薄膜 RTD に問題があることを示す最初の兆候が、劇的な故障であることはほとんどありません。それは、隣接するセンサーとのゆっくりとした不一致、加熱サイクル中に徐々に変化する測定値、またはレシピと一致しなくなったバッチの傾向です。あるケースでは、フードプロセッサーが低温殺菌ジャケットのアセンブリを 18 か月間に 3 回交換し、その要素に問題があると確信しました。本当の原因は、Pt100 回路に約 2.6 オームのリード線抵抗を追加する 2 線式接続でした。これは、試運転時に校正ループが密かにマスクしていて、端子台の再配線時に失われた約 6.8 度の誤差に相当します。
薄膜 RTD 素子は、約 -70 °C ~ 400 °C のほとんどの工業用温度測定の正しいデフォルトであり、特にスペースが狭い場合、振動が存在する場合、または妥当な単価で数百個のセンサーが必要な場合に当てはまります。約 500 °C を超える温度、サイズよりも長期安定性が重要なアプリケーション、および配線が十分に考慮されていない回路では、これらは間違った選択です。このガイドの残りの部分では、これらの状況を区別する方法と、注文する前にメーカーに何を要求するかについて説明します。
薄膜 RTD は、セラミック基板上に非常に薄いプラチナ層を堆積し、それを蛇行状にパターン化し、0 °C で抵抗が 100 オーム、500 オーム、または 1000 オームになるようにレーザー トリミングすることによって作られたプラチナ抵抗素子です。感知層が薄く、基板が小さいため、素子は迅速に反応し、適度に振動に耐え、一貫した公差で大量生産できます。これら 3 つの特性により、それらを中心に行う設計上のほぼすべての決定が説明されます。
動作原理は、後のあらゆる実際的な決定に影響を与えるため、明確に述べる価値があります。白金の抵抗は、温度が上昇するにつれて予測可能なほぼ直線的に増加し、100 オームの素子では 1 度あたり約 0.385 オーム、1000 オームの素子では 1 度あたり 3.85 オームになります。トランスミッターまたはメーターは、素子に小さな安定した電流を流し、その結果生じる電圧または抵抗を測定し、それを温度に変換します。リード線、腐食した端子、不十分な溶接など、ループに抵抗を加えるものはすべて、余分な温度として読み取られます。
薄膜 RTD 要素は、日常の工業用温度作業の最も幅広い領域をカバーします。速度、サイズ、耐振動性、コストを考慮してそれらを選択し、それらの利点を無駄にしないように配線とその周りのアセンブリが十分に優れていることを確認してください。
薄膜 RTD とは何か、そして巻線素子に勝る点
薄膜要素は層状に構築されます。アルミナ基板は機械的サポートと電気絶縁を提供します。通常、厚さは 2 マイクロメートル未満のプラチナ膜が、スパッタリングによってその上に堆積されます。フォトリソグラフィーとエッチングにより、細長いトラックに膜が形成されるため、抵抗が十分に高く、実用的になります。次に、素子が基準温度でターゲット抵抗を測定するまで、レーザーがトラックをトリミングします。通常、トリミングはパーセントの数分の 1 以内に行われます。ガラスまたはエポキシのパッシベーション層がフィルムを保護し、2 本または 4 本のリード線が、多くの場合スポット溶接または導電性ボンドで取り付けられます。
要素全体のサイズは 2 ミリメートル × 2 ミリメートル、または 5 ミリメートル × 10 ミリメートルで、厚さは 1 ミリメートル未満です。この熱質量が小さいため、裸の薄膜素子は数秒でステップ変化の 90% に達することができますが、同様の公称精度の巻線素子では数倍の時間がかかる場合があります。これは、薄膜素子が振動や衝撃にうまく対処できる理由でもあります。微細なコイルがずれたり、たわんだり、コイル自体に対して短絡したりすることがありません。
高温ではトレードオフが現れます。巻線エレメントは、非常に純度の高いプラチナ ワイヤのコイルをセラミック フォーマ内に吊り下げているため、センシング メタルは連続的でストレスがなく、焼きなましが可能です。薄膜素子は基板に接着されており、白金とアルミナの間の熱膨張の不一致により、素子が加熱および冷却されるたびに機械的応力が発生します。そのストレスが蓄積してしまうのです。約 400 °C 未満では、影響は控えめで予測可能です。 500 °C を超えるとそれが支配的となり、ドリフトが加速します。
薄膜プラチナ要素と巻線プラチナ要素の一般的な違い。正確な値は、要素、アセンブリ、およびプロセス条件によって異なります。 | 特徴 | 薄膜測温抵抗体 | 巻線型測温抵抗体 |
| センシング構造 | セラミック基板上のプラチナ膜、レーザートリミング | セラミックフォーマーに巻かれたプラチナコイル |
| 共通要素サイズ | 2×2mm~5×10mm | 3×10mm以上 |
| 応答時間、ベアエレメント | 多くの場合、t90 では 1 ~ 3 秒 | 多くの場合、t90 では 3 ~ 10 秒 |
| 振動と衝撃 | 良好、低質量、可動コイルなし | 弱くなるとコイルがずれたりショートしたりする可能性があります |
| 実用的な上限音域 | 連続使用時は400~500℃程度 | 構造に応じて 600 ~ 850 °C |
| 高温での安定性 | 400 °C 未満では許容可能ですが、400 °C を超えるとドリフトが速くなります | 範囲の上限付近の方が良い |
| 数量当たりの単価 | 下位 | より高い |
| 抵抗オプション | 100、500、1000 オームが広く入手可能 | 100オームドミナント |
| 取り扱い | 基材が脆いため、曲げの力を避けてください | ワイヤーは壊れやすいため、張力や鋭い曲げは避けてください。 |
そうなると買い手はどうなるでしょうか?プロセスが 400 °C 未満で実行される場合、プローブが小さなサーモウェルに適合する必要がある場合、機械が振動する場合、またはループが制御のために高速応答を必要とする場合、薄膜は工学的に合理的な答えです。プロセスが炉内で 600 °C で行われる場合、またはセンサーが他のセンサーを校正するために使用される参照標準である場合、やはり巻線エレメントの方が優れたツールです。
400 °C 未満では、通常、速度、サイズ、振動、コストの点で薄膜が優先されます。 500 °C を超える場合、または参考作業の場合は、引き続き巻線構造がより安全な仕様です。
薄膜 RTD 配線: Pt100、Pt1000、および 2 線、3 線、および 4 線の決定
要素は測定値の半分にすぎません。残りの半分は機器に接続する回路で、ここで日常の精度がほとんど失われます。
Pt100またはPt1000
Pt100 は 1 度あたり約 0.385 オーム変化します。 Pt1000 は 1 度あたり約 3.85 オーム変化します。これは 10 倍です。この感度の高さが、Pt1000 素子の長い 2 線式配線に対する耐性がより優れている理由です。1 オームのリード線抵抗は、Pt100 では約 2.6 °C の誤差ですが、Pt1000 ではわずか約 0.26 °C です。デメリットとしては、Pt1000 素子は自己発熱を避けるために励起電流を低くする必要があり、電気ノイズの影響を若干受けやすく、通常はコストが少し高くなります。スペースに余裕のないパネル取り付け機器、マルチセンサー機器、および 2 線式ループの場合、多くの場合、Pt1000 が実用的な答えとなります。高精度の 4 線式測定には、依然として Pt100 が一般的な選択肢です。
各配線方式によりどの程度の誤差が追加されますか?
現実的な例を考えてみましょう。それぞれ 10 メートルの長さの 0.5 mm² 銅の 2 本の導体は、室温で合計約 0.7 オームを追加します。 Pt100 では約 1.8 °C のオフセットです。より細い 0.22 mm² ケーブルを使用し、30 メートル配線すると、追加される抵抗は 4 オームを超える可能性があり、これは Pt100 では 10 度を超えます。同じケーブルを Pt1000 に接続しても、追加される度は 1 度未満です。
3 線接続では、電流が流れる 2 本のリード線の抵抗が同じであると仮定します。リードエラーが発生すると、ほとんどのエラーがキャンセルされます。そうでない場合、残留誤差は実際に発生します。コア間の 0.1 オームの不整合は、Pt100 では約 0.26 °C です。コアが異なるルートをたどる場合、この不一致は温度とともに増大します。これが、ケーブルを単一の整合した配線として維持し、異なるドラムのコアの混合を避ける理由の 1 つです。
薄膜 RTD 要素の配線構成とそれぞれの実際的な結果。 | 接続 | 導体 | 鉛抵抗の影響 | 一般的な使用方法 |
| 2線式 | 2 | 読み物に完全に追加されました。 1 オームは、Pt100 では約 2.6 °C、Pt1000 では 0.26 °C に相当します。 | 短いケーブル長、Pt1000、表示のみ |
| 3線式 | 3 | コアが一致するとキャンセルされます。 0.1 オームの不整合は、Pt100 では約 0.26 °C に相当します。 | ほとんどの産業用送信機とパネルメーター |
| 4線式 | 4 | ケーブルの長さに関係なく、ほぼ完全に取り外される | 実験室、狭いスパン、高精度 |
ヘッドマウント型伝送器を備えたアセンブリを指定する場合は、伝送器が 3 線入力または 4 線入力をサポートしているかどうか、および端子台に実際に一致する数の端子があるかどうかを確認してください。端子ラベルの読み間違いにより、4 線式エレメントが 3 線式トランスミッタに配線されているケースは、驚くほどよくあります。
エレメントを回路に合わせます。Pt1000 と 2 線は短距離配線に適し、Pt100 と 3 線または 4 線は精度に適しています。配線の不一致により、素子グレード間の違いよりも精度が犠牲になる可能性があります。
薄膜 RTD の精度クラスと温度における許容差の実際の意味
データシートに印刷されているクラスは制限であり、プロセスに関する約束ではありません。これは、定義された温度で要素が標準の抵抗温度曲線からどの程度逸脱する可能性があるかを記述しており、アセンブリがサーモウェルに取り付けられた後にどのように動作するかについては何も述べていません。
下の表は、氷点における白金抵抗要素に対して定義された 4 つの一般的な許容差クラスを示しています。単なる数字の集合ではなく、大きさの比較として読むと、実際のギャップがより明確になります。クラス C はクラス AA の 6 倍の偏差を許容します。
このグラフを実際の仕様と照らし合わせて読むと、3 つのことが重要になります。まず、クラス制限は通常氷点で見積もられ、許容値は温度とともに増加します。クラス A 要素は、絶対温度の約 0.15 プラス 0.002 倍、つまり 400 °C で 1 度近くが許容されます。クラス B 要素は、絶対温度の約 0.30 プラス 0.005 倍、つまり同じ点で 2 度を超える温度が許容されます。
次に、クラスは完成したプローブではなく要素に適用されます。エレメントが鉱物絶縁ケーブルを備えたステンレス鋼のシース内に収まると、アセンブリはステムの伝導、浸漬深さ、およびシースのフィット感から独自の誤差を追加します。浸漬が不十分なプローブ内のクラス A エレメントは、簡単にクラス C の性能を発揮できます。
第三に、実際の生産ラインでは、多くの場合、クラス間の違いは再現性よりも重要です。各サイクル後に 0.1 °C 以内に戻るクラス B の薄膜 RTD は、不安定な設置でドリフトするクラス AA 素子よりも有用です。シース付きアセンブリまたはヘッドマウント アセンブリを購入するときは、ラベルに印刷されているクラスだけでなく、2 つまたは 3 つの温度での校正データを製造元に問い合わせてください。
クラス制限は温度とともに広がり、裸の要素にのみ適用されます。完成したアセンブリは、クラスレターだけではなく、校正データと再現性によって判断してください。
薄膜素子の温度限界、ドリフトおよび自己発熱
データシートでは、多くの場合、広い動作範囲 (-200 °C ~ 600 °C) が記載されています。この範囲は、その要素が何年もの間どのように機能するかではなく、その要素がどのように存続するかを示しています。連続使用では、ほとんどの薄膜要素は -70 °C から約 400 °C まで快適ですが、頻度が低い場合は変動が大きくなります。それを超えると、膜内の熱応力の蓄積によりドリフトが加速され、故障モードは通常、開回路ではなく抵抗のゆっくりとした上昇シフトとなります。
ドリフトは、定義された条件下でのレートとして表現するのが最適であるため、単一の数値は注意して扱ってください。サプライヤーにとって有益な質問は、要素がどのように認定されたか、つまり、どの温度で何時間、どの限界間の熱サイクルが何回か、その後氷点で測定された抵抗の変化は何であったか、ということです。試験方法とサンプルサイズを示すことができるサプライヤーは、文脈なしに安定性の数値を引用するサプライヤーよりも信頼できます。
自己発熱は、もう 1 つの地味なエラーです。これは、機器が要素に流す励起電流から生じます。 Pt100 の場合、1 mA での消費電力は約 0.1 ミリワットです。 Pt1000 の場合、同じ電流では約 1 ミリワットです。静止空気中では、小さな元素はミリワットあたり約 0.2 °C 上昇する可能性があるため、1 mA で駆動された Pt1000 は、その理由だけで最大 20 分の 2 °C の温度を読み取ることができます。熱接触が適切に行われたサーモウェル内では、その影響ははるかに小さくなります。そのため、適切に取り付けられたプローブでは自己発熱がほとんど見られず、空中にぶら下がっている裸の要素では頻繁に自己発熱が見られます。
応答時間も同じロジックに従います。裸の 2 ミリメートルの要素は、1 ~ 3 秒でステップ変化の 90% に達する可能性があります。鉱物絶縁ケーブルを備えた 6 ミリメートルのシースプローブ内の同じ要素には 15 ~ 30 秒かかる場合があります。どちらの図も間違いではありません。彼らは単にさまざまな質問に答えるだけです。ループが発熱反応を制御している場合、要素ではなくプローブが応答を設定します。ループが遅いタンクを記録している場合は、遅いプローブでも問題ありません。
引用された温度範囲は耐用年数ではなく生存期間として扱います。約 400 °C 未満での連続使用を計画し、Pt1000 エレメントの励起電流を低く保ち、シースが応答時間を設定することを期待します。
薄膜 RTD アセンブリ: シース付き、ヘッドマウント、および危険場所のオプション
ほとんどの購入者は要素を購入しません。彼らは、特定の設備の機械的、電気的、安全性の問題をすでに解決しているアセンブリを購入します。内部の要素は、複数の変数のうちの 1 つです。
アセンブリおよびヘッドマウントプローブ
古典的なアセンブリでは、薄膜要素をステンレス鋼またはインコネルの保護チューブに配置し、接続ヘッドで密閉し、リード線をセラミック端子台で終端します。ヘッドマウントトランスミッタは、測定点で抵抗を 4 ~ 20 mA の信号に変換します。これにより、精度予算から長いリード線が削除され、標準の計器ケーブルで信号を制御室に戻すことができます。これは、タンク、パイプライン、乾燥機、熱交換器の主力構成です。
組立測温抵抗体 通常、表示機器、記録機器、コンピュータおよびその他の設備とともに使用され、液体、蒸気、固体ガスの生産プロセスを直接測定します。 製品を見る→
被覆された柔軟な構造
硬いプローブが適合しない場合、またはセンサーが曲線の経路をたどる必要がある場合は、鉱物絶縁ケーブルと曲げ可能な部分を備えた被覆構造が適切に機能します。酸化マグネシウム絶縁体は素子とリード線をコンパクトにし、良好な熱接触を提供し、電気的絶縁を実現します。これらのプローブは、アクセスが困難なプラスチック押出機、小さな配管、機械によく使用されます。
危険区域および特殊な環境
防爆ヘッド、本質安全防爆トランスミッター、さまざまな深さに複数の要素を備えたマルチポイントプローブはすべて正当な理由があって存在します。たとえば、多点アセンブリでは、容器壁を 1 回貫通するだけで 3 段階の温度が報告されるため、多くの場合、3 つの別々のノズルを使用するよりも安価で簡単です。これらのオプションは、単にカタログ ページでより堅牢に見えるからではなく、危険評価、船舶の形状、またはメンテナンス計画で必要な場合に選択してください。
アセンブリをプロセスに適合させる
組み立てに関するほとんどの選択は 3 つの質問で決まります。プローブはどれくらいの深さまで挿入できますか?その深さは、シースの直径と感知素子の長さを足したものの少なくとも 10 倍ですか?プロセス圧力と流速はどれくらいですか?またシースは振動しますか?また、湿気が端子台に達すると電気的にはどうなるのでしょうか?これら 3 つに答えることができない場合、到着するアセンブリは妥協案になります。
要素単体ではなく、設置周りのアセンブリを指定します。浸漬深さ、シースの剛性、プロセス接続、およびヘッド保護によって、良好な要素が意図したとおりに機能するかどうかが決まります。
要素の背後にある材料: 合金ワイヤと導体の選択
温度システムのすべての部分が温度センサーであるわけではありません。リード線、延長ケーブル、補償導体によって、信号がどの程度きれいに伝わるかが決まります。同じ工場では、他の測定や加熱の用途に抵抗合金や熱電対合金線が必要になることがよくあります。
プローブ内部では、リード線の材質が重要です。ニッケルおよびニッケルメッキ銅導体は、適度な温度で酸化に強く、素子に確実に溶接できるため、一般的です。銀メッキ銅は抵抗が低くなりますが、アセンブリに水分が侵入すると劣化が早くなります。内部配線が高温に耐えなければならない場合は、代わりにニッケルまたはニッケルベースの合金が使用されますが、その代わりに抵抗がわずかに高く、感触が硬くなります。
プローブの外側では、延長導体と補償導体がセンサーを機器に接続します。抵抗素子の要件は単純です。一貫した断面と良好なシールドを備えた、整合した低抵抗の銅コアです。熱電対回路の場合、延長ワイヤは熱電対の熱電特性に一致する必要があり、合金が間違っているとすべての接続点でエラーが発生するため、要件は異なります。プラントでは両方のシステムを並行して実行することが多いため、両方を理解しているサプライヤーから導体を購入することには、わずかな価格差があっても価値があります。
合金の品質は、抵抗と加熱に使用されるワイヤーにも現れます。抵抗率の一貫性、直径公差、表面仕上げはすべて、ワイヤが巻かれたり成形された後のパフォーマンスに影響します。へのガイド 主な合金線の種類と構造、選び方 は、温度センサーと一緒にこれらの材料を指定する読者が利用できます。
導体も測定の一部です。整合された低抵抗リード線と正確に整合された補償ケーブルにより、素子クラスと同様に精度が保護されます。
薄膜 RTD のメーカーまたはサプライヤーを評価する方法
同じプローブに見えるもののサプライヤー間の価格差は、通常、要素ソース、トリミング公差、ケーブルグレード、校正データ、端子ハードウェアなど、見積書に記載されていない内容によって説明されます。構造化された比較には 20 分かかり、数か月を節約できます。
まずはトレーサビリティから始めましょう。エレメントにバッチ番号が付いているかどうか、完成したプローブが個別にテストされるか、それともサンプリングによってテストされるかを尋ねます。すべてのユニットをテストし、記録を保管するサプライヤーは、品質に関する苦情にデータで答えることができます。サンプリングによるテストを行うサプライヤーにはそれができません。
次に、校正オファーを確認します。本格的なメーカーは、氷点および 2 番目の温度での測定値と、使用した基準の不確かさを記載した証明書を提供できます。ほとんどの工業作業には 2 つのポイントで十分です。 3 つのポイントは、狭いスパンまたは規制されたアプリケーションに適しています。
最初の注文の前に、薄膜 RTD のメーカーまたはサプライヤーを認定する際の実際的なチェック。 | 何を確認するか | 尋ねる質問 | 確実な答えは次のようになります |
| 要素のトレーサビリティ | 完成したプローブの元素バッチを特定できますか? | プローブまたは証明書にマークされたバッチ番号 |
| 公差の検証 | 各ユニットは 0 °C で測定されていますか、それともサンプリングのみですか? | 記録された値による個別の測定 |
| 校正証明書 | どの温度とどのような基準不確かさですか? | 氷点プラス 2 番目の点、不確実性を表明 |
| 描画制御 | 私の図面に従ってリビジョン管理して製造してもらえますか? | リビジョン番号付きの承認済み図面 |
| シースとケーブルのグレード | どのステンレスグレード、どの絶縁体、どのケーブルですか? | 「ステンレス」だけではない名前付きグレード |
| 端子とヘッド | ヘッドは後から送信機を受け入れることができますか? | 標準嵌合、互換端子間隔 |
| バッチの一貫性 | 出荷間のばらつきはどれくらいですか? | 定義された受け入れ期間と記録 |
| アフターサポート | ドリフトの苦情を調査するのは誰ですか? | 指定されたエンジニアと返品プロセス |
2 つの商業的な点は同様に注目に値します。まず、サプライヤーが小規模な開発注文をどのように処理するか尋ねてください。特定の長さで少数のプロトタイプを納品し、その後生産にスケールアップできるメーカーは、コンテナの容積のみを見積もるメーカーよりも有益です。次に、許容値を逸脱した場合に何が起こるかを確認します。許容範囲外のユニットを交換するという書面による約束は合理的な要求であり、その答えから工場がどのように運営されているかについて多くのことがわかります。
見積もりを比較するときは、すべてを同じ基準に換算してください。トランスミッターなし、校正データなし、シースが短いプローブの見積もりは安くありません。コストを試運転チームに移すだけです。
カタログのクラスレターではなく、トレーサビリティ、個別のテストおよび校正データに基づいてメーカーを認定します。価格を比較する前に、すべてのサプライヤーに同じスコープを依頼してください。
薄膜 RTD の設置と試運転のチェック
取り付けミスは、グレードのアップグレードよりも精度を犠牲にします。最初に機械的なポイントを処理し、次に電気的なポイント、次に検証を行います。
機械的チェック
没入は最も一般的な問題です。原則として、挿入長はシースの直径の少なくとも 10 倍に加え、ステムがチップから熱を逃がさないように、検出素子を覆うのに十分な長さである必要があります。小さな配管では、プローブを垂直に取り付けるのではなく、流れに対して角度を付けて、デッドレッグではなく流体が移動する場所に置きます。適切に接触したサーモウェルを使用し、プロセスで許可されている場合は結合を改善するために少量のサーマルコンパウンドを使用します。
シース測温抵抗体 ステンレス鋼の保護チューブ、酸化マグネシウム絶縁粉末、熱電対ワイヤーの組み合わせで構成され、全体は固体の金型圧縮によって圧力をかけ、固定されています。 製品を見る→
端子台内に水分が浸入しないように、プロセスの接続トルクやヘッドの向きを確認してください。ケーブルグランドが上を向いていると、ゆっくりとした漏れが起こるのを待っています。
電気的チェック
センサーケーブルは可変周波数ドライブやモーターケーブルから離し、交差が避けられない場合は直角に交差させてください。ケーブルをシールドし、シールドは機器側でのみ接地してください。接続前に鉱物絶縁プローブの絶縁抵抗を確認してください。乾燥した損傷のないプローブでは、DC 100 ボルトで 100 メグオームをはるかに超える測定値が得られることが合理的に予想されます。
配線数が機器の入力と一致していることを確認します。次に、送信機の範囲がプロセスウィンドウを余裕をもってカバーしていることを確認します。 0 ~ 100 °C に設定されたトランスミッターは、定置洗浄サイクル中にクリップが発生し、その結果生じるデータのギャップは、多くの場合、数週間後に発見されます。
試運転の検証
端子ヘッドでの簡単な氷点チェック、または数センチメートル以内の 2 番目のプローブとの比較により、生産開始前にほとんどの問題を発見できます。測定値、周囲温度、配線構成を記録します。後に同じ探査機の漂流が疑われた場合、その記録が議論を決定に変えることになる。
浸漬深さ、ケーブル配線、および記録された測定値は、要素グレードの変更よりも多くの温度問題を解決します。
薄膜 RTD が限界に達する場所と代わりに何を指定するか
薄膜要素が期待を裏切るアプリケーションがあり、それを早期に認識することが適切な仕様の一部です。
約 500 °C を超える温度が持続する場合が最も明らかです。炉、窯、排気ダクト、および一部の熱処理プロセスがこのグループに分類され、通常は巻線エレメントまたは熱電対がより適切な答えとなります。非常に急速な熱サイクルは 2 番目のケースです。たとえ理論上はピーク温度が許容範囲内に見えても、広い範囲で繰り返される変動によって応力が加速され、ドリフトが引き起こされます。
機械的虐待が 3 番目です。薄膜要素は小さくて硬いですが、基板は脆いです。落下する物質に定期的に衝突したり、粗大粒子を運ぶ流れに挿入されたプローブは、要素に障害が発生するずっと前にシースで故障します。正しい対応は、より重いシースまたはハードフェーシングであり、別の要素ではありません。
媒体が研磨性である場合、コーティングまたは外装されたプローブが要素を保護し、測定の安定性を保ちます。スラリーライン、結晶化化学物質、空気輸送ダクトでは、摩耗はプローブの外側で発生し、シースが貫通されると、要素もすぐに続きます。
耐摩耗測温抵抗体 摩耗保護塗装技術、高クロム鋳鉄と高温合金、特に高摩耗対策のための異なる材料で作られたプラズマチューブによる... 製品を見る→
湿気の侵入は 4 番目のケースです。プローブが毎日洗い流されたり、結露した雰囲気の中に置かれたりする場合、アセンブリには密閉されたヘッド、適切なグランド、および環境に耐えるケーブルが必要です。漏れのあるグランドの後ろにあるプレミアムエレメントは、数週間以内に読み取り不良になります。
最後に、高温の水素および一部の還元性雰囲気は、白金元素に影響を与える可能性があります。プロセスにこれらの条件が含まれる場合は、最初の失敗後ではなく、注文する前にメーカーに質問してください。
500 °C を超える温度、急速なサイクル下、研磨媒体または結露環境では、標準的な薄膜プローブで対応することを期待するのではなく、アセンブリまたはセンシング技術を変更してください。
センサー以上にコストがかかる調達リスク
温度センサーに関する購入時の問題のほとんどは、技術的な謎ではありません。これらは、予測可能な結果をもたらす、よく知られた商業的な近道です。
- 未検証の許容誤差の主張。 測定データのないクラス A として記載されているプローブは、氷点ではクラスを保持していても組み立て後はクラスを保持していない可能性があります。または、単にテストされていないクラス B である可能性があります。測定値を尋ねてください。
- 配線をざっくりと記載。 2 芯ケーブルに付属の 3 線プローブを使用すると、設置者は即興で対応する必要があります。注文書で導体数、コアサイズ、シールドを指定してください。
- 送信機が一致していません。 ヘッドマウントトランスミッターの入力構成が間違っていたり、クリーニングサイクル中に範囲がクリップされたりすると、センサーの故障のように見えるデータギャップが生じます。
- シース交換。 コストを節約するためにステンレスのグレードや肉厚を変更すると、同時に耐食性、振動耐性、熱接触にも影響します。
- バッチ間のケーブルに一貫性がない。 出荷ごとにリード線の抵抗が変化すると、2 線式ループの測定温度も変化します。受け入れウィンドウを定義します。
- 予備の戦略はありません。 重要なループに対して 1 つの予備プローブで十分であることはほとんどありません。校正済みのスペアとその基準値の記録を保管してください。
どのケースでもパターンは同じです。節約効果は請求書に表示され、コストはメンテナンス時間、製品品質の逸脱、根本原因の繰り返しの調査に現れます。卸売業者や商社は、これらの変数をコントロールできれば、完全に優れた情報源となり得ます。問題はビジネスモデルではなく、ドキュメントが存在しないことです。
見積書に記載されている最も安いプローブが、実際に使用されている最も安いプローブであることはほとんどありません。導体の数、シースのグレード、送信機の範囲、および校正データを書面で指定し、サプライヤーに提出してもらいます。
薄膜RTDの選択と供給に関するFAQ
薄膜 RTD とは何ですか?またどのように機能しますか?
薄膜 RTD は、非常に薄い白金層がセラミック基板上に堆積され、抵抗トラックにパターン化された白金抵抗素子です。要素は、0 °C で抵抗が 100 または 1000 オームなどの定義された値に等しくなるようにトリミングされます。温度が上昇すると、抵抗は予測可能な方法で増加し、接続された機器はその変化を温度測定値に変換します。構造は高速応答かつコンパクトであるため、一般的な工業用測定の主流となっています。
薄膜 RTD は巻線 RTD と同じくらい正確ですか?
適度な温度では、この 2 つは同じ許容差クラスを満たすことができるため、両方を測定して認証した場合の精度は同等になります。違いは時間の経過と温度によって現れます。一般に、巻線エレメントは 500 °C を超え、広範囲のサイクルを繰り返してもその価値をよりよく保持しますが、薄膜エレメントは、ほとんどのプラントが実際に稼働する範囲でより高速な応答と優れた耐振動性を実現します。
薄膜測温抵抗体には Pt100 と Pt1000 のどちらを選択すべきですか?
低い励起電流、4 線式測定、または幅広いトランスミッタの選択肢が必要な場合は、Pt100 を選択してください。ケーブル長が長く、重大なリード線抵抗誤差のない 2 線式ループが必要な場合、または複数のセンサーがコンパクトな機器を共有する場合は、Pt1000 を選択してください。 Pt1000 素子の場合、自己発熱を小さく抑えるために励起電流を低く保ちます。
薄膜 RTD は 500 °C 以上で使用できますか?
短期間の使用には耐えられますが、約 400 ~ 500 °C を超える温度で継続的に使用すると、ほとんどの薄膜構造でドリフトが加速します。プロセスがその領域に永続的に存在する場合、交換の手間と生産損失を考慮すると、通常は巻線エレメントまたは熱電対の方が長期的にはより経済的な選択肢となります。
薄膜RTDの寿命はどれくらいですか?
耐用年数は、要素のみよりも温度、サイクル、湿度に大きく左右されます。安定した 150 °C の水回路内のプローブは何年も使用できますが、450 °C のサイクルプロセス内の同じ要素は数か月で許容範囲を逸脱する可能性があります。各メンテナンス間隔で測定値を追跡することで、プラントは推測ではなく独自の交換間隔を学習します。
3 線接続と 4 線接続のどちらを選択すればよいですか?
最高の精度が必要な場合、ケーブル長が長く抵抗が不確実な場合、または測定スパンが狭い場合は、4 線式を使用します。 3 線式はほとんどの産業用ループに適しており、ほとんどのヘッドマウント型送信機で使用できます。どちらを選択する場合でも、コアを一致させ、同じループ上で異なるバッチのケーブルが混在することを避けてください。
薄膜 RTD にはサーモウェルが必要ですか?
プロセスが加圧されている場合、腐食性がある場合、またはセンサーの交換中に稼働し続ける必要がある場合は、サーモウェルを使用します。サーモウェルは、応答が遅くなる代わりに、流れによる振動や機械的損傷からプローブを保護します。メンテナンスを計画できるクリーンな低圧サービスの場合、場合によっては直接浸漬プローブの方が良い妥協点となります。
見積もりのためにメーカーにどのような情報を送信すればよいですか?
プロセス媒体、動作温度とピーク温度、圧力、必要な浸漬長さと接続サイズ、エレメントのタイプとクラス、配線構成、ヘッドまたはトランスミッターの要件、およびスペアを含む数量を送信します。必要な校正温度を追加できれば、5 つの追加質問をする代わりに、見積書が完成して戻ってきます。
媒体、温度、浸漬、要素、配線、数量を網羅する完全な調査は、初めて機能する薄膜 RTD 仕様を決定する最速のルートです。
次に行く場所
実際の手順は簡単です。プロセス ウィンドウを特定し、そのウィンドウの要素タイプとクラスを選択し、機器に適合する配線構成を選択し、次に環境に耐えるアセンブリを選択します。ブランドの好みを含むその他すべては、これら 4 つの決定に従います。
温度計の範囲: ヘッドマウントプローブからシース付きおよび危険区域バージョンまで、プラチナ抵抗要素を中心に構築されたアセンブリを参照してください。
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参考資料: 導体と合金ワイヤも指定する場合、選択ガイドには主なタイプ、その構造、およびそれらをアプリケーションに適合させる方法が記載されています。
どちらのページも、要素の外側にあり、注文書では未定義のまま残されている測定チェーンの部分をカバーしているため、仕様を最終決定する前に一見の価値があります。
プロセス ウィンドウ、要素、回路、アセンブリをこの順序で定義します。それぞれの決定が次の決定を絞り込み、その結果、試運転後も長期間にわたって正確な温度ループが得られます。
薄膜 RTD テクノロジーがその地位を獲得したのは、小型、高速応答、優れた振動挙動、経済的な大量生産といった一連の実用的な問題を一度に解決したためです。これらの利点はいずれも、配線エラー、浅い浸漬深さ、またはプロセスに耐えられないシースを補償するものではありません。長期的に最良の結果を得る購入者は、素子、回路、アセンブリを単一の仕様として扱い、クラスレターではなく測定データをメーカーに要求する購入者です。
仕様から調達に移行する準備ができている場合、プロセス条件、数量、校正要件を明確に問い合わせることで、実行可能な答えがすぐに得られます。通常、図面とテストデータを提供してくれるサプライヤーは、維持する価値のあるサプライヤーです。
センサーだけでなくループも指定します。要素の選択によって可能性が決まります。配線、浸漬、およびアセンブリの品質によって、実際にどれだけの効果が得られるかが決まります。