Тепловые пожарные извещатели — устройство и принцип работы

Главная » Пожарная сигнализация

Автор admin На чтение 5 мин Просмотров 627 Опубликовано 06.12.2021

Пожар лучше предупредить заранее, чем потом бороться с разбушевавшейся огненной стихией. Поскольку не всегда горение может сопровождаться дымом, использовать в автоматической системе исключительно дымовые извещатели было бы ошибкой. В паре с ними всегда устанавливаются датчики тепла, дублирующие дымовую сигнализацию, что гарантирует поступление сигнала на пульт в любом случае.

[contents]

Содержание

1. Назначение теплового извещателя
2. Устройство и область применения тепловых извещателей
3. Как выбрать тепловой извещатель?

Назначение теплового извещателя

Тепловые пожарные извещатели или тепловые датчики предназначены для обнаружения в радиусе своего действия источников загорания и подачи сигнала тревоги на пульт управления. Принцип действия простейшей [link_webnavoz]системы пожарного контроля[/link_webnavoz] можно представить, как электрическую цепь, разорванную контактами теплового реле.

При возникновении пожара, контакты под действием высокой температуры замыкаются и тем самым подают ток на пульт дежурного.

Нынешние системы с тепловыми извещателями заметно усложнились, но и фактор несрабатывания значительно снизился. Датчики всегда размещаются на потолке, над местами возможного возгорания, так как именно вверху концентрируется горячий воздух.

В отличие от дымовых устройств, где фактор срабатывания зависит от цвета дыма, его компонентов или чистоты воздуха в помещении, тепловые датчики всегда реагируют только на установленный порог температуры, начинающийся от 50^°С и нетребовательны к уровню содержания пыли.

Устройство и область применения тепловых извещателей

Несмотря на то, что критерием срабатывания является высокая температура, характеризующаяся стабильными характеристиками, для построения системы датчиков могут использоваться различные по принципу действия извещатели, что обуславливается внешними факторами.

 

• Линейный тепловой пожарный извещатель – наиболее простое и в то же время эффективное техническое решение, так как представляет собой термокабель, прокладываемый по потолку помещения. Кабель имеет небольшое сечение, поэтому характеризуется доступной стоимостью. Такое решение позволяет контролировать помещения, имеющие большой объем или площадь, в том числе и характеризующиеся наличием агрессивных факторов — сильной загрязненностью, взрывоопасностью, пожароопасностью, наличием влаги или химических соединений. Все опасные производства оснащаются именно таким типом.

  Принцип действия извещателя линейного типа заключается в воздействии температуры на чувствительный элемент, находящийся между двумя проводниками по всей длине термокабеля. Как правило, это чувствительный полимер, когда под воздействием температуры происходит его расплавление, в данном месте провода замыкаются и подается сигнал на пульт. Благодаря такой технологии удается определить точно место срабатывания. В паре с термокабелем устанавливаются и точечные извещатели линейного типа, подключаемые к нему же. Различают полупроводниковое, механическое, электромеханическое и оптоволоконное устройство линейного типа. Эти устройства работают по тому же принципу, что и термокабель, отличаясь конструкцией и эффективностью действия, их размещают над потенциальными местами возгорания.

  Таким образом, помещение получает надежную защиту, поскольку сигнализация работает не только в определенных точках, а по всей длине прокладки линии.

Установка линейных термодатчиков в помещениях с большой площадью, должна производиться только в паре с термокабелем. В противном случае даже самые эффективные оптоволоконные модели станут практически бесполезными, поскольку невозможно будет определить точно место срабатывания. Данное правило можно не учитывать для небольших зданий малой этажности и зачастую здесь используют обычную витую или даже телефонную пару.

• Тепловые дифференциальные пожарные извещатели – принцип работы этих устройств базируется на измерении разницы температуры между датчиками. В конструкции предусмотрены сразу два термоэлемента, один из них заключен внутрь герметичного корпуса, а второй выведен наружу.

  С помощью дифференциального усилителя, [link_webnavoz]формируется электрический сигнал[/link_webnavoz] пропорционально изменяющийся к разности силы токов, протекающих по каждому из термоэлементов. При нормальных условиях, когда температура внутри и снаружи устройства не изменяется, ток, протекающий по каждому из элементов, имеет одинаковое значение. При возгорании, элемент, находящийся снаружи нагревается и значение тока в нем начинает увеличиваться, в то время как температура и значение тока внутреннего элемента остаются неизменными. Усилитель фиксирует появившуюся разницу и посылает сигнал на пульт управления.

  Данный тип извещателей используется только для гражданских зданий, или в тех промышленных отраслях, где технологический процесс проходит без резких перепадов температур и выделения тепловой энергии. Помещения, где устанавливаются извещатели такого типа обязательно должны быть отапливаемыми.

Если в помещениях отсутствует система климат-контроля, то при значительном повышении температуры воздуха часто происходят ложные срабатывания, поэтому на данный период года следует принять меры для оперативной проверки оборудования по месту установки в случае поступления сигнала тревоги

• [link_webnavoz]Извещатели пожарные[/link_webnavoz] тепловые взрывозащищенные – такая конструкция используется в местах наиболее предрасположенных к возникновению пожара и поэтому имеет соответствующую защиту. Устанавливаются для контроля температуры возле различных силовых агрегатов, в резервуарах хранения топлива, на магистральных нефтепроводах и других объектах.

  Внутри извещателя установлен микроконтроллер, установленный в выносном термочувствительном блоке, имеющем защищенный кожух. Выносной блок подключается к взрывозащищенной клеммной коробке, выполненной из латуни, внутри коробки находится реле, которое при поступлении сигнала о повышении температуры размыкает контакты, тем самым разрывая цепь, и подавая сигнал на пульт управления.

Как выбрать тепловой извещатель?

[link_webnavoz]Выбор теплового[/link_webnavoz] извещателя имеет такую же важность, как и дымового, поэтому для создания многоступенчатой схемы должны привлекаться специалисты соответствующего профиля. При построении простых схем, различие следует делать между взрывозащищенными и остальными моделями. Первые имеют более высокую стоимость из-за металлического корпуса, и предназначены только для промышленных помещений.

Для помещений типа складов, подойдет использование термокабеля, с подключением к нему точечных извещателей. В остальных случаях и в особенности при установке в помещениях с большой вероятностью возгорания, таких как библиотеки, серверные, общественные помещения с отделкой из пожароопасных материалов можно использовать линейные или дифференциальные модели, как с термокабелем, так и с обычной линией.

виды, описание и принцип действия

Тепловые извещатели пожарные (ИП) – это устройства оперативного обнаружения признаков пожара по резкому повышению температуры в помещениях. Устойчивые к внешним факторам – влажности, запыленности, загазованности, задымленности в помещениях, они надежно эксплуатируются в неисчислимом количестве установок, систем АПС, АУПТ; везде, где использование других извещателей – дымовых, пламени нецелесообразно, и просто бессмысленно.

ДТЛ, эта аббревиатура расшифровывается как датчик тепловой легкоплавкий. Такие извещатели для раннего обнаружения возникшего очага пожара в помещениях были широко распространены во времена Советского Союза.

Простейшее устройство однократного использования, срабатывающего при тепловом воздействии высокой температуры огня на каплю из легкоплавкого припоя, соединяющую две пружинящие металлические пластинки, подлежащего после этого замене

Прошло время и на смену ДТЛ пришли современные автоматические тепловые пожарные извещатели, выгодно отличающиеся как по конструкции, техническим характеристикам, так и по материалу, качеству изготовления. Немаловажным фактором для заказчиков стало изменение крайне примитивного дизайна, формы корпуса «тепловиков» советской эпохи.

До сих пор, “тепловики”, как и дымовые извещатели, являются основными индикаторами начала пожара в установках/системах АПС, а также многих АУПТ; там, где горение в основном сопровождается первоначально большим выделением тепловой энергии, а не плотных частиц дыма и других взвесей.

Принцип действия

Смотрим с 6 минуты видео

Основан на изменении физических, и связанных с ними механических, свойств термочувствительных элементов таких устройств.

Виды

В связи с этим существуют такие виды/типы тепловых извещателей и их классификация:

• С применением легкоплавких материалов. Обозначение/маркировка изделия, согласно принятой в нормах ПБ классификации – ИП 104.
• Разрушающиеся под воздействием высокой температуры воздушно-газовой среды, реагирующие на температурную деформацию материала датчика – ИП 103.
• Использующие зависимости электрического сопротивления/магнитной индукции, а также термоэлектродвижущей силы от температуры среды – ИП 101/102/105.
• Комбинированные – на основе различных принципов действия для увеличения надежности срабатывания теплового извещателя.

Диапазон значений температуры срабатывания тепловых датчиков весьма широк – от 50 до 250℃. Поэтому подобрать нужный тип в зависимости от предстоящих условий длительной эксплуатации; а срок для теплового извещателя, в нормативных документах, литературе о ПБ, обозначаемым ИП, принят не менее 10 лет; не составит труда.

Следует сказать, что в процессе выбора следует учитывать не только вид/тип теплового извещателя, но и то, что их температура срабатывания должна как минимум на 20℃ превышать максимально возможную в защищаемом помещении, пожарном отсеке/зоне при нормальных условиях.

Потому как срабатывает чувствительный элемент пожарного теплового извещателя, который собственно и является датчиком резкого, скачкообразного изменения температуры воздуха в защищаемых помещениях, они в соответствие НПБ 85-2000 делятся на три основные группы:

Максимальные

Реагируют на превышение заданного порогового/критичного значения температуры воздуха в объеме помещения, пожарного отсека, технологической коммуникации, ниши, шкафа, корпуса оборудования. Основанные на этом принципе действия самые первые «тепловики» не ушли в небытие.

 Подробный материал: 

Максимально тепловые извещатели

Так, устаревший ДТЛ как птица Феникс возродился в ИП 104-1 – тепловом извещателе контактного типа, срабатывающем при расплавлении термочувствительного припоя при температуре около 72℃. В конструкции все тот же радикальный минимализм – две гибкие пластинки из металла, спаянные вместе и заключенные в пластиковый корпус без декоративных излишеств; соединения под винт для подключения в двухпроводной шлейф пожарной сигнализации, с питанием от ПКОП АПС/ОПС.

К сожалению, он, как и его предшественник ДТЛ является невосстанавливаемым извещателем АПС, но зато обладает и многими преимуществами перед более сложными изделиями многократного действия – низкой стоимостью, малым весом – всего 20 г, возможностью эксплуатации в крайне жестких условиях от – 50 до + 50℃, при высокой запыленности, загазованности, влажности воздуха до 95% при 35℃. Поэтому востребован, особенно для монтажа в запыленных, загазованных зданиях производственных цехов, гаражах автотранспортных предприятий, складских комплексах, с наличием пыли, муки, подобных летучих веществ. Выпускается многими отечественными производителями.

Кроме того, он может устанавливаться не только в помещениях с нормальной средой, но и категорий А, Б по взрывопожарной опасности, если включен в схему с приборами АПС, обеспечивающими искробезопасные условия эксплуатации установки/системы сигнализации защищаемого объекта.

Другой пример – это максимальные ИП 101-1А-А1/А3, срабатывающие при температуре +54–65℃ и 64–76℃, производства НПО «Сибирский Арсенал» из Новосибирска. Отличаются отличным качеством изготовления, гладким высококачественным пластиком корпуса, дизайном формы, наличием светового индикатора наличия питания в шлейфе ПС.

Хотя его цена несколько выше, чем у ИП 104-1 и подобных изделий, но очень востребован как специалистами проектных, монтажных организаций, выполняющих работы по защите системами АПС/АУПТ объектов, так и заказчиками за приятный внешний вид, подходящий для установки в помещениях административно-бытовых, офисных, торговых зданий.

Дифференциальные

Принцип действия – реакция на скорость резкого повышения температуры в защищаемом объеме пространства. Срабатывание зависит от заводских установок, варьирующихся скоростью изменения температуры от 3 до 30℃/мин или постепенного ее повышения порога в 30, 50, 100℃. По сути, были переходным вариантом изобретения/конструирования следующего широко используемого вида тепловых датчиков.

 Подробный материал: 

Дифференциальные тепловые извещатели

Максимально-дифференциальные

Отличаются высокой чувствительностью за счет двойного принципа действия, когда срабатывание происходит из-за быстрого изменения температуры (дифференциальный) или достижения установленного критического/порогового значения (максимальный), что делает их наиболее современными устройствами обнаружения очага пожара даже по незначительному, по сравнению с традиционными видами изделий, выделению тепла на небольшой площади возгорания.

 Подробный материал: 

Максимально-дифференциальный тепловые извещатели

Примеры распространенных максимально-дифференциальных извещателей, производимых сегодня в России:

• ИП 101-3А-А3R производства НПО «Сибирский Арсенал». Сообщение о пожаре формируется при повышении температуры больше, чем на 10℃ со скоростью более 5℃/мин или при достижении установленного критического значения 64-76℃ в двухпроводных шлейфах ПС напряжением 10–25 В. Совместим практически со всеми приборами АПС. Потребляемый ток 60мкА, интервал измерения температуры – 8 с. Эксплуатируется в условиях от – 30 до 55℃. Степень защиты – IP
• Миниатюрный МАК-ДМ исп. 1 производства НПП «Специнформатика-СИ» (Москва), он же ИП 101-18-А2R с весьма сходными данными по отношению к предыдущему изделию.
• Артон RTL–BR (Украина). Питание по двухпроводному шлейфу ПС 9–30 В. Температура срабатывания 69–85℃. Размеры 85 х 33 мм. Вес 50 г. Два световых индикатора – наличие электропитания/пожар. Характеризуется высокой устойчивостью к ложным срабатываниям даже в жестких условиях эксплуатации.

Автономные

Автономные тепловые извещатели пожарные

В отличие от их дымовых «собратьев», в основном защищающих жилые помещения зданий, не получили практически никакого распространения. О них даже нет упоминания в НПБ 66-97, регламентирующем требования, методы испытания автономных извещателей о пожаре.

Правда, есть два исключения из правил:

• Автономные комбинированные извещатели с наличием теплового канала, т.е. срабатывания на повышение температуры/ее критическое значение.
• Оригинальное сигнально-пусковое устройство УСПАА-1 для установок пожаротушения, работающее в автономном автоматическом режиме; разработанное, выпускаемое много лет производственным объединением «Спецавтоматика» из Бийска. Фактически это дифференциальный тепловой извещатель, переходящий тревожный режим при температуре воздуха в помещении до 60℃, а при ее быстром нарастании до 70℃ формируется пусковой ток на запуск модулей порошкового пожаротушения типа «Ураган», «Тунгус» и подобных им. Возможна эксплуатация в неотапливаемых помещениях – от – 40 до + 50℃. Защита устройства – IP Звуковая/световая индикация обо всех режимах работы, неисправности, разряда источников питания – двух плоских аккумуляторов типа CR 2032 напряжением 3 В, которых если не экономить на производителе, на практике хватает на 5 лет до замены. Устойчив к технологическим помехам.

 Более подробно Вы можете ознакомиться в нашей статье: 

“Автономный пожарный извещатель: устройство, принцип работы и область применения“

Взрывозащищенные

Взрывозащищенные тепловые извещатели пожарные

Где необходимы такие устройства видно из названия. Опасность взрыва, последующего пожара в цехах, участках/зонах категорий А и Б всегда диктует весьма жесткие требования к конструкции, исполнению любого электрооборудования, включая слаботочное; к которым относятся приборы, извещатели, оповещатели о пожаре систем АПС.

Поэтому выпуском тепловых датчиков во взрывозащищенном исполнении занимаются многие компании, как специализирующиеся на аппаратуре ОПС, так и выпускающие промышленные приборы связи, контроля/управления, освещения, автоматики для опасных технологических производств:

• «МАК-1» исп. 11 ИБ максимальный, 54–70℃. Используется для работы как во взрывопожароопасной, так и в обычной воздушной среде помещений, что, естественно, относится ко всем аналогичным датчикам других производителей. Степень защиты от взрыва – «0ExiaIICT6». Для эксплуатации в опасных зонах эксплуатируется совместно с приборами АПС соответствующего класса защиты, например, серии «Корунд» производства НПП «Специнформатика-СИ», связанных между собой искробезопасной цепью.
• ИП 103-1В, изготавливающийся НПК «Эталон» из Волгодонска, специализирующейся на производстве оборудования для нефтегазовой, химической промышленности. В защитной оболочке из нержавеющей стали в этом извещателе заключены два тепловых датчика с замкнутыми контактами реле. Может устанавливаться во любых взрывоопасных зонах согласно «ПУЭ».

Искробезопасные шлейфы с установленными в них тепловыми извещателями зависят как от взрывозащищенного исполнения извещателей (маркировка ИБ, Ex), а также от степени защиты приборов АПС, в искробезопасные шлейфы которых они включены.

 Большая статья по теме: 

Извещатели пожарные взрывозащищенные

Адресно-аналоговые

Извещатели пожарные тепловые адресно-аналоговые

О том, что современные решения построения схем систем АПС все больше связаны с компьютерными технологиями, позволяющими вести куда более четкое, надежное обнаружение очагов пожара, наглядный полномасштабный контроль/управление за ситуацией на защищаемом объекте, написано немало. Тепловые извещатели, как составная часть адресно-аналоговых систем, можно показать на примере продукции НВП «Болид» (г. Королев), одним из первых в России ставшего выпускать всю линейку такого оборудования, как минимум не уступающего зарубежным аналогам:

С2000-ИП-03. Это максимально-дифференцированный адресно-аналоговый извещатель, в котором максимально реализованы многие желания разработчиков, специалистов монтажных, обслуживающих организаций: контроль работоспособности, занесение адреса в энергонезависимую память, цифровая обработка режимов изменения температуры и многое другое.

• Извещатели тепловые адресные представлены другим отличным изделием – С2000-ИП-ПА-03, являющимся также максимально-дифференцированным. К одному прибору «Сигнал-10» возможно подключение 10 шлейфов ПС по 10 извещателей в каждом, итого до 100 шт. Контроль/управление можно вести через сетевой контроллер ПКУ «С2000М» или ПК с установленным программным обеспечением АРМ «Орион», что значительно упрощает работу дежурного персонала, сотрудников служб охраны/безопасности предприятий/организаций.

Линейные

Линейные тепловые извещатели пожарные

Такие устройства были изобретены/сконструированы для защиты тех объектов, где установка традиционных точечных датчиков, включенных в шлейфы ПС, затруднена/невозможна из-за стесненности, например, в кабельных коллекторах/каналах; агрессивной среды, сильной запыленности/загрязненности в цехах химических и иных производств.

 Дополнительный материал: 

Линейные пожарные извещатели

В качестве датчика линейного пожарного извещателя используются:

• Кабель «витая пара» с термочувствительным покрытием медных жил, количество которых от двух и больше. Степень защиты, устойчивости к агрессивной среды зависит от предстоящих условий эксплуатации. При тепловом воздействии происходит контакт токонесущих жил и прибор/блок обработки интерфейса определяет место короткого замыкания, выдавая сообщение.
• Сенсорный кабель со встроенными электронными датчиками. Здесь дело до короткого замыкания не доходит, вполне достаточно резкого изменения сопротивления датчиков в месте теплового воздействия, затем следует анализ этой информации приемным блоком, выдача тревожного сообщения.
• Оптический кабель, реагирующий на изменении прозрачности при нарастании температуры в месте нагрева, которое определяется приемно-контрольной аппаратурой/прибором по мощности прямого/отраженного света.

Подобные изделия производятся как зарубежными, так и отечественными компаниями. Например, линейный извещатель ИПЛТ 68/155 ЕРС от группы компаний «Пожтехника» (Москва). Обладающий высокой чувствительностью по всей длине, которая может достигать 1220 (!) м. Диаметр – 4 мм, Цвет – красный. Напряжение – 40 В. Кабель устойчив к влажности, пыли, химическим реагентам. Рабочий диапазон – от – 40 до + 46℃. Возможность выбора шести температур срабатывания.

Многоточечные

Многоточечные тепловые извещатели пожарные

Это нечто среднее между точечными и линейными датчиками резкого изменения температуры. Ближе к сенсорным линейным устройствам, но выделено производителями в отдельный вид.

Состоят из следующих элементов для работы установки/системы АПС:

• Измерительной цепи точечных чувствительных элементов (термопар) с дискретным расположением.
• Блока согласования/контроля, анализирующего амплитуду изменения температурного режима по всей длине цепи, с формированием извещения «Пожар» при превышении заданных критических значений.

Пример такого изделия – УС-ТК-24 во взрывозащищенном исполнении производства НПК «Эталон» (Волгодонск).

Как работают датчики тепла?

••• nikkytok/iStock/Getty Images

Обновлено 24 апреля 2017 г.

Автор: Сэм Морган работа. На самом деле датчики измеряют количество атомной активности внутри объекта. Это то, что мы считаем температурой объекта.

Частицы и тепло

Измерение, известное как «абсолютный нуль», описывает состояние материи, при котором внутри объекта нет никакого движения, даже на субатомном уровне. Это самое холодное состояние вещества. Как только объект нагревается, частицы внутри него начинают двигаться. Тепловые датчики могут улавливать это движение и измерять его, что может быть преобразовано в температуру.

Типы датчиков

Два основных типа тепловых датчиков — это традиционные датчики и более современные датчики на основе кремния. Старые датчики часто состоят из устройств, известных как термопары. Термопара состоит из двух металлов, сваренных между собой. Каждая свариваемая деталь называется соединением. Затем один стык двух разнородных металлов подвергается эталонной температуре, например, нулю градусов Цельсия. Другое соединение металлов будет иметь температуру, которую вы хотите измерить. Разница между величиной возбуждения частиц в каждом металле вызывает появление электрического тока. Затем вы можете измерить электрическое поле, чтобы определить температуру, потому что напряжение будет зависеть от температуры. Это называется эффектом Зеебека.

Преимущества кремниевых датчиков температуры

Кремниевые датчики температуры представляют собой интегральные схемы. Для работы старых датчиков часто требуется компенсация или буфер. Кремниевые датчики могут обрабатывать сигналы в блоке, интегрированном с датчиком. Электричество проходит через кремний, и результирующее взаимодействие между электричеством и частицами металла указывает на температуру. Это означает, что они могут работать в гораздо более широком диапазоне температур, чем традиционные датчики, которым требуется компенсатор, в диапазоне от 155 до -55 градусов. Цельсия.

Использование датчиков тепла

Поскольку эти датчики измеряют тепло, излучаемое объектом, также известное как его инфракрасная сигнатура, они имеют преимущества перед другими средствами обнаружения. Это связано с тем, что все объекты выделяют тепловую сигнатуру. Это означает, что свет не должен отражаться от объекта, чтобы вы могли его обнаружить. В результате инфракрасные датчики используются в очках ночного видения, чтобы помочь вам видеть в темноте.

Связанные статьи

Ссылки

• Электронный дизайн: цифровые датчики температуры
• Electronics for U: Работа с датчиками температуры. Руководство

Об авторе

Сэм Морган имеет степень магистра в области экологических наук и политики. Морган интересовался научной литературой с детства, и ему нравится писать обо всем, что связано с наукой, поскольку узнавать о нашем мире сложно и интересно.

Авторы фотографий

nikkytok/iStock/Getty Images

Датчики температуры: типы, принципы работы и области применения

Все мы используем датчики температуры в повседневной жизни, будь то термометры, бытовые водонагреватели, микроволновые печи или холодильники. Обычно датчики температуры имеют широкий спектр применения, в том числе геотехнический мониторинг.

Датчики температуры предназначены для регулярного контроля бетонных конструкций, мостов, железнодорожных путей, грунта и т.д.

Здесь мы расскажем вам, что такое датчик температуры, как он работает, где используется и каковы его разновидности.

Что такое датчики температуры?

Датчик температуры представляет собой устройство, обычно термопару или резистивный датчик температуры, который обеспечивает измерение температуры в читаемой форме посредством электрического сигнала.

Термометр — это самая простая форма измерителя температуры, которая используется для измерения степени нагревания и охлаждения.

Измерители температуры используются в геотехнической области для мониторинга бетона, конструкций, грунта, воды, мостов и т. д. на предмет их структурных изменений, вызванных сезонными колебаниями.

Термопара (Т/Т) изготовлена ​​из двух разнородных металлов, которые генерируют электрическое напряжение, прямо пропорциональное изменению температуры. RTD (датчик температуры сопротивления) представляет собой переменный резистор, который изменяет свое электрическое сопротивление прямо пропорционально изменению температуры точным, воспроизводимым и почти линейным образом.

Что делают датчики температуры?

Датчик температуры — это устройство, предназначенное для измерения степени нагревания или холода объекта. Работа измерителя температуры зависит от напряжения на диоде. Изменение температуры прямо пропорционально сопротивлению диода. Чем ниже температура, тем меньше сопротивление, и наоборот.

Сопротивление диода измеряется и преобразуется в удобочитаемые единицы измерения температуры (Фаренгейты, Цельсия, Цельсия и т. д.) и отображается в числовой форме над единицами измерения. В области геотехнического мониторинга эти датчики температуры используются для измерения внутренней температуры конструкций, таких как мосты, плотины, здания, электростанции и т. д.

Каковы функции датчика температуры?

Существует много типов датчиков температуры, но наиболее распространенный способ их классификации основан на способе подключения, который включает в себя контактные и бесконтактные датчики температуры.

Контактные датчики включают термопары и термисторы, поскольку они находятся в непосредственном контакте с измеряемым объектом. Принимая во внимание, что бесконтактные датчики температуры измеряют тепловое излучение, испускаемое источником тепла. Такие измерители температуры часто используются в опасных средах, таких как атомные электростанции или тепловые электростанции.

В геотехническом мониторинге датчики температуры измеряют теплоту гидратации в массивных бетонных конструкциях. Их также можно использовать для мониторинга миграции грунтовых вод или просачивания. Одной из наиболее распространенных областей, где они используются, является отверждение бетона, потому что он должен быть относительно теплым, чтобы правильно схватываться и отвердевать. Сезонные колебания вызывают расширение или сжатие структуры, тем самым изменяя ее общий объем.

Как работает датчик температуры?

Основным принципом работы датчиков температуры является напряжение на клеммах диода. Если напряжение увеличивается, температура также повышается, что сопровождается падением напряжения между выводами транзистора базы и эмиттера в диоде.

Кроме того, Encardio Rite имеет датчик температуры с вибрирующей проволокой, работающий по принципу изменения напряжения при изменении температуры.

Измеритель температуры с вибропроводом разработан по принципу, согласно которому разнородные металлы имеют разный коэффициент линейного расширения при изменении температуры.

Он в основном состоит из магнитной натянутой проволоки с высокой прочностью на растяжение, два конца которой прикреплены к любому разнородному металлу таким образом, что любое изменение температуры непосредственно влияет на натяжение проволоки и, таким образом, на ее собственную частоту вибрации .

Отличным металлом в случае измерителя температуры Encardio Rite является алюминий (алюминий имеет больший коэффициент теплового расширения, чем сталь). другие датчики с вибрирующей проволокой также могут использоваться для контроля температуры.

Изменение температуры воспринимается специально разработанным вибрационным проводным датчиком Encardio Rite и преобразуется в электрический сигнал, который передается в виде частоты на блок считывания.

Частота, которая пропорциональна температуре и, в свою очередь, натяжению σ в проводе, может быть определена следующим образом:

f = 1/2 [σg/ρ] / 2l Гц :

σ = натяжение проволоки

g = ускорение свободного падения

ρ = плотность проволоки

l = длина проволоки

Какие существуют типы датчиков температуры?

Доступны датчики температуры различных типов, форм и размеров. Существует два основных типа датчиков температуры:

Датчики температуры контактного типа: Существует несколько измерителей температуры, которые измеряют степень нагревания или холода объекта при непосредственном контакте с ним. Такие датчики температуры относятся к категории контактных. Их можно использовать для обнаружения твердых тел, жидкостей или газов в широком диапазоне температур.

Датчики температуры бесконтактного типа: Эти типы измерителей температуры не находятся в прямом контакте с объектом, а измеряют степень нагревания или охлаждения посредством излучения, испускаемого источником тепла.

Контактные и бесконтактные датчики температуры подразделяются на:

Термостаты

Термостат представляет собой датчик температуры контактного типа, состоящий из биметаллической полосы, состоящей из двух разнородных металлов, таких как алюминий, медь, никель , или вольфрам.

Разница в коэффициентах линейного расширения обоих металлов заставляет их производить механическое изгибающее движение при воздействии тепла.

Термисторы

Термисторы или термочувствительные резисторы меняют свой внешний вид при изменении температуры. Термисторы изготовлены из керамического материала, такого как оксиды никеля, марганца или кобальта, покрытые стеклом, что позволяет им легко деформироваться.

Большинство термисторов имеют отрицательный температурный коэффициент (NTC), что означает, что их сопротивление уменьшается с повышением температуры. Но есть несколько термисторов, которые имеют положительный температурный коэффициент (PTC), и их сопротивление увеличивается с повышением температуры.

Резистивные датчики температуры (RTD)

RTD представляют собой точные датчики температуры, изготовленные из проводящих металлов высокой чистоты, таких как платина, медь или никель, намотанных в катушку. Электрическое сопротивление RTD изменяется аналогично термистору.

Термопары

Одним из наиболее распространенных датчиков температуры являются термопары из-за их широкого диапазона рабочих температур, надежности, точности, простоты и чувствительности.

Термопара обычно состоит из двух спаев разнородных металлов, таких как медь и константан, сваренных или обжатых вместе. Один из этих спаев, известный как холодный спай, поддерживается при определенной температуре, а другой — измерительный спай, известный как горячий спай.

При воздействии температуры на переходе возникает падение напряжения.

Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)

Термистор представляет собой чувствительный датчик температуры, который точно реагирует даже на незначительные изменения температуры. Он обеспечивает огромное сопротивление при очень низких температурах. Это означает, что как только температура начинает повышаться, сопротивление начинает быстро падать.

Из-за большого изменения сопротивления на градус Цельсия даже небольшое изменение температуры точно отображается термистором с отрицательным температурным коэффициентом (NTC). Из-за этого экспоненциального принципа работы требуется линеаризация. Обычно они работают в диапазоне от -50 до 250 °C.

Полупроводниковые датчики

Полупроводниковый датчик температуры работает с двойными интегральными схемами (ИС). Они содержат два одинаковых диода с чувствительными к температуре характеристиками напряжения и тока для эффективного измерения изменений температуры.

Однако они дают линейный выходной сигнал, но менее точны при температуре от 1 °C до 5 °C. Они также демонстрируют самый медленный отклик (от 5 до 60 с) в самом узком диапазоне температур (от -70 °C до 150 °C).

Датчик температуры с вибрационным проводом, модель ETT-10V

Измеритель температуры Encardio Rite с вибропроводом модели ETT-10V используется для измерения внутренней температуры бетонных конструкций или воды. Он имеет разрешение лучше 0,1 ° C и работает аналогично датчику температуры термопары. Он также может работать в диапазоне высоких температур от -20 до 80°C.0180 Диапазон от -20° до 80°C Точность ± 0,5 % полной шкалы, стандарт; ± 0.1 % fs optional Dimension (Φ x L) 34 x 168 mm

Model ETT-10TH Resistance Thermistor Probe

The Encardio Rite  Model ETT-10TH resistance temperature probe  is маломассивный водонепроницаемый датчик температуры для измерения температуры от –20 до 80°C. Благодаря низкой тепловой массе он имеет быстрое время отклика.

Датчик температуры сопротивления модели ETT-10TH специально разработан для измерения температуры поверхности стали и измерения температуры поверхности бетонных конструкций. ETT-10TH может быть встроен в бетон для измерения объемной температуры внутри бетона и может работать даже в погруженном состоянии под водой.

Датчики температуры сопротивления ETT-10TH полностью взаимозаменяемы. Показания температуры не будут отличаться более чем на 1°C в указанном диапазоне рабочих температур. Это позволяет использовать один индикатор с любым датчиком ETT-10TH без повторной калибровки.

Вибрационный проводной индикатор EDI-51V модели Encardio Rite при использовании с ETT-10TH напрямую показывает температуру зонда в градусах Цельсия.

Как работает термисторный датчик сопротивления модели ETT-10TH?

Температурный датчик ETT-10TH состоит из термистора с кривой зависимости сопротивления от температуры, залитого эпоксидной смолой и заключенного в медную трубку для более быстрого теплового отклика и защиты от окружающей среды. Трубка сплющена на конце, чтобы ее можно было закрепить на любой достаточно плоской металлической или бетонной поверхности для измерения температуры поверхности.

Плоский наконечник зонда можно прикрепить к большинству поверхностей с помощью легкодоступных двухкомпонентных эпоксидных клеев. При желании зонд также можно прикрепить болтами к поверхности конструкции.

Температурный датчик снабжен четырехжильным кабелем, используемым в качестве стандарта во всех вибропроволочных тензодатчиках Encardio Rite. Провода белого и зеленого цветов используются для термистора, аналогичного другим датчикам Encardio Rite с вибрирующим проводом.

Пара красных и черных проводов не используется. Единая цветовая схема для разных датчиков облегчает безошибочное соединение с терминалом регистратора данных.

Specifications of Model ETT-10TH

Sensor Type	R-T curve matched NTC thermistor, equivalent to YSI 44005
Range	-20o to 80oC
Accuracy	1oC
Материал корпуса	Луженая медь
Кабель	4-жильный в оболочке из ПВХ

Модель ETT-10PT Термометр сопротивления

Датчик температуры ETT-10PT RTD (датчик температуры сопротивления) состоит из керамического резистивного элемента (Pt. 100) с европейской калибровкой кривой DIN IEC 751 (ранее DIN 43760). Элемент сопротивления размещен в прочной трубке из нержавеющей стали с закрытым концом, которая защищает элемент от влаги.

Как работает датчик температуры RTD модели ETT-10PT?

Датчик температуры сопротивления работает по принципу, согласно которому сопротивление датчика является функцией измеряемой температуры. Платиновый RTD имеет очень хорошую точность, линейность, стабильность и воспроизводимость.

Датчик температуры сопротивления модели ETT-10PT поставляется с трехжильным экранированным кабелем. Красный провод обеспечивает одно соединение, а два черных провода вместе обеспечивают другое. Таким образом достигается компенсация сопротивления выводов и изменения сопротивления выводов от температуры. Показания датчика температуры сопротивления можно легко считывать с помощью цифрового индикатора температуры RTD.

Технические характеристики термометра сопротивления модели ETT-10PT

Тип датчика	Pt 100
Range	-20o to 80o C
Accuracy	± (0. 3 + 0.005*t)o C
Calibration	DIN IEC 751
Curve (European)	0.00385 Ohms/Ohm/oC
Dimension (Φ x L)	8 x 135 mm
Cable	3 core shielded

Encardio Rite Thermocouple

The Encardio Rite offers Термопара Т-типа  (медь-константан) для измерения внутренней температуры в бетонных конструкциях. Он состоит из двух разнородных металлов, соединенных вместе на одном конце. Когда соединение двух металлов нагревается или охлаждается, возникает напряжение, которое можно соотнести с температурой.

Термопарное измерение состоит из провода термопары с двумя разнородными проводниками (медь-константан), соединенными на одном конце для образования горячего спая. Этот конец герметизируется от коррозии и размещается в требуемых местах измерения температуры.

Другой конец провода термопары соединяется с подходящим разъемом для термопары, образуя холодный спай. Показания термопары отображают прямое показание температуры в месте установки и автоматически компенсируют температуру холодного спая.

Технические характеристики термопары Encardio Rite

Тип провода	T-Copper-Constantan
Изоляция провода	PFA Teflon2C	0185
Hot junction Temperature	Up to 260oC (Max)
Connector Type Miniature	Glass filled Nylon
Service temperature	-20o to to 100oC
Cold Junction Temperature	Ambient

Где используется датчик температуры?

Применение датчика температуры включает:

1. Датчики температуры используются для проверки проектных предположений, которые способствуют более безопасному и экономичному проектированию и строительству.
2. Они используются для измерения повышения температуры в процессе твердения бетона.
3. Они могут измерять температуру горных пород вблизи резервуаров для хранения сжиженного газа и операций по замораживанию грунта.
4. Датчики температуры также могут измерять температуру воды в резервуарах и скважинах.
5. Его можно использовать для интерпретации связанных с температурой изменений напряжения и объема в плотинах.
6. Их также можно использовать для изучения влияния температуры на другие установленные приборы.

Преимущества датчиков температуры Encardio Rite

1. Датчик температуры Encardio Rite является точным, недорогим и чрезвычайно надежным.
2. Они подходят как для поверхностного монтажа, так и для встроенных приложений.
3. Низкая тепловая масса обеспечивает более быстрое время отклика.
4. Вибрационный датчик температуры полностью взаимозаменяем; один индикатор может считывать все датчики.
5. Корпус защищен от непогоды со степенью защиты IP-68.
6. Они поставляются с легкодоступными индикаторами для прямого отображения температуры.
7. Датчики температуры имеют превосходную линейность и гистерезис.
8. Технология вибрирующей проволоки обеспечивает долговременную стабильность, быстрое и легкое считывание.
9. Датчики герметизированы электронно-лучевой сваркой с вакуумом около 1/1000 торр внутри.
10. Они подходят для дистанционного считывания, сканирования и регистрации данных.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между датчиком температуры и преобразователем температуры?

Датчик температуры — это прибор, используемый для измерения степени нагревания или охлаждения объекта, тогда как преобразователь температуры — это устройство, сопряженное с датчиком температуры для передачи сигналов на удаленное место в целях контроля и управления.

Это означает, что термопара, RTD или термистор подключены к регистратору данных для получения данных в любом удаленном месте.

Как измеряется температура в бетонной плотине?

За исключением процедуры, принятой во время строительства, наибольший фактор, вызывающий напряжение в массивном бетоне, связан с изменением температуры. Поэтому для анализа развития термических напряжений и контроля искусственного охлаждения необходимо отслеживать изменение температуры бетона во время строительства.

Для этого необходимо точно измерить температуру во многих точках конструкции, в воде и в воздухе. Необходимо встроить достаточное количество датчиков, чтобы получить правильную картину распределения температуры в различных точках конструкции.

Типичная схема большой бетонной плотины заключается в размещении датчиков температуры через каждые 15–20 м по поперечному сечению и через каждые 10 м по высоте. Для небольших плотин расстояние может быть уменьшено. Температурный датчик, помещенный в верхней части плотины, оценивает температуру резервуара, поскольку она меняется в течение года.

Это намного проще, чем время от времени бросать термометр в резервуар для наблюдения. При эксплуатации бетонной плотины суточные и сезонные изменения окружающей среды оказывают разрушительное воздействие на развитие термических напряжений в конструкции. Эффект более заметен на нижней стороне. Рядом с бетонной плотиной и в нижней ее части следует разместить несколько датчиков температуры для оценки быстрых ежедневных и еженедельных колебаний температуры.

Какой датчик температуры самый точный?

Термометр сопротивления — самый точный датчик температуры. Платиновый RTD имеет очень хорошую точность, линейность, стабильность и воспроизводимость по сравнению с термопарами или термисторами.

Что такое термопара?

Термопара — это тип датчика температуры, который используется для измерения внутренней температуры объекта.

Для термопар действуют три закона, как указано ниже:

Закон однородности материала

Если все провода и термопара изготовлены из одного материала, то изменения температуры проводки не влияют на выходное напряжение. Следовательно, необходимы провода, изготовленные из различных материалов.

Закон промежуточных материалов

Сумма всех термоэлектрических сил в цепи с рядом разнородных материалов при одинаковой температуре равна нулю. Это означает, что если добавить третий материал при той же температуре, новый материал не будет генерировать результирующее напряжение.

Закон последовательных или промежуточных температур

Если два разнородных однородных материала создают термо-ЭДС1, когда их соединения находятся в точках Т1 и Т2, и создают термо-ЭДС2, когда точки соединения находятся в точках Т2 и Т3, то ЭДС генерируется, когда точки соединения находятся в точках Т1 и T3 будет emf1 + emf2

Как проверить датчик температуры?

В Encardio Rite у нас есть специализированные камеры для температурных испытаний (с уже известной температурой и системами контроля температуры) для проверки точности и качества наших датчиков температуры.