Manuál Rev.AA záøí Odporové teplomìry a sestavy termoèlánkù

Transkript

1 2 Manuál Rev.AA záøí 2001 Odporové teplomìry a sestavy termoèlánkù

2 Manuál Montážní a instalaèní návod pro odporové teplomìry a sestavy termoèlánkù POZNÁMKA Pozornì si pøeètìte tento manuál, než zaènete používat toto zaøízení. Pro dosažení optimálního výkonu, parametrù a maximální bezpeènosti provozu se ujistìte, že jste obsahu manuálu zcela porozumìli a to ještì pøed samotnou instalací, použitím a údržbou zaøízení. V pøípadì potøeby kontaktujte Vašeho dodavatele produktù Rosemount. UPOZORNÌNÍ Zaøízení popisovaná v tomto dokumentu nejsou navržena pro jaderné aplikace. Pokud by tento výrobek byl použit pøi jaderných aplikacích, mùže dojít ke zkreslení namìøených hodnot. Informace o produktech, vhodných pro jaderné aplikace, získáte u Vašeho prodejce produktù Rosemount. Rosemount a její logo jsou registrované znaèky spoleènosti Rosemount Inc. Fotografie na obálce: Pøehled teplotních èidel a snímaèù. 2

3 Obsah KAPITOLA 1 Popis výrobku a princip mìøení...5 Mìøení teploty Princip...5 odporovými teplomìry Metody zapojení...7 Možnosti využití...8 KAPITOLA 2 Popis výrobkua princip mìøení...9 Mìøení teploty Montáž ochranných pouzder...10 termoèlánky Vedení a pøipojení...10 Možnosti využití KAPITOLA 3 Pravidla a pøedpisy...13 Sestava uložení Pracovní tlak...13 Poèáteèní utahovací moment závitù Sestava uložení s montáží pøíruby Montáž keramického uložení v zaøízeních pøi operaèní teplotì Pøipojení snímaèe DODATEK Pøíloha I Mezní odchylky základních hodnot...15 Pøíloha II Mezní odchylky u termoèlánkù

4 Montáž a instalace odporových teplomìrù a termoèlánkù Rosemount 4

5 Èást 1 2 Mìøení teploty odporovými teplomìry Popis výrobku a princip mìøení... strana 5 Struktura... strana 5 Metody zapojení... strana 7 Možnosti využití... strana 8 POPIS PRODUKTU A PRINCIP MÌØENÍ Mìøení teploty odporovými teplomìry je založeno na vlastnosti spoleèné všem vodièùm a polovodièùm, kterou je závislost jejich elektrického odporu (dále jen odporu) na teplotì. Tato vlastnost víceménì závisí na konkrétním materiálu. Relativní zmìna odporu v závislosti na teplotì (dr/dt), je známa jako teplotní koeficient, jehož hodnota obvykle není konstantní v rozsahu mìøených teplot, ale je funkcí teploty. Výsledkem je matematický vztah mezi odporem a teplotou, který má formu mnohoèlenu vyššího øádu. Obrázek 1 zobrazuje závislost odporu na teplotì pøi použití odporového teplomìru Pt 100 Obrázek 1: Køivka charakteristiky Pt 100 PRINCIP Mìøení odporovým teplotním detektorem je založeno na principu platinové cívky navinuté na vhodný materiál. Tím je buï sklo nebo keramický materiál. Aby bylo dosaženo menších rozmìrù a vyšší odolnosti mìøidel, používají se v souèasné dobì namísto drátù velmi tenké vrstvy platiny, nanesené na keramický podklad (viz.obrázek 2). 5

6 Montáž a instalace odporových teplomìrù a termoèlánkù Rosemount Obrázek 2: Sklenìné vinutí, keramické vinutí a odporové teplomìry s tenkou vrstvou Aby nedošlo k mechanickému poškození (tlakem nebo proudící tekutinou) jsou tyto mìøící souèásti v ochranných válcových trubièkách (mìøící trn). To zajiš uje jednoduchou manipulaci, bez nutnosti demontáže celého zaøízení. Odporové teplomìry jsou kontaktní mìøidla (tedy je nutné, aby èidlo pøístroje bylo v kontaktu s mìøeným médiem), proto jsou umis ovány do ochranného pouzdra. Obrázek 3: Èásti odporového teplomìru 6

7 2 METODY ZAPOJENÍ Pøi mìøení odporovými teplomìry je nutné brát v úvahu, že hodnota mìøení je ovlivòována odporem vodièe, kterým je pøístroj pøipojen. Bìžnì jsou používané 3 typy obvodù: 2, 3 a 4 vodièové Nejpøesnìjších mìøení dosáhnete použitím obvodu se 4 vodièi. V tomto pøípadì není mìøení ovlivnìno odporem pøipojovacího vodièe èi teplotou v jeho okolí (viz.obrázek 4). Bìžnì využívaným obvodem je 3 vodièový, jímž je eliminován odpor pøipojovacího vodièe (Wheatstoneùv mùstek). V pøípadì obvodu se 2 vodièi, je odpor pøipojovacího vodièe zmìøen mìøícím mùstkem. Vliv odporu pøipojovacího vodièe pøi použití tohoto obvodu, mùže být kompenzován použitím moderních kontrolních zaøízení jakými jsou?kompenzaèní rezistory vedení?, které nejsou závislé na teplotì. Obrázek 4: Metody zapojení 7

8 Montáž a instalace odporových teplomìrù a termoèlánkù Rosemount MOŽNOSTI VYUŽITÍ Odporové teplomìry mohou být používany v rozsahu teplot od -220 C do 600 C. Jejich výhodou je: Široký teplotní rozsah Odolnost vùèi vibracím Vysoká odolnost vùèi elektrickému rušení(stínìní) Dlouhá životnost Robustní provedení Vysoká pøesnost Odporové teplomìry jsou používány v následujících prùmyslových odvìtvích: Chemický prùmysl Petrochemie Farmaceutický prùmysl Výroba el.energie Strojírenství Potravináøský prùmysl Dùlní prùmysl 8

9 Èást 2 2 Mìøení teploty termoèlánky Popis výrobku a princip mìøení... strana 9 Montáž ochranných pouzder... strana 10 Vodièe a zapojení... strana 10 Možnosti využití... strana 11 POPIS PRODUKTU A PRINCIP MÌØENÍ Termoèlánek se skládá ze dvou vodièù z rùzných materiálù spojených k sobì na jednom konci (mìrný spoj). Protìjší 2 volné konce tvoøí kompenzaèní bod resp. referenèní spoj. Termoèlánek mùže být prodloužen pomocí prodlužovacího nebo kompenzaèního kabelu. Prodlužovací nebo kompenzaèní kabely jsou pøipojeny k mìøícímu zaøízení napø. galvanometru nebo elektronické mìøící jednotce (viz.obrázek 5). Obrázek 5 Napìtí na termoèlánku, které se zobrazuje u referenèního spoje, závisí na materiálech ze kterých je termoèlánek vyroben a na rozdílu teplot mezi mìrným spojem a referenèním spojem. Pøi mìøení teploty je nutné, aby teplota referenèního spoje byla konstantní (napøíklad 0 C) nebo musí být zjištìna a na jejím základì vypoètena korekce v mv (viz.obrázek 6). Obrázek 6 9

10 Montáž a instalace odporových teplomìrù a termoèlánkù Rosemount Prodlužovací kabely jsou vyrábìny ze stejného materiálu jako termoèlánek napø. Cu-CuNi, Fe-CuNi. Kompenzaèní kabely jsou vyrábìny ze speciálních materiálù. Do teploty 200 C dodávají kompenzaèní kabely stejné termoelektrické napìtí jako termoèlánky, ke kterým jsou pøipojeny. Hodnoty termoelektrických napìtí termoèlánkù jsou zapsány v takzvaných základních sériových hodnotách. Napøíklad: PtRh30%-PtRh6% Type B Fe-CuNi Type J NiCr-NiAl Type K PtRh87/13%-Pt Type R PtRh90/10%-Pt Type S a ostatní v normì DIN IEC a Fe-CuNi Type L Cu-CuNi Type U Tyto termoèlánky již nejsou dostupné v nových provozech (termoelektrické napìtí podle DIN 43710). Tabulky základních hodnot jsou k dispozici pouze u výrobce. Kompenzaèní kabely termoèlánkù musí být vyrobeny z materiálu, který odpovídá konkrétnímu typu termoèlánku, takže kompenzaèní vodièe(vedení) jsou barevnì oznaèena. Pro standardní kompenzaèní kabely platí pravidla obsažená v normì DIN EN Musí být dodrženy maximální teploty udávané výrobcem. Vìtšina termoèlánkù je dodávána k pøímému použití, tzn. v ochranném pouzdøe proti mechanickému poškození nebo poškození chemikáliemi. MONTÁŽ OCHRANNÝCH POUZDER Ochranná pouzdra termoèlánkù musí být pøizpùsobena aktuálním pracovním podmínkám. Pøesné kovové termoèlánky jsou vždy umístìny v keramických pouzdrech i v pøípadì, kdy je zaøízení vybaveno pouzdrem kovovým. Pøi vysokých teplotách by pouzdra mìla být umis ována do vertikální polohy, tam kde je to možné, napø. zavìšená, aby nedošlo k destruktivním deformacím pouzdra a termoèlánku prùhybem. V pøípadì podmínek, kdy je nevyhnutelná montáž pouzdra v horizontální poloze, je nutné použít dlouhé ochranné trubice. VEDENÍ A PØIPOJENÍ Pozornost musí být vìnována správnému propojení jednotlivých zaøízení resp. kompenzaèního vedeni a to tak, aby pozitivní pól termoèlánku byl pøipojen k pozitivnímu pólu indikaèního zaøízení. Pokud jsou používány prodlužovací nebo kompenzaèní kabely, pak nesmí být zamìnìny pozitivní a negativní vodièe. Proti nesprávné zámìnì vodièù, jsou tyto oznaèeny odpovídajícími znaèkami. 10

11 2 Je nutné aby všechna propojení byla absolutnì èistá a pevnì dotažena. Odpovídající pozitivní a negativní póly by mìly mít stejný teplotní potenciál. Kompenzaèní vedení mezi termoèlánkem a indikaèním nástrojem by mìly být v souladu s požadavky na izolované vodièe v napájecích systémech (VDE 0250). Ve vyjímeèných pøípadech mohou být použity pøedpisy pro izolované vodièe v telekomunikaèních systémech (VDE 0810). MOŽNOSTI VYUŽITÍ V negativním rozsahu teplot, mohou být termoèlánky používany do -200 C. Pøi teplotách nad 1000 C jsou používány termoèlánky z platiny a slitiny platiny a rhodia. Výhody termoèlánkù jsou: Velmi vysoké teplotní rozsah Rychlá odezva Extrémnì vysoká odolnost vibracím Dlouhá životnost Robustní design Termoèlánky jsou používány v následujících prùmyslových odvìtvích: Chemický prùmysl Farmaceutický prùmysl Energetika Strojírenství Potravináøský prùmysl Dùlní prùmysl Hutnictví Skláøství a keramika 11

12 Montáž a instalace odporových teplomìrù a termoèlánkù Rosemount 12

13 Èást 2 3 Sestava uložení Pravidla a pøedpisy... strany 13, 14 PRAVIDLA A PØEDPISY Pro soustavy uložení platí následující instrukce. VDE/VDI 3511 Technická mìøení teploty/návod VDE/VDI 3512 Pøíprava mìøení teploty AD- návody (1) Tlakové nádoby pracovní skupiny TRB - technické smìrnice konstrukce nádrže (1) Vd-TÜV pøedpisy (1) Pracovní tlak Hodnoty tlakù, uvedené ve výkresu, platí pro dodávané pouzdro. Hodnoty zatížení, obsažené ve standardech každého typu, platí pro pouzdra dle normy DIN a DIN Poèáteèní utahovací momenty pro závity Použitelné na závity pouzder podle DIN a DIN 43772, stejnì tak i na srovnatelná pouzdra dle specifikace zákazníka. G3/8, G1/2 50Nm G3/4 100Nm Dodržují se hodnoty utahovacích momentù uvedené výše, které platí i pro spojovací kroužky s podobnými závity. (1) Dodržují se u typù s ochrannými trubièkami pøivaøenými dovnitø. Testy materiálu, svaru a tlaku musí být v souladu s pracovními podmínkami. 13

14 Montáž a instalace odporových teplomìrù a termoèlánkù Rosemount Sestava uložení s pøírubou Tìsnìní je nutné vybrat podle požadavkù. Bìhem vkládání tìsnìní je nezbytné dobré vybavení. Upevòovací šrouby je tøeba utahovat rovnomìrnì v protilehlých rozích. Montáž keramických pouzder u zaøízení s provozní teplotou Teplota zaøízení: 1600 C rychlost vkládání: 1-2cm/min 1200 C rychlost vkládání: 10-20cm/min Pøipojení snímaèe Pøi pøipojování snímaèe musí být dodržen postup pøipojování, stejnì tak i montážní a kontrolní postupy dané výrobcem. 14

15 Pøíloha PØÍLOHA I A 2 Pøíloha I a pøíloha II Mezní odchylky základních hodnot podle DIN IEC 751 a DIN PØÍLOHA II Mezní odchylky termoèlánkù podle DIN IEC (1) Mezní odchylky pro termoèlánky jsou uvádìny ve stupních Celsia nebo v procentech namìøené teploty ve stupních Celsia. Platí vyšší z hodnot. (2) Termoèlánky a jejich vodièe jsou obvykle dodávány s mezními odchylkami podle uvedené tabulky pro hodnoty nad -40 C. Mezní odchylky pro termoèlánky totožného materiálu pøi teplotách pod -40 C smí být pøekroèeny, jak je uvedeno v toleranèní tøídì 3 podle DIN IEC Jsou-li pøi nákupu požadovány termoèlánky s mezními odchylkami podle tøíd 1, 2 nebo 3, lze je získat speciálním výbìrem materiálu. [t] Teplota ve stupních Celsia 15

16 2 VÝROBCE: Rosemount Inc Market Boulevard Chanshassen, MN USA T In l F (952) ZASTOUPENÍ PRO ÈR: Emerson Process Management Hájkova Praha 3, CZ Telefon: Fax: info.cz@emersonprocess.com ZASTOUPENÍ PRO SR: Emerson Process Management Hanulova 5/b Bratislava, Slovensko Telefon: Fax: info.sk@emersonprocess.com