デュアルエレメント RTD 配線の完全ガイド: 接続、冗長性、および選択

工業用温度センサーのジャンクション ヘッドを開けると、1 セットではなく 2 セットのリード線が見つかります。これは、デュアル エレメント RTD 配線を検討していることを示す最初の手がかりです。デュアルエレメント RTD には、同じハウジングまたはサーモウェル内に電気的に独立した 2 つの測温抵抗体が含まれており、これらのエレメントの接続方法によって、冗長性、平均化された読み取り値、またはプロセス制御と保護のための 2 つの別個の信号が得られるかどうかが決まります。

ほとんどのデュアル エレメント RTD 配線に関する質問に対する簡単な答えは簡単です。各エレメントを個別の RTD として扱うことです。各要素には独自の抵抗対温度特性があり、各要素を独自の送信機、コントローラ、または安全システムに接続できます。デュアル エレメント配線がさらに興味深いのは、その独立性を現場でどのように適用するかです。

このガイドでは、デュアル エレメント RTD 配線の基礎、2 線式、3 線式、および 4 線式接続、一般的な構成、トランスミッタの接続、冗長ロジック、設置方法、校正、およびトラブルシューティングについて説明します。また、装甲設計、組み立て設計、および防爆設計に関する選択のアドバイスも含まれているため、推測することなく自信を持って配線できます。

二素子測温抵抗体とは何ですか?

デュアルエレメント RTD は、同じ保護チューブ、シース、またはアセンブリ内に 2 つの別個のプラチナ検出素子を含む測温抵抗体です。各要素は通常、0 °C で公称抵抗 100 オームの薄膜または巻線白金抵抗器であり、一般に Pt100 と呼ばれます。 2 つの要素は相互および金属シースから電気的に絶縁されているため、完全に独立して使用できます。

各要素には独自のリード線のセットがあります。したがって、デュアルエレメント RTD には、内部接続スタイルに応じて、エレメントあたり 2、3、または 4 本のリード線があります。最も一般的なデュアル エレメント Pt100 センサーには 6 本のワイヤがあり、エレメント 1 に 3 本のワイヤ、エレメント 2 に 3 本のワイヤがあります。両方のエレメントで真の 4 線精度が要求される計測機器には、エレメントごとに 4 つのワイヤを備えた 8 線バージョンが用意されています。

機械構造としては、端子ヘッドを備えた組立式、軟質鉱物絶縁ケーブルを備えた被覆式、耐圧防爆筐体を備えた防爆式などがあります。通常、感知素子は互いに近接して配置されるため、両方が同じプロセス温度点を表します。この物理的近接性により、安全性が重要な単一プロセス貫通での冗長測定においてデュアル素子 RTD が魅力的になります。

代表的な元素と材料

• 0 °C で公称抵抗 100 オームのプラチナ薄膜素子
• 高振動または高温安定性を実現する巻線エレメント
• 特殊な用途にはニッケルまたは銅の元素が使用されますが、依然として Pt100 が主流です
• 素子を隔離し湿気から保護するセラミックまたはガラスのカプセル化
• 被覆バージョンの高純度アルミナまたは酸化マグネシウム粉末

デュアルエレメント設計は、RTD の基本的な物理特性を変更しません。どちらの要素も、通常はプラチナの IEC 60751 規格で定義されている同じ抵抗温度曲線に従います。 1 つの要素がドリフトしたり、故障したり、校正が必要な場合でも、もう 1 つの要素は引き続き測定に利用できるため、これが最も大きな実用上の利点となります。

単一素子 RTD ではなくデュアル素子 RTD を選択する理由

デュアルエレメント RTD を設置するかどうかは、通常、冗長性、スペースの制約、または同じ温度ポイントを複数の制御および監視システムに接続する必要性によって決定されます。単一素子 RTD からは 1 つの抵抗信号と 1 つの障害点が得られます。デュアルエレメント RTD は、同じプロセス位置から 2 つの独立した信号を提供します。これは、運用上の大きな利点となります。

二素子 RTD は発電や石油・ガスなどの安全性の高い産業専用であるという誤解がよくあります。実際には、プロセス エンジニアが 2 番目のサーモウェルを追加せずに、ローカル温度インジケーターとリモート DCS 信号を同じポイントから取得したい場合にも使用されます。少量の追加センサーの価格は、多くの場合、船舶やパイプラインに別のノズルを穴あけするコストよりも低くなります。

また、別々に設置された 2 つの RTD を物理的に異なる位置に配置する必要がある場合、デュアル エレメント RTD はそれらの RTD を完全に置き換えることはできないことも考慮する必要があります。 2 つのセンサーで同じ点を測定することが目的の場合は、デュアル エレメントを選択するのが簡単です。 2 つの異なる場所の温度を比較することが目的の場合は、2 つの別々の単一または二重素子センサーを使用します。

デュアルエレメント RTD 配線の基本: 2 線式、3 線式、および 4 線式接続

デュアル エレメント RTD 内の各エレメントは、単一 RTD と同じ方法で配線できます。配線方法によって、測定回路がリード線の抵抗をどの程度正確に補正できるかが決まります。二素子センサの場合、それに応じてリード線の本数も2倍になります。

2 線式接続では、エレメントに 2 本の線が接続され、測定される抵抗値にはリード線の抵抗値が含まれます。リード線の抵抗は周囲温度によって変化し、測定誤差が生じるため、この方法はケーブル長が短く、精度要件が低い場合にのみ使用できます。エレメントごとに 2 本のワイヤを備えたデュアルエレメント RTD には、合計 4 本の外部ワイヤがあります。

3 線接続では、3 本のワイヤがエレメントの一端と 1 本の共通ワイヤに接続されます。測定回路は 1 本のリード線の抵抗を測定し、それをループ全体から差し引きます。これは、専用の電流と電圧のペアを必要とせずに良好なリード補償を提供するため、最も一般的な工業用妥協策です。エレメントあたり 3 本のワイヤを備えたデュアル エレメント Pt100 には、6 本の外部ワイヤがあります。

4 線接続では、2 本のワイヤが定電流を供給し、2 本の別個のワイヤが要素の両端の電圧を測定します。これによりリード抵抗誤差が完全に排除され、最も正確な方法となります。要素ごとに 4 本のワイヤを備えたデュアル エレメント RTD には 8 本の外部ワイヤがあり、これはあまり一般的ではありませんが、高精度の計量および実験室用途には必要です。

リード線の物理的な色はメーカーによって異なりますが、一般的な規則では、要素 1 には 1 つの色のペアを使用し、要素 2 には別の色のペアを使用します。終了する前に、必ずセンサーのデータシートでリードの割り当てを確認してください。要素を混同すると、有効な読み取り値が得られる可能性がありますが、意図した冗長マッピングが失われます。

配線の観点から、要素 1 を RTD A として扱い、要素 2 を RTD B として扱います。偶発的な短絡のリスクを軽減し、将来のトラブルシューティングを簡素化するために、ジャンクション ヘッド内およびケーブル ルートに沿って 2 セットのリード線を分離しておきます。

一般的なデュアル エレメント RTD 配線構成

各要素が独立した RTD であることを理解すると、配線構成を整理するのが簡単になります。最も一般的な産業用構成は、独立した二重測定、安全のための冗長測定、および個別のプロセス/ディスプレイ信号です。

独立したデュアル測定

要素 1 は、温度トランスミッターを介して主制御システムに接続します。要素 2 は、ローカル指示送信機または振動監視システムに接続します。これは、同じベアリング温度が保護リレーと資産管理システムの両方に到達する必要があるモーター ベアリング、ギアボックス、およびコンプレッサーの一般的な選択です。

安全のための冗長測定

両方の要素は別個のアナログ入力カードまたは別個の安全 PLC に接続されます。エレメント 1 がフェールオープンした場合、エレメント 2 はプロセス温度を提供し続けます。真の多様性を実現するには、冗長配線には個別のジャンクション ヘッド端子、個別のケーブル、理想的には個別の電源を含める必要があります。

プロセス信号と表示信号を分離

1 つの要素はプロセス制御用の DCS に信号を供給し、2 番目の要素はパネル メーターまたは HMI ディスプレイに信号を供給します。これにより、ループ分離カードが回避され、保守スタッフが制御ループに触れることなくプロセスの読み取り値を確認できるようになります。

直列または差動構成

あまり一般的ではない構成には、2 つの要素を直列に接続しておおよその平均抵抗を取得したり、ブリッジに接続して温度差を測定したりすることが含まれます。送信機はより高い精度で平均または差を電子的に計算できるため、これらの方法は現代のデジタル システムではほとんど使用されません。

配線図を計画するときは、すべての端子に明確にラベルを付けます。各要素に別々のワイヤの色を使用し、ケーブルに共通のシールド アースを指定します。 6 つのリード線を持つデュアル エレメント RTD は恐ろしく見えるかもしれませんが、明確な配線図によってリスクのほとんどが取り除かれます。

デュアルエレメント RTD を温度伝送器に配線する

デュアルエレメント RTD 配線における最も実際的な問題は、送信機への最終接続をどのように行うかです。多くの温度トランスミッタには 1 つの RTD 入力があります。デュアル エレメント センサーには 2 つのトランスミッターが必要になります。他のトランスミッタにはデュアル RTD 入力があり、両方の要素を直接受け入れることができます。

配線する前に、送信機の入力構成を確認してください。標準的な単入力 RTD トランスミッタには、3 線式 RTD の 1、2、3、4 などの端子があります。デュアル エレメント センサーを 2 つの単一入力トランスミッタに接続すると、各エレメントは独自の端子セットを使用します。デュアル入力トランスミッターを使用する場合は、エレメント 1 を入力 A に割り当て、エレメント 2 を入力 B に割り当てるだけです。

最も一般的で経済的な現場配置は、RTD 接続ヘッド内に取り付けられた 2 つのヘッドマウント型トランスミッターです。これにより、アナログ信号が強力かつローカルに保たれ、2 つの別々の 4 ～ 20 mA ループを制御室に戻すことができます。デュアル エレメント RTD の 6 本のワイヤはトランスミッタ端子または端子台で終端され、各トランスミッタは独立した電流ループを生成します。

2 つの要素を切り替えるときは、トランスミッターの構成がセンサーの抵抗曲線と配線方法に一致していることを確認してください。たとえば、3 線 Pt100 入力を選択した場合、トランスミッタは 1 つの要素のみからの 3 つのリード線を認識する必要があります。両方の要素からのリード線を 1 つのトランスミッタ入力に結合しないでください。

トランスミッタの取り付けには、ケーブルが容易に曲がり、センシングチップが両方の要素を同じ位置に保つため、無機絶縁を備えた堅牢なデュアル要素シース RTD がよく好まれます。また、大口径組立式に比べて応答時間も短縮されます。

二重素子シース測温抵抗体による冗長配線用 このコンパクトな鉱物絶縁 RTD は、柔軟なシース内に 2 つの検出素子を備えており、追加のサーモウェルなしで冗長配線をサポートします。その高速応答はトランスミッタの取り付けに適しており、熱測定の可用性が向上します。 製品を見る→

高可用性プロセスのための冗長配線

冗長デュアルエレメント RTD 配線は、2 番目のサーモウェルを追加せずに熱測定の可用性を向上させる実証済みの方法です。安全計装機能では、配線も冗長である場合に限り、2 番目の要素を別の保護層として使用できます。

センサージャンクションヘッドから始めます。 2 つの別々の端子列 (要素 1 に 1 つと要素 2 に 1 つ) を使用し、可能であればそれらの間に接地されたシールド バリアを配置します。各要素のリード線を個別のケーブルでマーシャリング キャビネットに接続します。ケーブルの火災や物理的損傷によって両方の信号が一度に失われる可能性があるため、同じマルチコア ケーブルを介して両方の要素を実行しないでください。

キャビネット内で、要素 1 を基本プロセス制御システムに割り当て、要素 2 を安全システムに割り当てます。この分離により、機能の多様性がもたらされます。一部のプラントでは、要素 1 を冗長 PLC 入力に接続し、要素 2 を監視ロジック用の別の振動モニターに接続します。

1. 取り付ける前に、センサーに 2 つの独立した要素があることを抵抗計で確認してください。
2. すべてのデバイスにわたって同じ極性規則を使用して各要素を配線します。
3. 開路および短絡状態に対するトランスミッタのフェイルセーフ動作を設定します。
4. 2 つの測定値が設定されたしきい値を超えて逸脱した場合、制御システムに診断アラームを追加します。
5. 冗長ロジックを因果関係図で文書化します。

両方の要素が同じ検出チップを共有しているため、通常はほぼ同じ温度が読み取られます。正常な二素子 RTD では、2 °C ～ 5 °C の偏差アラームが一般的です。偏差が大きくなると、いずれかの要素が完全に故障する前に、センサーのドリフト、湿気の侵入、またはリード線の損傷を知らせます。

ホット スタンバイ アプリケーションの場合、DCS または安全ロジックは両方の入力を継続的に監視し、アクティブな要素に障害が発生した場合に正常な要素に自動的に切り替える必要があります。スイッチング ロジックは、試運転中および機器の主要なオーバーホール後に少なくとも 1 回テストする必要があります。

デュアルエレメント RTD と 2 つの別個の RTD の比較

エンジニアは、1 つのデュアルエレメント RTD を取り付けるのが良いのか、それとも 2 つの個別の RTD を別々のサーモウェルに取り付けるのが良いのかを尋ねることがあります。答えは、プロセス ボアの可用性、応答時間、コスト、および必要な独立性によって異なります。

2 つの別々のサーモウェルを取り付けることができれば、1 つの機械的衝撃で両方のセンサーが同時に損傷することがないため、より高いレベルの物理的多様性が得られます。これは、厳しいサービス アプリケーションや、予知保全プログラムでセンサーをオンラインで交換する必要がある場合に必要になることがあります。

プロセスで 1 つのノズルまたはサーモウェルしか使用できない場合は、デュアル エレメント RTD が実用的な答えになります。プロセス接続を変更せずに単一要素センサーを交換できるため、改造にも最適です。

2 つの要素が完全に同一ではない可能性があるため、2 要素の RTD は単一要素よりも精度が低いのではないかと尋ねるユーザーもいます。実際には、高品質の製造業者は両方の要素を同じ公差クラスに一致させます。 IEC 60751 規格では、クラス A とクラス B の最大偏差が許可されており、優れたデュアル素子センサーは両方の素子をその帯域内に維持します。

適切なデュアル素子 RTD 構造の選択

デュアルエレメント RTD は、いくつかの物理構造で利用できます。正しい選択は、プロセスの圧力、温度、振動、化学的攻撃、設置要件によって異なります。多くの場合、標準アセンブリ RTD、シース RTD、防爆 RTD、またはマルチポイント設計でのデュアル エレメント構成をリクエストできます。

アセンブリ RTD は、汎用のデュアル エレメント配線の最も一般的な構造です。ネジ接続またはフランジ接続、バネ式インサート、および鋳鉄またはアルミニウムの端子ヘッドを使用します。これにより、2 つの 3 線式エレメントと 2 つのヘッドマウント トランスミッターを収納するのに十分なスペースが得られます。

振動に敏感な領域では、コンパクトな接続ヘッドを備えたシース付き RTD の方が安全です。これは、モーメント アームが小さく、機械的ストレスに耐えられるためです。シース付きデュアルエレメント素子は応答も速いため、熱暴走を迅速に検出する必要がある場合に役立ちます。

危険区域では、デュアルエレメント RTD を防爆エンクロージャ内に設置するか、本質安全バリアを介して設置する必要があります。配線規則は、センサーの IP 定格だけでなく、地域の分類に従います。製品証明書とケーブル引き込み口の承認を必ず確認してください。

二重要素 RTD を冗長安全機能に使用する場合は、要素間の偶発的な交差配線を防止するコネクタと端子の配置を要求してください。一部のメーカーは、この目的のためにキー付きコネクタまたは色付き端子台を提供しています。

プロセス監視用の組立RTD 液体、気体、表面温度を直接測定するための多用途センサーで、表示機器や記録機器と簡単に統合できます。その堅牢な設計は、プロセス制御と信頼性の高いリアルタイム データ収集に適しています。 製品を見る→

インストールと終了のベスト プラクティス

適切な二素子 RTD 配線は、適切な機械的設置から始まります。センサーはサーモウェルまたはプロセスボアに完全に挿入する必要があり、水の浸入を減らすためにケーブルの入り口が下を向くように端子ヘッドを向ける必要があります。取り付けトルクはねじの種類に従う必要があります。 NPT または M20 接続を締めすぎると、センサーが変形し、エレメントが移動する可能性があります。

リード線を端末処理する場合は、必要以上に短く切らないでください。後で配線変更が必要になった場合でも、十分な長さの余裕があれば再終端することができます。撚り線にはフェルールを使用し、ヘッド ケーシングに短絡する可能性がある緩んだ撚り線を残さないようにしてください。

RTD 信号ケーブルと電源ケーブルを分離してください。推奨される最小間隔は AC 電源線から 12 インチであり、やむを得ない場合は直角に交差させてください。これにより、3 線接続で誤った読み取り値を引き起こす可能性がある誘導ノイズが軽減されます。

サーモウェル内のデュアルエレメント RTD の場合、通常、2 つのエレメントは同じ深さに配置されます。 1 つのリアクターで 2 つの異なる温度ポイントが必要な場合は、標準のデュアル エレメントではなくマルチポイント設計を選択してください。これは、標準のデュアル エレメントでは 2 つの異なる位置を測定できないためです。

配線後、各エレメントと発信器間の簡易導通チェックを行ってください。メガーは発信器を外した状態でのみ使用し、測温抵抗体素子には定格以上の絶縁試験電圧を絶対に加えないでください。

デュアルエレメント RTD の校正とテスト

デュアルエレメント RTD は、1 つのエレメントだけではなく、両方のエレメントでテストする必要があります。多くのプラントは、要素 1 を校正し、要素 2 が同一であると仮定するという間違いを犯します。両方の要素が同じハウジングを共有している場合でも、熱サイクル、振動、湿気への曝露により、異なる経年劣化が生じる可能性があります。

最も信頼性の高いテストは、氷浴やドライブロックキャリブレーターなどの基準温度での精密な抵抗測定です。測定した抵抗を IEC 60751 の表と比較します。 Pt100 エレメントの場合、0 °C では約 100.00 オーム、100 °C では約 138.51 オームを読み取る必要があります。

3 線式校正を実行する場合、校正器は設置されているトランスミッタと同じリード線配置を使用する必要があります。一部のポータブル校正器はリード抵抗を自動的に補正しますが、使用しているワイヤ構成を通知する必要があります。

1. テストする前に、両方の要素を送信機から取り外してください。
2. 各リード線間の抵抗を測定して、素子が開いていないことを確認します。
3. 各エレメントとシース間の絶縁抵抗をDC100Vメガーで確認してください。
4. センシングチップをキャリブレーションバスに浸し、熱が平衡になるまで時間を置きます。
5. 各設定点での要素 1 と要素 2 の抵抗を記録します。
6. 両方の要素が必要な公差クラスを満たしている場合、センサーを受け入れます。

重要な安全アプリケーションの場合は、各送信機と制御システム入力カードを介してループ テストも実行します。これにより、センサーからディスプレイまでの配線が連続していること、および素子が切断されたときにフェールセーフ状態が機能することが検証されます。

2 つの要素が室温では正しく読み取られるが、高温ではずれる場合は、シースの機械的歪みや湿気を確認してください。湿気で汚染された鉱物絶縁体はシャント抵抗を引き起こし、高温では低い測定値として現れる可能性があります。

メンテナンスとトラブルシューティング デュアル エレメント RTD 配線

デュアル エレメント RTD 配線ループが無効な読み取り値を示した場合、最も早いアプローチは、障害のあるエレメントと障害のタイプを特定することです。開回路は通常、送信機のフェールセーフ設定に応じてアップスケールまたはダウンスケールを引き起こします。短絡により、多くの場合、ケーブル抵抗に近い低い抵抗値が示されることがあります。

まず、接合ヘッドで両方の要素を測定します。健全な Pt100 要素は、周囲温度と一致する抵抗値を示すはずです。 1 つの要素がオープンになっている場合、障害はセンサー内部または内部リード接続にあります。両方の要素がオープンになっている場合、問題は共有ケーブル グランドにあるか、重大な機械的損傷の後に発生している可能性が高くなります。

測定値に頼る前に、各リードの色分けを確認してください。一部のデュアル エレメント センサーでは、両方のエレメントに同じワイヤの色が使用されているため、間違ったペアが割り当てられやすくなります。トランスミッタが正確に単一素子の抵抗値を示した場合、1 つの素子のみを接続し、もう 1 つの素子はオープンのままにした可能性があります。

6 線デュアル エレメント RTD でよくある配線エラーは、トランスミッタ入力が単一エレメント用に構成されているが、エレメント 2 からの共通リードを使用しているときに、エレメント 1 の 3 つのリードを 3 線トランスミッタに接続することです。回路は両方の素子を直列に通過するため、これにより高い抵抗値が得られます。

時間の経過とともに熱膨張によりネジ端子が緩む可能性があるため、定期的なメンテナンスにはすべてのネジ端子を締める必要があります。ジャンクションヘッドガスケットも点検してください。湿気は RTD 端子の絶縁不良の主な原因であり、湿気は両方の要素にさまざまな割合で影響を与える可能性があります。

トラブルシューティングのサポートのために、一般的な温度での予想される抵抗値を記載した簡単な診断表を機器フォルダーに保存してください。これにより、技術者はセンサーを交換するか配線を追跡するかを迅速に決定できます。

二素子測温抵抗体の応用例と選択基準

デュアルエレメント RTD は、信頼性の高い温度測定を必要とするほぼすべての分野で使用されています。最も一般的な用途は、モーターおよび発電機のベアリング、ポンプ シール、コンプレッサーの吐出ライン、熱交換器、発電所の給水、および化学反応器の表皮温度です。

モーターベアリングでは、最初の要素は高温でモーターをトリップさせる保護リレーに接続され、2 番目の要素は連続温度モニターに接続されます。これにより、単一のリレーの故障によりモーターが予期せずオフラインになることが回避されます。センサーは通常、ベアリング ハウジングのドリル穴に挿入された小径のシース付きデュアル エレメント RTD です。

熱交換器では、デュアルエレメント RTD が出口ノズルに取り付けられることがよくあります。 1 つの要素は、冷却水の流れを調整する制御ループに電力を供給します。 2 番目の要素は、エネルギー監視システムまたは安全インターロックに電力を供給します。同じアプローチが炉とフィンファンクーラーにも適用されます。

石油およびガス施設などの危険区域では、送信機または端末が機密区域内に配置されている場合、防爆デュアルエレメント RTD が必要です。耐圧防爆エンクロージャは、内部の電気的故障による周囲の大気への引火を防ぎます。センサーには 2 つの要素があるため、1 つはプロセス制御に使用でき、もう 1 つは独立して認定された安全シャットダウン機能に使用できます。

腐食性媒体を使用する化学プラントの場合、PTFE でライニングされたサーモウェルを備えた耐腐食性デュアルエレメント RTD は、白金エレメントを酸の攻撃から保護しながら 2 つの信号を提供します。同じ配線原則が適用されますが、サーモウェルの材質と挿入長を正しく指定する必要があります。

防爆測温抵抗体 for Hazardous Areas 炭化水素を含む爆発性環境向けに設計されたこのセンサーは、安全かつ正確に最大 1300°C を測定します。不安定な条件下で安全な温度監視を必要とする製油所や化学プラントに適しています。 製品を見る→

デュアルエレメント RTD を指定する場合は、正確な温度範囲、プロセス接続のサイズ、挿入深さ、サーモウェルの材質、電気終端タイプ、およびエレメントの許容差クラスを指定します。仕様を明確に作成すると、設置時間が短縮され、試運転エラーが減少します。

視覚的な概要: デュアル エレメント RTD が使用される場所

二素子 RTD が産業プラントのメンテナンスにどのように適用されるかをより深く理解するには、アプリケーションの一般的な分布を確認することが役立ちます。次の表は、フィールド サービスの経験と一般的な機器エンジニアリングの実践に基づいた内訳を示しています。

これは、主な機能 (冗長性、個別の表示/制御、温度平均化、および校正基準) ごとにデュアル エレメント RTD 設置のシェアを示しています。この分布は、プラント エンジニアがどの配線構成を最初に習得するのが最も価値があるかを判断するのに役立ちます。

このチャートは 4 つの広範な機能をカバーしています。安全システムでは 1 点に 2 つの独立したセンサーが必要になることが増えているため、冗長測定が主流となっています。個別の表示/制御は次のとおりです。温度の平均化は、大型の空冷熱交換器でより一般的です。校正基準はニッチですが価値のある用途です。

データは単一の業界に関連付けられていないため、認定された統計表ではなく、計画の参考として扱う必要があります。重要な点は、RTD の 2 つの要素が必ずしも純粋な冗長性を目的として配線されているわけではないということです。

次に、横棒グラフを見てみましょう。

このグラフは、冗長安全配線が最大のカテゴリであることを示していますが、デュアル エレメント センサーを使用する唯一の理由ではありません。 2 番目に大きいカテゴリである制御とローカル表示は、DCS がプロセスを制御し続けている間にオペレータがローカルで温度を読み取りたい場合、回転機械で特に一般的です。

平均読み取り値はインストールの約 15% を占めます。このような場合、2 つの要素は独立して使用されません。それらは、表面に沿った平均温度を表すために、トランスミッタ内で合計または平均化されます。これにより、大型ヒーター内に複数の単素子センサーを設置するコストが削減されます。

校正基準のシェアは約 10 パーセントであり、小さいですが重要です。 1 つの要素は基準接続専用のままであり、2 番目の要素は通常の測定に使用されます。これにより、技術者はプロセスを開かずに動作中の要素をチェックできます。

配線の観点から見ると、この表は、すべての二要素 RTD が安全冗長性を目的としていると想定すべきではないことを裏付けています。制御とディスプレイの配線は多くの場合、より短いケーブル長と低コストを許容できますが、冗長安全配線は完全に分離する必要があるため、最初に目的の機能を明確にします。

また、この分布は、3 線接続が冗長性と制御アプリケーションの両方に適しているため、おそらくデュアル エレメント設置の約 70 ～ 80% で使用されていることを示唆しています。 4 線式接続は、校正基準設備や高精度熱交換器制御では一般的です。

新しいシステムを設計する場合は、要素 1 と要素 2 の単純な関数行列を書くことから始めます。この演習により、冗長トランスミッタが必要か、単一のデュアル入力トランスミッタが必要か、または専用の平均化トランスミッタが必要かがすぐにわかります。

最後に、このグラフには物理的な構造のタイプが示されていません。プラントでは、回転機器に 60 パーセントのシース付きデュアル エレメント RTD、一般プロセス配管に 25 パーセントの組み立てタイプ、機密区域で 15 パーセントの防爆タイプを使用する場合があります。

プラント内の正確な割合は異なりますが、原則は同じです。ケーブルを引く前に各要素の役割を定義し、その役割をループ シートに文書化します。

デュアルエレメント RTD 配線に関するよくある質問

次に進むべきところ: より多くのリソースと直接サポート

シングル エレメント RTD とデュアル エレメント RTD のどちらを使用するかをまだ決定していない場合、または特定のループ設計についてサポートが必要な場合は、簡単なエンジニアリング コンサルテーションから始めてください。詳細なセンサー仕様により、両方の要素がシステムの要求どおりに一致、絶縁、終端されることが保証されます。

温度センサーの選択についてより深く理解するには、熱電対の種類と選択に関する業界ガイドをお読みください。熱電対に焦点を当てていますが、設置と配線のガイダンスは RTD の知識とともに役に立ちます。

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