Temperatūros jutiklis yra vienintelė šildymo plokštės dalis, kuriai būdingas gedimas. Standartinės konstrukcijos šis jutiklis dažnai liejamas tiesiai į metalinį korpusą, o jam sugedus visa brangi plokštelė yra aklina ir turi būti grąžinta gamintojui kapitaliniam remontui. Paprasta, elegantiška ir labai ekonomiška dizaino specifikacija – pagrindinį valdymo jutiklį patalpinti nuimamame sandariame termo šulinyje. Tai paverčia katastrofišką, plokštelės lygio gedimą paprastu, 15 minučių trukmės jutiklio pakeitimu, kurį techninės priežiūros technikas gali atlikti gamykloje. Nurodant akeičiama termoporos jutiklio šildymo plokštėsu tinkamai suprojektuotu termošuoliu yra nedidelė išankstinė investicija, kuri atperka didelius dividendus sumažinant prastovos ir remonto išlaidas.
Thermowell koncepcija: nuolatinis, apsauginis tunelis
Kaip integruotas Thermowell
Gamybos metu uždaro galo, nerūdijančio plieno arba PTFE termo šulinio vamzdelis yra visam laikui pritvirtintas arba įlietas į plokštelę, o jo galas yra kritiniame temperatūros matavimo taške. Atviras šilumnešio galas išvedamas į plokštelės šoną, pasiekiamas iš jungiamosios dėžutės arba mažos, atskiros prieigos prievado. Tikrasis termoelementas arba RTD jutiklis yra paprastas, spyruoklinis zondas, įkištas į šį šulinį. Termo šulinys yra nuolatinis apsauginis tunelis, leidžiantis akimirksniu pakeisti subtilią, elektroninę plokštelės akį, neliečiant karšto vidinio metalo.
Pagrindiniai specifikacijos parametrai
Rašant plokštelės su keičiamu jutikliu specifikaciją, reikia apibrėžti šiuos parametrus:
Thermowell medžiaga: Nerūdijantis plienas (pvz., 316 l) daugeliui pritaikymų arba PTFE, skirtas labai korozinei aplinkai. Medžiaga turi būti suderinama su plokštelės darbine temperatūra ir bet kokiu cheminiu poveikiu.
Thermowell vidinis skersmuo: Standartiniai dydžiai tinka įprastiems zondo skersmenims (pvz., 3 mm, 4 mm, 6 mm). 4 mm ID būdingas 3 mm zondui su spyruokle.
Thermowell sienelės storis: pakankamai plonas, kad sumažintų terminį atsilikimą (paprastai 0,5–1,0 mm), bet pakankamai storas, kad būtų atsparus mechaniniams pažeidimams ir korozijai.
Jutiklio antgalio stilius: Įžeminta arba neįžeminta termopora arba RTD. Įžeminti antgaliai reaguoja greičiau, bet yra jautresni elektros triukšmui; neįžeminti antgaliai užtikrina elektros izoliaciją, bet lėtesnį atsaką.
Jutiklio montavimo būdas: Paprasta srieginė įvorė arba suspaudžiama jungtis (pvz., NPT jungtis su antgaliu), skirta zondui pritvirtinti ir išvengti ištraukimo.
Projektavimas tinkamumui naudoti
Prieiga ir maršrutas
Atviras šilumnešio galas turi būti nukreiptas į prieinamą vietą. Pageidautinas būdas yra nukreipti termo šulinį į plokštelės šoną, baigiant mažu prieigos prievadu arba tiesiai jungiamosios dėžutės viduje. Jungiamosios dėžutės dydis yra toks, kad tilptų jutiklio galvutė ir visi reikalingi gnybtų blokai. Atskiras prieigos prievadas (pvz., uždengtas ½ colio NPT prievadas) yra paprastesnė ir pigesnė alternatyva, kai jungties dėžutė perpildyta.
Sandarinimas ir aplinkos apsauga
Apsauginis šulinys turi būti sandariai pritvirtintas prie plokštelės korpuso, kad nepatektų drėgmė, dulkės ar valymo skysčiai. Tai pasiekiama suvirinant arba įkišant litavimo šulinį į plokštelę (nerūdijančiam plienui) arba suspaudžiant sandariklį su O žiedu (PTFE). Pats jutiklio zondas yra užsandarintas suspaudimo jungtimi arba srieginiu dangteliu su tarpine. Skirstomosios dėžutės ir prieigos prievadui nurodytas IP65 arba aukštesnis įvertinimas.
Terminis kontaktas ir reakcijos laikas
Jutiklio antgalis turi būti visiškai pritvirtintas ir turėti gerą šiluminį kontaktą su šilumnešio dugnu. Prieš įdedant ant galiuko užtepamas šilumai laidžios pastos (pvz., silikono pagrindu pagaminto šilumos perdavimo junginio) lašelis. Spyruoklinis zondas užtikrina, kad antgalis būtų tvirtai prispaustas prie uždaro šilumnešio galo ir išlaikomas pastovus kontaktas, nepaisant šiluminio plėtimosi. Ši konstrukcija prideda labai mažą, aiškiai apibrėžtą šiluminį delsą (paprastai 0,5–2 sekundės, priklausomai nuo termošuolinio storio), o tai yra naudingas kompromisas dėl naudingumo padidėjimo. Valdiklį galima sureguliuoti, kad atitiktų šį nedidelį atsilikimą.
Žingsnis po žingsnio keitimo procedūra
Kai jutiklis sugenda, atliekami šie veiksmai:
Plokštelės elektros maitinimas yra atjungtas.
Gnybtų laidai nuimami nuo jutiklio.
Suspaudimo jungtis arba srieginė įvorė atlaisvinama.
Senas jutiklio zondas ištraukiamas iš termošuolinės.
Naujas, kalibruotas to paties tipo jutiklis įkišamas iki viso gylio.
Užtepamas nedidelis terminės pastos kiekis (jei iš anksto neužtepta).
Suspaudimo jungtis priveržiama iki nurodyto sukimo momento.
Laidai vėl prijungiami prie reikiamų gnybtų.
Atkuriamas maitinimas, patikrinamas temperatūros rodmuo.
Visa procedūra trunka mažiau nei 15 minučių. Nereikia ištuštinti jokio bako, nuimti plokštelę ar specialius įrankius.
Techninis tikslumas: kompromisai ir apribojimai
Terminis atsilikimas
Keičiamo jutiklio konstrukcija prideda nedidelį terminį atsilikimą, palyginti su jutikliu, kuris yra tiesiogiai įmestas į plokštelę. Šilumos šulinio sienelė, oro tarpas (nors ir sumažintas dėl glaudaus prigludimo ir įklijavimo) ir paties zondo apvalkalas prisideda prie pirmos eilės vėlavimo. Daugeliui pramoninių šildymo sistemų (pvz., presams, plokštelėms, formoms) visiškai priimtina 2–5 sekundžių terminė laiko konstanta. Itin greitiems procesams, kuriems reikalingas milisekundės atsakas, gali prireikti nekeičiamo, tiesiogiai įterpto jutiklio.
Aukštos temperatūros apribojimai
Nerūdijančio plieno termošuolius galima naudoti iki 800 laipsnių, gerokai viršijant įprastus plokščių veikimo diapazonus (150–400 laipsnių). PTFE šilumnešiai ribojami iki maždaug 200 laipsnių. Aukštesnėms temperatūroms reikalingas plieninis termo šulinys su keramine izoliuotu zondu.
Mechaninis tvirtumas
Tinkamai suvirintas termo šulinys yra toks pat tvirtas kaip ir pati plokštelė. Tačiau PTFE šilumnešis, įkištas į išgręžtą skylę ir užsandarintas O formos žiedu, yra mažiau tvirtas. Plokštėms, kurios patiria didelę vibraciją arba mechaninį smūgį, pirmenybė teikiama suvirintam metaliniam šuliniui.
Specifikacijų kontrolinis sąrašas
Visoje keičiamo termoporos jutiklio šildymo plokštėje specifikacijoje turėtų būti:
Thermowell medžiaga ir matmenys (ID, sienelės storis, ilgis)
Termo šulinio antgalio vieta (tikslus matavimo taškas)
Atviro galo nukreipimas į prieinamą šoninį prievadą arba jungiamąją dėžę
Jutiklio tipas (J, K arba RTD tipo termopora, įžeminta / neįžeminta)
Tvirtinimo detalė (suspaudimo jungtis arba srieginė įvorė) su sandarinimo laipsniu
Reikalavimas naudoti terminę pastą
Keičiamųjų jutiklių kalibravimo reikalavimai
Atsarginio jutiklio dalies numeris ir rekomenduojamas atsargų kiekis
Išvada: nebrangi, didelės vertės priežiūros funkcija
Keičiamo jutiklio nustatymas termošuolėje yra paprastas, nebrangus ir puikus dizaino sprendimas, kuris sumažina ilgalaikes šildymo plokštės priežiūros išlaidas ir prastovos laiką. Jutiklio gedimas, dėl kurio kitu atveju reikėtų grąžinti plokštelę taisyti, greitai pakeičiama vietoje. Pati protingiausia mašina skirta greitam ir paprastam remontui, o šildymo plokštė su keičiamu termoporos jutikliu iliustruoja šį principą. Bet kuriai programai, kuriai svarbu veikimo laikas, ši specifikacija nėra prabanga-, tai yra geros inžinerinės praktikos standartas.
