Kompletní průvodce dvouprvkovým zapojením RTD: připojení, redundance a výběr

Otevřete spojovací hlavu průmyslového teplotního senzoru a najdete dvě sady vodičů namísto jednoho. To je první vodítko, že se díváte na dvouprvkové RTD zapojení. Dvoučlánkový RTD obsahuje dva elektricky nezávislé odporové teplotní detektory uvnitř stejného krytu nebo teploměrné jímky a způsob připojení těchto prvků určuje, zda získáte redundanci, zprůměrovanou hodnotu nebo dva samostatné signály pro řízení a ochranu procesu.

Krátká odpověď na většinu otázek týkajících se zapojení RTD se dvěma prvky je jednoduchá: zacházejte s každým prvkem jako se samostatným RTD. Každý prvek má svou vlastní charakteristiku odporu proti teplotě a každý prvek lze připojit k vlastnímu vysílači, ovladači nebo bezpečnostnímu systému. To, co dělá dvouprvkové zapojení zajímavější, je to, jak tuto nezávislost uplatníte v terénu.

Tato příručka pokrývá základy zapojení dvouprvkového RTD, 2vodičové, 3vodičové a 4vodičové připojení, běžné konfigurace, zapojení vysílače, logiku redundance, instalační postupy, kalibraci a odstraňování problémů. Zahrnuje také rady pro výběr pancéřovaných, sestavených a nevýbušných konstrukcí, takže můžete s jistotou drátovat, aniž byste hádali.

Co je dvouprvkový RTD?

Dvoučlánkový RTD je odporový teplotní detektor, který obsahuje dva samostatné platinové snímací prvky ve stejné ochranné trubici, plášti nebo sestavě. Každý prvek je typicky tenkovrstvý nebo drátově vinutý platinový rezistor s nominálním odporem 100 ohmů při 0 °C, běžně nazývaný Pt100. Oba prvky jsou elektricky izolovány od sebe navzájem a od kovového pláště, takže je lze používat zcela nezávisle.

Každý prvek má svou vlastní sadu vodičů. Dvoučlánkový RTD má proto dva, tři nebo čtyři svodové vodiče na prvek, v závislosti na vnitřním stylu připojení. Nejběžnější dvoučlánkové snímače Pt100 mají šest vodičů: tři vodiče pro prvek jedna a tři vodiče pro prvek dva. Pro přístrojové vybavení, které vyžaduje skutečnou čtyřvodičovou přesnost na obou prvcích, jsou k dispozici verze s osmi vodiči se čtyřmi vodiči na prvek.

Mechanická konstrukce může být montážního typu se svorkovnicí, opláštěného typu s flexibilním kabelem s minerální izolací nebo nevýbušného typu s nevýbušným pouzdrem. Snímací prvky jsou obvykle umístěny blízko sebe, takže oba představují stejný bod procesní teploty. Tato fyzická blízkost je to, co činí dvouprvkové RTD atraktivními pro bezpečnostně kritická a redundantní měření v jediném procesu.

Typické prvky a materiály

• Platinové tenkovrstvé prvky s nominálním odporem 100 ohmů při 0 °C
• Drátěné prvky pro vysokou stabilitu vibrací nebo vysokých teplot
• Niklové nebo měděné prvky pro speciální aplikace, i když Pt100 zůstává dominantní
• Keramické nebo skleněné zapouzdření pro izolaci prvku a jeho ochranu před vlhkostí
• Vysoce čistý prášek oxidu hlinitého nebo hořečnatého v opláštěných verzích

Dvouprvkový design nemění základní fyziku RTD. Oba prvky stále sledují stejnou křivku odporu-teplota, obvykle definovanou normou IEC 60751 pro platinu. Pokud se jeden prvek posune, selže nebo potřebuje kalibraci, druhý prvek zůstane k dispozici pro měření, což je hlavní praktická výhoda.

Proč zvolit dvouprvkový RTD před jednoprvkovým RTD?

Rozhodnutí o instalaci dvouprvkového RTD je obvykle řízeno redundancí, prostorovými omezeními nebo potřebou připojit stejný teplotní bod k více řídicím a monitorovacím systémům. Jediný prvek RTD vám dává jeden odporový signál a jeden bod selhání. Dvoučlánkový RTD vám poskytuje dva nezávislé signály ze stejného procesního místa, což je významná provozní výhoda.

Existuje obecné nedorozumění, že dvouprvkové RTD jsou pouze pro vysoce bezpečná průmyslová odvětví, jako je výroba elektřiny nebo ropy a zemního plynu. V praxi se také používají vždy, když procesní inženýr požaduje místní indikátor teploty a vzdálený signál DCS ze stejného místa, bez přidání druhé teploměrné jímky. Cena malého dodatečného senzoru je často nižší než náklady na vrtání další trysky do nádoby nebo potrubí.

Měli byste také vzít v úvahu, že dvoučlánkový RTD nemůže plně nahradit dva samostatně instalované RTD, pokud tyto RTD musí být umístěny v různých fyzických pozicích. Pokud je cílem měřit stejný bod dvěma snímači, je duální prvek jednodušší volbou. Pokud je cílem porovnat teplotu na dvou různých místech, použijte dva samostatné snímače s jedním nebo dvěma prvky.

Základy zapojení dvouprvkového RTD: 2vodičové, 3vodičové a 4vodičové připojení

Každý prvek uvnitř dvoučlánkového RTD může být zapojen stejným způsobem jako jeden RTD. Způsob zapojení určuje, jak přesně může měřicí obvod kompenzovat odpor přívodního vodiče. U dvouprvkového snímače se počet vodičů odpovídajícím způsobem zdvojnásobí.

Při 2vodičovém zapojení se k prvku připojují dva vodiče a naměřený odpor zahrnuje odpor přívodních vodičů. Tato metoda je přijatelná pouze pro krátké kabely a požadavky na nízkou přesnost, protože odpor vedení se mění s okolní teplotou a způsobuje chybu měření. Dvoučlánkový RTD se dvěma vodiči na člen má celkem čtyři vnější vodiče.

U 3vodičového zapojení jsou na jeden konec prvku připojeny tři vodiče a jeden společný vodič. Měřicí obvod měří odpor jednoho vodiče a odečítá jej od celkové smyčky. Toto je nejběžnější průmyslový kompromis, protože poskytuje dobrou kompenzaci vedení bez nutnosti vyhrazeného páru proudu a napětí. Dvojitý prvek Pt100 se třemi dráty na prvek má šest externích drátů.

Při 4vodičovém zapojení dodávají dva vodiče konstantní proud a dva samostatné vodiče měří napětí na prvku. To zcela eliminuje chybu odporu vedení, což z něj činí nejpřesnější metodu. Dvoučlánkový RTD se čtyřmi vodiči na článek má osm externích vodičů, což je méně obvyklé, ale nezbytné pro vysoce přesné měření a laboratorní aplikace.

Fyzické barvy vodičů se liší podle výrobce, ale běžnou konvencí je použití jednoho barevného páru pro prvek jedna a jiného barevného páru pro prvek dva. Před ukončením vždy potvrďte přiřazení svodů pomocí datového listu snímače. Pokud prvky zamícháte, můžete stále získat platné hodnoty, ale ztratíte zamýšlené mapování redundance.

Z hlediska zapojení považujte prvek jedna za RTD A a prvek dva za RTD B. Udržujte dvě sady vodičů oddělené ve spojovací hlavě a podél kabelové trasy, abyste snížili riziko náhodných zkratů a zjednodušili budoucí řešení problémů.

Společné konfigurace zapojení dvouprvkového RTD

Jakmile pochopíte, že každý prvek je nezávislý RTD, je snadné uspořádat konfiguraci zapojení. Nejběžnější průmyslové konfigurace jsou nezávislé duální měření, redundantní měření pro bezpečnost a samostatné procesní/zobrazovací signály.

Nezávislé duální měření

První prvek se připojuje k hlavnímu řídicímu systému prostřednictvím vysílače teploty. Prvek dva se připojuje k místnímu indikačnímu vysílači nebo systému sledování vibrací. Toto je typická volba pro ložiska motorů, převodovky a kompresory, kde musí stejná teplota ložiska dosáhnout jak ochranné relé, tak systém správy majetku.

Redundantní měření pro bezpečnost

Oba prvky jsou připojeny k samostatným analogovým vstupním kartám nebo samostatným bezpečnostním PLC. Pokud se prvek jedna neotevře, prvek dva nadále zajišťuje procesní teplotu. Redundantní kabeláž musí obsahovat samostatné vývody spojovacích hlavic, samostatné kabely a v ideálním případě samostatné napájecí zdroje, aby bylo dosaženo skutečné rozmanitosti.

Oddělený procesní a zobrazovací signál

Jeden prvek napájí DCS pro řízení procesu, zatímco druhý prvek napájí panelový měřič nebo displej HMI. Tím se vyhnete izolačním kartám smyčky a pracovníci údržby mohou ověřit odečet procesu, aniž by se dotkli řídicí smyčky.

Sériové nebo diferenciální konfigurace

Méně běžné konfigurace zahrnují zapojení dvou prvků do série pro získání přibližného průměrného odporu nebo v můstku pro měření teplotního rozdílu. Tyto metody se v moderních digitálních systémech používají zřídka, protože vysílač může vypočítat průměr nebo rozdíl elektronicky s větší přesností.

Při plánování schématu zapojení jasně označte každou svorku. Pro každý prvek použijte samostatné barvy vodičů a určete společné stínění kabelu. Dvoučlánkový RTD se šesti vodiči může vypadat děsivě, ale jasné schéma zapojení odstraňuje většinu rizik.

Zapojení dvouprvkového RTD k převodníku teploty

Nejpraktičtější otázkou v zapojení dvouprvkového RTD je, jak provést konečné připojení k převodníku. Mnoho snímačů teploty má jeden RTD vstup; dvouprvkový snímač pak potřebuje dva vysílače. Ostatní vysílače mají dva RTD vstupy a mohou přijímat oba prvky přímo.

Před zapojením zkontrolujte konfiguraci vstupu převodníku. Standardní jednovstupový snímač RTD má svorky jako 1, 2, 3 a 4 pro třívodičový RTD. Pokud připojíte dvoučlánkový snímač ke dvěma jednovstupovým převodníkům, každý prvek používá svou vlastní sadu svorek. Pokud používáte vysílač se dvěma vstupy, jednoduše přiřadíte prvek jedna ke vstupu A a prvek dva ke vstupu B.

Nejběžnějším a nejekonomičtějším uspořádáním pole jsou dva snímače namontované na hlavici instalované uvnitř propojovací hlavice RTD. To udržuje analogový signál silný a místní a umožňuje vám spustit dvě samostatné smyčky 4–20 mA zpět do řídicí místnosti. Šest vodičů dvoučlánkového RTD je zakončeno na svorkách vysílače nebo na svorkovnici a každý vysílač vytváří nezávislou proudovou smyčku.

Při přepínání mezi dvěma prvky se ujistěte, že konfigurace převodníku odpovídá křivce odporu snímače a způsobu zapojení. Pokud například zvolíte třívodičový vstup Pt100, vysílač musí vidět pouze tři vodiče z jednoho prvku. Nekombinujte vodiče z obou prvků do jednoho vstupu vysílače.

Pro montáž vysílače je často preferován robustní dvoučlánkový opláštěný RTD s minerální izolací, protože kabel se snadno ohýbá a snímací hrot udržuje oba prvky ve stejné poloze. Tento styl také zkracuje dobu odezvy ve srovnání s typem sestavy s velkým otvorem.

Dvouprvkový plášťový RTD pro redundantní zapojení Tento kompaktní RTD s minerální izolací nabízí dva snímací prvky ve flexibilním plášti, které podporují redundantní vedení bez dalších teploměrných jímek. Jeho rychlá odezva vyhovuje montáži převodníku a zlepšuje dostupnost tepelného měření. Zobrazit produkt →

Redundantní kabeláž pro procesy s vysokou dostupností

Redundantní dvouprvkové zapojení RTD je osvědčený způsob, jak zlepšit dostupnost měření teploty bez přidání druhé teploměrné jímky. Ve funkcích bezpečnostních přístrojů lze druhý prvek použít jako samostatnou vrstvu ochrany, ale pouze v případě, že je kabeláž také redundantní.

Začněte spojovací hlavicí snímače. Použijte dvě samostatné řady svorek, jednu pro prvek jedna a jednu pro prvek dva, s uzemněnou stínicí bariérou mezi nimi, pokud je to možné. Veďte vodiče každého prvku v samostatných kabelech do seřaďovací skříně. Vyvarujte se vedení obou prvků stejným vícežilovým kabelem, protože požár kabelu nebo fyzické poškození by mohly odstranit oba signály najednou.

Ve skříni přiřaďte prvek jedna k základnímu systému řízení procesu a prvek dva k bezpečnostnímu systému. Toto oddělení poskytuje funkční rozmanitost. Některé závody také připojují prvek 1 k redundantnímu vstupu PLC a prvek 2 k samostatnému monitoru vibrací pro řízenou logiku.

1. Před instalací ověřte, zda má snímač dva nezávislé prvky pomocí ohmmetru.
2. Zapojte každý prvek pomocí stejné konvence polarity napříč všemi zařízeními.
3. Nastavte bezpečné chování vysílače pro podmínky přerušení a zkratu.
4. Přidejte do řídicího systému diagnostický alarm, pokud se dvě naměřené hodnoty odchylují o více než nastavenou prahovou hodnotu.
5. Zdokumentujte logiku redundance pomocí diagramu příčiny a následku.

Protože oba prvky sdílejí stejnou snímací špičku, obvykle snímají téměř stejnou teplotu. Alarm odchylky 2 °C až 5 °C je typický pro zdravý dvouprvkový RTD. Pokud odchylka narůstá, signalizuje posun snímače, vniknutí vlhkosti nebo poškození vodiče, než kterýkoli prvek zcela selže.

U aplikací v horkém pohotovostním režimu by DCS nebo bezpečnostní logika měly nepřetržitě monitorovat oba vstupy a automaticky přepnout na zdravý prvek, když aktivní prvek selže. Spínací logika musí být testována alespoň jednou během uvádění do provozu a po každé větší generální opravě přístroje.

Dual Element RTD vs. dva samostatné RTD

Někdy se technici ptají, zda je lepší nainstalovat jeden dvoučlánkový RTD nebo dva samostatné RTD do samostatných teploměrných jímek. Odpověď závisí na dostupnosti procesu, době odezvy, nákladech a požadované nezávislosti.

Pokud můžete nainstalovat dvě samostatné jímky, získáte vyšší úroveň fyzické rozmanitosti, protože jediný mechanický náraz nemůže poškodit oba snímače současně. To je někdy vyžadováno u náročných servisních aplikací nebo když programy prediktivní údržby potřebují vyměnit senzory online.

Pokud proces umožňuje pouze jednu trysku nebo teploměrnou jímku, je praktickou odpovědí dvoučlánkový RTD. Je to také vynikající volba pro dodatečné vybavení, protože můžete vyměnit jednočlánkový snímač bez úpravy procesního připojení.

Někteří uživatelé se ptají, zda je dvouprvkový RTD méně přesný než jednoprvkový, protože oba prvky nemusí být přesně totožné. V praxi kvalitní výrobci přiřazují oba prvky do stejné toleranční třídy. Norma IEC 60751 povoluje maximální odchylku pro třídu A a třídu B a dobré dvouprvkové snímače udržují oba prvky v tomto pásmu.

Výběr správné konstrukce RTD se dvěma prvky

RTD se dvěma prvky jsou k dispozici v několika fyzických konstrukcích. Správná volba závisí na procesním tlaku, teplotě, vibracích, chemickém napadení a požadavcích na instalaci. Často můžete požadovat konfiguraci se dvěma prvky ve standardním sestaveném RTD, opláštěném RTD, nevýbušném RTD nebo vícebodovém provedení.

Montážní RTD je nejběžnější konstrukcí pro univerzální dvouprvkovou elektroinstalaci. Používá závitové nebo přírubové připojení, odpruženou vložku a litinovou nebo hliníkovou koncovku. To vám dává dostatek místa pro dva třívodičové prvky a dva náhlavní vysílače.

Pro oblasti citlivé na vibrace je bezpečnější opláštěný RTD s kompaktní připojovací hlavou, protože má menší momentové rameno a odolá mechanickému namáhání. Opláštěné dvouprvkové prvky mají také rychlejší odezvu, takže jsou užitečné, když je třeba rychle detekovat tepelný únik.

V prostředí s nebezpečím výbuchu musí být RTD se dvěma prvky instalován v uzavřeném prostoru odolném proti výbuchu nebo přes vlastní bezpečnostní bariéru. Pravidla zapojení se řídí místní klasifikací, nikoli pouze IP hodnocením senzoru. Vždy zkontrolujte certifikát výrobku a schválení vstupu kabelu.

Pokud bude RTD se dvěma prvky použit pro redundantní bezpečnostní funkci, požádejte o uspořádání konektorů a svorek, které zabrání náhodnému křížení mezi prvky. Někteří výrobci pro tento účel nabízejí konektory s klíčem nebo barevné svorkovnice.

Montážní RTD pro monitorování procesu Všestranný senzor pro přímé měření teploty kapalin, plynů a povrchů, snadno integrovaný s zobrazovacími a záznamovými přístroji. Jeho robustní konstrukce vyhovuje řízení procesů a spolehlivému získávání dat v reálném čase. Zobrazit produkt →

Doporučené postupy pro instalaci a ukončení

Dobré dvouprvkové zapojení RTD začíná dobrou mechanickou instalací. Snímač by měl být zcela zasunut do teploměrné jímky nebo procesního vývrtu a koncová hlava by měla být orientována tak, aby kabelové vstupy směřovaly dolů, aby se omezilo vnikání vody. Montážní moment by měl odpovídat typu závitu; přílišné utažení spoje NPT nebo M20 může deformovat snímač a posunout prvky.

Když ukončujete přívodní vodiče, vyhněte se jejich zkrácení, než je nutné. Pokud je nutná pozdější výměna kabeláže, dostatek náhradní délky vám umožní znovu ukončit. Na lanka používejte objímky a nenechávejte volné prameny, které by mohly zkratovat pouzdro hlavy.

Udržujte vzdálenost mezi signálovými kabely RTD a napájecími kabely. Minimální doporučená vzdálenost je 12 palců od vedení střídavého proudu, s křížením v pravém úhlu, pokud je to nevyhnutelné. To snižuje indukovaný šum, který může způsobit nepravidelné čtení na 3vodičovém připojení.

U dvoučlánkového RTD v teploměrné jímce jsou tyto dva prvky obvykle umístěny ve stejné hloubce. Pokud potřebujete dva různé teplotní body v jednom reaktoru, zvolte raději vícebodový design než standardní duální prvek, protože standardní duální prvek nemůže měřit dvě různá místa.

Po zapojení proveďte jednoduchou kontrolu kontinuity mezi každým prvkem a jeho vysílačem. Měřič izolačního odporu používejte pouze s odpojeným převodníkem a na prvky RTD nikdy neaplikujte větší než jmenovité zkušební napětí izolace.

Kalibrace a testování dvouprvkových RTD

Dvoučlánkové RTD musí být testovány na obou prvcích, ne pouze na jednom. Mnoho závodů dělá chybu, když kalibruje prvek jedna a předpokládá, že prvek dva je identický. I když oba prvky sdílejí stejné pouzdro, mohou stárnout odlišně v důsledku tepelného cyklování, vibrací a vystavení vlhkosti.

Nejspolehlivějším testem je přesné měření odporu při referenční teplotě, jako je ledová lázeň nebo kalibrátor suchého bloku. Porovnejte naměřený odpor s tabulkou IEC 60751. U prvku Pt100 by 0 °C mělo udávat přibližně 100,00 ohmů a 100 °C by mělo ukazovat přibližně 138,51 ohmů.

Při provádění 3vodičové kalibrace by měl kalibrátor používat stejné uspořádání elektrod jako instalovaný převodník. Některé přenosné kalibrátory kompenzují odpor elektrody automaticky, ale musíte jim sdělit, jakou konfiguraci drátu používáte.

1. Před testováním odpojte oba prvky od vysílačů.
2. Změřte odpor mezi každým párem vodičů, abyste se ujistili, že prvek není otevřený.
3. Zkontrolujte izolační odpor mezi každým prvkem a pláštěm pomocí 100 V DC meggeru.
4. Ponořte snímací hrot do kalibrační lázně a počkejte, než dojde k tepelné rovnováze.
5. Zaznamenejte odpor prvku jedna a prvku dva v každé nastavené hodnotě.
6. Přijměte snímač, pokud oba prvky splňují požadovanou toleranční třídu.

U kritických bezpečnostních aplikací také proveďte test smyčky přes každý vysílač a vstupní kartu řídicího systému. Tím se ověří, že kabeláž od snímače k ​​displeji je nepřetržitá a že při odpojení prvku funguje bezpečný stav.

Pokud se při pokojové teplotě odečítají dva prvky správně, ale při vysoké teplotě se liší, zkontrolujte, zda v plášti není mechanické namáhání nebo vlhkost. Minerální izolace kontaminovaná vlhkostí může způsobit bočníkový odpor, který se při vysoké teplotě projeví jako nízká hodnota.

Údržba a odstraňování problémů Dvouprvkové RTD zapojení

Když dvouprvková kabelová smyčka RTD ukazuje neplatný údaj, nejrychlejším přístupem je identifikace vadného prvku a typu poruchy. Přerušený obvod obvykle způsobí, že převodník přejde nahoru nebo dolů v závislosti na jeho bezpečném nastavení. Zkrat může způsobit nízký odpor, často blízko odporu kabelu.

Začněte měřením obou prvků na spojovací hlavě. Zdravý prvek Pt100 by měl vykazovat hodnotu odporu odpovídající okolní teplotě. Pokud se u jednoho prvku zobrazí zpráva otevřená, chyba je uvnitř snímače nebo v jeho vnitřním připojení vodičů. Pokud jsou oba prvky otevřené, problém je pravděpodobnější ve sdílené kabelové průchodce nebo po vážném mechanickém poškození.

Než se spolehnete na měření, zkontrolujte barevné kódování každého vodiče. Některé senzory se dvěma prvky používají stejné barvy vodičů pro oba prvky, což usnadňuje přiřazení nesprávného páru. Pokud převodník ukazuje hodnotu, která je přesně jednoprvkový odpor, možná jste připojili pouze jeden prvek a druhý jste nechali otevřený.

Běžnou chybou zapojení u 6vodičových dvoučlánkových RTD je připojení tří vodičů prvního prvku k 3vodičovému převodníku, zatímco vstup převodníku je nakonfigurován pro jeden prvek, ale se společným vedením z prvku dva. To vytváří vysoký odpor, protože obvod prochází oběma prvky v sérii.

Pravidelná údržba by měla zahrnovat utahování všech šroubových svorek, protože tepelná roztažnost je může časem uvolnit. Zkontrolujte také těsnění hlavy spojky. Vlhkost je hlavní příčinou selhání izolace v terminálech RTD a může ovlivnit oba prvky v různé míře.

Pro podporu při odstraňování problémů si ve složce přístroje uchovejte jednoduchou diagnostickou tabulku s očekávanými hodnotami odporu při běžných teplotách. To umožňuje technikům rychle se rozhodnout, zda vyměnit snímač nebo pronajmout kabeláž.

Dvouprvkové případy použití RTD a kritéria výběru

Dvoučlánkové RTD se objevují téměř v každém sektoru, který potřebuje spolehlivé měření teploty. Nejběžnějšími aplikacemi jsou ložiska motorů a generátorů, těsnění čerpadel, výtlačné potrubí kompresoru, výměníky tepla, napájecí voda elektrárny a teploty pláště chemického reaktoru.

V ložisku motoru jde první prvek do ochranného relé, které vypíná motor při vysoké teplotě, a druhý prvek jde do kontinuálního monitorování teploty. Tím se zabrání tomu, aby jediné nefunkční relé neočekávaně odpojilo motor. Snímač je obvykle plášťový dvoučlánkový RTD o malém průměru vložený do vyvrtaného otvoru v pouzdru ložiska.

U výměníku tepla je ve výstupní trysce často instalován dvoučlánkový RTD. Jeden prvek napájí regulační smyčku, která upravuje průtok chladicí vody; druhý prvek napájí systém monitorování energie nebo bezpečnostní blokování. Stejný přístup funguje u pecí a žebrových chladičů.

V nebezpečných oblastech, jako jsou ropná a plynárenská zařízení, je vyžadován dvouprvkový RTD odolný proti výbuchu, pokud jsou vysílač nebo terminály umístěny uvnitř klasifikované zóny. Nevýbušné pouzdro zabraňuje vnitřní elektrické poruše vznícení okolní atmosféry. Protože senzor má dva prvky, jeden může být použit pro řízení procesu a druhý pro funkci bezpečnostního vypnutí, která je nezávisle certifikována.

Pro chemické závody s korozivními médii poskytuje antikorozní dvoučlánkový RTD s teploměrnou jímkou ​​potaženou PTFE dva signály a zároveň chrání platinové prvky před působením kyseliny. Platí stejné principy zapojení, ale musí být správně specifikován materiál jímky a délka vložení.

RTD odolný proti výbuchu for Hazardous Areas Tento senzor je navržen pro výbušná prostředí s uhlovodíky a bezpečně a přesně měří až 1300 °C. Vhodné pro rafinérie a chemické závody, které potřebují bezpečné monitorování teploty v těkavých podmínkách. Zobrazit produkt →

Při specifikaci dvoučlánkového RTD uveďte přesný teplotní rozsah, velikost procesního připojení, hloubku zasunutí, materiál teploměrné jímky, typ elektrického zakončení a třídu tolerance prvku. Dobře napsaná specifikace šetří čas instalace a snižuje chyby při uvádění do provozu.

Vizuální přehled: Kde se používají RTD se dvěma prvky

Abychom lépe porozuměli tomu, jak se používají dvouprvkové RTD při údržbě průmyslových závodů, je užitečné podívat se na typickou distribuci aplikací. Následující tabulka je ilustrativním rozpisem založeným na provozních zkušenostech a běžné přístrojové inženýrské praxi.

Zobrazuje podíl instalací se dvěma prvky RTD podle primární funkce: redundance, samostatné zobrazení/řízení, průměrování teploty a kalibrační reference. Tato distribuce pomáhá inženýrům závodu rozhodnout, která konfigurace zapojení se nejlépe vyplatí nejprve zvládnout.

Tabulka pokrývá čtyři široké funkce. Redundantní měření dominuje, protože bezpečnostní systémy stále více vyžadují dva nezávislé senzory v jednom bodě. Následuje samostatný displej/ovládání. Průměrování teplot je běžnější u velkých vzduchem chlazených výměníků tepla. Referenční kalibrace je výklenkem, ale cenným využitím.

Vzhledem k tomu, že data nejsou vázána na jediné odvětví, měla by být považována spíše za referenční plán než jako certifikovanou statistickou tabulku. Důležité je, že dva prvky RTD nejsou vždy zapojeny pro čistou redundanci.

Podívejme se nyní na vodorovný pruhový graf.

Tabulka ukazuje, že redundantní bezpečnostní kabeláž je největší kategorií, ale není to jediný důvod pro použití dvouprvkového senzoru. Druhá největší kategorie, ovládání plus místní zobrazení, je zvláště běžná u rotačních strojů, kde operátor chce lokálně odečítat teplotu, zatímco DCS pokračuje v řízení procesu.

Průměrné čtení tvoří asi 15 procent instalací. V těchto případech se dva prvky nepoužívají nezávisle; jsou sečteny nebo zprůměrovány ve vysílači, aby reprezentovaly průměrnou teplotu podél povrchu. To snižuje náklady na instalaci více jednoprvkových snímačů uvnitř velkého ohřívače.

Kalibrační referenční podíl, asi 10 procent, je malý, ale důležitý. Jeden prvek zůstává vyhrazen pro referenční připojení, zatímco druhý prvek se používá pro normální měření. To umožňuje technikům zkontrolovat pracovní prvek bez otevření procesu.

Z hlediska zapojení schéma zdůrazňuje, že byste neměli předpokládat, že každý dvouprvkový RTD je určen pro bezpečnostní redundanci. Nejprve si ujasněte zamýšlenou funkci, protože kabeláž ovládání a displeje často toleruje kratší kabel a nižší náklady, zatímco redundantní bezpečnostní kabeláž vyžaduje úplné oddělení.

Distribuce také naznačuje, že třívodičová připojení se pravděpodobně používají ve zhruba 70 až 80 procentech dvouprvkových instalací, protože jsou vhodná pro redundantní i řídicí aplikace. Čtyřvodičová připojení jsou běžná v kalibračních referenčních instalacích a vysoce přesném řízení výměníků tepla.

Pokud navrhujete nový systém, začněte napsáním jednoduché matice funkcí pro prvek jedna a prvek dva. Toto cvičení rychle odhalí, zda potřebujete redundantní vysílače, jeden vysílač se dvěma vstupy nebo specializovaný vysílač pro průměrování.

Nakonec graf neukazuje typ fyzické konstrukce. Závod může používat 60 procent opláštěných dvouprvkových RTD na rotačních zařízeních, 25 procent montážního typu v obecném procesním potrubí a 15 procent nevýbušného typu v klasifikovaných oblastech.

Přesná procenta ve vašem závodě se budou lišit, ale princip zůstává stejný: definujte roli každého prvku předtím, než vytáhnete kabel, a zdokumentujte tuto roli na listu smyčky.

Nejčastější dotazy k zapojení dvouprvkového RTD

Kam dál: Více zdrojů a přímá podpora

Pokud se stále rozhodujete mezi jednoprvkovým a dvouprvkovým RTD nebo potřebujete pomoci s konkrétním návrhem smyčky, začněte krátkou technickou konzultací. Podrobná specifikace senzoru zajišťuje, že oba prvky jsou přizpůsobeny, izolovány a zakončeny přesně tak, jak to váš systém vyžaduje.

Chcete-li lépe porozumět výběru teplotních senzorů, přečtěte si naši průmyslovou příručku o typech a výběru termočlánků. I když se zaměřuje na termočlánky, je kromě znalostí RTD užitečné i návod k instalaci a zapojení.

Přečtěte si průvodce výběrem termočlánku