Com especificar una placa de calefacció amb un sensor de termoparell substituïble?

El sensor de temperatura és el component més probable que falli en una placa escalfada. En un disseny típic, aquest sensor sovint es col·loca directament al cos metàl·lic i, si falla tot el conjunt, la platina costosa és cega i s'ha de retornar al fabricant per a una reparació substancial. Una especificació de disseny senzilla, elegant i{2}}altament rendible és col·locar el sensor de control primari en un pou termosegellat extraïble. D'aquesta manera, es redueix una fallada catastròfica al nivell de la placa-en un simple canvi de sensor de 15-minuts que un treballador de manteniment pot fer a la fàbrica. Una petita inversió inicial en una placa de calefacció amb sensor de termoparell reemplaçable amb un termowell ben construït ofereix grans beneficis en la reducció del temps d'inactivitat i les despeses de reparació.

Thermowell Concept - Un túnel de protecció permanent
Com s'incorpora el Thermowell
En el moment de la fabricació, el tub del termowell s'uneix o col·loca permanentment a la platina, el tub està construït d'acer inoxidable o PTFE, amb la punta del tub situada al punt crucial de mesura de la temperatura. L'extrem obert del termowell es porta al costat de la platina, ja sigui a través de la caixa de connexió o d'un petit port d'accés independent. El termoparell o el sensor RTD en si és una sonda senzilla-carregada per molla que s'introdueix en aquest pou. El termowell és un túnel de protecció permanent, de manera que l'ull electrònic sensible de la platina es pot canviar en un segon, sense tocar mai el metall calent de l'interior.

Paràmetres d'especificació principals
Si la platina té un sensor reemplaçable, s'han d'especificar els paràmetres següents mentre es desenvolupen l'especificació:

Material del termowell: acer inoxidable (és a dir, . 316L) per a la majoria d'aplicacions, o PTFE per a condicions més corrosives. El material ha de ser capaç de suportar la temperatura de treball del plat i l'exposició química.

Diàmetre interior de la sonda: les mides estàndard s'adapten a la majoria dels diàmetres de la sonda (per exemple, . 3mm, 4 mm, 6 mm). L'ID d'una sonda de molla de 3 mm és de 4 mm.

Gruix de la paret del pou tèrmic: prou prim per minimitzar el retard tèrmic, però prou gruixut per resistir danys mecànics i corrosió (normalment 0,5-1,0 mm).

Estil de punta del sensor: Termoparell o RTD posat a terra o no. Les puntes amb connexió a terra tenen una resposta més ràpida, però són més susceptibles al soroll elèctric, mentre que les puntes sense connexió a terra ofereixen aïllament elèctric però una resposta més lenta.

Muntatge del sensor: casquill roscat simple o un racó de compressió (per exemple, un accessori NPT amb virola) per subjectar la sonda i evitar la retirada.

Disseny per a la facilitat de servei
Accés i encaminament
L'extrem obert del termopou s'ha d'ubicar en un lloc accessible. El termowell s'ha de dirigir preferiblement al costat de la platina on acabarà en un petit port d'accés o a la pròpia caixa de connexió. La caixa de connexió té la mida del capçal del sensor i els blocs de terminals necessaris. Quan la caixa de connexió està empaquetada, un port d'accés independent (p. ex., un port NPT de ½ polzada amb tapa) proporciona una solució més senzilla i de menor cost-.

Segellat i protecció del medi ambient
El termowell s'ha de segellar al cos de la platina per evitar que entri humitat, pols o líquids de neteja. Això s'aconsegueix soldant o soldant el termowell a la placa (acer inoxidable) o mitjançant un segell de compressió amb un anell O-(PTFE). La sonda del sensor està segellada per l'accessori de compressió o la tapa roscada amb una junta. La caixa de connexió i el port d'accés han de ser IP65 o superior.

Contacte tèrmic i resposta temporal
La punta del sensor ha d'estar completament asseguda i en bon contacte tèrmic amb la part inferior del termowell. Abans de la inserció, s'aplica una mica de pasta tèrmicament conductora a la punta (p. ex. compost de transferència de calor a base de silicona). La punta està carregada de molla-per la qual cosa es pressiona fermament contra l'extrem tancat del termowell, de manera que el contacte es mantingui constant, fins i tot si les coses s'expandeixen quan s'escalfen. El disseny crea un retard de temperatura molt breu i ben definit, aproximadament de 0,5 a 2 segons depenent del gruix del termowell. Això és un bon intercanvi-per l'augment de la capacitat de servei. Aquest petit retard pot ser explicat pel controlador.

Procediment de substitució – Sistemàtic
Quan un sensor falla, es duen a terme les accions següents:

S'apaga l'alimentació elèctrica de la platina.

El sensor està desacoblat dels cables de terminació.

Afluixeu el casquet roscat o el racó de compressió.

Traieu la sonda del sensor antiga del termowell.

S'insereix un sensor calibrat nou del mateix tipus a tota la profunditat.

(Si encara no s'ha fet) s'aplica una mica de pasta tèrmica.

El racó de compressió està ajustat al parell necessari.

Torneu a connectar els cables als terminals correctes.

Torneu a encendre l'alimentació i comproveu la mesura de la temperatura.

Tot el procés dura menys de 15 minuts. No cal drenar cap dipòsit, retirar la platina o eines específiques.

Exactitud tècnica: compromisos i limitacions
Retard tèrmic
El disseny del sensor reemplaçable mostra un petit retard tèrmic en comparació amb un sensor llançat directament a la platina. El retard de la primera-ordre es deu a la paret del pou tèrmic, al buit d'aire (minimitzat per l'ajust cenyit i la pasta) i la pròpia funda de la sonda. Per a moltes aplicacions de calefacció industrial, com ara premses, platines i motlles, una constant de temps tèrmica de 2 a 5 segons és molt adequada. Si necessiteu una reacció de mil·lisegons per a processos súper ràpids, és possible que necessiteu un sensor integrat directament no-substituïble.

Límits de -temperatura alts
Els thermowells d'acer inoxidable es poden utilitzar fins a 800 graus, molt per sobre del rang d'ús de platina convencional de 150-400 graus. L'ús de termopous de PTFE està limitat a un grau de ca. 200. Per a temperatures més altes s'especifica un termowell d'acer amb sonda aïllada de ceràmica.

Resistència mecànica 4.
Puc dir-vos que un termowell correctament soldat és tan resistent com el plat. No obstant això, els thermowells de PTFE col·locats en un forat amb un segell de junta tòrica són menys robusts. Per a platines que estan exposades a fortes vibracions o xocs mecànics, es recomana un thermowell metàl·lic soldat al seu lloc.

Llista de verificació d'especificacions
Una especificació completa per a un sensor de termoparell reemplaçable en una placa de calefacció hauria de contenir:

Material i paràmetres del termowell (ID, gruix de paret, longitud)

Ubicació de la punta del thermowell (el punt de mesura exacte)

L'extrem obert es dirigeix ​​a un port lateral accessible o una caixa de connexió

Tipus de sensor (termoparell tipus J, K o RTD, posat a terra/sense terra)

Grau de segellat de l'ajust de muntatge (ajust de compressió o casquillo roscat)

Requisit d'aplicació de pasta tèrmica

Necessitats de calibratge per als sensors de substitució

Número de peça del sensor de recanvi i quantitat d'estoc suggerida

Conclusió: una funció de manteniment d'alt{0}}valor econòmic
L'ús d'un sensor d'un sol ús en un termowell és una decisió de disseny intel·ligent, de cost senzill i econòmic, que redueix el-cost de manteniment a llarg termini i el temps d'inactivitat d'una placa de calefacció. Una fallada del sensor que, d'altra manera, requeriria tornar la platina per a la reparació és una substitució ràpida i in situ. La màquina més intel·ligent és la que és fàcil i ràpida d'arreglar i una placa de calefacció amb un sensor de termoparell canviable és un bon exemple d'això. Aquest criteri no és un luxe-és un estàndard de bones pràctiques d'enginyeria per a qualsevol aplicació on el temps d'activitat sigui important.