Temperatuurtransmitters
Voor de kwaliteit van uw eindproduct zijn goede temperatuursensoren voor bewaking, aanwijzing en regeling van procestemperaturen essentieel. Indien meetwaarden direct – via een PLC-besturing, computer of software – moeten worden verwerkt, worden hierbij elektronische temperatuurmeters toegepast. Temperatuursensoren met een transmitter en/of een lokale uitlezing hebben daarbij een voedingsspanning nodig.
Temperatuursensoren en schakelaars worden toegepast in onder meer koel- en verwarmingsprocessen in de voedingsmiddelen-, dranken-, chemische en petrochemische industrie. Het leveringsprogramma omvat hoogwaardige weerstandthermometers en thermokoppels, die qua snelheid, meetnauwkeurigheid en betrouwbaarheid optimaal tegemoetkomen aan de hoogste eisen. Daarnaast bieden we u temperatuurtransmitters – ingebouwd in de meetkop of met DIN-railmontage – met diverse communicatieprotocollen.
Meetmethodes
De keuze van de juiste meetmethode en de juiste plaatsing van de temperatuursensor is bepalend voor de betrouwbaarheid van de meting. Het assortiment omvat de volgende meetmethodes en toebehoren:
- Weerstandthermometers, Pt100 (ook Pt1000 versies zijn leverbaar)
- Thermokoppels
- Meetkoppen voor weerstandthermometers en thermokoppels
- Temperatuurtransmitters
- Zakbuizen
Deskundig advies
Onze productspecialisten adviseren u graag bij de selectie van elektronische temperatuursensoren. Ze beoordelen daarbij de complete regeling én de onderlinge samenhang tussen de componenten. Met onze elektronische temperatuursensoren- en schakelaars beheerst u uw koel- of verwarmingsprocessen optimaal, zelfs onder de zwaarste procesomstandigheden.
Selectiecriteria
Voor het selecteren van de best passende temperatuurtransmitter voor uw applicatie is het van belang om bij uw bestelling zoveel mogelijke relevante informatie op te geven. Onderstaand treft u een voorbeeld aan van een overzicht van selectiecriteria:
Plaats van de meting
Voor een nauwkeurige en snelle meting is het belangrijk dat de plaats van de meting goed wordt bepaald.
Plaatsing in het procesmedium
- Wordt de temperatuuropnemer direct in het procesmedium geplaatst, dan gelden de volgende voorwaarden:
- De temperatuuropnemer moet – bij voorkeur vanuit alle richtingen – goed contact met het medium maken op de plaats waar het medium het meest in beweging is
- De stromingsrichting en de kracht van de stroming mogen de voeler niet laten buigen
- Het gevoelige deel van de sensor (meestal uiteinde) moet volledig in het medium steken
- De voeler moet de juiste lengte hebben, want een te korte voeler veroorzaakt te weinig warmteoverdracht
- De plaats van de meting moet goed toegankelijk zijn om de temperatuurvoeler te kunnen vervangen
- Bij een korte insteeklengte moet warmte-uitstraling worden vermeden om beschadiging van de elektronica in de temperatuurmeter te voorkomen
Positie a: goed
- in een bocht
- stroming tegen de mediumstroom in
- zeer goed contact met de procesvloeistof
- lage kracht om de voeler te buigen
Positie b: acceptabel
- schuine insteek bij leidingen met kleine diameters
- stroming schuin tegen de mediumstroom in
- goed contact met de procesvloeistof
- middelmatige kracht om de voeler te buigen
Positie c: matig
- haaks op de stromingsrichting
- contact met de procesvloeistof bij hoge snelheid slechts aan één zijde van de voeler
- hoge kracht om de voeler te buigen
Plaatsing buiten het procesmedium
In processen met een mediumtemperatuur tot circa 250 oC kunnen temperatuuropnemers ook aan de buitenzijde van een leiding of op het oppervlak van een tank worden geplaatst. Dit kan onder meer met behulp van een:
- contactblok
- slangenklem
- tie-wrap
- bevestigingsoog
- hoefmagneet
Montage op de buitenzijde van de leiding zal de reactiesnelheid verlagen en zal de nauwkeurigheid nadelig beïnvloeden, zeker als er verf of roest op zit.
Weerstandsthermometers (Pt100)
Een Pt100 is een temperatuursensor die onderdeel uitmaak van een weerstandthermometer. Het meetprincipe van een Pt100 is gebaseerd op een elektrisch weerstandsmeetsysteem en berust op het feit dat de Ohmse weerstand van een edelmetaal verandert met de temperatuur. De weerstand van een platina (Pt) meetelement heeft bij elke temperatuur een vaste elektrische weerstandswaarde.
Voordelen
Weerstandsthermometers met een Pt100 element bieden onder meer de volgende voordelen:
- Groot meetbereik
- Goede nauwkeurigheid
- Lange levensduur
- Langetermijnstabiliteit: ≤ 0,1 K per jaar
- Nagenoeg lineair gedrag
- Eenvoudige aansluiting
Vanwege deze voordelen worden veruit de meeste industriële temperatuurmetingen uitgevoerd met behulp van een Pt100.
Minder vaak voorkomend in industriële toepassingen is de Pt1000 temperatuursensor. Voordeel van een Pt1000 is dat deze een hogere weerstandswaarde bij dezelfde temperatuur heeft als de Pt100 (zie verder) en dat daardoor de Pt1000 minder last heeft van de draadweerstand waarmee hij verbonden is. Dit geldt met name voor uitvoeringen met een 2-draads aansluiting (zie verder) welke bijvoorbeeld vaak in gebouwautomatisering (utiliteit) worden toegepast.
Toepassing
Afhankelijk van de applicatie kunnen verschillende hoogwaardige Pt100 detectoren worden toegepast, zoals:
- Draadgewonden Pt100 meetweerstanden voor zeer nauwkeurige metingen
- Trillingbestendige glazen meetweerstanden
- Dunne film sensoren
Uitvoeringen
Weerstandsthermometers zijn leverbaar in de volgende uitvoeringen:
Met aangegoten kabel of stekker (dompelvoeler of snoersensor)
Industriële weerstandthermometers
Oppervlaktevoelers
ATEX-gecertificeerde sensoren
Scheepsvaartsensoren
Voedingsmiddelen- en farmaceutische sensoren
Uitgangsignaal
Een Pt100 meetelement heeft bij 0 oC een weerstandswaarde van 100 Ω, net zoals een Pt1000 meetelement bij 0 oC een weerstand van 1000 Ω heeft. De grondwaarden voor platina meetelementen liggen vast in de norm IEC751 en zijn terug te vinden in een weerstandswaarde-tabel.
De weerstandswaarde (Ω) is volgens de Europese norm: RPt100 = (100 + 0,390802 × T - 0,0000580195 x T2) met T in °C.
Het Ohmse meetwaardesignaal kan in principe direct door processturingen of digitale aanwijsinstrumenten worden verwerkt.
Met behulp van een temperatuurtransmitter – ook bekend als meetomvormer – kan het meetwaardesignaal echter ook worden omgezet in een digitaal of analoog uitgangssignaal, zoals 0-10V of 4-20mA.
Meetbereik
Pt100 meetelementen zijn leverbaar in verschillende uitvoeringen, meetnauwkeurigheden en meetbereiken vanaf -200 oC tot + 850 oC.
Meetnauwkeurigheid
- Technische metingen: tolerantieklasse B
- Hogere meetnauwkeurigheden: tolerantieklasse A
Tolerantieklassen
- Klasse A: ± (0,15 + 0,002xt) oC
- Klasse B: ± (0,30 + 0,005xt) oC
(t = temperatuur is ±oC)
Elektrische aansluitingen
Temperatuurmeting met een Pt100 sensor is een weerstandsmeting in de orde van grootte van 100 Ω. Dit betekent dat het meetresultaat aanzienlijk wordt beïnvloed door weerstandsveranderingen op de aansluitdraden als gevolg van temperatuur, asymmetrie in de aansluitkabel en overgangsweerstanden van de aansluitklemmen. Om deze (temperatuur)invloeden op de bedrading te elimineren kan een Pt100 op drie manieren worden aangesloten:
2-draads aansluiting
Bij toepassing van een 2-draads aansluiting heeft de kabelweerstand direct invloed op de meting. De kabelweerstand naar de sensor wordt in dit meetsysteem namelijk direct opgenomen in het meetresultaat, wat leidt tot een extra meetafwijking die de uiteindelijke meetwaarde vervalst. Voor Pt100 sensoren met een hoge meetnauwkeurigheid is een 2-draads aansluiting dan ook niet aan te raden.
Toepassingen
- Verbindingskabels tot 0,25 m
- Pt1000 sensoren
3-draads aansluiting
Bij een 3-draads aansluiting – de meest toegepaste aansluitwijze voor industriële applicaties – wordt het knooppunt voor de derde draad (de zogeheten compensatiedraad) op het Pt100 meetelement zelf uitgevoerd. Hiermee wordt de invloed van de kabelweerstand zo goed mogelijk gecompenseerd.
Tussen de eerste en derde aansluitdraad worden de weerstand van de Pt100 én de kabelweerstand gemeten, tussen de eerste en de tweede aansluitdraad alleen de kabelweerstand. Door de tweede meting af te trekken van de eerste meting, resteert de weerstandswaarde van de naakte Pt100, gecompenseerd voor temperatuurinvloeden op de kabel. De maximumlengte van de aansluitkabel is afhankelijk van de aderdiameter en de compensatiemogelijkheden van de meetapparatuur, zoals een transmitter, aanwijsinstrument of procesregelaar.
Toepassingen
- Verbindingskabels tot 30 m
4-draads aansluiting
Bij 4-draads aansluitingen voeren twee leidingen naar de ene zijde van de Pt100 en twee leidingen naar de andere zijde. Hierdoor worden factoren als temperatuur, asymmetrie in de aansluitkabel en de overgangsweerstand van de aansluitklemmen volledig gecompenseerd en worden vrijwel alle invloeden van de aansluitkabel op het meetresultaat volledig geëlimineerd. Dit resulteert in de hoogste meetnauwkeurigheid. Ook kan een 4-draads aansluiting worden gebruikt als 2-draads of 3-draads aansluiting door het loskoppelen van de overbodige geleiders.
Toepassingen
- Laboratoriumtechnologie
- Kalibratietechnologie
- Tolerantieklasse A of AA
- Verbindingskabels tot 1.000 m
Dubbele sensoren
Een standaard temperatuurtransmitter is altijd voorzien van één sensor. Desgewenst is het mogelijk om een dubbele Pt100 met 3-draads aansluiting toe te passen. Mocht een van de twee sensoren defect raken, dan hoeft niet direct de complete temperatuurtransmitter te worden vervangen. Dit levert bij storingen altijd tijdwinst op voor service- en onderhoudspersoneel en beperkt bovendien het stilstandsverlies van het proces tot een minimum. Voor bepaalde uitvoeringen – bijvoorbeeld met een kleine diameter – zijn dubbele sensoren om technische redenen niet mogelijk.
Kalibratieservice voor weerstandthermometers
ERIKS biedt kalibratieservice aan vanuit haar eigen kalibratiewerkplaats. Desgewenst kalibreren onze ervaren specialisten de door u bestelde temperatuurtransmitters vóór aflevering. Ook is het mogelijk om deze voor (her)kalibratie naar ons te versturen.
Thermokoppels
Thermokoppels zijn bij uitstek geschikt zijn voor het meten van hoge temperaturen. Ze worden ingezet in allerlei processen – variërend van eenvoudig tot veeleisend – in de algemene, chemische, voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie.
Werking
Een thermokoppel bestaat uit twee verschillende metalen of halfgeleiders die met elkaar zijn verbonden. Ze kunnen zonder hulpspanning op het grensvlak tussen de twee metalen een temperatuurverschil omzetten in een elektrische spanning. Het uitgangssignaal (een millivolt-signaal) is dus temperatuurafhankelijk. De voelers van een thermokoppel hebben elektrisch geïsoleerde meetpunten en zijn zodanig ontworpen dat ze uitstekend bestand zijn tegen extreem hoge trillingen.
Uitvoeringen
Thermokoppels zijn net als weerstandsthermometers leverbaar in diverse modellen en uitvoeringen. Voor een breed meetbereik zijn tal van materiaalcombinaties ontwikkeld, elk met een eigen kleurcode en typeaanduiding. Veel toegepaste thermokoppels zijn type K (NiCr-Ni) en type N (NiCrSi-NiSi. Andere uitvoeringen zijn type J, E, T, R, S en B. De tolerantieklasse en de waarden van thermokoppels zijn genormaliseerd en vastgelegd in een tabel volgens de normen IEC 60584 of ISA (ANSI) MC961-1982.
Voor toepassing in brand-, gloei- en hardovens zijn speciale thermokoppels met een keramische of hittebestendige metalen beschermmantel leverbaar. Deze zijn bestand tegen temperaturen tot 1.700 °C en worden gemonteerd met klemfitting of een gasdichte doorvoer.
Voordelen
Thermokoppels bieden onder meer de volgende voordelen:
- Geschikt voor hoge temperaturen
- Korte reactietijd
- Leverbaar in kleine diameters
- Zeer goed bestand tegen extreem hoge trillingen
- Aantrekkelijke prijs
Meetnauwkeurigheid
- Technische metingen: tolerantieklasse 2
- Hogere meetnauwkeurigheden: tolerantieklasse 1
De tolerantiewaarden van de diverse thermokoppels zijn vastgelegd in een tabel volgens IEC 60584 deel 2.
Meetkoppen voor weerstandsthermometers en thermokoppels
Pt100 (en Pt1000) temperatuursensoren en thermokoppels zijn leverbaar met verschillende meetkoppen – al dan niet met display – waarin de temperatuursensoren elektrisch kunnen worden aangesloten. Welk type het meest geschikt is voor uw applicatie, hangt met name af van de procesomgeving, de gewenste specificaties en goedkeuringen en/of de prijs. Een overzicht:
Standaard meetkoppen
EN 175301-803
M12 x 1
Type JS / vorm DIN B
Type BSZ
Uitgevoerd in RVS
Overige meetkoppen
Met display
Fig. 30050/TSD-30
Met display
fig. 207
Robuuste meetkoppen
voor algemene en chemische industrie (IP67 / explosieveilig)
Voor voedings- middelenindustrie
Geschikt voor CIP en SIP
Zelf wateraflopend
Geen dode ruimtes
Hoge corrosieve weerstand
Hoogwaardige oppervlakteafwerking
Temperatuurtransmitters
Het Ohmse meetwaardesignaal uit een Pt100 temperatuursensor of het millivoltsignaal uit een thermokoppel kan in principe direct door processturingen of digitale aanwijsinstrumenten worden verwerkt.
Om grote afstanden te overbruggen of voor aansluiting op meetwaarde verwerkingsapparatuur (zoals een procesregelaar-, PLC- of DCS-systeem) kan het meetwaardesignaal echter ook met behulp van een temperatuurtransmitter – ook bekend als meetomvormer – worden omgezet in een digitaal uitgangssignaal of een lineair analoog uitgangssignaal (4-20mA of 0-10V). De temperatuurtransmitter gebruikt hiervoor altijd een voedingsspanning. Voor een 4-20mA signaal geldt hierbij als voordeel dat het stabieler is en dat er geen signaalverlies door weerstand van de aansluitkabel optreedt.
Twee uitvoeringen
Temperatuurtransmitters zijn leverbaar in twee uitvoeringen:
Koptransmitters: voor montage in de meetkop van een temperatuursensor
Koptransmitters zijn verkrijgbaar in diverse afmetingen volgens gestandaardiseerde normen, waarbij de vorm DIN B het meest voorkomt. Door deze standaardisatie zijn koptransmitters doorgaans eenvoudig te verwisselen in de deksel van de meetkop of op de flens van de meetinzet, op voorwaarde dat wel aan enkele specifieke kenmerken moet worden voldaan.
DIN-rail transmitters: voor montage in een schakelkast
Vast of instelbaar meetbereik
Voor 3- en 4-draads weerstandsthermometers en thermokoppels zijn gunstig geprijsde transmitters met een vast meetbereik beschikbaar. Veel vaker worden echter universele temperatuurtransmitters toegepast waarvan het meetbereik en het nulpunt (de span) via een pc met bijbehorende software en een configuratiekit volledig instelbaar zijn.
Veldbus-communicatie
Hoogwaardige temperatuurtransmitters zijn ook leverbaar met digitale communicatieprotocollen, waaronder HART, PROFIBUS PA of FOUNDATION Fieldbus.
Explosieveilige uitvoeringen
Voor toepassing in zone 0, 1 en 2 zijn intrinsiekveilige uitvoeringen (EEx ia) beschikbaar met ATEX of IECEx certificaat. Ook voorziet het leveringsprogramma in uitvoeringen met een explosieveilige drukvaste behuizing (EEx d), met of zonder display.
SIL
Op aanvraag zijn tevens temperatuurtransmitters leverbaar voor SIL2/3 toepassingen volgens IEC 61508/IEC61511.
Zakbuizen
Zakbuizen – ook bekend als dompelbuizen, beschermbuizen of thermowells – worden in industriële processen met agressieve of schurende media, hoge drukken, hoge stromingssnelheden en hoge c.q. lage temperaturen toegepast ter bescherming van personeel, de omgeving en temperatuursensoren. Daarnaast maakt een zakbuis het mogelijk om een thermometer of meetinzet bij uitval of voor herkalibratie uit te wisselen zonder onderbreking van het proces. Voor temperatuurmetingen van vloeistoffen is het daarom raadzaam om altijd een zakbuis toe te passen.
Toepassing van zakbuizen ligt minder voor de hand in de volgende situaties:
- processen waarin zeer snelle temperatuurmetingen moeten plaatsvinden
- bij temperatuurmetingen van lucht of gassen
- processen die regelmatig en eenvoudig kunnen worden stilgelegd
- applicaties waarbij kosten een doorslaggevende rol spelen
Wij helpen u graag verder
Nieuws en cases
Altijd op de hoogte met het laatste nieuws en onze case studies.
