Płaszczowe czujniki temperatury

Powszechne wymagania przemysłu, jednostek badawczo-rozwojowych, laboratoriów, instytutów oraz uczelni, stworzyły pilną potrzebę zastosowania takiej technologii. Elementy płaszczowe (zwane dalej również płaszczówkami) używane do budowy czujników są wytwarzane w bardzo rygorystycznych warunkach technologicznych, zapewniających precyzyjną dokładność mechaniczną oraz powtarzalność metrologiczną.

Czujniki temperatury tego typu znajdują zastosowanie we wszystkich gałęziach przemysłu, w których zachodzi potrzeba precyzyjnego pomiaru temperatury. Możliwa ciągła praca w temperaturze od –200 °C do +1300 °C oraz wysoka dokładność i niezawodność pozwalają na zastosowanie ich w najbardziej wymagających aplikacjach. Z takimi mamy do czynienia m.in. w przemyśle lotniczym, samochodowym czy energetyce.

Wysoka jakość oraz bezpieczeństwo użytkowania urządzeń są możliwe również dzięki użyciu czujników płaszczowych. Piece do obróbki cieplnej części przeznaczonych do budowy np. silników lotniczych czy innych elementów wykorzystywanych w budowie samolotów muszą zapewnić powtarzalność parametrów metrologicznych zgodnie z odpowiednimi normami lotniczymi i wysoką odporność na środowisko, w jakim przeprowadzane są procesy technologiczne, np. hartowanie, odpuszczanie, wyżarzanie, nawęglanie czy azotowanie. Z kolei energetyka to trudne warunki temperaturowe, środowiskowe i potrzeba precyzyjnego działania w długich okresach czasowych.

Konstrukcję czujnika temperatury stanowią: płaszcz, czyli zewnętrzna osłona wykonana najczęściej ze stali wysokostopowej, odpornej na wysoką temperaturę i agresywne środowisko, oraz materiałów specjalnych, takich jak inconel, nicrobel, special alloy, platyna czy vactherm. Wewnątrz osłony znajdują się przewody w formie drutów zgodnych np. z charakterystyką termoparową (jeżeli mamy do czynienia z termoparą) lub przewodami miedzianymi (jeżeli mają posłużyć do wykonania czujników rezystancyjnych). Wypełnienie wewnątrz płaszcza, izolujące druty między sobą oraz płaszczem, stanowi najczęściej silnie sprasowany tlenek magnezu o bardzo wysokiej czystości. Ze względu na swoją elastyczną budowę czujniki płaszczowe charakteryzują się łatwością dowolnego ułożenia np. w komorze pieca lub trudno dostępnych miejscach, a tym samym uzyskania gwarancji poprawnego prowadzenia procesu bez potrzeby konstruowania np. dodatkowych elementów łączących, uchwytowych czy zaciskowych.

Spoiny pomiarowe w termoparach płaszczowych, połączenia przewodów z rezystorami pomiarowymi oraz szczelne zakończenia (tzw. denkowanie), wykonane są z wykorzystaniem precyzyjnego spawania laserowego, co zapewnia zwiększoną odporność na uszkodzenia mechaniczne (wstrząsy i wibracje) i przekłada się na wydłużony czas eksploatacji.

Gotowe czujniki temperatury, budowane na bazie płaszczówek, mogą być wykonane bez dodatkowych elementów lub mogą mieć: standardowe wtyczki (ceramiczne lub z tworzywa), specjalne, bardzo precyzyjne złącza typu LEMO, dodatkowy kabel przyłączeniowy odporny np. na wysoką temperaturę czy agresywne środowisko, dodatkową osłonę zabezpieczającą i wzmacniającą wytrzymałość mechaniczną oraz być wyposażoną w standardową głowicę przyłączeniową.

Wybierając czujnik rezystancyjny trzeba pamiętać o niektórych zasadach dotyczących takiego rozwiązania. Maksymalny zakres temperatury pracy możliwy do właściwego i precyzyjnego odwzorowania może być gwarantowany w zakresie od –200 °C do + 600 °C. Średnica zewnętrzna takiej konstrukcji może wynosić od 1,5 mm do 6 mm. Dostępne są wykonania w wersji dwu-, trzy- oraz czteroprzewodowej. Termopary z kolei mogą być użyte do pomiarów temperatury od –200 °C do +1300 °C. Średnice zewnętrzne takich elementów mogą wynosić już od 0,25 mm do 10 mm. Oczywiście w tym wypadku są dostępne zarówno elementy pojedyncze, jak i podwójne czy potrójne. Każdorazowy dobór właściwej konstrukcji czujnika płaszczowego powinien być poprzedzony wnikliwą analizą warunków pracy u klienta oraz możliwości technologicznych producenta. Pracownicy firmy Guenther Polska są gotowi pomóc Państwu we właściwym doborze najlepszego rozwiązania.

GUENTHER POLSKA Sp. z o.o.

ul. Wrocławska 24 B
55-090 Długołęka
tel. 71 352 70 70
fax 71 352 70 71
www.guenther.com.pl

źródło: Automatyka 6/2015