مبدأ وتصنيف وتطبيقات أجهزة إرسال درجة الحرارة (الجزء الثاني)

كيفية اختيار جهاز إرسال درجة الحرارة

1. نطاق القياس
اختر جهاز إرسال بناءً على نطاق درجة الحرارة لتطبيقك. على سبيل المثال، يغطي جهاز الإرسال القائم على PT100 عادةً نطاقًا من -200 درجة مئوية إلى +850 درجة مئوية، بينما تُعد أجهزة الإرسال القائمة على NTC مناسبة لنطاقات من -50 درجة مئوية إلى +150 درجة مئوية.

2. متطلبات الدقة
اختر جهاز إرسال يلبي متطلبات الدقة لنظامك. يمكن لأجهزة الإرسال PT100 تحقيق دقة تصل إلى ±0.1 درجة مئوية، بينما تتراوح دقة أجهزة الإرسال NTC عادةً بين ±1 درجة مئوية و ±2 درجة مئوية.

3. الظروف البيئية
ضع في اعتبارك بيئة التشغيل عند اختيار جهاز إرسال درجة الحرارة. في الظروف القاسية، ابحث عن ميزات مثل مقاومة درجات الحرارة العالية والتآكل والاهتزاز والرطوبة والغبار.

4. السعر والفعالية من حيث التكلفة
قيّم التكلفة والأداء العام. قد لا يكون الخيار الأغلى ضروريًا دائمًا؛ اختر خيارًا يوازن بين الوظائف والميزانية.

تركيب واستخدام أجهزة إرسال درجة الحرارة

1. التركيب
قم بتركيب جهاز الإرسال في قلب الوسط المراد قياسه وليس على سطحه أو حافته. تأكد من التلامس الجيد بين عنصر الاستشعار ونقطة القياس لتجنب القراءات غير الدقيقة الناتجة عن ضعف انتقال الحرارة.

2. نصائح الاستخدام
حافظ على جهاز الإرسال نظيفًا وجافًا. تجنب تعريضه للغازات أو السوائل المسببة للتآكل. أثناء التشغيل، قلل الاهتزاز والتداخل الكهرومغناطيسي للحفاظ على سلامة الإشارة.

3. المعايرة
بمرور الوقت، قد تتغير قراءات أجهزة الإرسال نتيجةً لتأثيرات بيئية. لذا، يُنصح بإجراء معايرة دورية باستخدام مصدر حرارة مرجعي معروف لضمان دقة القياس. ضع جهاز الإرسال في نفس بيئة المصدر القياسي وقارن القراءات لإجراء التعديلات اللازمة.

الاختلافات بين أجهزة إرسال درجة الحرارة والمزدوجات الحرارية

1. المبدأ
تقوم أجهزة إرسال درجة الحرارة بتحويل قياسات درجة الحرارة من عناصر الاستشعار (مثل أجهزة قياس درجة الحرارة المقاومة أو الثرمستورات) إلى إشارات كهربائية موحدة (مثل 4-20 مللي أمبير أو 0-10 فولت) للمراقبة أو التحكم عن بعد. وغالبًا ما تتضمن هذه الأجهزة ميزات معالجة الإشارة وتخطيطها الخطي.

أما المزدوجات الحرارية، فتولد جهدًا صغيرًا مباشرةً من فرق درجة الحرارة بين معدنين مختلفين متصلين من طرف واحد. ويرتبط هذا الجهد بدرجة الحرارة ويتطلب تفسيرًا من خلال جهاز إرسال أو وحدة تحكم.

2. نطاق القياس
توفر أجهزة إرسال درجة الحرارة تغطية واسعة النطاق اعتمادًا على عنصر الاستشعار. على سبيل المثال، تتراوح أجهزة الإرسال القائمة على RTD من -200 درجة مئوية إلى +850 درجة مئوية، وتمتد بعض أجهزة الإرسال القائمة على أشباه الموصلات إلى ما يزيد عن ±1000 درجة مئوية.

تُعدّ المزدوجات الحرارية مناسبة للبيئات ذات درجات الحرارة العالية جدًا. فعلى سبيل المثال، تعمل أنواع النحاس والكونستانتان في نطاق درجات حرارة من -200 درجة مئوية إلى +400 درجة مئوية، بينما تتحمل المزدوجات الحرارية من النوعين J و K درجات حرارة تصل إلى +1000 درجة مئوية أو أكثر.

3. الدقة
يمكن لأجهزة الإرسال التي تستخدم أجهزة قياس درجة الحرارة المقاومة عالية الجودة أن تحقق دقة تصل إلى ±0.1 درجة مئوية أو أفضل. بل إن بعضها يوفر دقة تصل إلى ±0.01 درجة مئوية في ظل ظروف مضبوطة.

توفر المزدوجات الحرارية عمومًا دقة أقل - حوالي ±1 درجة مئوية - ولكنها تظل موثوقة في درجات الحرارة القصوى.

4. زمن الاستجابة
تستجيب أجهزة إرسال درجة الحرارة المزودة بمقاومات حرارية أو ثرمستورات بسرعة - في غضون عشرات الميلي ثانية. أما أجهزة الإرسال المتقدمة المزودة بمستشعرات أشباه الموصلات فيمكنها الاستجابة في أقل من 10 ميلي ثانية.

عادةً ما تستجيب المزدوجات الحرارية في غضون 1-2 ثانية، وذلك حسب تصميمها وغلافها الواقي.

5. التطبيقات
تُستخدم أجهزة إرسال درجة الحرارة على نطاق واسع في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، والأتمتة الصناعية، وتصنيع الأغذية، والمعدات الطبية، والمراقبة البيئية. ويُعد دورها حيوياً في تحويل بيانات درجة الحرارة المحلية إلى إشارات موحدة لدمجها مع أنظمة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) أو أنظمة التحكم الإشرافي وجمع البيانات (SCADA).

تُفضل استخدام المزدوجات الحرارية في الصناعات ذات درجات الحرارة العالية مثل صناعة المعادن، وتكرير البتروكيماويات، ومراقبة الأفران.

تُعدّ أجهزة إرسال درجة الحرارة أجهزة أساسية تُستخدم لتحويل قياسات درجة الحرارة إلى إشارات قياسية لأغراض المراقبة والتحكم. وهي شائعة الاستخدام في الأتمتة الصناعية، والمراقبة البيئية، والتطبيقات الطبية. عند اختيار جهاز إرسال درجة الحرارة، ينبغي مراعاة عوامل مثل نطاق القياس، والدقة، والظروف البيئية، والتكلفة. ويضمن التركيب السليم والمعايرة الدورية دقةً واستقرارًا على المدى الطويل. وبالمقارنة مع المزدوجات الحرارية، تختلف أجهزة إرسال درجة الحرارة في مبدأ عملها ودقتها ونطاق استخدامها، مما يجعل اختيار النوع المناسب بناءً على الاحتياجات المحددة أمرًا بالغ الأهمية.