Η αναγκαιότητα της επιτόπιας βαθμονόμησης
Η εγκατάσταση ενός νέου θερμοστοιχείου δεν εγγυάται ακριβείς μετρήσεις. Ο ίδιος ο αισθητήρας έχει μια ανοχή και ολόκληρη η αλυσίδα μέτρησης-καλώδιο επέκτασης, οι σύνδεσμοι, η είσοδος ελεγκτή-μπορούν να εισάγουν μικρές μετατοπίσεις. Μια απλή επιτόπια βαθμονόμηση επαληθεύει την ακρίβεια του συστήματος πριν τεθεί σε λειτουργία ο θερμαντήρας. Η εκτέλεση βαθμονόμησης πεδίου μετά από οποιαδήποτε αντικατάσταση αισθητήρα διασφαλίζει ότι ο βρόχος ελέγχου λειτουργεί εντός των απαιτούμενων ανοχών διεργασίας. Μαθαίνοντας πώς ναβαθμονομήστε ανταλλακτικό θερμοστοιχείο PTFEεγκαταστάσεις που χρησιμοποιούν βασικές αναφορές θερμοκρασίας εξοικονομούν χρόνο και αποφεύγουν την εξάρτηση από εξωτερικούς παρόχους υπηρεσιών.
Κατανόηση του ελέγχου σημείου πάγου
Το σημείο πάγου (0 βαθμοί ή 32 βαθμοί F) είναι μια σταθερή, εύκολα αναπαραγώγιμη αναφορά θερμοκρασίας. Ένα δοχείο είναι γεμάτο με θρυμματισμένο πάγο από απεσταγμένο νερό. Μια μικρή ποσότητα απεσταγμένου νερού προστίθεται για να γεμίσει τα κενά μεταξύ των σωματιδίων πάγου, δημιουργώντας ένα μείγμα λάσπης. Το μείγμα αφήνεται να σταθεροποιηθεί για αρκετά λεπτά. Στη συνέχεια, το άκρο του θερμοστοιχείου βυθίζεται στο λουτρό πάγου-νερού, διασφαλίζοντας ότι η πραγματική διασταύρωση ανίχνευσης είναι πλήρως βυθισμένη χωρίς να αγγίζει τον πυθμένα ή τις πλευρές του δοχείου.
Μόλις σταθεροποιηθεί η οθόνη του ελεγκτή-συνήθως μετά από 30 έως 60 δευτερόλεπτα-η ένδειξη καταγράφεται. Ένα ιδανικό σύστημα θα πρέπει να εμφανίζει 0 μοίρες (ή την ισοδύναμη τιμή εάν χρησιμοποιεί διαφορετική κλίμακα). Μια μικρή απόκλιση έως και ±1 βαθμό είναι αποδεκτή για πολλές βιομηχανικές διεργασίες. Μεγαλύτερες αποκλίσεις υποδεικνύουν μετατόπιση στην αλυσίδα μέτρησης. Ένας γρήγορος έλεγχος σημείου πάγου δίνει σιγουριά ότι το σύστημα διαβάζει σωστά στο χαμηλό άκρο και αποκαλύπτει μεγάλα σφάλματα, όπως μια σύνδεση αντίστροφης πολικότητας (που θα έδειχνε αρνητική θερμοκρασία) ή έναν εντελώς λάθος τύπο θερμοστοιχείου (που θα μπορούσε να δείξει μια τυχαία τιμή).
Εκτέλεση ελέγχου σημείου βρασμού
Το σημείο βρασμού του νερού παρέχει ένα δεύτερο σημείο αναφοράς κοντά στη μέση πολλών περιοχών λειτουργίας θερμαντήρα PTFE. Το απεσταγμένο νερό θερμαίνεται σε ένα καθαρό δοχείο μέχρι να επιτευχθεί ένας δυνατός βρασμός. Το άκρο του θερμοστοιχείου βυθίζεται στο βραστό νερό, τοποθετημένο μακριά από τον πυθμένα και τις πλευρές του δοχείου για να αποφευχθούν οι υπερθερμασμένες επιφάνειες.
Το σημείο βρασμού του νερού μειώνεται κατά περίπου 1 βαθμό για κάθε 300 μέτρα (1000 πόδια) υψομέτρου πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας. Για παράδειγμα, σε υψόμετρο 1500 m (4920 πόδια), το σημείο βρασμού είναι περίπου 95 μοίρες (203 βαθμοί F). Θα πρέπει να εφαρμόζεται διόρθωση με βάση τους τοπικούς πίνακες ατμοσφαιρικής πίεσης ή υψομέτρου. Μόλις σταθεροποιηθεί η ένδειξη θερμοκρασίας, η εμφανιζόμενη τιμή συγκρίνεται με το διορθωμένο σημείο βρασμού. Μια απόκλιση μικρότερη από ±1 βαθμό από την αναμενόμενη τιμή υποδηλώνει αποδεκτή ακρίβεια συστήματος.
Αυτή η μέθοδος παρέχει ακρίβεια περίπου ±1 βαθμό όταν εκτελείται προσεκτικά. Για διεργασίες σε υψηλές θερμοκρασίες άνω των 150 βαθμών, είναι πολύτιμος ένας έλεγχος σε ένα σημείο στη θερμοκρασία λειτουργίας με τη χρήση βαθμονομημένου θερμόμετρου αναφοράς. Σε τέτοιες περιπτώσεις, το θερμόμετρο αναφοράς εισάγεται παράλληλα με το θερμοστοιχείο του θερμαντήρα PTFE σε ένα θερμοπηγάδι ή μια ξεχωριστή θύρα πρόσβασης και οι δύο μετρήσεις συγκρίνονται στη θερμοκρασία ρύθμισης.
Ρύθμιση της μετατόπισης ελεγκτή
Εάν οι έλεγχοι του σημείου πάγου και του σημείου βρασμού αποκαλύψουν μια σταθερή, μικρή μετατόπιση (για παράδειγμα, ο ελεγκτής δείχνει χαμηλή 1,5 μοίρα και στα δύο σημεία), πολλοί βιομηχανικοί ελεγκτές παρέχουν μια παράμετρο μετατόπισης ή πόλωσης εισόδου που μπορεί να διορθώσει αυτό το σφάλμα. Η τιμή μετατόπισης εισάγεται απευθείας στο μενού διαμόρφωσης του ελεγκτή. Ο υπολογισμός είναι απλός: μετατόπιση=(πραγματική θερμοκρασία – εμφανιζόμενη θερμοκρασία). Εάν η εμφανιζόμενη τιμή είναι 98,5 μοίρες όταν η πραγματική θερμοκρασία είναι 100 μοίρες, εφαρμόζεται μια μετατόπιση +1.5.
Μόλις εισαχθεί η μετατόπιση, ο έλεγχος του σημείου πάγου ή του σημείου βρασμού επαναλαμβάνεται για να επαληθευτεί η διόρθωση. Η τιμή μετατόπισης πρέπει να τεκμηριώνεται στο αρχείο καταγραφής συντήρησης για μελλοντική αναφορά. Ένα μη γραμμικό σφάλμα-όπου το σημείο πάγου είναι σωστό αλλά το σημείο βρασμού είναι μειωμένο κατά διαφορετικό ποσό-δεν μπορεί να διορθωθεί με μια απλή μετατόπιση. Μια τέτοια κατάσταση υποδηλώνει ένα ελαττωματικό θερμοστοιχείο, ένα κατεστραμμένο καλώδιο επέκτασης ή ένα πρόβλημα εισόδου ελεγκτή. Σε αυτή την περίπτωση, ο αισθητήρας θα πρέπει να αντικατασταθεί ή η καλωδίωση θα πρέπει να επιθεωρηθεί για ζημιά.
Οι δημοσιευμένες ανοχές για τυπικά θερμοστοιχεία (κατά IEC 60584 ή ASTM E230) επιτρέπουν έως και ±2,2 βαθμούς ή ±0,75% της ανάγνωσης (όποιο είναι μεγαλύτερο) για αισθητήρες Κλάσης 2. Μια μικρή διόρθωση μετατόπισης εντός αυτών των ορίων είναι αποδεκτή. Μια μετατόπιση μεγαλύτερη από 3 μοίρες στις 100 μοίρες σηματοδοτεί ένα πιο σοβαρό πρόβλημα.
Βαθμονόμηση ως επαλήθευση ολόκληρου βρόχου
Οι περιγραφόμενοι έλεγχοι πάγου και σημείου βρασμού επαληθεύουν ολόκληρη την αλυσίδα μέτρησης-όχι μόνο τον αισθητήρα θερμοστοιχείου αλλά και το καλώδιο επέκτασης, τις συνδέσεις ακροδεκτών και το αναλογικό κύκλωμα εισόδου του ελεγκτή. Ένα σύστημα που περνά και τους δύο ελέγχους μπορεί να είναι αξιόπιστο για τον έλεγχο της διαδικασίας ρουτίνας. Για κρίσιμες διαδικασίες (όπως εκείνες που απαιτούν υψηλή ποιότητα προϊόντος ή όρια ασφαλείας), μπορεί να απαιτείται περιοδικά πιστοποιημένη υπηρεσία βαθμονόμησης που χρησιμοποιεί ανιχνεύσιμα πρότυπα αναφοράς, συνήθως κάθε έξι έως δώδεκα μήνες.
Πρακτικά ζητήματα για τη βαθμονόμηση πεδίου
Το λουτρό σημείου πάγου δεν πρέπει να χρησιμοποιεί νερό βρύσης, καθώς τα διαλυμένα μέταλλα και ακαθαρσίες μπορεί να αλλάξουν ελαφρώς το σημείο πήξης και μπορεί να μολύνουν το περίβλημα του θερμοστοιχείου. Προτιμάται το απεσταγμένο νερό. Ο πάγος συνθλίβεται, δεν κόβεται σε κύβους, για να μεγιστοποιηθεί η επιφάνεια και να διασφαλιστεί η θερμική ισορροπία ακριβώς στους 0 βαθμούς. Το μείγμα πάγου-νερού αναδεύεται απαλά πριν βυθιστεί ο αισθητήρας για να εξαλειφθούν οι διαβαθμίσεις θερμοκρασίας.
Για τον έλεγχο του σημείου βρασμού, το δοχείο τοποθετείται σε μια σταθερή πηγή θερμότητας και το νερό αφήνεται να βράσει για τουλάχιστον δύο λεπτά πριν τοποθετηθεί το θερμοστοιχείο για να εξασφαλιστεί ομοιόμορφη θερμοκρασία σε όλο το δοχείο. Ο αισθητήρας κρατιέται μακριά από το στοιχείο θέρμανσης ή τα τοιχώματα του δοχείου. Οι φυσαλίδες ατμού μπορεί να προκαλέσουν ασταθείς μετρήσεις. μια μικρή ασπίδα (όπως ένας διάτρητος μεταλλικός σωλήνας) γύρω από το άκρο του αισθητήρα μπορεί να μειώσει τις παρεμβολές φυσαλίδων.
Εάν υπάρχει διαθέσιμος βαθμονομητής ξηρού μπλοκ ελεγχόμενης θερμοκρασίας, προσφέρει μια πιο βολική και ταχύτερη μέθοδο βαθμονόμησης. Το θερμοστοιχείο εισάγεται σε ένα προθερμασμένο φρεάτιο σε ένα γνωστό σημείο ρύθμισης και η οθόνη συγκρίνεται. Τα ξηρά μπλοκ είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για τον έλεγχο πολλαπλών θερμοκρασιών σε όλο το εύρος λειτουργίας.
Τεκμηρίωση και Τρέχουσες Πρακτικές
Αφού ολοκληρωθεί η βαθμονόμηση και εφαρμοστεί οποιαδήποτε ρύθμιση μετατόπισης, καταγράφονται τα αποτελέσματα: η ημερομηνία, ο σειριακός αριθμός ή η θέση του αισθητήρα, οι μετρούμενες τιμές στο σημείο πάγου και το σημείο βρασμού, η διόρθωση που εφαρμόστηκε και τα αρχικά του τεχνικού. Αυτή η εγγραφή χρησιμεύει ως απόδειξη μιας επιτυχημένης θέσης σε λειτουργία και παρέχει μια βάση για μελλοντική ανίχνευση μετατόπισης. Συνιστάται ένα τακτικό πρόγραμμα ετήσιων ελέγχων βαθμονόμησης, ακόμη και αν το θερμοστοιχείο δεν έχει αντικατασταθεί. Με την πάροδο του χρόνου, η γήρανση του θερμοστοιχείου ή η υποβάθμιση του καλωδίου επέκτασης μπορεί να προκαλέσει μετατόπιση που μπορεί να εντοπιστεί νωρίς.
Περίληψη
Μια επιτόπια βαθμονόμηση επιβεβαιώνει την ακεραιότητα ολόκληρου του βρόχου μέτρησης θερμοκρασίας και επιτρέπει τη λεπτομέρεια για την επίτευξη του επιθυμητού ελέγχου της διαδικασίας. Ο έλεγχος σημείου πάγου (με χρήση πολτού παγωμένου νερού) και ο έλεγχος σημείου βρασμού (με χρήση απεσταγμένου νερού, διορθωμένο για υψόμετρο) είναι απλές, οικονομικά αποδοτικές μέθοδοι που αποκαλύπτουν σφάλματα πολικότητας, ελαττωματικούς αισθητήρες και μικρές μετατοπίσεις. Πολλοί ελεγκτές επιτρέπουν μια προσαρμογή μετατόπισης εισόδου για τη διόρθωση συνεπών, γραμμικών σφαλμάτων. Για μη γραμμικά σφάλματα ή αποκλίσεις που υπερβαίνουν τις 2–3 μοίρες, το θερμοστοιχείο ή η σχετική καλωδίωση θα πρέπει να αντικατασταθεί. Η βαθμονόμηση θα πρέπει να αποτελεί μέρος ρουτίνας της θέσης σε λειτουργία οποιασδήποτε νέας εγκατάστασης αισθητήρα και η περιοδική επαναβαθμονόμηση διασφαλίζει συνεχή ακρίβεια κατά τη διάρκεια ζωής του συστήματος θέρμανσης PTFE. Ακολουθώντας αυτά τα βήματα, το προσωπικό πεδίου μπορείβαθμονομήστε ανταλλακτικό θερμοστοιχείο PTFEσυναρμολογείται με σιγουριά και επαναφέρει τη διαδικασία σε σταθερό, ακριβή έλεγχο θερμοκρασίας.
