В производственных процессах особое внимание уделяют контролю температуры. Именно это позволяет установить оптимальный режим работы оборудования и контролировать состояние материалов. Температурные измерения важны при пользовании как обычными духовыми шкафами в быту, так и доменными печами, используемыми для плавления стали. Отклонение от нормального температурного режима может привести к плохим результатам и браку, авариям, а также нанести вред людям или оборудованию. Для предотвращения таких последствий и обеспечения возможности регулировки уровня нагрева применяется устройство, известное как датчик температуры.
Что это такое
Датчик температуры — это устройство для определения температуры веществ и различных объектов. Он преобразует полученные в ходе измерений величины в сигнал, который впоследствии передается на управляющие устройства. Датчики температуры являются основными компонентами систем автоматического контроля в таких отраслях промышленности, как производство, энергетика, транспорт и другие.
Датчики подходят для измерения температуры разнообразных веществ, например, всевозможных жидкостей, расплавленных составов, окружающего воздуха или газов. Они обеспечивают безопасность и эффективность технологических процессов, предоставляя информацию о текущем состоянии измеряемых сред и сигнализируя о возможных отклонениях от нормы.
Назначение и принцип действия
Принцип действия приборов основан на изменении физических свойств среды в зависимости от температуры. Измерение происходит посредством специальных чувствительных элементов, которые имеются в конструкции. Изготавливаются эти элементы обычно из полупроводников или керамики.
От конструкции и типа самого датчика зависит его назначение. Например, работа датчика может быть основана на зависимости электрического сопротивления проводника от его температуры, или же может использоваться эффект Зеебека. Получив информацию от датчика, система управления принимает решение о необходимых действиях, например, о включении или выключении системы охлаждения.
Основные виды датчиков температуры
Устройства делят на две большие группы:
- сенсорные или контактные — приборы находятся в непосредственном соприкосновении с объектом или веществом;
- бесконтактные — устройства расположены на удалении от измеряемой среды.
Также датчики температуры бывают аналоговыми или цифровыми. Первый вариант датчиков предусматривает циферблатное отображение данных и использование механического или электрического способа передачи измерений. Цифровые датчики, которые являются более современными, отображают информацию на дисплее и передают данные по электронным каналам связи. Кроме этих разновидностей, есть еще и другие виды датчиков температуры.
Термопара
Термопарой или термоэлектрическим преобразователем называют устройство для измерения температуры, в основе работы которого лежит термоэлектрический эффект. В датчиках предусмотрено два проводка, изготовленных из различных материалов, например, меди и константана. Когда они находятся под разными температурами, возникает термоэлектрическое напряжение, за счет которого и осуществляется измерение. Термопара отличается простой конструкцией, легкостью использования и высокой скоростью реакции. Считается самой распространенной разновидностью.
Пирометрические
В основе устройств лежат пирометры, которые осуществляют измерение температуры, основываясь на анализе теплового излучения объекта — чем он горячее, тем больше инфракрасных лучей выделяет. Именно их и улавливают пирометрические датчики. Благодаря этому измерять температуру можно удаленно, то есть на определенном расстоянии от объекта.
Термисторы
Термистор — это вид резистора, чье сопротивление изменяется в зависимости от температуры. Производят их из керамических материалов, таких как оксид никеля или кобальт. Они имеют стеклянное покрытие, что делает устройства довольно хрупкими. Небольшая стоимость и точность измерений — главные преимущества моделей.
Область применения
С помощью оборудования измеряют температуру твердых, сыпучих, жидких и газообразных сред. Устройства достаточно широко распространены. Они встречаются в таких областях, как:
- химическая промышленность;
- животноводство;
- сельское хозяйство;
- машиностроение и приборостроение;
- автомобильная промышленность;
- энергетика;
- транспорт;
- производство.
Без температурных датчиков не обходится производство тех или иных полимеров. Они входят в состав систем кондиционирования, отопления и охлаждения. Устанавливаются в различных резервуарах и трубопроводах для отслеживания температуры рабочей среды.
Датчики температуры применимы на различных объектах, таких как печи, котлы и разнообразное оборудование в тяжелой промышленности. Там они передают информацию о температуре в реальном времени. Встречаются также в медицине, где требуется контролировать температуру в недоступных местах или упрощать некоторые процедуры.
Как выбрать качественный прибор
При покупке датчиков температуры учитывайте следующие нюансы:
- разновидность — аналоговый или цифровой, контактный или бесконтактный, другие виды;
- диапазон измеряемых температур — каждый датчик имеет ограничение по измерению температуры, поэтому обязательно учитывайте этот момент;
- точность измерений — чем выше показатель, тем лучше;
- условия эксплуатации — если прибор решено использовать в суровых эксплуатационных условиях, то следует выбирать модели, которые устойчивы к агрессивным средам и прочим негативным воздействиям;
- стоимость — старайтесь подбирать оптимальное по соотношению цены и качества оборудование;
- репутация производителя — предпочтение лучше отдать брендам с хорошей репутацией, которые выпускают надежную и долговечную продукцию.
Не менее важно заранее рассчитать требуемый ресурс датчика и подбирать устройство, опираясь на это значение. Тогда прибор проработает ровно столько, сколько нужно.
