Вариант установки термосопротивления Pt100 на термоблок

Термосопротивление RTD Pt100 бывает в разных корпусах, но для установки на 3D принтер подходит несколько компактных вариантов. Основной и похоже, самый популярный — это цилиндр длиной 20 мм и диаметром 3 мм. Под этот вариант делаются стандартные термоблоки с отверстием под датчик температуры диаметром 3 мм. Предлагаю ещё один вариант установки термосопротивления. 

---

Моя история…

Решил я как-то поставить датчик Pt100 вместо NTC3950, немного поиска и понял, что по конструктиву они не совместимы. Про электронику под Pt100 уже знал, что напрямую к АЦП микроконтроллера не подключить, но для этого тоже есть решение и об этом напишу в другой статье. (Есть два основных варианта — с аналоговым усилителем или с АЦП MAX31865. Третий вариант — применить АЦП HX711, о чём и напишу позже)

Нашёл совместимый конструктив — в виде цилиндра 20 мм х 3 мм. Под этот вариант есть стандартные термоблоки — что и было приобретено. Датчики Pt100 в таком корпусе оказались несколько дороже, чем ожидалось и с их покупкой решил подождать. Нашёл относительно дешёвые датчики в корпусе 40 мм х 4 мм — думал рассверлить отверстие в термоблоке до 4 мм и можно пробовать. Заказал датчики с маркировкой “WZP-Pt100”. Пока искал датчики в цилиндрическом корпусе, попадались датчики на керамической подложке размером примерно 3 мм х 2 мм, но у них не было проводов, только короткие выводы. Короче, их тоже заказал, т.к. цена у них примерно одинаковая по сравнению с WZP-Pt100. 

Первый “блин” подгорел 

Получил датчики в корпусе 40 мм х 4 мм. Подключил их и стал проверять как они работают. Выяснилось, что разброс в показаниях температуры у 4-х датчиков примерно 1,5 градуса при примерно одинаковых условиях — до класса допуска “B” не дотягивают, если я правильно это понимаю. Допуск для класса “B” вычисляется по формуле: ±(0,3+0,005 |t|), где |t| — абсолютное значение температуры в градусах по Цельсию. При температуре воздуха 25 °С допуск ±0,425 °С.

Потом стал проверять на скорость реакции датчика при изменении температуры, и доигрался. Грел обычной зажигалкой, а в программе не сделал проверку, когда значения с АЦП находятся около верхней границы и дальнейшее повышение температуры уже не отслеживается. Расчётный диапазон измерений был ограничен примерно +450 °С и когда рост температуры прекратился, я подумал, что это максимальная температура пламени газовой зажигалки… Потом я ещё подумал, когда корпус датчика уже потемнел и тут я вспомнил про ограничение по температуре в схеме АЦП, но датчик уже подгорел. В этот день я заказал ещё два таких же датчика Pt100, но пришли они уже немного в другом корпусе:

 

Новые датчики пришли в какой-то точёной втулке и провода выходят из керамической трубки.

Сгоревший датчик был разобран:

Теперь понятно, почему у него время реакции достаточно большое — внутри “датчика” сам датчик, который ещё в трубке и ещё в чём-то, что уже сгорело…

Если кто видел, где такие датчики можно купить, которые внутри корпуса устанавливаются — поделитесь ссылкой, в китайском магазине я их не нашёл. 

Вскоре пришли мелкие датчики Pt100 на керамической подложке. 

Выбор мелкого Pt100

Как установить большой датчик в термоблок, было уже понятно, но как поставить такой маленький и не обломав ему ножки — вот в чём вопрос!

Когда их заказывал, по картинке их размер мне был понятен — примерно 3 на 2 мм. Когда я их увидел в пакетике, они казались совсем мелкими и тут уже пришлось подумать, как их использовать. Продавец писал в описании, что эти датчики с классом допуска “A” — это уже интересно попробовать в термоблоке. Была только одна проблема — как подключить к маленьким ножкам проводки и при этом их не сломать. На самом деле, была ещё одна проблема — я не знал как его крепить к термоблоку, т.к. его нужно прижать плоскостью основания к корпусу термоблока.

Время реакции датчика на керамической подложке заявлено 0,25 секунды! Для сравнения с датчиками в цилиндре — при касании пальцем корпуса датчика в цилиндрическом корпусе, температура менялась с заметной задержкой, а при касании корпуса датчика на керамической подложке — изменения происходили практически сразу. В итоге, было принято решение, попробовать прикрутить мелкие датчики к термоблоку. Осталось выбрать способ подключения проводов к выводам. 

Учитывая, что рабочая температура термоблока 250 °С, а может и 350 °С, то пайка оловянным припоем не подходит, т.к. ножки короткие и место пайки будет находится рядом с термоблоком. В таком случае, подходит три варианта соединения провода с мелким датчиком: 

1. Сварка — это относительно несложно, если взять графитовые стержни от круглых батареек, но этот вариант я не стал пробовать
2. Обжим гильзой — не очень надёжный вариант — даже о нём и не думал
3. Пайка, только не обычным припоем (для кого-то и наоборот), а высокотемпературным — этот вариант я и проверил.

Пайка выводов

Для пайки высокотемпературным припоем понадобится сам припой (медь с фосфором), который продаётся в виде прутков. Ещё может понадобится флюс паяльный для среднеплавких припоев (так на коробочке написано), например ПВ-209. Но если паять медные проводки медным припоем, то флюс вроде не нужен, но по факту, с ним пайка была лучше и легче.

Процесс пайки относительно простой: 

1. Подготовка проводов — взял их от сгоревшего датчика и МГТФ для сравнения, зачистил концы проводов на 2-3 мм
2. Подготовка датчика для пайки — важно ограничить передачу тепла от вывода к корпусу датчика. Взял разводной ключ 4” (102 мм) и вывод датчика зажал углом губок так, чтобы датчик оказался с одной стороны губок, а вывод торчал с другой стороны
3. Газовой горелкой нагреваем край прутка (припой) и “макаем” его в флюс — достаточно, чтобы прилипло несколько крупинок флюса
4. Нагреваем край припоя до жидкого состояния и в образовавшуюся каплю макаем провод. Желательно, чтобы на кончике провода остался шарик припоя
5. Нагреваем шарик припоя на проводе, макаем его в флюс
6. Теперь, нагревая шарик припоя на проводе, подносим его к выводу датчика и пару секунд прогреваем место пайки. Как только припой растёкся по выводу датчика — убираем горелку.

Результат пайки выглядит так: 

Интересно было поведение изоляции на проводах. Изоляция на проводах, которые были на сгоревшем датчике, плавилась и капала. Изоляция на проводе МГТФ не капала, а просто оплавлялась — на фото это видно.

Установка в стандартный термоблок с отверстием под резьбу М3

Можно было просто прижать его шайбой и винтом, но думаю, что это неправильно, т.к. датчик хрупкий и при нагревании термоблока может ослабнуть прижим. Нужно было что-то пружинящее и я стал искать пружинящие контакты, скобки и т.п. Потом пришёл к выводу, что если найти пружинку и одеть её на винт — это оптимальное решение. Начал искать пружинки в китайском магазине и не мог выбрать какую надо, но решение нашлось само — сломалась авторучка и из неё вылетела пружинка, которая на пишущий стержень одевается. Для установки датчика на термоблок нужен ещё винт М3 и широкая шайба: 

Теперь осталось вкрутить винт с пружинкой и шайбой и, отжимая шайбу, подложить под неё датчик. Датчик надо защитить от замыкания выводов, например, одеть тонкую тефлоновую трубку или защитить каптоновым скотчем. 

Датчик нужно поставить так, чтобы выводы при изгибе не упирались в шайбу: 

Выводы

После пайки датчиков и измерения их сопротивления в примерно одинаковых условиях получились такие результаты: 109.6 Ом (24.65 °С), 110.0 Ом (25.68 °С) и 109.8 (25.17 °С) Ом. Можно предположить, что это уже попадает в класс допуска “B”.

Кроме крепления самого датчика, необходимо зафиксировать провода, чтобы они не двигались относительно корпуса датчика.

Пока эти датчики не использовал в работе, поэтому других выводов не будет…

Монтаж термопреобразователей сопротивления — Приборы для измерения температуры

Монтаж термопреобразователей сопротивления

Категория:

Приборы для измерения температуры

Монтаж термопреобразователей сопротивления

Для установки на рабочих местах термопреобразователей сопротивления используют закладные конструкции. Монтаж термопреобразователей сопротивления осуществляют с соблюдением следующих требований: исполнение монтируемых термометров должно соответствовать параметрам и свойствам измеряемой и окружающей среды; перед установкой термопреобразователей сопротивления необходимо проверить целостность электрической цепи термометра и сопротивление изоляции между чувствительным элементом и корпусом термометра с помощью мегомметра; конец погружаемой части термопреобразователя сопротивления необходимо размещать для платиновых термометров на 50—70 мм ниже оси измеряемого потока, для медного на 25—30 мм; на трубопроводах диаметром 50 мм и менее термопреобразователь сопротивления необходимо устанавливать в специальных расширителях таким образом, чтобы поток проходил снизу вверх; рабочая часть поверхностных термопреобразователей сопротивления должна плотно прилегать к измеряемой поверхности на возможно большей площади, а места соприкосновения должны быть очищены до металлического блеска; при измерении температур сред, имеющих высок«е давление и большие скорости движения, погружаемые термометры монтируют в специальных защитных оправах.

Длину защитной оправы выбирают в зависимости от длины монтажной части термометра; в местах установки термопреобразователей сопротивления не должно быть притоков холодного воздуха или прорыва наружу нагретых газов; при измерении температуры более 400 °С термопреобразователи сопротивления рекомендуется устанавливать вертикально.

При горизонтальной установке с целью предотвращения деформации необходимо устанавливать дополнительную опору; при горизонтальном и наклонном монтаже штуцер для ввода проводов в головку термометра рекомендуется направлять вниз; сечение соединительных проводов должно быть 1—1,5 мм; соединительные провода должны быть защищены от механических повреждении, влияния высокой температуры и влажности окружающей среды; термопреобразователи сопротивления, измеряющие температуру воздуха в помещениях, необходимо устанавливать на конструкциях, которые расположены от стены на 50—70 мм; подвод проводов к термометрам, как правило, осуществляют в металлорукавах длиной не более 500 мм. Разрешается непосредственное подсоединение защитной трубы к головке термометра. При этом необходимо предусматривать разъемное соединение. Подводимые к термометру кабели, провода и трубы должны быть промаркированы и иметь бирки с номером позиций по проекту; платиновые термопреобразователи сопротивления нельзя устанавливать на вибрирующем оборудовании и трубопроводах. Примеры установки термопреобразователей сопротивлений приведены на рис. 1.

Рис. 1. Примеры установки термопреобразователей сопротивлений на трубопроводах:
а, б – на горизонтальных и вертикальных участках; в – на колене; г – с помощью расширителя; 1 – трубопровод; 2 – бобышки; 3 – термопреобразователь; 4 – расширитель

Реклама:

Читать далее:

Монтаж пирометрических милливольтметров

Статьи по теме:

Установка датчиков температуры на объекте

Варианты установки термометров сопротивления и термопар на месте эксплуатации

 

Проектирование размещения термосопротивления и/или термопар с последующей установкой на промышленном объекте производятся по определенным правилам, которые позволят упростить дальнейшую эксплуатацию. Особенно актуальны такие рекомендации при измерениях в трубопроводах и системах отопления.

Для проектирования и установки температурного датчика НП ООО «Энергоприбор» рекомендует применять защитную арматуру. Ниже предложены варианты  монтажа термометров сопротивления и термопар на объекте, используя при установке бобышку, защитную гильзу (термокарман) и медную прокладку. 

Установка термометра на трубопроводе или в системе отопления при помощи гильзы под термометр (термокармана) позволяет произвести замену датчиков температуры без разгерметизации технологической системы. Такой способ монтажа термосопротивления и термопар облегчает обслуживание объекта в отличие от стандартной врезки или вварки промышленного датчика температуры.

1. Монтаж датчика температуры с подвижным штуцером с применением бобышек

2. Монтаж датчиков температуры с неподвижным штуцером с применением бобышек (соединение по ГОСТ 22526-77)

3. Монтаж датчиков температуры с подвижным штуцером с применением бобышки и защитных гильз

Такая установка позволяет зафиксировать головку преобразователя независимо от штуцера (клеммная головка не крутится вокруг оси при вкручивании). Это также облегчает подключение и позволяет установить клеммную головку в направлении присоединительного провода. 

4. Монтаж датчиков температуры с неподвижным штуцером с применением бобышки и защитных гильз

Термометры сопротивления монтаж — Справочник химика 21

    Как медные, так и платиновые элементы сопротивления заключены в защитный металлический кожух для монтажа на коммуникациях и в аппаратах. Наименьшая глубина погружения термометров сопротивления 150 мм. [c.53]

    Монтаж термометров сопротивления и термопар. Основные трудности возникают при монтаже указанных датчиков в трубопроводах, изготовленных из неметаллических материалов (винипласт, полиэтилен, фаолит и т. п.) или же имеющих внутреннее защитное покрытие, например гуммировку, а также при монтаже на трубопроводах небольшого диаметра. [c.73]

    Датчики монтируют на объектах с учетом общих требований, предъявляемых при монтаже термометров сопротивлений (см. рис. 34). [c.120]

    Монтаж первичных датчиков (диафрагм, термопар, термометров сопротивления и т. д.) в условиях хлорной промышленности проводят по общепромышленным нормам и нормалям. Однако наличие сильно агрессивных рабочих сред, загрязненность окружающей атмосферы, широкое применение неметаллических или защищенных трубопроводов и аппаратов (гуммированных, футерованных винипластом, плитками, эмалированных и т. п.) создает определенные трудности и специфику при их монтаже. Рассмотрим условия установки отдельных типов датчиков. [c.71]

    Средства автоматизации. При монтаже основного оборудования и трубопроводов должны быть подготовлены условия для установки датчиков и приборов автоматизации. Для установки термометров ввариваются гильзы (рис. 13.30, а), а для отбора давлений и присоединения трубок, соединяющих систему с реле давления,—бобышки (рис. 13.30, б). Гильзы для термометров должны обеспечивать полную герметизацию внутренней полости трубы и хороший контакт чувствительной части термометра со средой, температуру которой требуется измерить. Для этой цели гильза частично заполняется специальным маслом. Все сказанное относится также к установке термометров сопротивления и чувствительных баллонов манометровых термометров. Особое внимание должно быть уделено установке указателей сигнализаторов и регуляторов уровня. [c.445]

    Монтаж термометров сопротивления. Монтаж термометров сопротивления несложен. Классической формой является спираль [c.96]

    Монтаж платинового термометра сопротивления производится на месте измерения температуры по общим правилам монтажа термометрических приборов [131]. [c.135]

    В последние годы этот метод обогрева практически вытеснил другие вследствие таких преимуществ, как чистота, легкость монтажа, возможность работы в широких пределах изменения температур, эффективность нагрева, экономичность. При электрическом обогреве на цилиндре и головке экструдера крепятся нагреватели сопротивления бандажного типа или индукционные нагреватели, работа которых регулируется с помощью термопар или термометров сопротивления, установленных в стенках цилиндра или головки. Обычно экструдер имеет несколько тепловых зон с независимым регулированием температур в каждой. При этом обеспечивается определенный градиент температур от загрузочной секции цилиндра до головки, который примерно соответствует градиенту температур в перерабатываемом материале. [c.119]

    Монтаж и установку термометров сопротивления и вторичных приборов необходимо проводить и соот ветствии с инструкциями по эксплуатации [c.314]

    Самый рациональный способ — это установка термопар и термометров сопротивления в тройнике, который используется при монтаже трубопровода (рис. 38). Если диаметр трубопровода невелик (30 мм и менее), нужно установить тройник большего диаметра с соответствующими переходами. [c.73]

    Монтаж и эксплуатация. На аммиачных установках мосты рекомендуется устанавливать в помещениях, отделенных от машинного зала даже небольшое количество аммиака в воздухе вызывает окислеиие латунных деталей (в первую очередь подвижных контактов реохордов и переключателей термометров сопротивления), в связи с чем точность показани

Установка промышленных датчиков температуры — Энергоприбор

Варианты установки термометров сопротивления и термопар на месте эксплуатации

 

Проектирование размещения термосопротивления и термопар с последующей установкой на промышленном объекте производятся по определенным правилам, которые позволят упростить дальнейшую эксплуатацию. Особенно актуальны такие рекомендации при измерениях в трубопроводах и системах отопления.

Для проектирования и установки температурного датчика НП ООО «Энергоприбор» рекомендует применять защитную арматуру. Ниже предложены варианты  монтажа термометров сопротивления и термопар на объекте, используя при установке бобышку, защитную гильзу и медную прокладку. 

Установка термометра на трубопроводе или в системе отопления при помощи гильзы под термометр позволяет произвести замену датчиков температуры без разгерметизации технологической системы. Такой способ монтажа термосопротивления и термопар облегчает обслуживание объекта в отличие от стандартной врезки или вварки промышленного датчика температуры.

1. Монтаж датчика температуры с подвижным штуцером с применением бобышек

2. Монтаж датчиков температуры с неподвижным штуцером с применением бобышек (соединение по ГОСТ 22526-77)

3. Монтаж датчиков температуры с подвижным штуцером с применением бобышки и защитных гильз

Такая установка позволяет зафиксировать головку преобразователя независимо от штуцера (клеммная головка не крутится вокруг оси при вкручивании). Это также облегчает подключение и позволяет установить клеммную головку в направлении присоединительного провода. 

4. Монтаж датчиков температуры с неподвижным штуцером с применением бобышки и защитных гильз