Weerstandsthermometer, thermokoppel of bimetaalthermometer
In een vorig artikel hebben we de technische verschillen tussen een weerstandsthermometer en een thermokoppel uitgelegd. Maar hoe maak je de juiste keuze?
Bij het kiezen van de juiste meetmethode spelen verschillende factoren een rol, zoals potentieel temperatuurbereik, vereiste nauwkeurigheid, trillingstolerantie, responstijd, benodigde kalibratie, verwachte levensduur, levenscycluskosten, aanschafkosten en meer. Neem de volgende drie factoren in overweging om de eerste stap te zetten:
- Wat is het temperatuurbereik dat gemeten moet worden?
Temperatuursensoren kunnen onbetrouwbare gegevens leveren als ze buiten hun gespecificeerde werkbereik worden gebruikt. Als temperaturen boven 600-700°C worden verwacht, wordt een thermokoppel aanbevolen. - Wat is de gewenste nauwkeurigheid van de meting?
Over het algemeen zijn weerstandsthermometers (RTD-sensoren) nauwkeuriger dan thermokoppels. Als de temperatuur onder 600°C blijft, biedt een weerstandsthermometer een nauwkeurigere oplossing. - Zijn er vibratie in het proces (van machines, leidingen, enz.) waarmee rekening gehouden moet worden?
Thermokoppels zijn beter bestand tegen vibratie door hun dikkere bedrading. Weerstandssensoren met dunne film zijn ook goed bestand tegen vibratie en kunnen ook een optie zijn. - Moet de temperatuur direct op de meetlocatie worden afgelezen?
Bimetaalthermometers geven de meting analoog weer, met een naald op een ronde schaal. Deze meting is direct beschikbaar op de locatie zonder externe indicator, maar de meting kan niet worden doorgegeven aan een temperatuurschakelaar, PLC of DCS.
Thermowell of beschermbuis?
Naast het kiezen van de juiste temperatuursensor is het essentieel om deze te beschermen tegen de vaak zware procesomstandigheden. Gebruikelijke beschermingen zijn de beschermbuis en de beschermbuis. Een beschermbuis is een eenvoudige buis met een gelaste bodem aan de ene kant en een procesaansluiting aan de andere kant. Een beschermbuis daarentegen is een bescherming gemaakt van massief materiaal. Deze keuze is afhankelijk van de procesomstandigheden waarin de meting wordt uitgevoerd en zorgt voor betrouwbare meetwaarden, verlengt de levensduur van de sensor en maakt het vervangen van de sensor eenvoudiger.
Maar waar moet je precies op letten bij het kiezen van de juiste bescherming? Om de eerste stap te zetten, kun je de volgende vragen doornemen:
- Wat zijn de procesomstandigheden?
Welke druk, temperatuur, stroomsnelheid en medium kunnen worden verwacht? Deze factoren helpen bij de keuze tussen een beschermbuis of een beschermbuis. Voor hoge druk is bijvoorbeeld een beschermbuis nodig omdat de stevige constructie het risico op barsten vermindert. - Welke procesaansluiting is nodig?
Het type verbinding hangt grotendeels af van de procesomstandigheden. De drie meest voorkomende methoden zijn:- Schroefdraadverbinding
- Flensverbinding
- Gelaste verbinding
- Wat zijn de geschikte materialen?
Verschillende factoren beïnvloeden de materiaalkeuze. Temperatuur is een primaire factor; roestvast staal kan bijvoorbeeld worden gebruikt tot 900°C, maar voor hogere temperaturen zijn materialen nodig zoals Inconel, Incoloy, chroomstaal, Hastelloy en keramiek. Het is ook essentieel om het medium te kennen dat in contact komt met de beschermbuis en te zorgen voor compatibiliteit met het leidingwerk. - Wat is het beste profiel voor de toepassing?
De drie meest voorkomende profielen zijn conisch, recht en getrapt. Een conisch profiel biedt een snelle respons en een sterke constructie, maar creëert een relatief hoge stromingsweerstand. Een recht profiel is ook sterk, maar reageert trager en creëert een aanzienlijke stromingsweerstand. Een trapsgewijs profiel biedt een lagere weerstand en snellere respons, maar is minder duurzaam dan tapse of rechte profielen.
Er zijn extra overwegingen bij het kiezen van de juiste thermowell, zoals het voorkomen van problemen zoals barsten of breken. Veel voorkomende oorzaken van problemen met de beschermbuis zijn
- Zware krachten (bijv. door stroming)
- Overmatige statische druk
- Hoge temperaturen
- Erosie
- Vibratie van de stroming
Het belang van hoge meetnauwkeurigheid en betrouwbaarheid
Zelfs de kleinste meetafwijking kan het proces verstoren en tot hoge kosten leiden. Nauwkeurige, herhaalbare en betrouwbare temperatuurmetingen zijn essentieel. Drie punten om rekening mee te houden:
- Prestatiefactoren identificeren
Sleutelfactoren voor een nauwkeurige meting zijn nauwkeurigheid, herhaalbaarheid en stabiliteit. Herhaalbaarheid of precisie geeft de consistentie aan van herhaalde metingen onder ongewijzigde omstandigheden. Nauwkeurigheid geeft aan hoe dicht de meting bij de exacte temperatuurwaarde ligt en stabiliteit geeft aan hoe consistent de metingen in de loop van de tijd blijven. - Meetnauwkeurigheid berekenen
De meest gebruikelijke manier om de meetnauwkeurigheid te berekenen is via een methode genaamd Total Probable Error (TPE), die fouten voorspelt op basis van verwachte installatieomstandigheden. - Gebruik bewezen transmitter technieken.
Er zijn geavanceerde transmitter technieken beschikbaar en de juiste keuze hangt af van verschillende factoren, zoals gevoeligheid voor omgevingsruis, spanningspieken of temperatuurschommelingen.
