خرابی سنسور دما

خرابی سنسور دما چگونه است ؟

سنسورهای دما به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند: ترموکوپل‌ها (TCs) و آشکارسازهای دمای مقاومتی (RTD).

منابع زیادی وجود دارد که در مورد فرآیند انتخاب بحث می کنند، بنابراین برای این بحث، بر نحوه عملکرد آنها و همچنین مواردی که ممکن است در هر یک از آنها اشتباه باشد تمرکز خواهیم کرد.

عناصر حسگر معمولاً در یک غلاف از جنس استنلس استیل قرار می‌گیرند که سپس در یک ترموول قرار می‌گیرد.

برخی از ترکیب‌های حسگر و ترموول به‌عنوان مجموعه‌های همسان جفت می‌شوند، که دقیقاً برای بهترین انتقال حرارت و دقت بالا طراحی شده‌اند.

رویکردهای دیگر از مؤلفه‌های قطعه قطعه استفاده می‌کنند، و این به نصب کننده بستگی دارد که آنها را از نزدیک مطابقت دهد.

برخی از کاربران ترجیح می‌دهند هر TC یا RTD را مستقیماً به ورودی سیستم میزبان سیم‌کشی کنند، اما این کار نصب را پیچیده می‌کند و می‌تواند عملکرد را مختل کند.

به عنوان مثال:

• کابل ترموکوپل از سنسور به کارت ورودی باید با سنسور مطابقت داشته باشد. اگر نیاز به نصب نوع دیگری از سنسور است، کابل‌کشی باید عوض شود.
• به همین ترتیب، کارت ورودی باید با سنسور مطابقت داشته باشد، اگرچه برخی از کارت‌های ورودی امکان چندین گزینه را دارند.
• سیگنال‌های ضعیف از یک TC یا RTD نمی‌توانند در فواصل طولانی ارسال شوند و در معرض مشکلات ناشی از تداخل الکتریکی هستند.

افزودن یک فرستنده دما نزدیک به سنسور همه این مشکلات را از بین می برد:

• یک ۴ تا ۲۰ میلی آمپر با پروتکل HART یا دیجیتال مانند FOUNDATION Fieldbus سیگنال بسیار قوی تری را ارائه می دهد که می تواند به فواصل طولانی تری ارسال شود.
• نیازی به کابل کشی یا کابل کشی خاص نیست. کارت ورودی ویژه.
• بیشتر فرستنده ها با انواع مختلف RTD و ترموکوپل کار می کنند و تعویض سنسور را در صورت لزوم آسان می کند.
• فرستنده های چندگانه می توانند داده ها را برای چندین سنسور گرفته و ارسال کنند. فرستنده‌های هوشمند می‌توانند داده‌های تشخیصی، کالیبراسیون و سایر اطلاعات را جمع‌آوری و ارسال کنند.
• فرستنده‌های بی‌سیمHART نیز گزینه‌ای هستند که حذف می‌کنند. سیم کشی و نیاز به ورودی های سیستم کنترل، که ممکن است کمبود داشته باشد.این فرستنده‌های هوشمند دارای ماژول‌های قدرت داخلی هستند و می‌توانند برای سال‌ها بدون نیاز به تعمیر و نگهداری کار کنند.

در حالی که این قابلیت‌ها همگی مفید هستند، مهم‌ترین پیشرفت در بسیاری از برنامه‌ها، هوشمندی فرستنده است: توانایی تبدیل ترکیب سنسور و فرستنده به ابزار هوشمندی که قادر به ارسال اطلاعات تشخیصی به سیستم میزبان است.

حسگرهای دما هنگامی که نشان می‌دهند علائمی نشان می‌دهند از خرابی مکانیکی یا مشکلات سیم کشی و پایانه رنج می برند.

این‌ها را می‌توان توسط فرستنده شناسایی کرد و برای جلب توجه به مشکلات اولیه قبل از تبدیل شدن به شکست استفاده کرد.

بسیاری از برنامه‌های اندازه‌گیری دما از نویز الکتریکی، اسپک شدن و افت سیگنال رنج می‌برند.

صدا می تواند از تداخل الکترومغناطیسی ناشی شود که اغلب توسط رادیوها، موتورها و رعد و برق ایجاد می شود.

مشکلات دیگر می‌تواند ناشی از مشکلات سیم‌کشی، شوک مکانیکی یا لرزش باشد. اینها را می‌توان با فرستنده‌های پیشرفته شناسایی، تشخیص داد و احتمالاً اصلاح کرد.

حتی با اتصال نزدیک بین سنسور و فرستنده، نویز یا افت صدا همچنان می تواند مشکل ساز باشد، بنابراین اکثر کاربران برای سرکوب جلوه ها از میرایی استفاده می کنند.

در حالی که میرایی پایداری را بهبود می بخشد، زمان پاسخ را در طول تغییرات سریع دمای فرآیند افزایش می دهد.

رویکرد بهتر این است که از قابلیت های اعتبارسنجی سیگنال تعبیه شده در فرستنده به عنوان بخشی از پردازش سیگنال و عملکردهای تشخیصی آن استفاده کنید.

اینرسی حرارتی سنسور دما در داخل ترموول اندازه گیری می کند تغییرات دما بسیار سریع (یعنی ۲۰۰ درجه سانتیگراد تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد) در نیم ثانیه، از نظر فیزیکی غیرممکن است.

حتی اگر فرستنده چنین جابجایی لحظه ای را بین قرائت های متوالی ببیند، می تواند به طور منطقی فرض کند که تغییر یک سنبله است (یا اگر تغییر منفی باشد حذف شده است)، و به سادگی آخرین اندازه گیری خوب را تکرار کند.

این رویکرد پایداری را بدون میرایی یا پاسخ آهسته فراهم می‌کند، و از مختل شدن غیرضروری سیستم کلی جلوگیری می‌کند، اما نباید در جایی که اندازه‌گیری می‌تواند به‌طور قانونی سفرهای سریع در مقیاس کامل را ببیند، اعمال شود.

اگرچه یک حسگر ممکن است در اثر یک شوک مکانیکی شدید آسیب ببیند، بیشتر خرابی‌ها به دلیل لرزش مداوم، شل شدن پایانه‌ها، اتصالات خوردگی یا حمله شیمیایی ایجاد می‌شوند.

این‌ها می‌توانند حسگر و سیم‌کشی را ضعیف کنند و باعث افزایش تعداد اسپک‌ها و افت‌ها در طول زمان شوند. اینها همچنین می توانند باعث رانش سنسور شوند و دقت را در طول زمان کاهش دهند.

فرستنده می‌تواند این تعداد فزاینده مشکلات را برای پیش‌بینی خرابی قریب‌الوقوع تشخیص داده و روند آن را بررسی کند، و تعمیر و نگهداری را به اندازه کافی زودتر برای جلوگیری از از دست دادن سیگنال کامل هشدار دهد.

اعتبار سنجی سیگنال عمیق‌تر به وضعیت سنسور می‌پردازد، که می‌تواند ایمنی و قابلیت اطمینان اندازه‌گیری‌های دما را بهبود بخشد.

زمانی که زمان پاسخ سریع یا دماهای بالا (>600 درجه سانتیگراد) درگیر است، و زمانی که به دقت بالایی نیاز نیست، TC ها اغلب بر RTD ترجیح داده می شوند.

TCها معمولاً از نظر فیزیکی قوی‌تر از RTD‌ها هستند، اما می تواند به شکلی که به راحتی قابل مشاهده نیست شکست بخورد.

محل اتصال در نوک جایی که سیم‌های غیرمشابه به هم متصل می‌شوند، نقطه اندازه‌گیری دما است، اما اگر ضربه فیزیکی یا لرزش عایق را بشکند و دو سیم در جای دیگری تماس برقرار کنند، این نقطه تماس جدید به نقطه اندازه‌گیری دما تبدیل می‌شود. هر کجا که ممکن است باشد.

از آنجایی که این اتصال جدید همواره از فرآیند داغ دورتر است، در اکثر کاربردهای هیدروکربنی TC پایین خواهد بود، اگرچه عکس این امر در کاربردهای برودتی صادق است.

بیشتر فرآیندها زمانی که خیلی داغ می‌شوند خطرناک هستند، بنابراین خواندن پایین می‌تواند خطر ایمنی ایجاد کند.

فرستنده‌های دما هوشمند مدرن برای پذیرش ورودی‌های RTD یا TC قابل تنظیم هستند. هنگامی که برای TC پیکربندی می شود، فرستنده از مدار ولتاژ خود برای تعیین دما استفاده می کند.

اما فرستنده همچنین می‌تواند از مدار اندازه‌گیری مقاومت خود، که با RTD استفاده می‌شود، برای نظارت بر مقاومت TC استفاده کند.

در حالی که نمی توان از مقاومت TC برای تعیین دما استفاده کرد، اما به شناسایی و پیش بینی خرابی ها کمک می کند.

تغییر در مقاومت مدار TC می تواند چندین مورد را نشان دهد.

اگر مقاومت به بی نهایت برسد، مدار باز است.

اگر مقاومت از سطح طبیعی خود کاهش یابد، ممکن است کوتاهی وجود داشته باشد.

در صورتی که مقاومت افزایش یابد، سیم یا پایانه ممکن است در حال خوردگی باشد.

این تغییرات ممکن است فوری باشند، اما بیشتر اوقات تدریجی هستند، بنابراین اندازه‌گیری و روند تغییرات مقاومت و تجزیه و تحلیل نتایج می‌تواند برای پیش‌بینی شکست و بهبود قابلیت اطمینان استفاده شود.

وقتی اندازه‌گیری دما برای یک فرآیند بسیار مهم است، سنسورهای اضافی می‌توانند یک گزینه باشند.

سنسورهای دما نسبتاً ارزان هستند و برخی فرستنده‌ها توانایی پذیرش و پردازش سیگنال های چند سنسور را دارند. اگر اندازه‌گیری‌های دو سنسور با مقدار برنامه‌ریزی شده در فرستنده متفاوت باشد، می‌تواند به اپراتورها در مورد مشکل هشدار دهد.

به طور مشابه، اگر یکی از سنسورها از کار بیفتد، یک تعویض خودکار پشتیبان به فرستنده اجازه می دهد تا فوراً از حسگر اصلی به یک حسگر پشتیبان سوئیچ کند و احتمال از دست دادن دما را کاهش دهد. این ویژگی Hot را می توان با سنسورهای دو عنصری یا دو سنسور مستقل استفاده کرد.

در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران تماس حاصل فرمایید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.