A HŐMÉRSÉKLET MÉRÉSE

Átírás

1 A HŐMÉRSÉKLET MÉRÉSE A hőmérséket az egyik eggyakrabban mért fizikai mennyiség, egyike a hét SI aapmértékegységnek. Nehezen meghatározható és kaibráható, ugyanis a hőmérséketi tartományt meghatározni és feosztani nem oyan egyszerű mint más mértékegységekné, p. a távoság, tömeg és nyomás esetében. A mérhető pontok esetenként nem ugyanazt mutatják a skáa egyik irányában mint a másikban, gondojunk a víz fagyási és ovadási pontja közötti 0,01 C hőmérséket küönbségre. Átaánosan efogadott két hivatkozási pont a víz meghatározott körümények között mérhető fagyás és forráspontja, ez a 0 és 100 Cesius fok. A hőmérséket pontos mérése rendkívü fontos az éet minden terüetén. Tejesítmény és hatásfok, termeékenység és hatékonyság, minőség és megbízhatóság, mindezek komoyan befoyásohatók a hőmérséket pontos méréséve és szabáyozásáva. Ipari körümények között a hőmérséketet mechanikus és eektronikus módon mérik, mindkét esetben fehasznáva az anyag egyes tuajdonságainak megvátozását vátozó hő hatására. A mechanikus mérés az anyag térfogatvátozását aakítja át mérhető emozduássá, meyet megfeeően kiaakított skáán figyehetünk meg. Eektromos mérésné a vátozó hő hatására a vezetőkben bekövetkező eenáásvátozást, ietve a vezetőn feépő eektromos feszütséget hasznájuk a méréshez. HŐELEMEK A hőmérséket mérésére 1822 óta hasznának hőeemeket, kihasznáva azt a fizikai jeenséget, hogy eektromos vezetőkben, a gyakoratban fémhuzaokban, a hosszukban vátozó hőmérséket-küönbség hatására energiaáramás indu meg, mey eektronáramássa jár együtt, eektromotoros erő (emf), keetkezik. Az eektromotoros erő nagysága és iránya a hőmérséketvátozás nagyságátó és irányátó, vaamint a vezető anyagátó függ. A keetkező feszütség a vezető hosszában mérhető hőmérséketküönbség függvénye. Ez a feszütség a gyakoratban nemigen mérhető, hiszen a keetkező heyi termofeszütségek összege zárt hurok esetén nua, bármiyen hőmérséketen. A hőeemekné akamazott megodás az, hogy két etérő tuajdonságú vezetőt egyik végükön összehegesztve, a hegesztési pont mint mérési pont (M) és a szabad végek mint referenciapont (R) között a hőmérséketküönbségge arányos viamos jeet nyerünk. Ez a viamos feszütség függ az akamazott vezetők anyagátó, azokra jeemző érték. Fontos tudni, hogy az eektromotoros erő nem ebben a hegesztési, pontban termeődik, mint sokan heyteenü hiszik, hanem a csatakozó vezetők tejes hosszában keetkezik, a 1

2 hőmérséket-küönbség arányában. A hőeemme történő mérés hőmérséket-küönbség mérés, nem abszoút értéket ad, ráadásu a keetkező feszütség nem egyenetes a tejes mérési tartományban, korrigáni ke. A keetkező feszütség függ a referenciapont hőmérséketvátozásátó, ezért azt mindig azonos hőmérséketen ke tartani. Régen ezt ovadó jég segítségéve biztosították, később termosztátta szabáyozott kamrát akamaztak, ma eektronikus úton korrigáják a mért értéket. A referenciahey kiaakítható az érzékeő közeében, ekkor a heyi referenciahey a kijező/szabáyzó egységge közönséges rézvezetékke köthető össze. Ha a kijező/szabáyzó egységné aakítjuk ki a referenciapontot, akkor kompenzáó vezetéket ke akamazni az összekötéshez, meynek anyaga azonos a hőeem anyagáva, ietve takarékossági szempontok miatt nagyon hasonatos. Hőeemekné nem csak tiszta fémeket, hanem ötvözeteket is akamazunk, a pontosság és a mérési határ kiterjesztése, s nem ehanyagoható szempontként a takarékosság érdekében. A eggyakrabban a következő, nemzetközi szabványokban meghatározott hőeem párokat akamazzák: Típus Anyag Üzemi/Max.. hőmérséket J Fe-CuNi(Vas-Konstantán, Fe-Ko) 0-550/800 C K NiCr-Ni (Króm-Nikke, Króm-Aume) 0-800/1100 C T Cu-CuNi(Réz-Réz/Nikke) /400 C R Pt-RhPt(Patina-Ródium13%) /1700 C S Pt-RhPt(Patina-Ródium10%) /1750 C ELLENÁLLÁSHŐMÉRŐK Az eenáás ami a vezető anyagok kristáyszerkezetében a szabad eektronok áramásáva szemben kiaaku, a hőmérséket függvényében vátozik, a hőmérséketnek az eektronok ütközésére és az atomszerkezet rezgésére gyakorot hatása miatt. Ez az eenáás és annak a hőmérséket-vátozás arányában történő vátozása az egyes anyagokra jeemző mértékű. Befoyásoja az anyag tisztasága és a kristáyszerkezet hibái, de csak ehanyagoható mértékben óta akamazzák ezt a jeenséget a hőmérséket mérésére, jeeneg is az egyik egefogadottabb mérési ejárás, mive abszoút értéket ad, nem ke törődni a referenciapont azonos hőfokon tartásáva, ietve korrekciójáva. Az idők foyamán több fémme történtek kíséretek eenááshőmérők készítésére, azonban a egefogadottabb a patina ett. Esősorban azért mert nemesfém, tuajdonságait vátozó körümények között is hosszú ideig megőrzi, eenáása hatszorosa a rézének, nagy tisztaságban áítható eő, eenáás/hőmérséket görbéje köze ineáris. Természetesen az eenáás-hőmérő sem mentes kedvezőten tuajdonságoktó. Az eenáás és közvetve a hőmérséket méréséhez az eenááshőmérőn áramot ke átvezetni, mey így femeegíti az érzékeőt a mérendő anyaghoz képest, mérési hibát okozva. Az önfűtő hatás küönösen erősen jeentkezik assan áramó gázok méréséné. A keetkező hő egyenesen arányos az eenáássa, négyzetesen az akamazott áramma, függ az érzékeő méretétő és konstrukciójátó. Fontos a jó termikus kontaktus biztosítása az érzékeő és a védőcső, vaamint a védőcső és a technoógiai foyamat között. Mive a mérési hibát egjobban az akamazott mérőáram befoyásoja, törekedni ke miné kisebb áram akamazására, amit a mai korszerű eektronikus szabáyzók mér minden esetben 2

3 ehetővé tesznek. A patina aapú eenááshőmérőt szabványok definiáják. A eggyakrabban hasznát a Pt100 eenáás, mey 0 C-on mért eenáása 100 ohm, két pontossági osztáyban. Az A tipusu Pt100 érzékeő megengedett etérése 0 C-on a néveges 100 ohm-tó ±0,06, a B tipusu érzékeő megengedett etérése ±0,12. A patina bázisú eenáás-hőmérő átvitei karakterisztikája sem tejesen ideáis, inearizáást igénye, amit korszerű eektronikus áramkörökke odanak meg. Az eenáás-hőmérőt és a kijező/szabáyzó egységet rézvezetékke kötjük össze, ami etérő anyaga révén szintén mérési hibát okoz. Ezt a hibát úgy ehet kiküszöböni, ha a rézvezeték hőmérséketvátozás okozta eenáásvátozását mérjük, ezze a mérést korrigájuk. Ennek egegyszerűbb módja az, ha az eenáás-hőmérő egyik vagy mindkét pontját két vezetékke vezetjük e, s megfeeően kiváasztott mérőhíd segítségéve a nem kívánt vátozást mérjük és kompenzájuk. 3

4 CH, CHA KLÍMATECHNIKAI ÉRZÉKELŐK A CH és CHA típusú érzékeők hűtés és fűtéstechnikai akamazásokhoz hasznáhatók, a PTC érzékeő -50 C C, az NTC szonda -50 C C tartományban. CH ZÁRT ÉRZÉKELŐ ÉRZÉKELŐ KIVEZETÉS ELEM FEJFORMA D x L SZIGETELÉS, mm C = PTC A = kúpos 6 30 PU = poiuretán 2000 N = NTC B = fégömb 50 Si = sziikon P.: C CH - B 6 X 30 Si 2000 CHA NYITOTT ÉRZÉKELŐ ÉRZÉKELŐ KIVEZETÉS TIPUS FEJFORMA D x L SZIGETELÉS, mm C = PTC A = kúpos 6 30 PU = poiuretán 2000 N = NTC B = fégömb 50 Si = sziikon P.: CHA C - B 6 X 30 SI

5 CS PATRONOS HŐÉRZÉKELŐK Műanyagipari, gumiipari és csomagoógépekben történő hőmérséketszabáyozások érzékeője. Anyaga rozsdamentes acé, váasztott átmérőve és hossza. Az érzékeő típusát és a kivezetés anyagát az akamazott és a környezeti hőmérséket figyeembevéteéve ke megváasztani. ÉRZÉKELŐ KIVEZETÉS TIPUS FEJFORMA D x L SZIGETELÉS, mm hossz P = Pt100 A = kúpos 3 20 PU = poiuretán 500 J = Fe-Ko B = fégömb 4 40 TF = tefon 1000 K = NiCr-Ni F = apos 5 50 G = üvegszá 2000 N= NTC 6 60 Si = sziikon S = árnyékot P.: CS P - B 6 X 50 TFS

6 CSL PATRONOS HŐÉRZÉKELŐK VÁLLKIALAKÍTÁSSAL Műanyagipari, gumiipari és csomagoógépekben történő hőmérséketszabáyozások érzékeője. Anyaga rozsdamentes acé, váasztott átmérőve és hossza. Az érzékeő típusát és a kivezetés anyagát az akamazott és a környezeti hőmérséket figyeembevéteéve ke megváasztani. ÉRZÉKELŐ KIVEZETÉS TIPUS FEJFORMA D x L SZIGETELÉS, mm P = Pt100 A = kúpos 3 20 PU = poiuretán 500 J = Fe-Ko B = fégömb 4 40 TF = tefon 1000 K = NiCr-Ni F = apos 5 50 G = üvegszá 2000 C = PTC 6 60 Si = sziikon S = árnyékot P.: P CSL - B 6 X 50 TFS

7 CSS PATRONOS HŐÉRZÉKELŐK RUGÓS TÖRÉSGÁTLÓVAL Müanyagipari, gumiipari és csomagoógépekben történő hőmérséketszabáyozások érzékeője. Anyaga rozsdamentes acé, váasztott átmérőve és hossza. Az érzékeő típusát és a kivezetés anyagát az akamazott és a környezeti hőmérséket figyeembevéteéve ke megváasztani. ÉRZÉKELŐ KIVEZETÉS ELEM FEJFORMA D x L SZIGETELÉS, mm P = Pt100 A = kúpos 3 20 PU = poiuretán 500 J = Fe-Ko B = fégömb 4 40 TF = tefon 1000 K = NiCr-Ni F = apos 5 50 G = üvegszá 2000 C = PTC 6 60 Si = sziikon S = árnyékot P.: CSS P - B 6 x 50 TFS

8 CST PATRONOS HŐÉRZÉKELŐK FELERŐSÍTŐ MENETTEL Tartáyok, medencék és csővezetékek ocsó érzékeője. Anyaga rozsdamentes acé, váasztott átmérőve, hossza és menette. Az érzékeő típusát és a kivezetés anyagát az akamazott és a környezeti hőmérséket figyeembevéteéve ke megváasztani. ÉRZÉKELŐ MENET KIVEZETÉS TIPUS FEJFORMA D x L SZIGETELÉS, P = Pt100 B = fégömb 3 20 M1/4" PU = poiuretán 500 J = Fe-Ko F = apos 4 40 M1/2" Si = sziikon 1000 K = NiCr-Ni 5 50 M C = PTC 6 60 M M12 P.: CST P - B 6 x 50 M8 Si

9 BL BAJONETZÁRAS HŐÉRZÉKELŐK Fröccsöntő gépek vaamint extruderek átaánosan hasznát hőfokérzékeője. Anyaga rozsdamentes acé, váasztott átmérőve és hossza. A kivezetés rozsdamentes acészövette bevont üvegszá szigeteésű, az érzékeő eemme azonos típusú kompenzáó vezeték. ÉRZÉKELŐ BAJONETZÁR ADAPTER KIVEZETÉS (GS) eem fejvég forma D x L menet x hossz x hossza P = Pt100 C = kúpos 6 10 M 1/4" GS2000 J = Fe-Ko B = domború 8 15 M 3/8" GS3000 K = NiCr-Ni F = apos M10x1 S = épcsős 25 M12x1 30 M14x1,5 P.: J BL - B 6 x 10 - M1/4 x 40 x 12 GS2000 9

10 MT MINIATÜR MENETES ÉRZÉKELŐK Kisméretü érzékeőtípus heykritikus akamazásokhoz, esősorban csomagoó és konfekcionáó gépekben akamazott hegesztő, vágó és dátumozó fejek hőmérséketének érzékeéséhez. ÉRZÉKELŐ MENET KIVEZETÉS TIPUS FEJFORMA D x L M SZIGETELÉS, ÁRNYÉKOLÁ S P = Pt100 A = kúpos 4,5 4 6 = M6 GS = árnyékot hossz 2000 J = Fe-Ko B = fégömb 4,6 5 1/4 = 1/4-20 üvegszáas 4000 K = NiCr-Ni P.: MTP F = apos - B 4,5 x 4-6 GS

11 MTB MINIATÜR MENETES ÉRZÉKELŐK HAJLÍTOTT KIVITEL Kisméretű hajított érzékeőtípus heykritikus akamazásokhoz, esősorban csomagoó és konfekcionáó gépekben akamazott hegesztő, vágó és dátumozó fejek hőmérséketének érzékeéséhez. ÉRZÉKELŐ MENET KIVEZETÉS TIPUS FEJFORMA D x L M SZIGETELÉS, hossz P = Pt100 A = kúpos 4,5 4 M6 GS = árnyékot 2000 J = Fe-Ko B = fégömb 4,6 5 M8 üvegszáas 4000 K = NiCr-Ni F = egyenes 6 6 M1/4-20UNF P.: P MTB - B 6 x 4 - M6 GS

12 ST KÖPENYHŐELEMEK A köpenyhőeemek az ipar küönböző terüetein eőforduú speciáis mérési feadatokra akamasak, aho a mérési pont más érzékeőve megközeítheteten. Jeemző fehasznáási terüetük: hőfok érzékeés az atomenergiaipar berendezéseiben, vákuum és nagynyomású akamazásokban, gépjármű motorokban. A hőeempár magnéziumoxidba van beágyazva, hajítható rozsdamentes acé védőköpenyben. A megengedett hajítási sugár a köpeny átmérőjének kétszerese. Normá kivitené a hőeempár nincs eszigeteve a köpenytő. HŐELEM típusa KÖPENY anyaga KÖPENY ÁTMÉRŐJE / MAX. HŐMÉRSÉKLET 1,0 1,6 3,2 4,8 6,4 8,0 K = NiCr-Ni INCONEL 500 C 700 C 900 C C C C K = NiCr-Ni Rm. acé 450 C 600 C 700 C 800 C 850 C 900 C J = Fe-Ko Rm. acé 250 C 350 C 450 C 500 C x x ÉRZÉKELŐ KIVEZETÉS TIPUS ANYAGA D x L SZIGETELÉS, hossz J = Fe-Ko I =INCONEL 1,0 50 G = üvegszáas 250 K = NiCr-Ni R = Rm. acé 1,6 100 S = árnyékot ,2 150 L 4, , ,0 L P.: ST J - R 3,2 x 160 GS

13 HT VÉDŐCSÖVES HŐÉRZÉKELŐK CSATLAKOZÓ FEJJEL Technoógiai érzékeő tartáyok, kemencék, medencék és csővezetékek hőmérséketének érzékeésére. Anyaga rozsdamentes acé, váasztott átmérőve, hossza és menette. Az érzékeő típusát az akamazott technoógiának megfeeően ke megváasztani. ÉRZÉKEL Ő MENET CSATLAKOZÓ FEJ TÍPUS FEJFORMA D x L TÍPUSA TÖMSZELENCE P = Pt100 B = fégömb 6 60 M1/4" KS = kisméretű Pg13 J = Fe-Ko F = apos M1/2" KN = normá Pg16 K = NiCr-Ni P = perforát M8 C = PTC M10 B = DIN nagy M12 MA = DIN kicsi P.: HT P - B 10 x 150 M1/2 KS Pg16 13

14 HTE VÉDŐCSÖVES HŐÉRZÉKELŐK ELEMELT CSATLAKOZÓ FEJJEL Technoógiai érzékeő tartáyok, kemencék, medencék és csővezetékek hőmérséketének érzékeésére, magasabb hőmérséketek esetén. Az eemet csatakozófej kevésbbé meegszik fe mint a HT típusokná. Anyaga rozsdamentes acé, váasztott átmérőve, hossza és menette. Az érzékeő típusát az akamazott technoógiának megfeeően ke megváasztani. ÉRZÉKELŐ MENET CSATLAKOZÓ FEJ TÍPUS FEJFORMA D x L + L1 TÍPUSA TÖMSZELENCE P = Pt100 B = fégömb 6 60 M1/4" KS = kisméretű Pg13 J = Fe-Ko F = apos M1/2" KN = normá Pg16 K = NiCr-Ni P = perforát M8 C = PTC M10 B = DIN nagy M12 MA = DIN kicsi P.: P HTE - B 10 x M1/2 KS Pg16 14

15 RM HÚS-SZONDÁK Speciáisan a húsiparban akamazott szúróérzékeők, húsok és töteékáruk hőmérséketének mérésére, főző-füstöő kamrákban és egyéb hőkezeési foyamatokná. A szonda anyaga rozsdamentes acé, a kivezetés sziikongumi vagy tefon aapú. ÉRZÉKELŐ KIVEZETÉS ELEM VÉGFORMA D x L SZIGETELÉS, P = Pt100 A = kúpos TF = tefon 3000 J = Fe-Ko B = fégömb Si = sziikon 4000 S = árnyékot 5000 P.: RM P - A 3 x 150 TFS