دليل مبدأ عمل جهاز إرسال درجة الحرارة وصيانته

جهاز إرسال درجة الحرارة يستخدم هذا الجهاز المزدوج الحراري ومقياس درجة الحرارة المقاوم (RTD) كعنصر لقياس درجة الحرارة. تُرسل إشارة الخرج من عنصر القياس إلى وحدة الإرسال، ثم تُحوّل إلى إشارة تيار أو جهد قياسية تتناسب خطيًا مع درجة الحرارة بعد معالجتها بواسطة دوائر تنظيم وترشيح وتضخيم حسابي وتصحيح غير خطي وتحويل الجهد إلى تيار وحماية من التيار العكسي، وغيرها. يُستخدم هذا الجهاز بشكل أساسي لقياس ومراقبة معايير درجة حرارة العمليات الصناعية.

تتكون أجهزة إرسال درجة الحرارة عادةً من جزأين: وحدة قياس ووحدة معالجة وتحويل الإشارة. بعض أجهزة الإرسال مزودة بوحدة عرض، وبعضها الآخر مزود بوظيفة ناقل بيانات ميداني. كما هو موضح في الشكل 1.

أولاً، فحص جهاز إرسال درجة الحرارة، وطرق الاختبار

يجب إجراء فحص دوري لأجهزة إرسال درجة الحرارة واختبار أدائها. تشمل بنود الفحص اليومي لجهاز إرسال درجة الحرارة بشكل أساسي المحتويات الموضحة في الجدول 1. يجب أيضًا، خلال الفحص اليومي، قياس أداء جهاز إرسال درجة الحرارة وكفاءة عزله لإجراء اختبارات دورية، وعادةً ما تتطلب دورة اختبار لا تتجاوز سنة واحدة. يجب إجراء اختبار كفاءة عزل جهاز إرسال درجة الحرارة في حالة انقطاع التيار الكهربائي. يجب فصل الأسلاك واستخدام مقياس مقاومة عالي (ميغومتر) بجهد 500 فولت لاختبار مقاومة العزل بين أطراف جهاز الإرسال وغلافه، ويجب أن تتوافق هذه المقاومة مع متطلبات الجدول 2.

يمكن استخدام فحص أداء قياس جهاز إرسال درجة الحرارة بطريقتين: مع اختبار المستشعر، وبدون اختبار المستشعر.

(1) مع اختبار المستشعر: يتم إدخال جزء استشعار جهاز الإرسال في مصدر درجة الحرارة القياسي، عن طريق تغيير مدخل درجة الحرارة القياسي، ومعايرة تيار خرج جهاز الإرسال.

(2) بدون اختبار المستشعر: افصل عنصر استشعار جهاز الإرسال (RTD، المزدوجة الحرارية)، واستخدم مصدر المقاومة القياسي ومعدات اختبار العملية، وقم بمعايرة جزء تحويل الإشارة لجهاز الإرسال وحده.

جهاز إرسال درجة الحرارة المقاومة كمثال، كما هو موضح في الشكل 2 والشكل 3 لطريقتي الفحص في مخطط توصيل معدات المعايرة.

في الاستخدام الفعلي، تكون احتمالية تعطل وانحراف أجهزة إرسال درجة الحرارة، مثل أجهزة قياس درجة الحرارة المقاومة (RTDs) والمزدوجات الحرارية وغيرها من عناصر الاستشعار، منخفضة نسبيًا، وبالتالي لا يكون الخطأ الناتج كبيرًا، ويمكن عادةً استخدامها دون مستشعر لفحص جهاز إرسال درجة الحرارة. أما في الأماكن التي تتطلب دقة عالية، أو عند وجود شك في أداء عنصر الاستشعار ودقته، فمن الضروري استخدام طريقة الفحص باستخدام المستشعر. يهدف فحص أداء قياس جهاز إرسال درجة الحرارة إلى معايرة خطأ القياس [2]، لتحديد ما إذا كان يفي بمتطلبات الدقة.

(1) اختيار نقطة المعايرة: يجب أن يستند اختيار نقاط المعايرة إلى نطاق التوزيع المنتظم الأساسي، ويجب أن يشمل بشكل عام قيمة الحد الأعلى وقيمة الحد الأدنى والنطاق القريب من 50٪، بما في ذلك ما لا يقل عن خمس نقاط.

(2) ضبط المعايرة المسبقة: في حالة فصل المستشعر، يتم تغيير إشارة الإدخال مع تغيير في خرج القيمة الدنيا والحد الأعلى للضبط، بحيث يكون متوافقًا مع القيمة الدنيا النظرية والحد الأعلى.

(3) طريقة المعايرة: عند معايرة جهاز الإرسال المزود بمستشعر، يمكن أن تبدأ عملية القياس من الحد الأدنى لدرجة حرارة نطاق القياس، ثم تُقاس بالتتابع من الأسفل إلى الأعلى، ويجب أن تكون درجة الحرارة داخل مصدر الحرارة مستقرة بما يكفي للقياس عند كل نقطة اختبار. أما عند معايرة جهاز الإرسال غير المزود بمستشعر، فيجب البدء من الحد الأدنى عن طريق إدخال قيمة الإشارة بسلاسة لكل نقطة معايرة، وقراءة وتسجيل قيمة الخرج حتى الحد الأعلى، ثم عكس الاتجاه. بعد ذلك، يتم تغيير إشارة الإدخال بسلاسة لكل نقطة معايرة، وقراءة وتسجيل قيمة الخرج حتى الحد الأدنى.

(4) معالجة البيانات: مبدأ معالجة البيانات في عملية نتائج القياس وحساب الخطأ: يجب أن يكون عدد الأرقام التي يجب الاحتفاظ بها بعد الفاصلة العشرية أقل من 1/10 إلى 1/20 من الحد الأقصى للخطأ المسموح به لجهاز الإرسال للحد (أي أكثر من الحد الأقصى للخطأ المسموح به لأخذ فاصلة عشرية).

ثانيًا، ضبط جهاز إرسال درجة الحرارة

أثناء فحص جهاز إرسال درجة الحرارة، إذا تبين وجود انحراف في الصفر، أو انحراف في النطاق، أو خطأ في القياس، وما إلى ذلك، يمكن تعديل الجهاز. يمكن استخدام جهاز تحكم يدوي HART لضبط جهاز الإرسال الذكي. يشمل ضبط جهاز إرسال درجة الحرارة ما يلي: الضبط الدقيق للمستشعر: تعديل منحنى خصائص المصنع، بحيث يحقق الجهاز أفضل أداء في نطاق درجة حرارة محدد؛ الضبط الدقيق للخرج التناظري: تعديل الخرج التناظري، بحيث يتوافق مع معيار المصنع أو حلقة التحكم.

أولاً، قم بتوصيل مصدر درجة الحرارة (مقياس درجة حرارة مقاومي تناظري، أو مصدر حرارة مزدوجة)، والجهاز اليدوي، وشاشة العرض الرقمية بجهاز الإرسال لتمكين الاتصال بينهما. ثم حدد نقطة معايرة لتطبيق إشارة درجة حرارة قياسية (مقياس درجة حرارة مقاومي، أو مصدر حرارة مزدوجة). قارن درجة الحرارة المُطبقة مع "متغير العملية (PV)" في القائمة الإلكترونية للجهاز اليدوي. قارن درجة الحرارة المُطبقة مع "متغير العملية (PV)" في القائمة الإلكترونية للمشغل. إذا لم تتطابق قراءة متغير العملية (PV) على المشغل مع درجة الحرارة القياسية المُطبقة، فقم بضبط المستشعر بدقة. قارن "الخرج التناظري (AO)" في القائمة الإلكترونية للمشغل مع القراءة على شاشة العرض الرقمية. إذا لم تتطابق قراءة الخرج التناظري (AO) على الجهاز اليدوي مع القراءة على شاشة العرض الرقمية، فيجب ضبط الخرج بدقة.

ثالثًا، استخدام وصيانة جهاز إرسال درجة الحرارة

3.1 تركيب جهاز إرسال درجة الحرارة

يجب تركيب جهاز إرسال درجة الحرارة بحيث تكون درجة الحرارة المحيطة ضمن نطاق يتراوح بين -25 درجة مئوية و+70 درجة مئوية. يُفضل تركيبه في أماكن ذات اهتزازات طفيفة أو معدومة. يُنصح بإدخال المجس في أنابيب بقطر متوسط ​​يتراوح بين 1/2 و2/3 بوصة. يجب توصيل أنواع أجهزة إرسال درجة الحرارة المختلفة وفقًا لتعليمات كل نوع، مثل نظام السلكين أو الثلاثة أو الأربعة أسلاك. ولضمان سلامة الجهاز ومقاومته للانفجار، يجب توخي الحذر الشديد عند توصيل الأسلاك لتجنب حدوث قصر في الدائرة. عند استخدام نظام مقاوم للانفجار وآمن بطبيعته، يجب التأكد من سلامة الجهاز. جهاز إرسال درجة الحرارة مع شاشة عرض ، يجب إيلاء اهتمام خاص لاستخدام حواجز الأمان المعزولة المتوافقة.

3.2 صيانة جهاز إرسال درجة الحرارة واستكشاف الأعطال وإصلاحها

يجب الحفاظ على نظافة جهاز الإرسال أثناء التشغيل، وسلامة أجزائه ومكوناته. من حيث المبدأ، لا يُسمح بفك جهاز الإرسال أو أسلاك الجهاز أثناء توصيلها بالكهرباء. عند الحاجة إلى استبدالها أو فكها، يجب أن يتم ذلك بعد انقطاع التيار الكهربائي وفقًا لمتطلبات مقاومة الانفجار. يجب إجراء فحوصات دورية للتحقق من مطابقة المؤشرات الفنية للمتطلبات. يوضح الجدول 3 الأعطال الشائعة وإجراءات تصحيح جهاز إرسال درجة الحرارة.

رابعاً: ملاحظات ختامية

يُعد جهاز إرسال درجة الحرارة من أكثر أجهزة قياس درجة الحرارة استخدامًا، ولا يعتمد أداء قياسه على عوامل أخرى فقط. مصنع أجهزة إرسال درجة الحرارة على مستوى تصنيع الجهاز، وفي الوقت نفسه، يعد استخدام الفحص والاختبار والصيانة الروتينية الفعالة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها بشكل معقول وسيلة مهمة لضمان دقة المعدات وفعاليتها على المدى الطويل.