Датчик температури бака: принципи, структура та застосування

Температура є одним з найважливіших параметрів при зберіганні резервуарів і моніторингу промислових процесів. Незалежно від того, чи міститься в резервуарі вода, харчова олія, паливо, термоакумулююча рідина чи інші матеріали, зміни температури можуть безпосередньо впливати на якість продукту, безпеку зберігання, ефективність обладнання та експлуатаційні витрати.

A датчик температури бакапризначений для безперервного вимірювання температури всередині накопичувального резервуару та передачі даних на локальний контролер, блок збору даних, ПЛК або систему дистанційного моніторингу.

Для великих або глибоких резервуарів вимірювання температури лише в одному місці часто недостатньо. Температурне розшарування може відбуватися між верхньою, середньою та нижньою частинами бака. З цієї причини абагатоточковий кабель датчика температури бакадає більш повну картину внутрішнього розподілу температури.

У цій статті пояснюється принцип роботи, структура, методи встановлення та типове застосування датчиків температури резервуарів, з особливим акцентом на багатоточкових кабелях моніторингу температури з нержавіючої сталі.

Що таке датчик температури бака?

A датчик температури бакаце промисловий прилад для вимірювання температури, який встановлюється всередині резервуару або навколо нього для визначення температури середовища, що зберігається.

Залежно від застосування, він може бути призначений для:

• Резервуари для води
• Ємності для зберігання нафти
• Ємності для харчової олії
• Паливні баки
• Акумулятори теплової енергії
• Резервуари для охолодженої води
• Промислові технологічні резервуари
• Великі вертикальні ємності для зберігання

Традиційні системи моніторингу температури часто використовують один датчик температури. Незважаючи на те, що цей метод підходить для невеликих резервуарів, він може неточно відображати розподіл температури всередині великого резервуара.

Багатоточковий кабель датчика температури вирішує цю проблему шляхом встановлення кількох цифрових датчиків температури вздовж одного кабелю. Таким чином, різні точки вимірювання можуть одночасно контролювати різні глибини.

Наприклад, один 20-метровий кабель датчика може містити кілька датчиків температури, розташованих із заздалегідь визначеними інтервалами. Потім система моніторингу може відображати значення температури окремо у верхній, середній і нижній частинах бака.

Чому важливий багатоточковий моніторинг температури?

Температура всередині резервуара рідко буває повністю рівномірною.

Різниця в щільності рідини, зовнішній температурі навколишнього середовища, нагріванні, охолодженні, циркуляції та структурі бака може спричинититемпературна стратифікація.

Наприклад, температура біля поверхні ємності може істотно відрізнятися від температури біля дна.

Одноточковий датчик може повідомляти:

Максимальна температура: 25 градусів

Однак фактичний стан бака може бути таким:

• Верхній шар: 25 градусів
• Середній шар: 20 градусів
• Нижній шар: 16 градусів

Якщо використовується тільки один датчик, система моніторингу може вийти з ладу

A багатоточкова система контролю температури баканадає інформацію про температуру в кількох вертикальних положеннях, допомагаючи операторам зрозуміти реальний тепловий стан бака.

Це особливо корисно у великих накопичувальних резервуарах і системах термічного зберігання.

Принцип роботи датчика температури бака залежить від використовуваної технології вимірювання.

Загальні промислові технології вимірювання температури включають:

Для довгих багатоточкових температурних кабелів технологія цифрового датчика температури пропонує кілька переваг.

Кожен датчик встановлений у заздалегідь визначеному місці всередині кабелю та має власну ідентифікаційну інформацію. Блок збору даних спілкується з датчиками та зчитує температуру кожної точки вимірювання.

Типовий процес моніторингу:

Датчики спочатку перетворюють температуру в електричну або цифрову інформацію. Блок збору даних потім збирає дані та передає їх на дисплей, комп’ютер або платформу віддаленого моніторингу.

Завдяки цифровій багатоточковій системі кілька точок вимірювання можуть працювати через загальний кабель зв’язку, зменшуючи кількість окремих проводів, необхідних у резервуарі.

Рекомендована література:Датчики температури: типи, принцип роботи та основні застосування

Надійний датчик температури резервуара повинен працювати протягом тривалого періоду часу у середовищах, що включають вологість, занурення, корозію та механічні навантаження.

З цієї причини механічна структура температурного кабелю так само важлива, як і чутливий елемент.

Типовийкабель датчика температури резервуара з нержавіючої сталімістить кілька захисних шарів.

1. 304 Зовнішній захист із нержавіючої сталі

Зовнішній шар може використовувати aГнучка захисна оболонка з нержавіючої сталі 304.

У порівнянні зі звичайними пластиковими оболонками кабелю нержавіюча сталь забезпечує кращий механічний захист і стійкість до корозії.

Металева захисна конструкція може допомогти захистити внутрішні провідники та датчики від:

• Механічний вплив
• Сила тяги
• Напруга установки бака
• Експозиція води
• Експозиція масла
• Тривале промислове використання

Для резервуарів для води та багатьох застосувань промислового зберігання рідин нержавіюча сталь особливо підходить, оскільки вона поєднує в собі хорошу стійкість до корозії та механічну міцність.

2. Водонепроникний внутрішній сердечник датчика

Всередині захисної оболонки з нержавіючої сталі знаходиться сердечник датчика температури.

Внутрішня конструкція може бути повністю герметичною та водонепроникною, щоб захистити датчики температури та провідники від проникнення вологи.

Для застосувань, які вимагають тривалого занурення, як захисна оболонка, так і сердечник датчика повинні забезпечувати надійну водонепроникність.

Правильно розроблений кабель датчика може досягатиВодонепроникний рівень IP68, дозволяючи сенсорній секції залишатися зануреною в рідину під час роботи.

3. Кілька датчиків температури

Однією з найважливіших характеристик багатоточкового кабелю є можливість встановлення кількох датчиків температури на одному кабелі.

Відстань між датчиками можна налаштувати відповідно до розмірів бака.

Наприклад:

• 1 метр між датчиками
• 2 метри між датчиками
• Різні відстані в різних положеннях

Для великих резервуарних проектів загальну довжину кабелю та кількість точок вимірювання також можна налаштувати.

Багатоточкова конструкція дозволяє операторам отримувати профіль температури, а не одне значення температури.

4. Змінна конструкція сердечника датчика

Технічне обслуговування є важливим фактором для стаціонарно встановлених систем моніторингу резервуарів.

Деякі кабелі контролю температури використовують aзмінний внутрішній сердечник датчика.

Якщо внутрішній чутливий елемент пошкоджено, серцевину датчика можна зняти та замінити без повного видалення зовнішньої захисної конструкції з нержавіючої сталі з бака.

Цей дизайн має кілька переваг:

• Простіше обслуговування
• Зниження витрат на заміну
• Менше розбирання з боку бака
• Скорочення часу простою на технічне обслуговування
• Більший термін служби зовнішньої захисної конструкції

Це особливо цінно, коли кабелі встановлені всередині великих резервуарів, де повне видалення може бути складним.

5.Противага залізна

Для вертикальних температурних кабелів резервуара часто потрібен нижній грузик.

Вага утримує температурний кабель у вертикальному положенні всередині резервуара та допомагає підтримувати правильне положення датчика.

Різьбове з'єднання між кабелем і вагою може спростити встановлення та обслуговування.

Датчик температури резервуара слід вибирати відповідно до розмірів резервуара, типу рідини, системи зв’язку та необхідної точності вимірювання.

Для багатоточкового кабелю моніторингу температури типу ZS-OIL-2 типові технічні параметри включають:

Фактичні характеристики слід вибирати відповідно до робочого середовища та вимог проекту.