Датчик температуры резервуара: принципы, структура и применение

Температура является одним из наиболее важных параметров при хранении в резервуарах и мониторинге промышленных процессов. Независимо от того, находится ли в резервуаре вода, пищевое масло, топливо, термоаккумулирующая жидкость или другие материалы, изменения температуры могут напрямую влиять на качество продукции, безопасность хранения, эффективность оборудования и эксплуатационные расходы.

A датчик температуры бакапредназначен для непрерывного измерения температуры внутри резервуара-хранилища и передачи данных на локальный контроллер, блок сбора данных, ПЛК или систему удаленного мониторинга.

Для больших или глубоких резервуаров измерения температуры только в одной точке часто бывает недостаточно. Температурная стратификация может возникнуть между верхней, средней и нижней частью резервуара. По этой причине,многоточечный кабель датчика температуры бакадает более полную картину распределения внутренней температуры.

В этой статье описываются принцип работы, конструкция, методы установки и типичные применения датчиков температуры в резервуарах, при этом особое внимание уделяется многоточечным кабелям контроля температуры из нержавеющей стали.

Что такое датчик температуры бака?

A датчик температуры бакапредставляет собой промышленное устройство для измерения температуры, установленное внутри или вокруг резервуара для хранения и предназначенное для определения температуры хранимой среды.

В зависимости от применения он может быть предназначен для:

• Резервуары для воды
• Резервуары для хранения нефти
• Резервуары для пищевого масла
• Топливные баки
• Резервуары для хранения тепловой энергии
• Резервуары для охлажденной воды
• Промышленные технологические резервуары
• Большие вертикальные резервуары для хранения

Традиционные системы мониторинга температуры часто используют один датчик температуры. Хотя этот метод подходит для небольших резервуаров, он может неточно отражать распределение температуры внутри большого резервуара.

Кабель многоточечного датчика температуры решает эту проблему за счет установки нескольких цифровых датчиков температуры вдоль одного кабеля. Таким образом, разные точки измерения могут одновременно контролировать разные глубины.

Например, один 20-метровый сенсорный кабель может содержать несколько датчиков температуры, расположенных через заданные интервалы. Система мониторинга может затем отображать значения температуры в верхней, средней и нижней частях резервуара по отдельности.

Почему важен многоточечный мониторинг температуры?

Температура внутри резервуара редко бывает полностью однородной.

Различия в плотности жидкости, температуре внешней среды, нагреве, охлаждении, циркуляции и конструкции резервуара могут создатьтемпературная стратификация.

Например, температура у поверхности резервуара может существенно отличаться от температуры у дна.

Одноточечный датчик может сообщать:

Верхняя температура: 25 градусов

Однако фактическое состояние резервуара может быть следующим:

• Верхний слой: 25 градусов
• Средний слой: 20 градусов
• Нижний слой: 16 градусов

Если используется только один датчик, система мониторинга может выйти из строя.

A многоточечная система контроля температуры резервуарапредоставляет информацию о температуре в нескольких вертикальных положениях, помогая операторам понять реальное тепловое состояние резервуара.

Это особенно полезно в больших резервуарах для хранения и в системах хранения тепла.

Принцип работы датчика температуры резервуара зависит от используемой технологии измерения.

Общие промышленные технологии измерения температуры включают:

Для длинных многоточечных температурных кабелей технология цифрового измерения температуры дает несколько преимуществ.

Каждый датчик устанавливается в заданном месте внутри кабеля и имеет свою идентификационную информацию. Блок сбора данных связывается с датчиками и считывает температуру каждой точки измерения.

Типичный процесс мониторинга:

Датчики сначала преобразуют температуру в электрическую или цифровую информацию. Затем блок сбора данных собирает данные и передает их на дисплей, компьютер или платформу удаленного мониторинга.

Благодаря цифровой многоточечной системе несколько точек измерения могут работать через общий кабель связи, что сокращает количество отдельных проводов, необходимых внутри резервуара.

Рекомендуемое чтение:Датчики температуры: типы, как они работают и основные области применения

Надежный датчик температуры резервуара должен работать в течение длительного времени в условиях влажности, погружения в воду, коррозии и механических воздействий.

По этой причине механическая конструкция температурного кабеля так же важна, как и чувствительный элемент.

Типичныйкабель датчика температуры бака из нержавеющей сталисодержит несколько защитных слоев.

1. 304 Внешняя защита из нержавеющей стали

Внешний слой может использоватьГибкая защитная оболочка из нержавеющей стали 304.

По сравнению с обычными пластиковыми оболочками кабелей нержавеющая сталь обеспечивает лучшую механическую защиту и устойчивость к коррозии.

Металлическая защитная конструкция помогает защитить внутренние проводники и датчики от:

• Механическое воздействие
• Тяговое усилие
• Напряжение при установке резервуара
• Воздействие воды
• Воздействие нефти
• Долгосрочное промышленное использование

Нержавеющая сталь особенно подходит для резервуаров для воды и многих промышленных систем хранения жидкостей, поскольку она сочетает в себе хорошую коррозионную стойкость и механическую прочность.

2. Водонепроницаемый внутренний сердечник датчика

Внутри защитной оболочки из нержавеющей стали находится термочувствительный сердечник.

Внутренняя структура может быть полностью герметизирована и гидроизолирована для защиты датчиков температуры и проводников от проникновения влаги.

Для применений, требующих постоянного погружения, как защитная оболочка, так и сердечник датчика должны обеспечивать надежную водонепроницаемость.

Правильно спроектированный сенсорный кабель может достигатьВодонепроницаемая защита уровня IP68., что позволяет сенсорной секции оставаться погруженной в жидкость во время работы.

3. Несколько датчиков температуры.

Одной из наиболее важных характеристик многоточечного кабеля является возможность установки нескольких датчиков температуры по одному кабелю.

Расстояние между датчиками можно настроить в соответствии с размерами резервуара.

Например:

• 1 метр между датчиками
• 2 метра между датчиками
• Разное расстояние в разных позициях

Для проектов с большими резервуарами общая длина кабеля и количество точек измерения также могут быть настроены по индивидуальному заказу.

Многоточечная конструкция позволяет операторам получать температурный профиль, а не одно значение температуры.

4. Конструкция сменного сердечника датчика

Техническое обслуживание является важным фактором для стационарно установленных систем мониторинга резервуаров.

В некоторых кабелях контроля температуры используетсясменный внутренний сердечник датчика.

Если внутренний чувствительный элемент поврежден, сердечник датчика можно снять и заменить, не снимая полностью внешнюю защитную конструкцию из нержавеющей стали с резервуара.

Такая конструкция дает ряд преимуществ:

• Более простое обслуживание
• Снижение затрат на замену
• Меньше разборки со стороны бака
• Сокращение времени простоя при техническом обслуживании
• Увеличенный срок службы внешней защитной конструкции

Это особенно ценно, когда кабели проложены внутри больших резервуаров, полное удаление которых может быть затруднено.

5. Противовес железный

Вертикальные кабели температуры резервуара часто требуют нижнего груза.

Вес удерживает температурный кабель в вертикальном положении внутри резервуара и помогает поддерживать правильное положение датчика.

Резьбовое соединение между тросом и грузом может упростить установку и обслуживание.

Датчик температуры резервуара следует выбирать в зависимости от размеров резервуара, типа жидкости, системы связи и требуемой точности измерения.

Типичные технические параметры многоточечного кабеля контроля температуры типа ZS-OIL-2 включают:

Фактические характеристики следует выбирать в соответствии с операционной средой и требованиями проекта.