Измерение температуры.

Решения WIKA.

Измерение температуры является одним из основных параметров для управления большинством технологических процессов. Решения WIKA по температуре находят широкое применение в самых разных приложениях:

измерениях температуры поверхности труб различных типов печей; системах многозонного измерения для нефтепереработки и нефтехимии; системах отопления и горячего водоснабжения для офисных и промышленных зданий; в системах кондиционирования и холодильных установках; также доступны специальные приложения для температурного профилирования в реакторах и стерильных процессах.

С 1994 г. система менеджмента качества WIKA сертифицирована на соответствие стандарту ISO 9001. Основой этой системы служат высокие стандарты качества и безопасности, действующие в компании. В ряде стран они были приняты в качестве национальных стандартов.

 

Большое значение для обеспечения стабильно высокого качества продукции WIKA имеет качество материалов, которые компания получает от поставщиков, отношения с которыми строятся на основе стратегического партнерства.

 

Качество подключения к процессу гарантируется испытанными и новейшими технологиями сварки, а также неразрушающими испытаниями в соответствии с международно признанными стандартами или требованиями заказчика.

Производственная программа компании WIKA обеспечивает широкую линейку приборов для измерения температуры: механические термометры, комбинированные термометры, датчики температуры и защитные гильзы.

Механические средства измерения температуры включают биметаллические термометры, манометрические термометры и термометры с капилляром.

Биметаллические термометры.

Модельный ряд обеспечивает диапазон измерений от -70℃ до +600℃, класс точности 1 и 2 (EN16 203), и применяется в различных технологических процессах, машиностроении, промышленных отопительных системах, системах на солнечных батареях.

  • Надежность, универсальность и экономичность.
  • Выбор номинальных размеров и диапазона шкалы.
  • Различные материалы исполнения.
  • Опции по присоединению к процессу.

Полоска из 2 свальцованных пластин из металлов с различными коэффициентами расширения (биметалл) искривляется при изменении температуры. Искривление находится в приблизительной пропорции с температурой. В результате механической деформации биметаллических пластин при изменении температуры в указанных элементах возникает вращательное движение. Если внешний конец биметаллической измерительной системы жестко закреплен, то другой без промежуточного элемента проворачивает вал указательной стрелки.

Измерение происходит благодаря жидкости внутри измерительной системы,  состоящей из штока, капилляра и трубки Бурдона. Все три компонента в совокупности образуют закрытую трубку. Давление внутри системы изменяется пропорционально изменению температуры. Пружина передает вращение на ось стрелки  с отображением показания на шкале. Благодаря капилляру, длиной от 500 до 10 000 мм обеспечиваются дистанционные измерения. Диапазоны шкалы от -40 до 400 °C, класс точности 1 и 2 в соответствии с EN 13190.

Технические характеристики основных типов манометрических термометров.

Модель Диапазон шкалы Номинальный размер Класс точности Особенности
73 -200 … +700℃ 100, 160, 144 мм 1 Бесконтактное измерение; с гидрозаполнением возможно применение при высоком уровне вибрации.
74 -20…+100℃ 100 мм 1 Для гигиенических приложений; без мертвых зон
75 -50…+650℃ 100 мм 1 Высокая виброустойчивость

Термометры с капилляром.

Модельный ряд предлагает различные опции как по материалу исполнения - от нержавеющей стали до пластика; так и по диапазону измерения - от -400℃ до +400℃ и способу присоединения к процессу.

  • Благодаря универсальной конструкции жидкостные термометры нашли широкое применение в машиностроении, в холодильном оборудовании, пищевой промышленности,  в системах кондиционирования воздуха.
  • Жидкостные термометры могут быть установлены почти во всех точках измерения.
  • Модели с капиллярами используются для измерений в точках, доступ к которым затруднен или которые находятся на значительном расстоянии.

Манометрические термометры с капиллярами используются в труднодоступных местах и там, где необходимо преодолеть большое расстояние. В качестве защитного покрытия для капилляров возможно использование гибких спиральных защитных рукавов или ПВХ (PVC) покрытие.

Технические характеристики основных типов термометров с капилляром.

Комбинированные средства измерения температуры.

Комбинированные термометры - это многофункциональные приборы с интегрированными электроконтактами или преобразователями выходных сигналов.

Электроконтакты осуществляют переключение путем замыкания/ размыкания цепей при достижении заданной температуры. Электрические выходные сигналы реализованы посредством дополнительной независимой схемы присоединения сенсора. Возможно генерирование аналогового выходного сигнала.

Модель Диапазон шкалы Номинальный размер Класс точности Принцип измерения Материал изготовления
70 60 … +400℃ 63, 100, 160 мм 2 Трубка Бурдона Корпус и шток из нержавеющей стали
IFC -100 ... +400°C 60, 80, 100, 72х72, 96х96 мм 2 Трубка Бурдона Пластиковый корпус
TF58/59 TF58: -50…+250℃
TF59: -40…+200℃
Базовый: 58х25 мм
Базовый: 62х11 мм
2 Трубка Бурдона Пластиковый корпус

Технические характеристики основных типов комбинированных термометров.

Модель Диапазон шкалы Номинальный размер Класс точности Принцип измерения
54 -30 … +250℃ 63, 80, 100, 160 мм мех. измер.: 1 по EN13190
эл. изм.: B по IEC751
Биметаллическая спираль и сигнал PT100
TGT70 -40 ... +250 °C 100 мм 2 по DIN EN 13190 Трубка Бурдона,
электр. вых., напр., 4 - 20 мА
TGT73 -200 ... +700 °C 100, 160 мм 1 по DIN EN 13190 Заполнение инертным газом
75-8хх +50 ... +700 °C 100 мм 2 по DIN EN 13190 Манометрическая система с инертным нетоксичным газом и термопара тип K
76 -30 … +250℃ 100 мм, 160 мм мех. измер.: 1 по EN13190
эл. изм.: B по IEC751
Заполнение инертным газом и Pt100
55-8хх -70 ... +600 °C 100 мм, 160 мм 1 по DIN EN 16 196 Биметаллическая спираль
73-8хх -80 ... +700 °C 100, 160, 144 х 144 мм 1 по DIN EN 16 196 Заполнение инертным газом
74-8хх -30 ... +160 °C 100 мм 1 по DIN EN 16 196 Заполнение инертным газом
70-8хх -60 ... +250 °C 100 мм 2 по DIN EN 13190 Система с трубкой Бурдона
SC15 -100 ... +400 °C 60, 72 x 72 мм 2 по DIN EN 13190 Система с трубкой Бурдона
SW15 -50 ... +600 °C 60, 72 x 72 мм 2 по DIN EN 13190 Система с трубкой Бурдона
SB15 0 ... +400 °C 60, 72 x 72 мм 2 по DIN EN 13 190 Система с трубкой Бурдона

Электронные средства измерения температуры.

Электронные средства измерения температуры WIKA включают в себя: термопары, термометры сопротивления (TC и TR), с встроенным разъёмом или соединительным кабелем, а также версии с соединительной головкой. Измеряемый диапазон от -200 до +1700°C.

 

Переключатели, аналоговые и цифровые преобразователи, контроллеры и цифровые индикаторы температуры также дополняют линейку продукции WIKA.

  • Электроконтакты осуществляют переключение путем замыкания/ размыкания цепей при достижении заданной температуры.
  • Электрические выходные сигналы реализованы посредством дополнительной независимой схемы присоединения сенсора.
  • Возможно генерирование аналогового выходного сигнала.

Для предотвращения разрушения керамических гильз из-за внутренних термических напряжений монтаж и демонтаж следует проводить медленно и постепенно. Они должны быть предварительно медленно нагреты, затем медленно вставлены, например, 1 ... 2 см/мин для температур до 1600°C и 10 .. 20 см/мин при 1200°C.

Технические характеристики основных типов электронных средств измерения температуры.

Термометры сопротивления
Модель Диапазон шкалы Электр. подключение Класс точности Подключение к процессу Чувствительный элемент
TR10,
TR12
-200 … +600℃ 2, 3, 4-проводный Класс В, А, АА по EN60751 Различный тип 1x Pt100, 2x Pt100
TR30 -50 … +250℃ Различное Класс В, А, по EN60751 Различный тип 1x Pt100
TTR31,
TR33
-50 … +250℃ 2, 3, 4-проводный Класс А по EN60751 Различный тип 1x Pt1000
TR40 -200 … +600℃ 2, 3, 4-проводный Класс В, А, АА по EN60751 Различный тип 1x Pt100, 2x Pt100
TR50 -50 … +250℃ 2, 3, 4-проводный Класс В, А, АА по EN60751 Монтаж на поверхность 1x Pt100, 2x Pt100
TR53 -200 … +600℃ 2, 3, 4-проводный Класс В, А, АА по EN60751 Различный тип 1x Pt100, 2x Pt100
TR55 --50 … +450℃ 2, 3, 4-проводный Класс В, А, АА по EN60751 Компрессионный фитинг 1x Pt100, 2x Pt100
TR75 -50 … +450℃ Различное 0,5% от полного значения шкалы ±1 знак Для всех типов защитных гильз Pt100
TR81 -200 … +600℃ 2, 3, 4-проводный Класс В, А по EN60751 Различный тип 1x Pt100, 2x Pt100
TSD30 -20… +80℃
TF59: -40…+200℃
2, 3, 4-проводный
Базовый: 62х11 мм
Переключающий выход: 1 или 2 (PNP или NPN), аналоговый выход (опция) Pt1000
Термометры для гигиенических применений
TR20 -50 … +250℃ 2, 3, 4-проводный Класс В, А по EN60751 Присоединение NEUMO BioControl Pt100
TR21 -50 … +250℃ Различное Класс А по EN60751 Различный тип Pt100
Термопары
Серия
TC10
0 … +1200℃ Различное Класс по EN60751 Для различных защитных гильз Тип K, J, E, N или T
Серия
TC40
0 … +1200℃ Различное Класс по EN60751 Кабельная термопара Тип K, J, E, N или T
TC46,
TC47
-25 … +400℃ Различное Класс по EN60751 Различный тип Тип K, J
TC50 до +400℃ Различное Класс по EN60751 Ввинчиваемые, приварные или с хомутовым креплением Тип K, J, E, N или T
TC59- V 0 … +1200℃ Различное Класс по EN60751 Гнущийся минерально-изолированный кабель Тип K, N
TC80 до +1600℃ Различное Класс по EN60751 Гильзы из жаропрочной стали или керамики. Газонепроницаемое подключение. Тип S, R, B, K N или J

Защитные гильзы.

Защитная гильза является важной частью точки измерения температуры. Защитные гильзы предназначены для защиты от высокого давления, агрессивной среды и высокой скорости потока, а также отделяют температурный датчик от измеряемой среды, в связи с чем возможно производить замену термометра без остановки процесса.

 

Защитные гильзы разделяют по типу присоединения к процессу на ввинчиваемые, приварные и фланцевые.

Кроме того, различают составные и цельные защитные гильзы. Составные гильзы изготавливаются из полой трубки, на один из концов которой приваривается заглушка. Цельные гильзы изготавливаются из цельного металлического прутка.

Защитная гильза ScrutonWell.

Спиральная насечка вокруг гильзы ScrutonWell, разбивает поток и таким образом препятствует формированию явно выраженной вихревой дорожки.  Вибрация гильзы устраняется благодаря  уменьшению амплитуды рассеянных завихрений.

  • Уменьшение амплитуды колебаний.
  • Удобный, быстрый и простой монтаж гильзы, не требующий доработки.
  • Конструкция, основанная на всемирно признанном техническом решении.
  • Гильза разработана для трубопроводов с высокой скоростью потока и небольшим диаметром патрубковых соединений.
  • Оптимизированное время отклика термометра благодаря увеличенной площади поверхности в отличие от гильз стандартных моделей.
  • Отсутствует необходимость в использовании опорных колец.
  • Удобный демонтаж в отличие от стандартных гильз.

Винтовая конструкция штока уже в течение нескольких десятилетий успешно применяется в различных промышленных процессах для эффективного подавления возбуждений, обусловленных завихрением потока и приводящих к вибрации.

Решение ScrutonWell может применяться на любых цельных гильзах с фланцевым, свободно вращающимся, приварным или ввинчиваемым соединением. Конструкция выполнена в виде спиральной винтовой насечки на стержне, подобные решения широко применяются в различных отраслях промышленности для разбивки вихрей, образующихся за телом обтекания.

 

Решение ScrutonWell сокращает амплитуду колебаний в потоке более чем на 90 % и обеспечивает удобство и простоту монтажа гильзы без применения опорных колец, что устраняет трудоемкую и затратную доработку по месту.

 

Решение применимо для потоков жидкости и газа. Конструктивное решение реализовано в соответствии с требованиями ASME PTC 19.3 TW-2010. Испытания проводились в канале, заполненном водой. Такое же конструктивное решение используется при разработке геликоидальных структур, например, промышленных дымовых труб по стандарту DIN EN 1993-3-2.

Специальные приложения по измерению температуры.

Многозонные измерения температуры в химии и нефтехимии: температурное профилирование при управлении реактором.

Модель ТС96-R, многозонный термометр

для радиальных многоточечных измерений

Для установок гидрокрекинга / гидроочистки; каталитического реформинга; дистилляции сырой нефти.

  • Время отклика от 4 до 8 сек.
  • Высокая плотность измерений.
  • Радиальное распределение точек измерения в реакторе.
  • Вторичная герметизирующая камера: повышает безопасность и ремонтопригодность.
  • Минимизация стоимости монтажа.

Некоторые реакции в среде с содержанием водорода могут носить высоко экзотермический характер в силу выделения серы, азота и металлов. Такие процессы проходят с применением сильнодействующих и дорогостоящих катализаторов и внутренних устройств для переработки поступающих углеводородов. Для безопасной и эффективной эксплуатации необходимо контролировать процесс. Именно процесс «гидрокрекинга», вызвал необходимость в создании гибкого многозонного термометра для реакторов.

Основные технические характеристики.

Опции по присоединению к процессу Стандартные фланцевые; специальные Radial Tap, Radial Tap Nex Gen; гибридные
Тип сенсора Термопара ТС96
Проводник Сечение 1/4’’, 5/16’’: Тип (одинарный/ двойной) K, E, J (или другие)
Материал оплетки: нерж. сталь 316, 308, 321, 347, Inconel 600
Длина, мин. / макс. 0.3 ... 20 м
Число точек измерения 1…100