Informacje - Urządzenia przemysłu spożywczego
Temperatura to jedna z wielu zmiennych procesowych występujących w przemyśle. Dokładny jej pomiar umożliwia przeprowadzenie procesów technologicznych w sposób precyzyjny, dając na wyjściu produkt wysokiej jakości. Temperatura, w szczególności w branży spożywczej, to kluczowy parametr, która podlega dokładnej kontroli i musi spełniać wysokie oczekiwania w zakresie jakości. Praca w zakresie temperatur przekraczających wartość zadaną nawet o 1-2°C może doprowadzić do dużych strat finansowych, spadku wydajności i jakości produktu. Szybki czas reakcji czujników zapobiega stratom energii oraz zapewnia, że produkt jest poddany danej temperaturze nie dłużej niż zadany czas.
Budowa czujników temperatury
Czujniki temperatury, w zależności od zastosowania, składają się z różnych części. Element który bezpośrednio reaguje na zmiany temperatury to rezystor. Wraz ze wzrostem lub spadkiem temperatury element oporowy zmienia swoje rozmiary a tym samym swój opór elektryczny [Ω]. Zmiana rezystancji odzwierciedla zmianę temperatury w danym zakresie pomiarowym, charakterystycznym dla danego czujnika.
Rysunek 1 Budowa rezystora
Warto wspomnieć, że powszechnie stosowanym w przemyśle czujnikiem jest Pt100. Jego charakterystyka przypisuje 0°C do wskazania 100ΩSpadek temperatury jest przedstawiany również spadkiem oporności. Analogicznie wzrost temperatury przedstawiany jest wartością powyżej 100Ω
Sam czujnik znajduje się w końcówce pomiarowej która zabezpiecza element rezystancyjny przed zniszczeniem, np. w postaci osnowy ceramiczne.
Poniżej przedstawiono ilustrację powszechnie stosowanego czujnika z kołnierzowym przyłączem procesowym.
← Głowica przyłączeniowa. W niej wyprowadzone są przewody z wkładu pomiarowego, przetwornik temperatury zazwyczaj jako opcja dodatkowa lub nawet wyświetlacz wartości mierzonej. Zawiera ona również przyłącze elektryczne.
← Przyłącze procesowe kołnierzowe. Jest to mocowanie całego układu pomiarowego do miejsca, gdzie ma być badana temperatura medium. Przyłącze może być również gwintowane, spawane lub na zacisk.
← Osłona ochronna. Zabezpiecza wkład pomiarowy i może być wykonana ze stali nierdzewnej, ceramiki, tytanu lub powleczona różnymi powłokami w zależności od rodzaju zastosowania.
← Końcówka pomiarowa.
Przetworniki temperatury
Szczególną uwagę należy poświęcić przetwornikom temperatury. To one przekształcają wielkość fizyczną, (temperaturę), na zrozumiałą z perspektywy sterownika, wyjściową wartość elektryczną najczęściej w zakresie prądowym 4-20mA lub napięciowym 0-10V. Za pomocą przetworników możliwe jest dokonanie nastawy zakresu pomiarowego. Przetworniki mogą wzmacniać sygnał wyjściowy, który jest bardziej odporny na zakłócenia występujących w warunkach przemysłowych.
Właściwości nowoczesnych czujników
Czujniki temperatury, ze względu na konieczność bezpośredniego kontaktu z medium pomiarowym, muszą spełniać najwyższe wymagania. Należą do nich między innymi:
- Krótki czas reakcji
- Precyzja pomiaru
- Odporność chemiczna
- Szeroki zakres pomiarowy
- Wysoka wytrzymałość ciśnieniowa i mechaniczna
- Bezprzewodowa transmisja danych
Bezobsługowa
Chcąc sprostać współczesnym wymaganiom, nowoczesne czujniki wyposażone są w przetwornik temperatury obsługiwany za pomocą protokołu HART. Ten protokół komunikacyjny działa na zasadzie master-slave. Czujnik działa jako slave i odpowiada na zapytania systemu nadrzędnego automatyki (master). Zastosowanie takiego rozwiązania daje możliwość konfiguracji nastaw i parametrów oraz otrzymywaniu kilkunastu informacji zwrotnych z poziomu miejsca sterowania, bez konieczności fizycznej obsługi czujnika
