Датчики реле температуры широко применяются в различных областях - от холодильников до атомных электростанций. Эти устройства позволяют контролировать температуру и поддерживать ее в заданных пределах. В этой статье разберем основные виды и принцип работы датчиков реле температуры, рассмотрим их достоинства и недостатки.
Назначение и принцип работы датчиков реле температуры
Датчик реле температуры предназначен для измерения температуры объекта и передачи сигнала при выходе ее за заданные пределы. В отличие от обычных термометров, датчик реле температуры имеет пороговые значения и выполняет функцию регулирования.
Принцип работы датчиков реле температуры основан на изменении физических свойств материалов при нагреве или охлаждении. Например, при нагреве биметаллической пластины происходит ее деформация - это приводит к срабатыванию контактов датчика.
Основные типы датчиков реле температуры:
- Биметаллические
- Манометрические
- Электронные
- Дилатометрические
Датчики реле температуры применяются в системах кондиционирования, холодильном оборудовании, в промышленных печах, котельных, на транспорте. Их используют для защиты оборудования от перегрева или переохлаждения.
Основные параметры датчиков реле температуры
При выборе датчика реле температуры необходимо обращать внимание на следующие характеристики:
- Диапазон измеряемых температур
- Погрешность
- Быстродействие
- Надежность и стабильность
- Габаритные размеры
- Степень защиты корпуса
- Напряжение питания
- Мощность коммутируемой нагрузки
Диапазон температур, в котором может работать датчик, обычно составляет от -50 до +400 °С. Погрешность большинства датчиков реле температуры - порядка ±1°С.
Быстродействие характеризует скорость срабатывания датчика при резком изменении температуры. Этот параметр важен для систем защиты оборудования.
Надежность определяет способность датчика сохранять параметры в течение длительного срока эксплуатации. Для датчиков реле температуры важна стабильность срабатывания.
Габаритные размеры датчиков могут составлять от нескольких миллиметров до десятков сантиметров. Выбор размера зависит от условий монтажа.
Степень защиты IP характеризует устойчивость корпуса к внешним воздействиям. Для использования на улице нужен датчик со степенью защиты не ниже IP55.
Напряжение питания датчиков реле температуры обычно составляет от 5 до 380 В.
Мощность коммутируемой нагрузки показывает, какие устройства может включать/выключать данный датчик. Этот параметр бывает от долей Ватта до десятков киловатт.
Типы датчиков реле температуры
Рассмотрим основные разновидности датчиков реле температуры:
- Биметаллические
Биметаллические реле используют деформацию двухслойной пластины из разных металлов. Нагрев вызывает изгиб пластины и замыкание контактов. Такие датчики просты и надежны, но имеют низкую точность.
- Манометрические
В манометрических термореле применяется газ, давление которого меняется при нагреве. Это воздействует на мембрану или поршень, замыкая контакты. Такие датчики отличаются высокой точностью.
- Электронные
Электронные датчики температуры используют зависимость электрических параметров полупроводников от температуры. Они имеют высокую точность, но более дорогие.
- Дилатометрические
В дилатометрических датчиках применяют термобаллоны с жидкостью, объем которой зависит от температуры. Это воздействует на механический переключатель. Такие датчики применяются реже.
Помимо перечисленных, существуют комбинированные датчики, использующие несколько физических принципов для повышения точности и надежности. Выбор типа датчика зависит от условий и требований к измерениям.
Как выбрать датчик реле температуры
При выборе датчика реле температуры необходимо учитывать условия его работы и требования к точности измерений.
Важно выбрать модель с подходящим диапазоном температур. Например, для контроля температуры в холодильнике нужен датчик с нижним порогом не выше -50°С.
Следует рассчитать необходимую погрешность датчика исходя из допустимых отклонений температуры. Для холодильника вполне достаточно погрешности ±3°С.
Выходные параметры датчика должны соответствовать подключаемой нагрузке. Например, для включения компрессора холодильника нужен датчик на 380В и мощностью не менее 100 Вт.
При выборе датчика необходимо учитывать габаритные ограничения - датчик должен размещаться в отведенном для него месте.
Сравнивать датчики разных производителей следует по соотношению цена/качество для конкретных условий эксплуатации.
Монтаж датчиков реле температуры
При монтаже датчиков реле температуры важно правильно выбрать место установки датчика и соблюдать правила подключения:
- Датчик должен размещаться в зоне, температура которой требует контроля.
- Нужно исключить воздействие внешних тепловых источников на датчик.
- Датчик должен быть хорошо теплоизолирован от поверхности крепления.
- Подключение производится по электрической схеме завода-изготовителя.
- После монтажа необходимо проверить работоспособность датчика.
Типичной ошибкой является установка датчика в неподходящем месте, где есть посторонние тепловые воздействия. Это приводит к ложным срабатываниям.
При правильном монтаже датчик реле температуры надежно контролирует заданный температурный режим и обеспечивает защиту оборудования.
Примеры применения датчиков реле температуры
Рассмотрим типичные области использования датчиков реле температуры.
- В системах кондиционирования и вентиляции
В кондиционерах и системах вентиляции датчики реле температуры контролируют температуру воздуха и управляют работой компрессора или нагревательного элемента для поддержания заданной температуры в помещении.
- В холодильном оборудовании
Датчики реле температуры широко применяются в холодильниках и морозильниках для контроля температурных режимов хранения продуктов. Они включают или выключают компрессор при выходе температуры за допустимые пределы.
- В пищевой промышленности
На пищевых производствах датчики реле температуры используются в технологических процессах, требующих контроля температур. Например, при стерилизации консервов или при выпечке хлеба.
- В нефтегазовой отрасли
Датчики реле температуры применяются на нефтяных и газовых месторождениях для контроля температуры в скважинах, трубопроводах, емкостях. Они защищают оборудование от перегрева.
- В энергетике
На электростанциях датчики реле температуры контролируют температурные режимы в турбинах, котлах, генераторах. Они осуществляют аварийное отключение оборудования при перегреве.
- В бытовой технике
Датчики реле температуры широко используются в бытовых приборах - печах, стиральных машинах, посудомоечных машинах и т.д. Они выполняют функцию терморегулятора.
Достоинства и недостатки разных производителей
Рассмотрим основные отличия датчиков реле температуры разных брендов.
- Отечественные датчики
Российские датчики реле температуры (например, ТЕКО) отличаются невысокой ценой, простотой конструкции и ремонтопригодностью. К недостаткам можно отнести более низкую точность и надежность по сравнению с импортными аналогами.
- Европейские датчики
Европейские датчики (Schneider Electric, Siemens, Danfoss) характеризуются высокой точностью и надежностью, но имеют достаточно высокую цену. У них более современные технические решения и компактные размеры.
- Азиатские датчики
Азиатские датчики (Vishay, GIC и др.) отличаются низкой стоимостью, но часто уступают по качеству европейским моделям. Они оптимальны по соотношению цена/качество при невысоких требованиях.
При выборе датчика реле температуры следует ориентироваться на условия эксплуатации и требования надежности и точности контроля.
Эксплуатация и обслуживание датчиков реле температуры
Для обеспечения надежной работы датчиков реле температуры необходимо соблюдать правила их эксплуатации и проводить периодическое обслуживание.
- Поверка датчиков
Согласно требованиям, датчики реле температуры должны периодически поверяться для контроля их метрологических характеристик. Поверка проводится 1 раз в 1-2 года в специализированных центрах.
- Замена датчиков
При выходе датчика из строя его следует заменить на аналогичную модель. Замену должен выполнять квалифицированный персонал.
- Профилактическое обслуживание
Необходимо периодически проводить внешний осмотр датчиков, проверять надежность контактов и при необходимости производить чистку контактной группы.
Правильная эксплуатация и своевременное обслуживание позволяют продлить срок службы датчиков реле температуры.
