk.
Radyasyon pirometreleri 20-25000 ° C içinde ölçümlere izin verin, ancak sıcaklığı belirlemek için, gerçek değeri vücudun fiziksel durumuna, kimyasal bileşimine ve diğer faktörlere bağlı olan radyasyon eksikliğinin katsayısını dikkate almak önemlidir.
Radyasyon sensörünün ana aktif elemanı, içinde bir seri termokupl devresinden oluşan bir batarya olan bir teleskoptur. Bu cihazların çalışma uçları platin kaplı bir lobda (+) bulunur
Parlaklık (optik) pirometreler 500-4000 ° C sıcaklıkları ölçmek için tasarlanmıştır. Yüksek ölçüm doğruluğu sağlarlar, ancak gözlemlerin yapıldığı bir ara ortam tarafından vücuttan radyasyonun olası emilimi nedeniyle okumaları bozabilirler.
Renkli pirometrelereylemleri, iki dalga boyunda - tercihen spektrumun kırmızı veya mavi bölümünde - radyasyon yoğunluğunun belirlenmesine dayanan 800 ila 0 ° C aralığındaki ölçümler için kullanılır.
Ana avantajları, radyasyonun eksikliğinin ölçüm hatalarını etkilememesidir. Ayrıca, göstergeler nesneye olan mesafeye bağlı değildir.
Kuvars sıcaklık transdüserleri (piezoelektrik)
-80 + 250 ° C arasında sıcaklık okumaları almak için, prensibi kuvarsın ısıtmaya frekans bağımlılığına dayanan kuvars transdüserleri (piezoelektrik elemanlar) kullanabilirsiniz. Bu durumda, dönüştürücünün işlevi, kristalin eksenler boyunca dilimin konumundan etkilenir.
Piezoelektrik (kuvars) cihazlar genellikle araştırmada kullanılır, çünkü bu cihazlar geniş bir ölçüm aralığı, güvenilirlik, yüksek doğruluk ile karakterize edilir
Piezoelektrik sensörler ince hassasiyet, yüksek çözünürlük ile ayırt edilir, uzun süre 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, doğrudan ölçümün mümkün olmadığı kapalı alanlarda ve ortamlarda sıcaklık okumaları yapmanızı sağlar. Tıpta, su altı araştırmalarında ve endüstride benzer cihazlar kullanılır
Bu tür sensörler tarafından ölçüm yöntemi oldukça basittir: biri daha önce bilinen ve ikincisi belirlenen sıcaklıkta olmak üzere iki benzer eleman tarafından üretilen gürültüyü karşılaştırmak gerekir.
Akustik sıcaklık sensörleri -270 - + 1100 ° C aralığını ölçmek için uygundur. Aynı zamanda, sürecin karmaşıklığı çok düşük gürültü seviyesinde yatmaktadır: amplifikatör tarafından yapılan sesler bazen onu boğmuştur.
NQR sıcaklık sensörleri
Nükleer dörtlü rezonans termometrelerinin çalışmasının özü, kristal kafes ve çekirdeğin momentini oluşturan alan gradyanının eylemidir - yükün kürenin simetrisinden sapmasının neden olduğu bir gösterge.
Bu fenomenin bir sonucu olarak, bir çekirdek alayı ortaya çıkar: frekansı, kafes alanının eğimine bağlıdır. Sıcaklık da bu göstergenin büyüklüğünü etkiler: yükselişi NQR frekansında bir düşüşe neden olur.
Bu tür sensörlerin ana elemanı, jeneratör devresine bağlı bir endüktans sargısına yerleştirilen bir maddeye sahip bir ampuldür.
Cihazların avantajı sınırsız ölçüm süresi, güvenilirlik ve kararlı çalışmadır. Dezavantaj, ölçümlerin doğrusal olmayışıdır, bu da dönüştürme fonksiyonunun kullanılmasını gerekli kılar.
Yarı iletkenler
Sıcaklığın neden olduğu pn bağlantı noktasının özelliklerindeki değişikliklere göre çalışan bir cihaz kategorisi. Transistördeki voltaj her zaman sıcaklığın etkisi ile orantılıdır, bu da bu faktörü hesaplamayı kolaylaştırır.
Bu tür cihazların avantajları, yüksek veri doğruluğu, düşük maliyet, tüm ölçüm aralığı boyunca karakteristiklerin doğrusallığıdır. Bu tür cihazların montajı, doğrudan yarı iletken bir substrat üzerine yapılır ve bu da mikroelektronik için mükemmel hale getirir.
Hacimsel Sıcaklık Sensörleri
Bu tür cihazlar, ısıtma veya soğutma sırasında gözlenen maddelerin iyi bilinen genleşme ve büzülme ilkesine dayanmaktadır. Bu tür sensörler oldukça pratiktir. -60 - + 400 ° С arasındaki sıcaklıkları belirlemek için kullanılabilirler.
Görsel sıcaklık kontrolü olasılığı için, odalarda bulunan sıcaklık sensörlerinin çoğu, geçerli değerlerin görüntülendiği ekranlarla donatılmıştır.
Bu tür cihazlar tarafından sıvıların ölçümünün kaynama ve donma sıcaklıkları ve sıvı haldeki geçişleri ile gazların sınırlı olduğunu hatırlamak önemlidir. Bu cihazlar için ortamın etkisinden kaynaklanan ölçüm hatası oldukça küçüktür:% 1-5 arasında değişir.
Sıcaklık sensörlerinin seçimi
Bu tür cihazları seçerken, aşağıdaki gibi faktörler:
- ölçümlerin yapıldığı sıcaklık aralığı;
- sensörü bir nesneye veya ortama daldırma ihtiyacı ve yeteneği;
- ölçüm koşulları: agresif bir ortamda göstergeler almak için, temassız bir seçenek veya korozyona dayanıklı bir muhafazaya yerleştirilmiş bir modeli tercih etmek daha iyidir;
- kalibrasyon veya değiştirmeden önce cihazın ömrü - bazı cihaz türleri (örneğin, termistörler) hızla başarısız olur;
- teknik veriler: çözünürlük, voltaj, sinyal besleme hızı, hata;
- çıkış sinyali boyutu.
Bazı durumlarda, cihazın kasasının malzemesi de ve odalarda, boyutlarda ve tasarımda kullanıldığında önemlidir.
DIY kurulum yönergeleri
Bu tür cihazlar çeşitli amaçlar için yaygın olarak kullanılmaktadır: radyatörler, ısıtma kazanları ve diğer ev aletleri ile donatılmıştır.
Kuruluma başlamadan önce talimatları dikkatlice okumalısınız: sadece kurulum özelliklerini (örneğin, nozula bağlantı boyutları) değil, aynı zamanda çalışma kurallarını ve ölçüm cihazının uygun olduğu sıcaklık sınırlarını da gösterir.
Ayrıca, 120-160 mm arasında değişebilen manşonun boyutunu da hesaba katmak gerekir.
Bir sıcaklık sensörü takmanın en yaygın iki örneğini düşünün.
Cihazı bir radyatöre bağlama
Tüm ısıtma cihazlarını bir termostatla donatmak gerekli değildir. Düzenlemelere göre, toplam gücü benzer sistemler tarafından ısı üretiminin% 50'sini aşarsa sensörler aküye monte edilir. Odada iki ısıtıcı varsa, termostat sadece daha büyük bir güç göstergesine sahip olan bir termostata monte edilir.
Sıcaklık sensörü, radyatörlerin, yerden ısıtma sisteminin ve diğer ısıtma cihazlarının ısınmasını azaltmaya veya artırmaya izin veren sıcaklık kontrol cihazlarının zorunlu bir parçasıdır.
Cihazın valfi, radyatörün ısıtma ağına bağlantısı yerine besleme borusuna monte edilir. Mevcut bir devreye sokmak imkansızsa, besleme kablosunun sökülmesi gerekir, bu da bazı zorluklara neden olabilir.
Bu manipülasyonu gerçekleştirmek için, boruları kesmek için bir alet kullanmak gerekirken, bir termal kafanın montajı özel ekipman olmadan kolayca yapılır. Sensör monte edilir edilmez, kasa ve cihaz üzerinde yapılan işaretleri birleştirmek yeterlidir, daha sonra kafa elin düzgün bir şekilde bastırılmasıyla sabitlenir.
Hava sıcaklık sensörünün montajı
Böyle bir cihaz taslaklar olmadan en soğuk oturma odasına kurulur (salonda, mutfakta veya kazan dairesinde, sistemde rahatsızlıklara neden olabileceğinden kurulumu istenmez).
Bir yer seçerken, güneş ışığının cihaza düşmediğinden emin olmalısınız, yakınlarda herhangi bir ısıtma cihazı (ısıtıcılar, radyatörler, borular) olmamalıdır.
Geleneksel bir ısıtma sistemi için, bir termostat yeterlidir, bir kolektör devresinde, sayısı oda sayısına denk gelen birkaç sensör kullanılması istenir. Bu, sıcaklığı ayrı alanlarda ayrı ayrı ayarlamanıza izin verecektir.
Cihazın bağlanması, kitte bulunan terminalleri veya kabloyu kullanırken teknik pasaporttaki talimatlara göre yapılır.
Sıcaklığın izlenmesi gerekiyorsa, “sıcak zemin” içindeki sıcaklık sensörü beton şapın derinliğine yerleştirilebilir. Bu durumda, bir kapalı ucu ve eğimli bir kıvrımı olan oluklu bir boru, koruma için kullanılabilir.
İkinci özellik, gerekirse kırık bir cihazı çıkarmanıza ve yenisiyle değiştirmenize olanak tanır.
Cihazın kurulumu aşağıdaki gibidir:
- Aparatı monte etmek için duvarda bir girinti düzenlenmiştir.
- Ön kısım sıcaklık sensöründen çıkarılır, daha sonra cihaz hazırlanan bölgeye kurulur.
- Daha sonra, sensörler terminallere bağlıyken ısıtma kablosu kontaklara bağlanır.
Son adım, güç kablosunu bağlamak ve ön paneli yerine takmaktır.
Bir ısıtma kazanı için termostatın bağlantı şeması bu makalede ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.
Sensörlerin dahili bağlantısının gerekli olduğu cihaz için karmaşık bir tasarıma sahipse, uzmanlarla iletişime geçmek daha iyidir.
Aşağıdaki video, bir kazana termal cihazların nasıl kurulacağını detaylandırmaktadır:
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 bu cihazlar, belirli bir sorunu çözmek için en iyi seçeneği seçmenizi sağlar.
Evlerde ve dairelerde, bu tür cihazlar çoğunlukla tesislerde rahat bir sıcaklığı korumak ve ısıtma sistemlerini (piller, yerden ısıtma) ayarlamak için kullanılır.
Eklenecek bir şey mi var veya sıcaklık sensörü seçme ve takma hakkında sorularınız mı var? Bu cihazları kullanarak yayına yorum bırakabilir, tartışmalara katılabilir ve kendi deneyiminizi paylaşabilirsiniz. İletişim formu alt blokta bulunur.