Elektronické snímače teploty

Regulace a hlídání teploty patří k jedněm z nejdůležitějších úkolů v automatizační technice a při řízení technologických procesů. Správný časový průběh teploty ve výrobních procesech zaručuje kvalitu výrobků a chrání výrobní zařízení proti nežádoucím a nebezpečným stavům, kdy může dojít ke zničení zařízení nebo znehodnocení vyráběné produkce.

Princip činnosti a způsob vyhodnocení

Snímače teploty od firmy Ifm Electronic využívají platinové odporové senzory. Změna jejich odporu s teplotou se převádí na elektrický analogový signál, jehož vyhodnocení řídí mikroprocesor. Aktuální teplota je zobrazena na displeji, který je součástí vyhodnocovací elektroniky. Mikroprocesor a displej podstatně usnadňují programování. Pomocí programovacích tlačítek může uživatel u snímačů s funkcí teplotního spínače nastavovat hodnoty spínacích bodů a hystereze, včetně tzv. okénkové funkce. V důsledku toho je instalace a uvedení do provozu otázkou několika minut. Nastavené hodnoty jsou uloženy do paměti EEPROM, která si svůj obsah uchovává i bez napájecího napětí. Celá elektronika, vyrobená technologií SMT, je uložena na pružné, teplotně odolné a extrémně zatížitelné polyamidové fólii. Poskládaná, popř. svinutá fólie se součástkami je zalita speciální hmotou; tím je dosaženo vysoké odolnosti proti rázům a vibracím.

Senzory k přímému připojení k monitorovacím zařízením, modulům AS-i a PLC

Senzory typu TS2229, TS2056, TS2256 a TS335A (obr. 1) jsou snímače s odporovým prvkem Pt100. Jejich hlavní předností je možnost přímo je připojit k modulů AS-i stejně jako k monitorovacím zařízením a programovatelným automatům (PLC) vybaveným odpovídajícím vstupem.

Senzor TS2229 je navržen speciálně pro detekci teploty krytů strojů, pohonů a elektrických motorů, na které jej lze snadno připevnit pomocí očka a šroubu M6. Pro lepší dynamické vlastnosti je možné použít tepelně vodivou pastu. Vlastní odporový prvek je umístěn v pouzdru z pozinkovné mosazi. Měřicí rozsah je –25 až +90 °C. Použitý kabel z PUR je odolný proti chladicím emulzím a mazadlům a krytí senzoru je IP67.

Senzory TS2056 a TS2256 jsou senzory, které lze použít pro měření teplot přes 200 °C. Ve spojení s elektronickou vyhodnocovací jednotkou TR2432 (viz Automa č. 11/2004, str. 19) jsou ideálním řešením měřicího řetězce pro měření vysokých, ale i nízkých teplot od –50 do +250 °C. Odporové prvky Pt100, odpovídající třídě přesnosti A podle normy IEC 751 – Průmyslové platinové odporové snímače teploty, jsou uloženy v pouzdru z ušlechtilé oceli. Plášť kabelu je vyroben z teplotně odolného PTFE.

Snímač TS335A je určen do prostředí s nebezpečím výbuchu kategorie 3D podle směrnice ATEX (94/9/EC) a lze jej použít i v prašném prostředí s nevodivým prachem (zóna 22). Jeho měřicí rozsah je –20 až +80 °C (popř. mimo zónu s nebezpečím výbuchu do +180 °C) a je opatřen třímetrovým stíněným kabelem se silikonovým pláštěm. Pomocí konektorové zástrčky, podle potřeby upravitelné, může být senzor připojen ke standardní vyhodnocovací elektronice řady TR, která je instalována mimo oblast s nebezpečím výbuchu. Odporový prvek má, stejně jako u senzoru TS2229, třídu přesnosti B. Pro použití ve výbušném prostředí se pracovní proud senzoru omezuje na 10 mA.

Vyhodnocovací jednotka TR zobrazuje měřenou hodnotu na čtyřmístném desetisegmentovém displeji LED. Pro spojité měření teploty má jednotka analogový výstup (0 až 10 V/4 až 20 mA). K dispozici jsou i binární spínací signály k dalšímu zpracování.

Kompaktní snímače teploty

Kompaktní snímače teploty řady TA (obr. 2) od firmy Ifm Electronic obsahují senzor teploty i univerzální převodník s analogovým výstupem. Díky použití senzoru s třídou přesnosti A a vestavěným kalibračním obvodům dosahují přesnosti 0,1 K (při +60 °C). Časové konstanty dosahují vynikajících hodnot: T₀₅ = 1 s a T₀₉ = 3 s. Proto je tento snímač vhodný pro aplikace s velkými nároky na přesnost měření a rychlost regulace, jako jsou např. pasterizace nebo fermentace v potravinářství.

Výstup 4 až 20 mA je univerzálně použitelný ve všech běžných vyhodnocovacích a řídicích modulech.

Rozsah měřených teplot je volitelně 0 až +140 °C nebo –10 až +150 °C. Doba, po niž může teplota média dosahovat horní hranice 140 nebo 150 °C, je omezena na 40 min.

Mechanické provedení zaručuje velkou odolnost a současně umožňuje různé způsoby montáže. Přímo na snímači je připojovací závit G1/2", k němuž se dodávají adaptéry pro všechna běžná šroubení.

Další snímače teploty

Firma Ifm Electronic má ve svém sortimentu množství dalších provedení snímačů teploty pro různé oblasti použití. Například sanitovatelné snímače teploty pro výrobní procesy s velkými požadavky na hygienu (obr. 3) byly čtenářům časopisu Automa představeny v článku v čísle 1 v roce 2003 (str. 20). Bližší informace zájemci naleznou v inzerátu na třetí straně obálky tohoto čísla.

Ing. Oldřich Klos, Ifm Electronic

ifm electronic s. r. o.
U Křížku 571
252 43 Průhonice
tel.: 267 990 211
fax: 267 750 180
e-mail: info.cz@ifm-electronic.com
http://www.ifm-electronic.cz