Temperaturføler: Afgørende faktorer at overveje
Der findes sjældent en perfekt løsning på en temperaturmålingsopgave.
Valget af temperaturføler indebærer altid et kompromis mellem brugerens behov og de begrænsninger, som de forskellige typer af følere har under de givne måleforhold.
Nedenfor beskrives de vigtigste overvejelser for at vælge den mest hensigtsmæssige føler.
5 vigtige faktorer når I vælger temperaturføler
- Temperaturområde
- Nøjagtighed
- Dynamisk påvirkning
- Krav til kabel
- Reaktionstid
Temperaturområde
Temperaturområdet er ofte det første, der overvejes, da det i høj grad bestemmer valget af termoføler ud fra, hvad de forskellige følere kan tåle. For temperaturer under 400 °C er modstandstermometre normalt det naturlige valg. I området mellem 400 og 600 °C kan både termoelementer og modstandstermometre være passende. Ved temperaturer over 600 °C falder valget som regel på termoelementer.
Det følgende skema giver en oversigt over de temperaturområder, der kan måles med henholdsvis termoelementer og modstandstermometre. Det er vigtigt at tage hensyn til ikke kun de normale temperaturer, men også de ekstreme minimums- og maksimumstemperaturer, samt hvor længe føleren forventes at være i brug.
Nøjagtighed
For at opnå den ønskede nøjagtighed i temperaturmåling, bør følere vælges ud fra gældende standarder og tolerancer for både modstandstermometre og termoelementer. Normerne fastlægger, hvilke præcisioner der kan forventes under forskellige forhold.
Hvis standard følere ikke opfylder kravene til nøjagtighed, kan kalibrerede følere eller kalibrerede systemer anvendes. Disse følere er justeret mod kendte standarder og sikrer høj præcision, selv i komplekse målesituationer.
Det er også vigtigt at overveje måleusikkerhed og gentagelighed for at sikre, at føleren leverer konsekvente resultater. Periodisk rekalibrering kan være nødvendig for at opretholde nøjagtigheden over tid.
Sammenfattende kræver valg af følere med høj nøjagtighed både overholdelse af standarder og løbende vedligeholdelse af deres præcision.
Dynamisk påvirkning
Temperaturfølere udsættes ofte for mekaniske påvirkninger, herunder statisk belastning som egenvægt, dynamisk belastning fra vibrationer, og trykpåvirkninger i beholdere eller rørledninger. Kendskab til disse tryk- og belastningsforhold gør det muligt at vælge en passende beskyttelseslomme, der opfylder kravene.
Følere, der er installeret i rør med strømmende medier, kan opleve kraftige vibrationer. Det er vigtigt at tage højde for, at disse vibrationer, sammen med mediets strømningshastighed og følerens længde, kan påvirke følerens ydeevne.
Ved valg og installation af temperaturfølere skal man derfor sikre, at udstyret er dimensioneret korrekt til både statiske og dynamiske påvirkninger i de aktuelle driftsforhold.
Krav til kabel
Valg af materiale til armatur og termolomme afhænger af mediets korrosivitet. Hvis mediet er aggressivt, skal oplysninger om dets type, koncentration og temperatur fremskaffes for at vælge det mest passende materiale, ofte baseret på korrosionstabeller.
I nogle tilfælde kan passende legeringer være svære at finde, hvorfor alternativer som gummiering, teflonbelægning eller plastcoatning kan overvejes. At kende materialet i øvrige sensorer og beholdere kan være en hjælp, og i visse situationer kan måling med en overfladeføler uden på tanken være løsningen.
Korrosion kan også opstå ved galvanisk effekt, hvor det mindst ædle materiale nedbrydes. Gasser ved høj temperatur, som luft eller fyringsgasser, kan være korrosive, og beskadigelse kan opstå ved oxidation, afkulning eller sulfider.
Varmebestandige materialer som jern-chrom-nikkel eller nikkel-chrom legeringer med oxidationslag kan beskytte mod korrosion, så længe de ikke beskadiges. Når metalliske beskyttelsesrør ikke er tilstrækkelige, kan keramiske rør anvendes, som er kemisk overlegne, men mere skrøbelige.
Reaktionstid
Temperaturen påvirker primært selve følerelementet, enten et termoelement eller et modstandselement. Ved dynamiske processer kan føleren opleve forsinkelser i at følge temperaturen.
Reaktionstiden af en temperaturføler afhænger af flere faktorer:
- Følerens dimension
- Varmeovergangstallet mellem mediet og føleren
- Om mediet er statisk eller dynamisk
- Typen af medium (væske eller gas)
- Produktionsmetoden
Følerens termiske masse, dvs. dens størrelse, er en af de mest betydningsfulde faktorer for reaktionstiden. Dette gør det muligt at anvende værdier opgivet af en leverandør som en god tilnærmelse for lignende produkter fra andre producenter.
Varmeovergangen mellem føleren og væske er generelt hurtigere end mellem føleren og en gas.
Konklusion
Valg af temperaturfølere er afgørende for nøjagtige målinger og pålidelig drift. Det kræver omhyggelig vurdering af nøjagtighed, beskyttelse mod mekaniske påvirkninger, korrosionsbestandighed og hurtig reaktionstid. Korrekt valg af materialer og dimensionering er afgørende for at sikre langvarig ydeevne under varierende driftsforhold.
