Z jakich bloków składa się przetwornik?

PRZEGLĄD PRZYŁĄCZY OSŁON

Opóźnienie to jest krótsze w przypadku końcówek, które składają się z dwóch fragmentów o różnej, malejącej średnicy. Ich zaletą jest także mniejsza podatność na uszkodzenia spowodowane wibracjami wywołanymi przez przepływ mierzonego medium.

Rozwiązanie pośrednie to końcówka o równomiernie malejącej średnicy. Przepływającemu medium stawia opór mniejszy niż osłony pierwszego typu, ale większy, niż te zbudowane z dwóch członów. Z kolei na zmianę temperatury osłony w kształcie ściętego stożka reagują szybciej niż te w kształcie walca, ale wolniej od tych podzielonych na segmenty.

Najpopularniejsze są trzy typy przyłączy: gwintowe, do wspawania oraz kołnierzowe. Zaletą pierwszych, najpopularniejszych, jest łatwa instalacja i demontaż. Ich największą wadą jest możliwość przecieku, dlatego nie są używane w instalacjach z substancjami niebezpiecznymi.

Przyłącza spawane trudno jest usunąć. Są za to konieczne, jeśli nie można dopuścić do wycieku mierzonej substancji. Używa się ich w instalacjach z mediami o dużej prędkości przepływu, wysokiej temperaturze oraz dużym ciśnieniu.

W takich warunkach, i w instalacjach z substancjami niebezpiecznymi, korzysta się również z przyłączy kołnierzowych. Ich zaletą jest ponadto łatwy montaż i demontaż.

Dlaczego osłona czujnika kontaktowego wibruje?

Gdy medium, płynąc kanałem, napotyka przeszkodę - czujnik w osłonie, dookoła niej powstają wiry. Ich częstotliwość zależy m.in. od średnicy przeszkody, prędkości przepływu medium i jego liczby Reynoldsa.

Osłonę charakteryzuje częstotliwość rezonansowa. Zależy ona od jej kształtu, długości i materiału. Gdy częstotliwość wirów osiąga wartość zbliżoną do częstotliwości rezonansowej osłony, zaczyna ona drgać. Nasilenie takich wibracji w czasie rezonansu może spowodować uszkodzenie obudowy czujnika.

Aby nie dopuścić do drgań osłony trzeba ją tak dobrać, aby jej częstotliwość rezonansowa była odpowiednio większa od częstotliwości wirów. Dzięki swojemu kształtowi osłony składające się z dwóch fragmentów o różnej, zmniejszającej się średnicy, mają w porównaniu do pozostałych, o takiej samej średnicy podstawy, największą częstotliwość rezonansową. Zapewnia to największy margines bezpieczeństwa.

JAKIE KORZYŚCI ZAPEWNIA PRZETWORNIK POMIAROWY?

Zadaniem przetwornika pomiarowego jest przetworzenie sygnału z czujnika do zestandaryzowanej postaci, w jakiej jest on udostępniany systemom nadrzędnym. Obecność tego urządzenia pośredniczącego nie jest konieczna. Połączenie czujnika z przetwornikiem ma jednak wiele zalet w porównaniu do podłączenia sensora bezpośrednio do wejść systemu sterowania.

Przede wszystkim przetwornik z systemem nadrzędnym można połączyć, używając standardowego okablowania, tańszego i odporniejszego na zaburzenia niż przewody kompensacyjne (rozszerzające) termopar i czujników rezystancyjnych. W porównaniu do tych do podłączenia termopar, których stan trzeba sprawdzać i które należy okresowo wymieniać, "zwyczajne" kable są też trwalsze.

Dzięki przetwornikom pomiar jest dokładniejszy. Łatwo jest również zmienić czujnik, bez konieczności ingerencji w dalsze komponenty systemu pomiarowego. W przetwornikach implementuje się także różnorakie funkcje przetwarzania sygnału, które bez nich wymagałyby realizacji programowej w systemie nadrzędnym i funkcje diagnostyczne, które ułatwiają rozwiązywanie problemów.

Jak głęboko zanurzyć czujnik kontaktowy?

Aby wyznaczyć optymalną głębokość zanurzenia czujnika, trzeba znać średnicę rurociągu lub zbiornika. Choć nie ma wzoru łączącego te dwie wielkości, można wyznaczyć promień rurociągu i przyjąć, że temperatura ma tam wartość reprezentatywną dla całego procesu. Wpływ temperatury na zewnątrz lub niedokładne wymieszanie medium sprawiają bowiem, że temperatura płynu przy ściankach często trochę różni się od tej w środku.

Na podstawie praktyki przyjmuje się także, że optymalna głębokość zanurzenia w kanale transportującym gaz wynosi dziesięciokrotność średnicy osłony czujnika, a w przypadku cieczy - pięciokrotność jej grubości. Według innego zalecenia w rurociągu z cieczą czujnik powinno się zanurzać na co najmniej jedną trzecią jego średnicy, a z gazem na dwie trzecie.

Z JAKICH BLOKÓW SKŁADA SIĘ PRZETWORNIK?

Przetwornik pomiarowy jest typowo zbudowany z następujących bloków funkcjonalnych: wejściowego, z przetwornikiem A/C, który przetwarza sygnał z czujnika do postaci cyfrowej, bloku wykonującego na sygnale cyfrowym różne operacje oraz wyjściowego, z przetwornikiem C/A i wyjściem cyfrowym.

Do wejścia można podłączyć termoparę lub RTD. Standardowo implementowane funkcje do obróbki sygnału to filtrowanie zakłóceń sygnału pomiarowego i linearyzacja charakterystyki czujnika. Funkcje diagnostyczne to natomiast na przykład detekcja odłączenia czujnika i oceny stopnia zużycia termopary.

Przez lata standardowym sygnałem wyjściowym przetworników pomiarowych był prąd 4... 20 mA. Wraz z upowszechnieniem się protokołów komunikacji cyfrowej zaczęto je wyposażać również w interfejsy do łączności w sieciach HART, Profibus i Foundation Fieldbus. Dwa ostatnie umożliwiają przesyłanie wyników pomiarów, jak i informacji diagnostycznych.

HART natomiast pozwala na zdalną obsługę urządzeń z analogowym sygnałem pomiarowym 4... 20 mA. Tam, gdzie dostęp jest utrudniony albo układanie okablowania jest zbyt drogie, na przykład ze względu na jego długość lub konieczność położenia pod ziemią w celu ominięcia przeszkód terenowych, lepiej sprawdzi się przetwornik z możliwością transmisji bezprzewodowej, na przykład z interfejsem WirelessHART.

Pomiary termowizyjne w praktyce

Inspekcję termowizyjną maszyn elektrycznych należy przeprowadzać, gdy pracują co najmniej przy 40% typowego obciążenia, a najlepiej przy obciążeniu maksymalnym.
Bazą do porównań obrazów termicznych rejestrowanych w czasie kolejnych inspekcji powinien być profil temperaturowy urządzenia dopiero oddanego do użytku albo bezpośrednio po przeglądzie.
Obrazy termiczne warto rejestrować regularnie. Można wówczas określić, czy przyczyną awarii jest nagła anomalia, czy problem narastał stopniowo już od dłuższego czasu.