Aktuální vydání

celé číslo

12

2019

Automatizace v energetice a pro efektivní využívání energie

Bezpečnost strojů a zařízení, bezpečnostní PLC moduly

celé číslo

Snímače teploty pro energetiku a průmysl

Teplota je v průmyslových podmínkách nejčastěji měřenou neelektrickou fyzikální veličinou. Kvalita regulace teploty je často rozhodující pro vlastní kvalitu výsledného produktu nebo procesu a pro bezpečnost provozu. Přesnost, s jakou je měřena teplota, má velký vliv na spotřebu energie, výši nákladů na údržbu a opravy a také na dobu provozního života a spolehlivost provozních a technologických zařízení. Proto je třeba věnovat náležitou pozornost volbě vhodného snímače i celého měřicího řetězce, skládajícího se většinou z teploměrové jímky, vlastního čidla, případného kompenzačního nebo prodlužovacího vedení a převodníku elektrického signálu z čidla na některou z unifikovaných úrovní.

 
Společnost JSP, s. r. o., je přední český výrobce a dodavatel v oboru měření a regulace v průmyslu. Zajišťuje vlastní výrobu snímačů a kompletaci ucelených dodávek měřicí a regulační techniky. Zároveň je i významným integrátorem dodávek pro investiční celky a poskytovatelem kompletních služeb v oboru systémů kontroly a řízení (SKŘ). Hlavní výrobní náplní společnosti JSP jsou snímače teploty, teploměrové jímky a převodníky signálu čidla na unifikovaný signál. Neoddělitelnou součástí jsou také kalibrační služby, které společnost zajišťuje ve vlastních pracovištích – Akreditované kalibrační laboratoři a Autorizovaném metrologickém středisku. Společnost JSP nabízí úplný sortiment snímačů teploty od běžných ohebných termočlánků až po speciální snímače pro velmi náročná měření teploty v energetice a průmyslu. Kvalitu výrobků a služeb společnosti JSP potvrzuje několik desítek úspěšných projektů, na nichž se podílela: např. realizace kotle CCGT 850 MW Mellach pro společnost Siemens AG, dodávky pro výstavbu nových zdrojů společnosti ČEZ PPC 880 MWe Počerady a NZ Ledvice 660 MW či pro probíhající kompletní obnovu elektrárny Prunéřov II 3× 250 MWe atd.
 
Společnost JSP vyrábí více než 10 000 různých typů a provedení odporových a termoelektrických snímačů. Hlavní výrobkové řady snímačů teploty FlexiTEMP® 60, ModuTEMP® 70 a CeraTEMP® 80 doplňuje široký sortiment speciálních provedení – např. typ T1026 pro kryogenní techniku, kabelové snímače teploty T1565 pro plastikářský průmysl nebo snímače teploty ložisek T1061 a T1561 s kovovou ochrannou hadicí.
 
Robustní snímače teploty pro energetiku, chemii a těžký průmysl dodávané společností JSP se vyznačují velkou přesností, stabilitou a opakovatelností měření. V nabídce jsou rovněž verze pro měřicí řetězce s požadovanou zvýšenou funkční bezpečností, pro fakturační měření, pro měření v prostředí s nebezpečím výbuchu apod.
 
Plášťové snímače teploty FlexiTEMP® 60
Odporové a termoelektrické snímače teploty bez ochranné armatury řady FlexiTEMP 60 jsou určeny k použití všude tam, kde dojdou uplatnění jejich hlavní přednosti, jimiž jsou zejména rychlá reakce na změny teploty, ohebnost stonku, malé rozměry a odolnost pláště proti korozi.
 
U odporových snímačů (RTD) mezi přednosti dále patří velká přesnost a stabilita výstupního signálu. U termoelektrických snímačů (TC) je to spolehlivost a větší stabilita výstupního signálu oproti drátovým termočlánkům.
 
Standardní termoelektrické snímače s izolovaným měřicím koncem jsou vzhledem k odstínění rušivých elektromagnetických polí určeny ke spolupráci s měřicími ústřednami a řídicími systémy.
 
Odporové i termoelektrické plášťové snímače teploty jsou vyráběny s připojovacím koncem různých provedení (obr. 1). Lze je použít jak bez upevňovacích prvků, tak i s nimi (např. s přesuvnými šroubeními apod.).
 

Základní vlastnosti

Plášťové snímače teploty řady FlexiTEMP 60 mají tyto základní vlastnosti:
  • čidlo teploty: měřicí odpor Pt100 nebo termočlánek J, K nebo N;
  • rozmezí měřených teplot od –200 do +1 200 °C;
  • třídy přesnosti: A, B podle ČSN EN 60751, popř. 1, 2 podle ČSN IEC 584-2;
  • vnější průměr pláště od 1 do 6 mm;
  • volitelná jmenovitá délka L od 0,1 do 50 m;
  • rychlá reakce na změnu teploty;
  • ohebný stonek snímače;
  • volitelné provedení studeného konce;
  • jiskrově bezpečné provedení: II 1/2G Ex ia IIC T6...Tx°C Ga/Gb, II 1/2D Ex ia IIIC T85°C...Tx°C Da/Db.
 

Příklady použití

Jako typické příklady úspěšného použití plášťových snímačů teploty řady FlexiTEMP 60 lze uvést:
  • měření teploty ložisek,
  • měření teploty povrchů,
  • měření teploty výfukových plynů,
  • měření teploty plastikářských forem,
  • ruční měření teploty v otevřených nádobách,
  • měření teploty v sypkých materiálech,
  • měření teploty trubek výměníků tepla,
  • měření teploty v ochranných jímkách,
  • kontrola zahoření v kyslíkovodech.

Snímače teploty s armaturou ModuTEMP® 70

Průmyslové odporové a termoelektrické snímače teploty řady ModuTEMP 70, vyrobené na bázi výměnných měřicích vložek s minerální izolací, jsou určeny k přesnému dálkovému měření a regulaci teploty kapalných i plynných médií v normálním prostředí i v prostředí s nebezpečím výbuchu plynu nebo prachu (obr. 2).
 
Snímače řady ModuTEMP 70 mohou být dodány s připojovací svorkovnicí nebo s převodníkem s výstupem 4 až 20 mA, popř. s komunikačními rozhraními s protokoly HART, Profibus nebo Fieldbus umístěným v hlavici snímače. Odporové snímače teploty učené jako stanovená měřidla jsou rovněž certifikovány jako součást fakturačních měřidel tepla předávaného vodou nebo vodní párou a také dodávek technických plynů a kapalin.
 
Základní vlastnosti
V souhrnu mají snímače teploty s armaturou řady ModuTEMP 70 tyto základní technické vlastnosti:
  • čidlo teploty: měřicí odpor Pt100 nebo termočlánek J, K nebo N;
  • rozmezí měřených teplot od –200 do +1 100 °C;
  • třídy přesnosti: A, B podle ČSN EN 60751, popř. 1, 2 podle ČSN IEC 584-2;
  • materiál nástavku: korozivzdorná ocel 17 248;
  • materiál ochranné trubky: korozivzdorná ocel 17 248, popř. 17 255;
  • možnost montáže převodníku s výstupem 4 až 20 mA, HART; Profibus, Fieldbus do hlavice, včetně provedení s galvanickým oddělením a jiskrově bezpečným provedením;
  • stupeň krytí IP65 nebo IP68;
  • jiskrově bezpečné provedení: II 1/2G Ex ia IIC T6...Tx°C Ga/Gb, II 1D Ex ia IIIC T85°C...Tx°C Da;
  • pevný závěr: II 1/2G Ex d IIC T6...Tx°C Ga/Gb;
  • ochrana závěrem: II 1/2D Ex ta/tb IIIC T90°C...Tx°C Da/Db;
  • ověřené provedení určené pro fakturační měření: typová zkouška TCM 321/12-4915.

Snímače teploty s ochrannou trubkou CeraTEMP® 80

Základem snímačů teploty s ochrannou trubkou řady CeraTEMP 80 jsou jeden nebo dva drátové termočlánky uložené v keramických izolačních korálcích nebo kapilárách. V této podobě jsou termočlánky vloženy do vnitřní keramické a vnější kovové ochranné trubky nebo do dvou keramických ochran ných trubek, popř. do dalších kombinací jedné až tří ochranných trubek, včetně keramických trubek s platinovým povlakem (obr. 3). Takto provedené tyčové snímače teploty jsou určeny k dálkovému měření vysokých teplot v pecích, spalovnách a dalších technologických zařízeních. Montují se skrze stěnu zařízení při použití přesuvné upevňovací příruby nebo přesuvného upevňovacího šroubení.
 
Základní vlastnosti
Snímače teploty s ochrannou trubkou řady CeraTEMP 80 mají v souhrnu tyto základní technické vlastnosti:
  • čidlo teploty: drátové termočlánky J, K, R, S nebo B” s průměrem větví 0,5, 1, 2 nebo 3 mm,
  • rozmezí měřených teplot od –40 do +1 800 °C,
  • třídy přesnosti 1, 2 nebo 3 podle ČSN IEC 584-2,
  • materiál ochranných trubek: oceli 17 248, 17 255 a 17 153, Kanthal AF, keramika SiC, C530, C610, C799, safír,
  • volitelná jmenovitá délka ochranných trubek,
  • stupeň krytí: IP53 nebo IP65,
  • možnost montáže převodníku s výstupem 4 až 20 mA, HART, Profibus, Fieldbus do hlavice, včetně provedení s galvanickým oddělením a jiskrově bezpečným provedením.

Teploměrové jímky WellTEMP® 70

Teploměrové jímky řady WellTEMP 70 (obr. 4) jsou buď svařované, nebo vrtané z jednoho kusu. Svařované jímky se skládají z hlavy, trubky (stonku) jímky a dna, popř. rozměrově redukovaného měřicího konce jímky. Vrtané jímky lépe odolávají médiím s vysokými hodnotami provozních parametrů. Teploměrové jímky jsou určeny k ochraně měřicích stonků snímačů teploty před mechanickými a chemickými účinky měřeného média. Používají se ke kompletaci odporových a termoelektrických snímačů teploty, které nemají svoji vlastní jímku. Jímky se do potrubí nebo technologického zařízení zašroubují nebo zavaří do návarku nebo do stěny zařízení. Šroubovací jímky se při vysokých hodnotách provozních parametrů zpravidla zajišťují pojistným svarem. V závislosti na použitém materiálu a provedení lze jímku použít v rozsahu teplot –200 až +620 °C a při provozním tlaku až do 40 MPa. Kuželové jímky určené pro vysoké hodnoty provozních parametrů je možné použít při měření teploty přehřáté páry o rychlosti proudění až 90 m/s. Při volbě vhodného materiálu, popř. ochranného povlaku, lze jímky použít i pro různá agresivní (korozivní) média.
 
Teploměrové jímky řady WellTEMP 70 splňují požadavky norem:
  • ČSN 02 7201, ČSN 02 7202, ON 02 7210, ON 02 7212, ON 02 7215, ON 02 7217 a ON 02 7218,
  • ČSN 69 0010, ČSN 25 8010,
  • ČSN EN 61152, ČSN EN ISO 15614-1, ČSN EN 287-1,
  • ČSN EN 288-3, ČSN EN 10204, ČSN EN 473, IEC 61520 a DIN 43772.
 
Teploměrové jímky jsou tlakovou výstrojí ve smyslu NV č. 26/2003 Sb. a jsou certifikovány notifikovanou osobou TÜV SÜD Czech (NO 1017). Kvalita výroby teploměrových jímek řady WellTEMP 70 je ve společnosti JSP zajišťována podle certifikovaného systému řízení jakosti, v jehož rámci jsou všechny jímky podrobeny kontrole těsnosti vnitřním přetlakem a vrtané jímky kontrole prozářením (rentgen).
 
Ochranné povlaky
Teploměrové jímky jsou standardně leštěny. Lze je také dodat s volitelným ochranným povlakem, který zvyšuje odolnost jímky v chemických a popř. také abrazivně náročných provozech (obr. 5). To má značný vliv na dobu provozního života samotné jímky a celkově nevznikají nadměrné náklady na jímky ze speciálních materiálů.
 
Základní vlastnosti jímek
Základní technické vlastnosti teploměrových jímek řady WellTEMP 70 jsou v souhrnu takovéto:
  • tlak až 40 MPa, teplota až 620 °C;
  • provedení k zavaření, k zašroubování nebo s přírubou;
  • vnější i vnitřní závit metrický/palcový, válcový/kuželový;
  • válcový tvar pro měřicí vložky o průměru 3 až 8 mm;
  • standardní i velmi odolné materiály:
  • uhlíkové oceli 11 523 (1.0570), 11 416 (1.0425, P265GH),
  • žárupevné oceli 15 128 (1.7715), 1.4903,
  • korozivzdorné oceli 17 248 (1.4541), 17 348 (1.4571),
  • speciální materiály: Titan Gr. 2, Tantal 99 %, Monel 400, Hastelloy C-22, Nickel 200/201 atd.;
  • ochranné povlaky s velkou odolností proti korozi a abrazi;
  • certifikát ES: přezkoušení typu podle směrnice 97/23/ES, vydaný TÜV;
  • jímky jsou certifikovány jako tlaková výstroj energetických zařízení kategorie III podle NV č. 26/2003 Sb.
 

Akreditovaná kalibrační laboratoř a Autorizované metrologické středisko JSP

S kompletními dodávkami měřicí techniky úzce souvisí kontrola metrologických charakteristik dodávaných měřidel a zařízení. Společnost JSP nabízí služby kalibrační laboratoře již od roku 2004. Kalibrační laboratoř JSP zajišťuje široké spektrum kalibrací měřidel teploty a tlaku a od roku 2011 je pro tyto obory měření akreditována Českým institutem pro akreditaci, o. p. s., podle normy ČSN EN ISO/EC 17025. Rozsah akreditovaných činností zahrnuje rovněž kalibrace prováděné u zákazníků. Nabídka metrologických služeb je dále rozšířena o služby Autorizovaného metrologického střediska (AMS), které je ÚNMZ autorizováno k ověřování dále uvedených stanovených měřidel.
 
Akreditovaná kalibrační laboratoř JSP nabízí v rozsahu teplot –40 až +1 553 °C kalibrace (viz ukázky na obr. 6, obr. 7, obr. 8 a obr. 9):
  • odporových a termoelektrických snímačů teploty,
  • digitálních a číselníkových teploměrů,
  • snímačů teploty s převodníkem s analogovým nebo digitálním výstupním signálem,
  • převodníků, zobrazovačů a regulátorů teploty,
  • měřicích řetězců se snímači teploty v laboratorních i provozních podmínkách.
 
Autorizované metrologické středisko JSP zajišťuje v rozsahu –40 až +600 °C ověřování snímačů teploty a snímačů teploty s převodníkem určených pro:
  • měřiče množství tepla a chladu,
  • měřidla a měřicí sestavy proteklého množství tekutin,
  • kombinované přepočítávače množství plynů.
 

Další informace

Technické podrobnosti a informace o nabídce společnosti JSP nejen v oboru měření teploty lze nalézt na stránkách www.teplota.cz nebo www.jsp.cz.
(JSP, s. r. o.)
 
Obr. 1. Plášťové snímače teploty FlexiTEMP 60 jsou dostupné se studeným koncem ve všech provedeních: volné vývody, napojené spojovací (RTD) nebo kompenzační (TC) vedení, plochý konektor (standard/mini), přírubka, přírubka s namontovaným převodníkem, přírubka se svorkovnicí a hlavice se šroubením nebo bez něj
Obr. 2. Snímače teploty s armaturou ModuTEMP 70: rozložený snímač v provedení do jímky (vlevo), varianty hlavic (vpravo nahoře), varianty připojovacích armatur (do jímky, bez jímky, s jímkou, tyčové – uprostřed), provedení pro prostorové měření teploty (vpravo dole)
Obr. 3. Snímače teploty řady CeraTEMP 80 s vnějšími a vnitřními ochrannými trubkami z kovu, keramiky a safíru 9
Obr. 4. Teploměrové jímky WellTEMP 70 (vpravo dole v provedení s ochrannými povlaky)
Obr. 5. Teploměrové jímky bez ochranného povlaku poškozené abrazí
Obr. 6. Pohled na studené konce měřicích vložek termoelektrických snímačů teploty v kalibrační peci pro vysoké teploty
Obr. 7. Rozpálené měřicí konce termoelektrických snímačů teploty v kalibrační peci při teplotě 900 °C
Obr. 8. Kalibrace kabelových snímačů teploty při teplotách nižších než 0 °C v olejové lázni
Obr. 9. Kabelové snímače teploty v ledové lázni při kalibraci 0 °C v Dewarově nádobě