الدليل الكامل لأسلاك RTD ذات العناصر المزدوجة: التوصيلات والتكرار والاختيار

تفتح رأس الوصلة لجهاز استشعار درجة الحرارة الصناعية وتجد مجموعتين من أسلاك الرصاص بدلاً من واحدة. هذا هو الدليل الأول الذي تنظر إليه في أسلاك RTD ثنائية العنصر. يحتوي العنصر المزدوج RTD على كاشفي درجة حرارة مقاومين مستقلين كهربائيًا داخل نفس المبيت أو البئر الحراري، وتحدد الطريقة التي يتم بها توصيل هذه العناصر ما إذا كنت ستحصل على تكرار، أو قراءة متوسطة، أو إشارتين منفصلتين للتحكم في العملية وحمايتها.

الإجابة المختصرة على معظم أسئلة توصيلات RTD ذات العناصر المزدوجة بسيطة: تعامل مع كل عنصر باعتباره RTD منفصلاً. يتمتع كل عنصر بخاصية المقاومة الخاصة به مقابل درجة الحرارة، ويمكن توصيل كل عنصر بجهاز الإرسال أو وحدة التحكم أو نظام الأمان الخاص به. ما يجعل الأسلاك ثنائية العناصر أكثر إثارة للاهتمام هو كيفية تطبيق هذا الاستقلال في الميدان.

يغطي هذا الدليل أساسيات توصيلات RTD ثنائية العناصر، واتصالات ثنائية وثلاثية وأربعة أسلاك، والتكوينات الشائعة، ووصلة جهاز الإرسال، ومنطق التكرار، وممارسات التثبيت، والمعايرة، واستكشاف الأخطاء وإصلاحها. ويتضمن أيضًا نصائح حول اختيار التصميمات المدرعة والتجميعية والمحمية من الانفجارات حتى تتمكن من توصيل الأسلاك بثقة دون التخمين.

ما هو العنصر المزدوج RTD؟

العنصر المزدوج RTD هو كاشف درجة حرارة المقاومة الذي يحتوي على عنصرين منفصلين لاستشعار البلاتين في نفس الأنبوب الواقي أو الغلاف أو التجميع. كل عنصر عادة ما يكون عبارة عن مقاومة بلاتينية ذات غشاء رقيق أو سلك ملفوف بمقاومة اسمية تبلغ 100 أوم عند 0 درجة مئوية، تسمى عادة Pt100. العنصران معزولان كهربائيًا عن بعضهما البعض وعن الغلاف المعدني، لذا يمكن استخدامهما بشكل مستقل تمامًا.

كل عنصر لديه مجموعته الخاصة من أسلاك الرصاص. وبالتالي فإن RTD ثنائي العنصر يحتوي على سلكين أو ثلاثة أو أربعة أسلاك توصيل لكل عنصر، اعتمادًا على نمط الاتصال الداخلي. تحتوي أجهزة استشعار Pt100 ثنائية العنصر الأكثر شيوعًا على ستة أسلاك: ثلاثة أسلاك للعنصر الأول وثلاثة أسلاك للعنصر الثاني. تتوفر إصدارات ثمانية أسلاك بأربعة أسلاك لكل عنصر للأجهزة التي تتطلب دقة حقيقية بأربعة أسلاك على كلا العنصرين.

قد يكون البناء الميكانيكي عبارة عن نوع تجميعي برأس طرفي، أو نوع مغلف بكابل مرن معزول معدني، أو نوع مقاوم للانفجار مع غلاف مقاوم للاشتعال. عادة ما يتم وضع عناصر الاستشعار بالقرب من بعضها بحيث يمثل كلاهما نفس نقطة درجة حرارة العملية. هذا القرب المادي هو ما يجعل RTDs ذات العنصر المزدوج جذابة للقياسات الحرجة للسلامة والمتكررة في اختراق عملية واحدة.

العناصر والمواد النموذجية

• عناصر رقيقة من البلاتين ذات مقاومة اسمية تبلغ 100 أوم عند 0 درجة مئوية
• عناصر ملفوفة بالأسلاك لتحقيق اهتزاز عالي أو ثبات في درجات الحرارة العالية
• عناصر النيكل أو النحاس للتطبيقات الخاصة، على الرغم من أن Pt100 يظل هو السائد
• تغليف سيراميك أو زجاجي لعزل العنصر وحمايته من الرطوبة
• الألومينا عالية النقاء أو مسحوق أكسيد المغنيسيوم في إصدارات مغلفة

لا يغير تصميم العنصر المزدوج الفيزياء الأساسية لـ RTD. لا يزال كلا العنصرين يتبعان نفس منحنى المقاومة ودرجة الحرارة، والذي يحدده عادةً معيار IEC 60751 للبلاتين. إذا انحرف أحد العناصر، أو فشل، أو احتاج إلى المعايرة، فإن العنصر الآخر يظل متاحًا للقياس، وهي الفائدة العملية المركزية.

لماذا نختار RTD ذو العنصر المزدوج بدلاً من RTD ذو العنصر الواحد؟

عادةً ما يكون قرار تثبيت RTD ثنائي العنصر مدفوعًا بالتكرار أو قيود المساحة أو الحاجة إلى توصيل نفس نقطة درجة الحرارة بأنظمة تحكم ومراقبة متعددة. يمنحك عنصر RTD الفردي إشارة مقاومة واحدة ونقطة فشل واحدة. يمنحك RTD ثنائي العنصر إشارتين مستقلتين من نفس موقع العملية، وهو ما يمثل ميزة تشغيلية كبيرة.

هناك سوء فهم شائع مفاده أن RTDs ذات العناصر المزدوجة مخصصة فقط للصناعات عالية الأمان مثل توليد الطاقة أو النفط والغاز. ومن الناحية العملية، يتم استخدامها أيضًا عندما يريد مهندس العمليات مؤشر درجة حرارة محلي وإشارة DCS عن بعد من نفس النقطة، دون إضافة بئر حراري ثانٍ. غالبًا ما يكون سعر المستشعر الإضافي الصغير أقل من تكلفة حفر فوهة أخرى في وعاء أو خط أنابيب.

يجب أيضًا أن تأخذ في الاعتبار أن RTD ثنائي العنصر لا يمكن أن يحل محل RTDs المثبتين بشكل منفصل بشكل كامل إذا كان من الضروري وضع RTDs في مواضع مادية مختلفة. إذا كان الهدف هو قياس نفس النقطة باستخدام مستشعرين، فإن العنصر المزدوج هو خيار أبسط. إذا كان الهدف هو مقارنة درجة الحرارة في موقعين مختلفين، فاستخدم مستشعرين منفصلين مفردين أو مزدوجين.

أساسيات الأسلاك RTD ذات العنصر المزدوج: توصيلات سلكين و3 أسلاك و4 أسلاك

يمكن توصيل كل عنصر داخل RTD ثنائي العنصر بنفس طريقة توصيل RTD واحد. تحدد طريقة الأسلاك مدى دقة دائرة القياس في تعويض مقاومة سلك الرصاص. بالنسبة للمستشعر ثنائي العنصر، يتضاعف عدد أسلاك التوصيل وفقًا لذلك.

في اتصال ثنائي الأسلاك، يتصل سلكان بالعنصر، وتشمل المقاومة المقاسة مقاومة أسلاك الرصاص. هذه الطريقة مقبولة فقط لتشغيل الكابلات القصيرة ومتطلبات الدقة المنخفضة لأن مقاومة الرصاص تتغير مع درجة الحرارة المحيطة وتتسبب في خطأ في القياس. يحتوي RTD ذو العنصر المزدوج مع سلكين لكل عنصر على أربعة أسلاك خارجية.

في اتصال ثلاثي الأسلاك، يتم توصيل ثلاثة أسلاك بأحد طرفي العنصر وسلك مشترك واحد. تقيس دائرة القياس مقاومة سلك واحد وتطرحه من الحلقة الكلية. هذا هو الحل الوسط الصناعي الأكثر شيوعًا لأنه يوفر تعويضًا جيدًا للرصاص دون الحاجة إلى زوج تيار وجهد مخصص. عنصر مزدوج Pt100 بثلاثة أسلاك لكل عنصر ستة أسلاك خارجية.

في اتصال بأربعة أسلاك، يوفر سلكان تيارًا ثابتًا وسلكين منفصلين يقيسان الجهد عبر العنصر. وهذا يزيل خطأ مقاومة الرصاص تمامًا، مما يجعلها الطريقة الأكثر دقة. يحتوي RTD ذو العنصر المزدوج بأربعة أسلاك لكل عنصر على ثمانية أسلاك خارجية، وهو أقل شيوعًا ولكنه ضروري للقياسات عالية الدقة والتطبيقات المعملية.

تختلف الألوان المادية للوصلات حسب الشركة المصنعة، ولكن التقليد الشائع هو استخدام زوج ألوان واحد للعنصر الأول وزوج ألوان آخر للعنصر الثاني. قبل الإنهاء، قم دائمًا بتأكيد تعيين الرصاص باستخدام ورقة بيانات المستشعر. إذا قمت بخلط العناصر، فقد لا يزال بإمكانك الحصول على قراءات صالحة ولكنك ستفقد تعيين التكرار المقصود.

من منظور الأسلاك، تعامل مع العنصر الأول على أنه RTD A والعنصر الثاني على أنه RTD B. احتفظ بمجموعتي الأسلاك منفصلة في رأس الوصلة وعلى طول مسار الكابل لتقليل مخاطر حدوث دوائر قصيرة عرضية ولتبسيط استكشاف الأخطاء وإصلاحها في المستقبل.

تكوينات الأسلاك RTD المشتركة للعنصر المزدوج

بمجرد أن تفهم أن كل عنصر هو RTD مستقل، يصبح من السهل تنظيم تكوينات الأسلاك. التكوينات الصناعية الأكثر شيوعًا هي القياس المزدوج المستقل، والقياس الزائد للسلامة، وإشارات العملية/العرض المنفصلة.

القياس المزدوج المستقل

يتصل العنصر الأول بنظام التحكم الرئيسي من خلال جهاز إرسال درجة الحرارة. يتصل العنصر الثاني بجهاز إرسال الإشارة المحلي أو نظام مراقبة الاهتزاز. هذا هو الاختيار النموذجي لمحامل المحرك وعلب التروس والضواغط حيث تحتاج نفس درجة حرارة المحمل إلى الوصول إلى كل من مرحل الحماية ونظام إدارة الأصول.

القياس الزائد للسلامة

يتم توصيل كلا العنصرين ببطاقات إدخال تناظرية منفصلة أو أجهزة PLC منفصلة للسلامة. إذا فشل العنصر الأول في الفتح، يستمر العنصر الثاني في توفير درجة حرارة العملية. يجب أن تشتمل الأسلاك الزائدة عن الحاجة على أطراف توصيل منفصلة وكابلات منفصلة ومصادر طاقة منفصلة بشكل مثالي لتحقيق التنوع الحقيقي.

عملية منفصلة وإشارة العرض

يقوم أحد العناصر بتغذية DCS للتحكم في العملية، بينما يقوم العنصر الثاني بتغذية عداد اللوحة أو شاشة HMI. يؤدي هذا إلى تجنب بطاقات عزل الحلقة ويسمح لموظفي الصيانة بالتحقق من قراءة العملية دون لمس حلقة التحكم.

سلسلة أو التكوينات التفاضلية

تتضمن التكوينات الأقل شيوعًا توصيل عنصرين على التوالي للحصول على متوسط مقاومة تقريبي، أو في جسر لقياس اختلاف درجة الحرارة. ونادرا ما تستخدم هذه الأساليب في الأنظمة الرقمية الحديثة لأن جهاز الإرسال يمكنه حساب المتوسط ​​أو الفرق إلكترونيا بدقة أفضل.

عندما تخطط لمخطط الأسلاك، قم بتسمية كل طرف بشكل واضح. استخدم ألوان سلكية منفصلة لكل عنصر وقم بتعيين أرضية درع مشتركة للكابل. يمكن أن يبدو RTD ذو العنصر المزدوج مع ستة أسلاك أمرًا مخيفًا، لكن مخطط الأسلاك الواضح يزيل معظم المخاطر.

توصيل سلك RTD مزدوج العنصر إلى جهاز إرسال درجة الحرارة

السؤال الأكثر عملية في أسلاك RTD ثنائية العنصر هو كيفية إجراء الاتصال النهائي بجهاز الإرسال. تحتوي العديد من أجهزة إرسال درجة الحرارة على مدخل RTD واحد؛ يحتاج المستشعر ثنائي العنصر بعد ذلك إلى جهازي إرسال. تحتوي أجهزة الإرسال الأخرى على مدخلات RTD مزدوجة ويمكنها قبول كلا العنصرين مباشرة.

قبل توصيل الأسلاك، تحقق من تكوين إدخال جهاز الإرسال. يحتوي جهاز إرسال RTD القياسي أحادي الإدخال على أطراف توصيل مثل 1، 2، 3، و4 لـ RTD ثلاثي الأسلاك. إذا قمت بتوصيل مستشعر ثنائي العنصر بجهازي إرسال أحاديي الإدخال، فإن كل عنصر يستخدم مجموعته الخاصة من الأطراف الطرفية. إذا كنت تستخدم جهاز إرسال مزدوج الإدخال، فما عليك سوى تعيين العنصر الأول للإدخال A والعنصر الثاني للإدخال B.

الترتيب الميداني الأكثر شيوعًا واقتصاديًا هو جهازي إرسال مثبتين على الرأس مثبتين داخل رأس اتصال RTD. وهذا يحافظ على الإشارة التناظرية قوية ومحلية، ويتيح لك تشغيل حلقتين منفصلتين بقوة 4-20 مللي أمبير إلى غرفة التحكم. يتم إنهاء الأسلاك الستة الخاصة بـ RTD ذات العنصر المزدوج عند أطراف جهاز الإرسال أو كتلة طرفية، وينتج كل جهاز إرسال حلقة تيار مستقلة.

عند التبديل بين عنصرين، تأكد من أن تكوين جهاز الإرسال يطابق منحنى مقاومة المستشعر وطريقة الأسلاك. على سبيل المثال، إذا قمت بتحديد إدخال Pt100 بثلاثة أسلاك، فيجب أن يرى جهاز الإرسال ثلاثة خيوط من عنصر واحد فقط. لا تجمع الخيوط من كلا العنصرين في مدخل جهاز إرسال واحد.

غالبًا ما يُفضل استخدام RTD القوي ذو العنصر المزدوج مع العزل المعدني لتركيب جهاز الإرسال لأن الكابل ينحني بسهولة ويحافظ طرف الاستشعار على كلا العنصرين في نفس الموضع. كما يقلل هذا النمط من وقت الاستجابة مقارنةً بنوع التجميع ذو التجويف الكبير.

RTD مُغلف بعنصر مزدوج للأسلاك الزائدة عن الحاجة يوفر جهاز RTD المدمج المعزول بالمعادن عنصري استشعار في غلاف مرن، مما يدعم الأسلاك الزائدة دون الحاجة إلى آبار حرارية إضافية. استجابتها السريعة تناسب تركيب جهاز الإرسال وتحسن من توفر القياس الحراري. عرض المنتج →

الأسلاك التكرارية للعمليات عالية التوفر

تعد أسلاك RTD ذات العناصر المزدوجة الزائدة طريقة مجربة لتحسين توفر القياس الحراري دون إضافة بئر حراري ثانٍ. في الوظائف المجهزة بأدوات السلامة، يمكن استخدام العنصر الثاني كطبقة منفصلة من الحماية، ولكن فقط إذا كانت الأسلاك زائدة عن الحاجة أيضًا.

ابدأ برأس توصيل المستشعر. استخدم صفين طرفيين منفصلين، أحدهما للعنصر الأول والآخر للعنصر الثاني، مع وجود حاجز مؤرض بينهما إن أمكن. قم بتوصيل أسلاك كل عنصر بكابلات منفصلة إلى خزانة التنظيم. تجنب تشغيل كلا العنصرين من خلال نفس الكابل متعدد النواة لأن حريق الكابل أو الضرر المادي قد يؤدي إلى إزالة كلا الإشارتين في وقت واحد.

في الخزانة، قم بتعيين العنصر الأول لنظام التحكم الأساسي في العمليات والعنصر الثاني لنظام السلامة. يوفر هذا الفصل التنوع الوظيفي. تقوم بعض المصانع أيضًا بتوصيل العنصر الأول بمدخل PLC زائد والعنصر الثاني بجهاز مراقبة اهتزاز منفصل للمنطق الخاضع للإشراف.

1. تأكد من أن المستشعر يحتوي على عنصرين مستقلين بمقياس أومومتر قبل التثبيت.
2. قم بتوصيل كل عنصر باستخدام نفس اتفاقية القطبية عبر جميع الأجهزة.
3. قم بتعيين سلوك آمن من الفشل لجهاز الإرسال لظروف الدائرة المفتوحة والدائرة القصيرة.
4. إضافة إنذار تشخيصي في نظام التحكم في حالة انحراف القراءتين بأكثر من الحد المحدد.
5. قم بتوثيق منطق التكرار باستخدام مخطط السبب والنتيجة.

ونظرًا لأن كلا العنصرين يشتركان في نفس طرف الاستشعار، فعادةً ما يقرأان نفس درجة الحرارة تقريبًا. يعد إنذار الانحراف من 2 درجة مئوية إلى 5 درجات مئوية نموذجيًا لعنصر مزدوج صحي RTD. إذا زاد الانحراف، فإنه يشير إلى انحراف المستشعر أو دخول الرطوبة أو تلف سلك الرصاص قبل أن يفشل أي عنصر تمامًا.

بالنسبة لتطبيقات الاستعداد الساخنة، يجب على DCS أو منطق الأمان مراقبة كلا المدخلات بشكل مستمر والتحويل تلقائيًا إلى العنصر الصحي عند فشل العنصر النشط. يجب اختبار منطق التبديل مرة واحدة على الأقل أثناء التشغيل وبعد أي إصلاح شامل للأداة.

ثنائي العنصر RTD مقابل اثنين من RTDs منفصلين

في بعض الأحيان يتساءل المهندسون عما إذا كان من الأفضل تركيب RTD ثنائي العنصر أو اثنين من RTDs الفرديين في آبار حرارية منفصلة. تعتمد الإجابة على مدى توفر العملية ووقت الاستجابة والتكلفة والاستقلال المطلوب.

إذا كان بإمكانك تركيب بئرين حراريين منفصلين، فستحصل على مستوى أعلى من التنوع المادي لأن تأثيرًا ميكانيكيًا واحدًا لا يمكن أن يؤدي إلى إتلاف كلا المستشعرين في نفس الوقت. يكون هذا مطلوبًا في بعض الأحيان لتطبيقات الخدمة الشديدة أو عندما تحتاج برامج الصيانة التنبؤية إلى استبدال أجهزة الاستشعار عبر الإنترنت.

إذا كانت العملية تسمح فقط بفوهة واحدة أو بئر حراري، فإن العنصر المزدوج RTD هو الحل العملي. إنه أيضًا اختيار ممتاز للتعديلات التحديثية لأنه يمكنك استبدال مستشعر عنصر واحد دون تعديل اتصال العملية.

يتساءل بعض المستخدمين عما إذا كان عنصر RTD المزدوج أقل دقة من عنصر واحد لأن العنصرين قد لا يكونان متطابقين تمامًا. ومن الناحية العملية، يقوم مصنعو الجودة بمطابقة كلا العنصرين مع نفس فئة التسامح. يسمح معيار IEC 60751 بحد أقصى للانحراف للفئة A والفئة B، وتحافظ أجهزة الاستشعار الجيدة ذات العناصر المزدوجة على كلا العنصرين داخل هذا النطاق.

اختيار البناء المناسب للعنصر المزدوج RTD

تتوفر RTDs ثنائية العناصر في العديد من الإنشاءات المادية. يعتمد الاختيار الصحيح على ضغط العملية ودرجة الحرارة والاهتزاز والهجوم الكيميائي ومتطلبات التثبيت. يمكنك في كثير من الأحيان طلب تكوين ثنائي العنصر في RTD تجميع قياسي، أو RTD مغلف، أو RTD مقاوم للانفجار، أو تصميم متعدد النقاط.

يعد تجميع RTD هو البناء الأكثر شيوعًا لأسلاك العناصر المزدوجة للأغراض العامة. يستخدم وصلة ملولبة أو ذات حواف، وإدخال محمل بنابض، ورأس طرفي من الحديد الزهر أو الألومنيوم. يمنحك ذلك مساحة كافية لعنصرين من ثلاثة أسلاك وجهازي إرسال مثبتين على الرأس.

بالنسبة للمناطق الحساسة للاهتزاز، يعتبر RTD المغلف برأس توصيل مدمج أكثر أمانًا لأنه يحتوي على ذراع لحظية أصغر ويمكنه تحمل الضغط الميكانيكي. كما أن العناصر المزدوجة العناصر المغلفة تكون أيضًا أسرع في الاستجابة، مما يجعلها مفيدة عندما يتعين اكتشاف الانفلات الحراري بسرعة.

في المناطق الخطرة، يجب تركيب RTD ثنائي العنصر في حاوية مقاومة للانفجار أو من خلال حاجز أمان داخلي. تتبع قواعد الأسلاك تصنيف المنطقة المحلية، وليس فقط تصنيف IP الخاص بالمستشعر. تحقق دائمًا من شهادة المنتج وموافقة إدخال الكابل.

إذا كان سيتم استخدام العنصر المزدوج RTD لوظيفة أمان زائدة عن الحاجة، فاطلب موصلًا وترتيبًا طرفيًا يمنع الأسلاك المتقاطعة العرضية بين العناصر. تقدم بعض الشركات المصنعة موصلات ذات مفاتيح أو كتل طرفية ملونة لهذا الغرض.

تجميع RTD لمراقبة العمليات جهاز استشعار متعدد الاستخدامات لقياس درجة حرارة السائل والغاز والسطح بشكل مباشر، ويمكن دمجه بسهولة مع أدوات العرض والتسجيل. ويناسب تصميمه القوي التحكم في العمليات والحصول الموثوق على البيانات في الوقت الفعلي. عرض المنتج →

أفضل ممارسات التثبيت والإنهاء

تبدأ أسلاك RTD الجيدة ذات العنصر المزدوج بالتركيب الميكانيكي الجيد. يجب إدخال المستشعر بالكامل في البئر الحراري أو تجويف العملية، ويجب توجيه رأس الطرف بحيث تشير مداخل الكابل إلى الأسفل لتقليل دخول الماء. يجب أن يتبع عزم الدوران نوع الخيط؛ يمكن أن يؤدي الإفراط في تشديد اتصال NPT أو M20 إلى تشويه المستشعر وتغيير العناصر.

عند إنهاء أسلاك التوصيل، تجنب قطعها بشكل أقصر من اللازم. إذا كانت هناك حاجة إلى تغيير الأسلاك في وقت لاحق، فإن الطول الاحتياطي الكافي يسمح لك بإعادة الإنهاء. استخدم الحلقات على الأسلاك المجدولة ولا تترك خيوطًا فضفاضة يمكن أن تقصر على غلاف الرأس.

حافظ على الفصل بين كابلات إشارة RTD وكابلات الطاقة. الحد الأدنى الموصى به للتباعد هو 12 بوصة من خطوط طاقة التيار المتردد، مع العبور بزوايا قائمة إذا كان ذلك لا مفر منه. وهذا يقلل من الضوضاء المستحثة التي يمكن أن تسبب قراءات غير منتظمة على اتصال ثلاثي الأسلاك.

بالنسبة للعنصر المزدوج RTD في البئر الحراري، عادة ما يتم وضع العنصرين على نفس العمق. إذا كنت بحاجة إلى نقطتين مختلفتين لدرجة الحرارة في مفاعل واحد، فاختر تصميمًا متعدد النقاط بدلاً من عنصر مزدوج قياسي، لأن العنصر المزدوج القياسي لا يمكنه قياس موقعين مختلفين.

بعد توصيل الأسلاك، قم بإجراء فحص استمرارية بسيط بين كل عنصر وجهاز الإرسال الخاص به. استخدم جهاز Megger فقط مع فصل جهاز الإرسال، ولا تقم أبدًا بتطبيق أكثر من جهد اختبار العزل المقدر على عناصر RTD.

معايرة واختبار RTDs ثنائي العنصر

يجب اختبار RTDs ثنائي العنصر على كلا العنصرين، وليس على عنصر واحد فقط. تخطئ العديد من النباتات في معايرة العنصر الأول وافتراض أن العنصر الثاني متطابق. على الرغم من أن كلا العنصرين يشتركان في نفس المبيت، إلا أنهما يمكن أن يتقادما بشكل مختلف بسبب التدوير الحراري، والاهتزاز، والتعرض للرطوبة.

الاختبار الأكثر موثوقية هو قياس المقاومة الدقيق عند درجة حرارة مرجعية، مثل حمام جليدي أو معاير الكتلة الجافة. قارن المقاومة المقاسة بجدول IEC 60751. بالنسبة لعنصر Pt100، يجب أن تقرأ 0 درجة مئوية حوالي 100.00 أوم، ويجب أن تقرأ 100 درجة مئوية حوالي 138.51 أوم.

عند إجراء معايرة ثلاثية الأسلاك، يجب أن يستخدم المعاير نفس ترتيب الرصاص مثل جهاز الإرسال المثبت. تقوم بعض أجهزة المعايرة المحمولة بتعويض مقاومة الرصاص تلقائيًا، لكن عليك أن تخبرهم بتكوين السلك الذي تستخدمه.

1. افصل كلا العنصرين عن أجهزة الإرسال قبل الاختبار.
2. قم بقياس المقاومة بين كل زوج من الخيوط للتأكد من أن العنصر ليس مفتوحًا.
3. تحقق من مقاومة العزل بين كل عنصر والغلاف باستخدام جهاز قياس 100 فولت تيار مستمر.
4. قم بغمر طرف الاستشعار في حمام المعايرة وإتاحة الوقت لتحقيق التوازن الحراري.
5. سجل مقاومة العنصر الأول والعنصر الثاني عند كل نقطة محددة.
6. اقبل المستشعر إذا كان كلا العنصرين يلبيان فئة التسامح المطلوبة.

بالنسبة لتطبيقات السلامة الهامة، قم أيضًا بإجراء اختبار حلقة من خلال كل جهاز إرسال وبطاقة إدخال نظام التحكم. يتحقق هذا من أن الأسلاك من المستشعر إلى الشاشة مستمرة وأن حالة الأمان من الفشل تعمل عند فصل العنصر.

إذا تمت قراءة العنصرين بشكل صحيح في درجة حرارة الغرفة ولكنهما ينحرفان عند درجة حرارة عالية، فتحقق من وجود إجهاد ميكانيكي أو رطوبة في الغلاف. يمكن أن يتسبب العزل المعدني الملوث بالرطوبة في مقاومة التحويل التي تظهر كقراءة منخفضة عند درجة حرارة عالية.

الصيانة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها لأسلاك RTD ذات العنصر المزدوج

عندما تظهر حلقة أسلاك RTD ذات العنصر المزدوج قراءة غير صالحة، فإن أسرع طريقة هي تحديد العنصر المعيب ونوع الخطأ. عادةً ما تتسبب الدائرة المفتوحة في رفع مستوى جهاز الإرسال أو خفضه اعتمادًا على إعداده الآمن للفشل. يمكن أن تنتج دائرة كهربائية قصيرة قراءة مقاومة منخفضة، غالبًا بالقرب من مقاومة الكابل.

ابدأ بقياس كلا العنصرين عند رأس الوصلة. يجب أن يُظهر عنصر Pt100 الصحي قيمة مقاومة تتوافق مع درجة الحرارة المحيطة. إذا كانت قراءة أحد العناصر مفتوحة، فهذا يعني أن الخلل موجود داخل المستشعر أو في وصلة الرصاص الداخلية الخاصة به. إذا كانت قراءة كلا العنصرين مفتوحة، فمن المرجح أن تكون المشكلة في غلاف الكابل المشترك أو بعد حدوث تلف ميكانيكي شديد.

تحقق من الترميز اللوني لكل سلك متوقع قبل الاعتماد على القياس. تستخدم بعض المستشعرات ثنائية العناصر نفس ألوان الأسلاك لكلا العنصرين، مما يجعل من السهل تعيين الزوج الخطأ. إذا أظهر جهاز الإرسال قراءة تمثل مقاومة عنصر واحد بالضبط، فربما تكون قد قمت بتوصيل عنصر واحد فقط وتركت الآخر مفتوحًا.

هناك خطأ شائع في الأسلاك في RTDs ثنائي العناصر المكون من 6 أسلاك وهو توصيل الخيوط الثلاثة للعنصر الأول بجهاز إرسال ثلاثي الأسلاك بينما يتم تكوين دخل جهاز الإرسال لعنصر واحد ولكن مع السلك المشترك من العنصر الثاني. وهذا يخلق قراءة مقاومة عالية لأن الدائرة تمر عبر كلا العنصرين على التوالي.

يجب أن تشمل الصيانة الدورية ربط جميع أطراف البراغي لأن التمدد الحراري يمكن أن يؤدي إلى تفككها بمرور الوقت. افحص أيضًا حشية رأس الوصلة. الرطوبة هي السبب الرئيسي لفشل العزل في أطراف RTD، ويمكن أن تؤثر على كلا العنصرين بمعدلات مختلفة.

للحصول على دعم استكشاف الأخطاء وإصلاحها، احتفظ بجدول تشخيص بسيط في مجلد الجهاز مع قيم المقاومة المتوقعة في درجات الحرارة المشتركة. يتيح ذلك للفنيين أن يقرروا بسرعة ما إذا كانوا يريدون استبدال المستشعر أو متابعة الأسلاك.

حالات تطبيق RTD للعنصر المزدوج ومعايير الاختيار

تظهر RTDs ثنائية العنصر في كل قطاع تقريبًا يحتاج إلى قياس موثوق لدرجة الحرارة. التطبيقات الأكثر شيوعًا هي محامل المحركات والمولدات، وأختام المضخات، وخطوط تفريغ الضاغط، والمبادلات الحرارية، ومياه التغذية لمحطات الطاقة، ودرجات حرارة سطح المفاعل الكيميائي.

في محمل المحرك، يذهب العنصر الأول إلى مرحل الحماية الذي يعطل المحرك عند درجة حرارة عالية، ويذهب العنصر الثاني إلى جهاز مراقبة درجة الحرارة المستمر. يؤدي هذا إلى تجنب مرحل واحد معطل من إيقاف تشغيل المحرك بشكل غير متوقع. عادةً ما يكون المستشعر عبارة عن عنصر RTD مزدوج مغلف بقطر صغير يتم إدخاله في فتحة محفورة في مبيت المحمل.

في المبادل الحراري، غالبًا ما يتم تثبيت RTD ثنائي العنصر في فوهة المخرج. يقوم أحد العناصر بتغذية حلقة التحكم التي تضبط تدفق مياه التبريد؛ العنصر الثاني يغذي نظام مراقبة الطاقة أو قفل الأمان. يعمل نفس الأسلوب على الأفران ومبردات المروحة.

في المناطق الخطرة مثل منشآت النفط والغاز، يلزم استخدام RTD مزدوج العنصر مقاوم للانفجار عندما يكون جهاز الإرسال أو المحطات الطرفية داخل المنطقة المصنفة. يمنع الغلاف المقاوم للاشتعال حدوث خلل كهربائي داخلي من إشعال الجو المحيط. نظرًا لأن المستشعر يحتوي على عنصرين، يمكن استخدام أحدهما للتحكم في العملية والآخر لوظيفة إيقاف التشغيل الآمن المعتمدة بشكل مستقل.

بالنسبة للمصانع الكيميائية ذات الوسائط المسببة للتآكل، يوفر RTD ثنائي العنصر المضاد للتآكل مع بئر حراري مبطن بـ PTFE إشارتين بينما يحمي العناصر البلاتينية من الهجوم الحمضي. تنطبق نفس مبادئ الأسلاك، ولكن يجب تحديد المادة الحرارية وطول الإدخال بشكل صحيح.

مقاومة للانفجار RTD for Hazardous Areas مصمم للبيئات المتفجرة التي تحتوي على الهيدروكربونات، يقيس هذا المستشعر ما يصل إلى 1300 درجة مئوية بأمان ودقة. مناسب لمصافي التكرير ومصانع الكيماويات التي تحتاج إلى مراقبة آمنة لدرجة الحرارة في الظروف المتقلبة. عرض المنتج →

عند تحديد RTD ثنائي العنصر، قم بتوفير نطاق درجة الحرارة الدقيق، وحجم اتصال العملية، وعمق الإدخال، والمواد الحرارية، ونوع الإنهاء الكهربائي، وفئة تحمل العنصر. توفر المواصفات المكتوبة جيدًا وقت التثبيت وتقلل من أخطاء التشغيل.

نظرة عامة مرئية: حيث يتم استخدام RTDs ثنائي العناصر

لفهم كيفية تطبيق RTDs ثنائي العنصر بشكل أفضل في صيانة المنشآت الصناعية، من المفيد النظر إلى التوزيع النموذجي للتطبيقات. الرسم البياني التالي عبارة عن تفصيل توضيحي يعتمد على خبرة الخدمة الميدانية والممارسات الهندسية الشائعة للأجهزة.

ويوضح حصة تركيبات RTD ثنائية العنصر حسب الوظيفة الأساسية: التكرار، والعرض/التحكم المنفصل، ومتوسط ​​درجة الحرارة، ومرجع المعايرة. يساعد هذا التوزيع مهندسي المصانع على تحديد تكوين الأسلاك الذي يستحق إتقانه أولاً.

يغطي المخطط أربع وظائف واسعة. ويهيمن القياس الزائد لأن أنظمة السلامة تتطلب بشكل متزايد جهازي استشعار مستقلين عند نقطة واحدة. يتبع العرض/التحكم المنفصل. يعد متوسط ​​درجة الحرارة أكثر شيوعًا في المبادلات الحرارية الكبيرة المبردة بالهواء. مرجع المعايرة هو استخدام متخصص ولكنه قيم.

ونظرًا لأن البيانات ليست مرتبطة بصناعة واحدة، فيجب التعامل معها كمرجع تخطيطي بدلاً من جدول إحصائي معتمد. النقطة المهمة هي أن عنصري RTD لا يتم ربطهما دائمًا من أجل التكرار النقي.

دعونا نلقي نظرة الآن على الرسم البياني الشريطي الأفقي.

يوضح الرسم البياني أن أسلاك الأمان الزائدة هي الفئة الأكبر، ولكنها ليست السبب الوحيد لاستخدام مستشعر ثنائي العنصر. الفئة الثانية الأكبر، وهي التحكم بالإضافة إلى العرض المحلي، شائعة بشكل خاص في الآلات الدوارة، حيث يرغب المشغل في قراءة درجة الحرارة محليًا بينما يستمر DCS في التحكم في العملية.

ويمثل متوسط ​​القراءة حوالي 15 بالمائة من عمليات التثبيت. في هذه الحالات، لا يتم استخدام عنصرين بشكل مستقل؛ يتم جمعها أو حساب متوسطها في جهاز إرسال لتمثيل متوسط ​​درجة الحرارة على طول السطح. وهذا يقلل من تكلفة تركيب أجهزة استشعار متعددة أحادية العنصر داخل سخان كبير.

والحصة المرجعية للمعايرة، حوالي 10 بالمائة، صغيرة ولكنها مهمة. ويظل أحد العناصر مخصصًا للاتصال المرجعي، بينما يُستخدم العنصر الثاني للقياس العادي. يتيح ذلك للفنيين فحص عنصر العمل دون فتح العملية.

من منظور الأسلاك، يؤكد الرسم البياني أنه لا ينبغي لك أن تفترض أن كل عنصر مزدوج RTD مخصص لتكرار السلامة. قم بتوضيح الوظيفة المقصودة أولاً، لأن أسلاك التحكم بالإضافة إلى العرض يمكن أن تتحمل في كثير من الأحيان تشغيل كابل أقصر وتكلفة أقل، بينما تتطلب أسلاك الأمان الزائدة فصلًا كاملاً.

يشير التوزيع أيضًا إلى أن التوصيلات ثلاثية الأسلاك ربما تُستخدم في ما يقرب من 70 إلى 80 بالمائة من التركيبات ثنائية العناصر، نظرًا لأنها مناسبة لكل من تطبيقات التكرار والتحكم. تعد التوصيلات بأربعة أسلاك شائعة في التركيبات المرجعية للمعايرة والتحكم في المبادل الحراري عالي الدقة.

إذا قمت بتصميم نظام جديد، ابدأ بكتابة مصفوفة دالة بسيطة للعنصر الأول والعنصر الثاني. يكشف هذا التمرين بسرعة ما إذا كنت بحاجة إلى أجهزة إرسال زائدة عن الحاجة، أو جهاز إرسال مزدوج الإدخال، أو جهاز إرسال متوسط ​​متخصص.

وأخيرًا، لا يُظهر الرسم البياني نوع البناء المادي. قد يستخدم المصنع 60 بالمائة من RTDs المغلفة ذات العنصر المزدوج على المعدات الدوارة، و25 بالمائة من النوع التجميعي في أنابيب العمليات العامة، و15 بالمائة من النوع المقاوم للانفجار في المناطق المصنفة.

ستختلف النسب المئوية الدقيقة في مصنعك، لكن المبدأ يظل كما هو: حدد دور كل عنصر قبل سحب الكابل، وقم بتوثيق هذا الدور على ورقة الحلقة.

الأسئلة الشائعة حول الأسلاك ذات العنصر المزدوج RTD

إلى أين تذهب بعد ذلك: المزيد من الموارد والدعم المباشر

إذا كنت لا تزال تقرر بين عنصر واحد وعنصر مزدوج RTD، أو كنت بحاجة إلى مساعدة في تصميم حلقة معينة، فابدأ باستشارة هندسية قصيرة. تضمن مواصفات المستشعر التفصيلية مطابقة كلا العنصرين وعزلهما وإنهائهما تمامًا كما يتطلب نظامك.

للحصول على فهم أوسع لاختيار أجهزة استشعار درجة الحرارة، اقرأ دليل الصناعة الخاص بنا حول أنواع المزدوجات الحرارية واختيارها. على الرغم من أنه يركز على المزدوجات الحرارية، إلا أن إرشادات التثبيت والأسلاك مفيدة إلى جانب معرفة RTD.

اقرأ دليل اختيار المزدوجات الحرارية