Jak funguje snímač teploty chladicí kapaliny | Blog

Spalovací motor se bez ohledu na druh spotřebovaného paliva během provozu zahřívá, a proto je třeba udržovat jeho teplotu v požadovaných mezích. V závislosti na specifikách pohonné jednotky může optimální režim kolísat mezi 85-90 stupni Celsia. Za těchto podmínek motor dosahuje maximální účinnosti, spotřebovává méně paliva a zajišťuje vysokou dynamiku vozidla. Požadovaný režim udržuje chladicí systém pohonné jednotky, jehož konstrukce zahrnuje teplotní čidlo. Toto zařízení používá řidič a elektronická jednotka, která řídí technické procesy. Zvažme, jak zařízení funguje a jaké jsou důsledky jeho selhání.

Snímač je polovodičový odpor.

Princip činnosti snímače teploty

Technicky je provoz tohoto zařízení založen na změně odporu materiálu v závislosti na okolní teplotě. Tento snímač je normální polovodičový odpor. Při změně teploty motoru se tedy změní i odpor zařízení. Navíc změna bude nelineární. Aby mohl teplotní senzor přenášet informace, jeho princip činnosti vyžaduje připojení k elektrickému obvodu elektronické řídicí jednotky (ECU).

Síla proudu procházejícího senzorem se mění na základě jeho odporu. To způsobí, že šipka na displeji přístrojů změní polohu, což řidiči ukazuje aktuální teplotu motoru. ECU okamžitě reaguje na přijaté informace a provádí úpravy složení hořlavé směsi a činnosti zapalovacího systému. Navíc, když je dosaženo maximální teploty pohonné jednotky, ECU spustí ventilátor chladicího systému. Díky provozu takového zařízení je tedy teplota motoru regulována automaticky bez účasti řidiče.

Typy snímačů teploty

Zpočátku byla taková zařízení mechanická, později se objevila digitální. Navzdory vzniku posledně jmenovaného nezmizely z trhu mechanické teplotní senzory, jejichž principem je odesílání informací do běžného teploměru. Toto technické řešení se používá na starších strojích, ale i přes to jsou tato zařízení stále žádaná.

Digitální snímače spolupracují přímo s elektronickou řídicí jednotkou. Konstrukčně jsou vyrobeny ve formě kovové kapsle s drátem a nemají displej pro zobrazování informací, protože je zpracovává ECU.

Umístění senzorů

Bez ohledu na typ snímače jej lze instalovat na různá místa, kdekoli to výrobce považuje za nutné. Ve všech případech je umístěn co nejblíže k pracovním válcům motoru, protože skupina pístů má nejvyšší teplotu. Proto se za optimální místo instalace považuje sběrné výfukové potrubí motoru. Často se zařízení chová jako čidlo termostatu, protože je umístěno v jeho struktuře. Úkolem termostatu je regulovat směr chladicí kapaliny, a proto jím prochází nemrznoucí směs, která maximálně odráží aktuální teplotu pohonné jednotky.

Možné poruchy

Selhání takového zařízení je možné v důsledku fyzického poškození. Například zkrat, prasklina v pouzdře, odizolované závity a přerušené dráty. Porucha může také nastat kvůli nedostatku nemrznoucí směsi. Když víte, jak teplotní senzor funguje, je snadné určit jeho nefunkčnost pomocí následujících znaků:

• motor špatně udržuje volnoběžné otáčky;
• spotřeba paliva vzrostla;
• motor se špatně startuje;
• pohonná jednotka se přehřívá;
• Kontrolka „Check Engine“ svítí.

Pokud jsou přítomny všechny výše uvedené příznaky, je nutné senzor vyjmout a umístit do horké nemrznoucí směsi. Pokud se odpor po zahřátí nezmění, je zařízení vadné. Nesprávný provoz je také možný kvůli poruchám v elektrickém obvodu nebo nedostatečné hladině nemrznoucí směsi.

Důsledky poruchy teplotního čidla

Důsledky selhání digitálního snímače mohou být pro motor katastrofální. To je způsobeno tím, že ECU spoléhá na svá data. V souladu s tím, když je snímač teploty kapaliny rozbitý a neexistují žádné údaje o tom, jak se motor zahřál, ECU nemůže správně nastavit činnost pomocných systémů pohonné jednotky. Z tohoto důvodu:

• opotřebení skupiny pístů motoru se zrychluje;
• spotřeba paliva se zvyšuje;
• objeví se černý kouř se štiplavým zápachem;
• dynamika pohybu klesá, čehož si nelze nevšimnout.

Kde koupit teplotní čidla

Tato zařízení mají jednoduchý design a nízké výrobní náklady, proto je nabízí mnoho výrobců za přijatelné ceny. V našem internetovém obchodě si můžete vybrat teplotní senzory pro automobily vyrobené v Jižní Koreji, EU a Japonsku. Vzhledem k tomu, že zařízení mají stejný design, je snadné je vybrat v závislosti na značce a modelu vozu.

Fakta o spalovacích motorech, která jste nevěděli

Spalovací motor (ICE) je jedním z klíčových prvků moderních automobilů. Kromě toho lze tuto jednotku nalézt ve vlacích, letadlech, motocyklech a také v různých zařízeních. Přesně.

Přidávání aditiv do motorového oleje

Aditiva do motorového oleje Mazivo je důležité pro pohonnou jednotku, protože maže části motoru, čímž je dosaženo jeho stabilního a dlouhodobého provozu s minimálními náklady.

teplota je parametr, který udává tepelný obsah materiálu nebo předmětu. Přestože většina z nás malé změny teplot nezaznamená, mnoho průmyslových procesů je velmi citlivých i na sebemenší výkyvy teplotních hodnot. Pro dosažení optimálních požadovaných výsledků je třeba neustále měřit teplotu a udržovat ji v požadovaném rozsahu. To se obvykle provádí pomocí teplotní senzory. Existuje mnoho aplikací pro teplotní senzory v průmyslu.

Teplotní senzory – Jedná se o zařízení, která měří aktuální teplotu a zaznamenávají rozdíl mezi požadovanou a stávající teplotou. To je zvláště nutné v mnoha průmyslových procesech, kde je kontrola teploty kritická. Teplotní senzor lze použít samostatně nebo integrovat s počítačovým systémem automatizace procesů. S procesní automatizací v řízení teploty, přijímáním informací z teplotních senzorů, mohou být vydána varování do systému v případě alarmujících změn procesní teploty. V tomto článku probereme různé vlastnosti teplotních senzorů, jejich typy, aplikace a mnoho dalšího.

Typy snímačů teploty používaných v průmyslu

Obecně lze říci, že existují dvě kategorie teplotních senzorů − kontaktní i nekontaktní. Jak napovídají termíny, měření teploty v kontaktních teplotních senzorech se provádí fyzickým kontaktem s předmětem nebo roztokem, zatímco v případě bezkontaktních senzorů se k měření teploty používají IR vlny nebo zvukové vlny, což znamená, že není vyžadován žádný fyzický kontakt. Termistory, termočlánky a odporové teploměry jsou příklady kontaktního měření teploty.

• Termočlánek jsou senzory založené na měření změn potenciálu nebo napětí. Napětí nastává, když jsou dva kovy umístěny vedle sebe a existuje teplotní rozdíl. Tyto jednoduché základní senzory dokážou detekovat extrémně vysoké teplotní rozdíly a vydrží teploty přesahující 1500 °C. Termočlánky jsou nejoblíbenějšími typy snímačů teploty v průmyslu.
• Odporové teploměry, nebo RTD, měří teplotu na základě toho, jak se mění odpor v různých teplotních prostředích.
• Integrované sestavy obsahují senzory potažené silikonem, které mohou mít integrované obvody. Poskytují údaje o napětí, které lze přímo číst na obrazovce připojeného zařízení, jako je mikrokontrolér. Tyto senzory jsou široce používány v zařízeních spotřební elektroniky.

Níže jsou uvedeny některé typy bezkontaktních snímačů teploty:

• Akustická měřící zařízení. Tato zařízení fungují na základě teplotních výkyvů, ke kterým dochází v důsledku rychlosti zvuku. Teplotu měří zpravidla rezonanční metodou.
• Infračervené měřicí přístroje. Tato zařízení využívají tepelné záření k měření teplotních změn. Tepelné vlny jsou zaměřeny na přijímající objekt. To generuje elektrický signál přímo úměrný množství záření a měří teplotu.

Faktory, které je třeba vzít v úvahu při výběru snímače teploty

Integrace teplotních čidel do vašeho stávajícího systému nebo instalace inline sestav teplotních čidel jistě zlepší efektivitu a přesnost vašeho topného procesu. Typ teplotního senzoru, který byste si měli vybrat, do značné míry závisí na změnách teploty, které váš proces toleruje. Některé procesy nemusí být ovlivněny malými změnami teploty, v takovém případě možná budete chtít vybrat senzory s širším rozsahem měření teploty. Pokud však požadujete přesnou regulaci teploty a chcete dosáhnout těsných tolerancí, budete muset odpovídajícím způsobem vybrat. Níže je uvedeno několik tipů, které vám mohou pomoci vybrat typ senzoru, který je pro vaši aplikaci nejvhodnější:

• Pokud si můžete dovolit široký teplotní rozsah, zvolte termočlánková čidla.
• Snímače RTD poskytují extrémně přesné údaje a možná budete chtít zvolit tento typ, pokud jsou úrovně teplotní tolerance ve vašem procesu relativně nízké.
• Pokud hledáte integrované senzorové sestavy nebo senzory zapuštěné do integrovaných obvodů, zvolte křemíkové senzory.

Kromě těchto faktorů je třeba vzít v úvahu fyzikální parametry, jako je okolní teplota, citlivost sondy a tak dále.

• V závislosti na aplikaci zkontrolujte, zda musí být snímač odolný proti nárazům a vibracím, protože to ovlivní měření teploty.
• Zkontrolujte vinutí vodiče snímače teploty. Obecně je důležité zkontrolovat návrh jak samotného systému, tak i provedení snímače. To je navíc k aspektům přesnosti a stability.
• Zkontrolujte citlivost a linearitu snímače. Také zkontrolujte, zda senzor nevyžaduje nějaké dodatečné napětí nebo jiný zdroj napájení jako spoušť, aby mohl začít pracovat. Termočlánkové snímače jsou zařízení s vlastním napájením.
• Termočlánky typu J a K se skelným vláknem a teflonovou izolací jsou ideální pro drsná průmyslová prostředí. Tyto senzory nacházejí široké uplatnění v komerčních segmentech i v lékařském a chemickém průmyslu. Termočlánky jsou široce používány ve výrobě na extrudérech, vstřikovacích lisech, formách a také v jakýchkoli topných systémech spolu s elektrickými ohřívači.
• Možná budete chtít zvolit šroubovací teplotní senzory, pokud je plánujete dodatečně namontovat do vašeho stávajícího systému. Lze je kombinovat s niklovými RTD, platinovými RTD a termočlánkovými snímači pro integraci do sestav.
• Šroubovací snímače teploty jsou vhodné pro průmyslová odvětví, jako je letecký průmysl, strojírenství, lékařství, polovodiče a elektronika.
• Pokud vaše aplikace vyžaduje přesný a rychlý výstup, zvolte snímač RTD. Jsou vhodné i pro náročné aplikace. Tyto senzory nacházejí uplatnění v lékařství, letectví, HVAC, obraně, automobilovém průmyslu a dalších důležitých průmyslových odvětvích.

Rozdíly mezi termočlánky a odporovými teploměry

Obecně není praktické porovnávat odporové teploměry a termočlánky. Pokud však porovnáme jejich výkon z hlediska konkrétních kritérií, zjistíme, která z nich jsou pro určité případy nejvhodnější.

• Rozsah teplot: Termočlánky jsou nejvhodnější pro vysokoteplotní aplikace. Nové výrobní technologie rozšířily rozsah měření odporových teploměrů, ale více než 90 % odporových teploměrů je dimenzováno pro teploty pod 400 °C. Naproti tomu některé termočlánky lze použít při teplotách až 2500 °C.
• Stát: Termočlánky jsou obvykle levnější než odporové teploměry. Odporové teploměry budou často stát dvakrát nebo třikrát více než termočlánek stejné teploty a typu.
  Můžete ušetřit peníze instalací odporového teploměru, což je levnější než instalace termočlánku, protože používá levný měděný drát spíše než vysoce kvalitní termočlánek nebo kompenzační kabel. Tyto úspory však nestačí vyvážit vyšší cenu zařízení.
• Citlivost: Přestože oba typy senzorů reagují rychle na změny teploty, termočlánky jsou rychlejší. Uzemněný termočlánek reaguje téměř třikrát rychleji než odporový teploměr. Nejrychleji působící teplotní senzor je termočlánek s otevřenou špičkou. Vylepšení výroby však také výrazně zlepšila dobu odezvy tenkovrstvých odporových snímačů PT100.
• Přesnost: Odporové teploměry jsou obecně přesnější než termočlánky. RTD mají typicky přesnost 0,1 °C, ve srovnání s 1 °C u většiny termočlánků. Některé modely termočlánků se však přesností vyrovnají odporovým teploměrům. Mnoho faktorů, které mohou ovlivnit přesnost senzoru, zahrnuje linearitu, opakovatelnost nebo stabilitu.
• Linearita: Vztah mezi teplotou a odporem RTD je téměř lineární v celém rozsahu senzoru, zatímco termočlánek má vzor ve tvaru S.
• Stabilita: Hodnoty odporového snímače zůstávají stabilní a reprodukovatelné po dlouhou dobu. Hodnoty termočlánků mají tendenci se driftovat v důsledku chemických změn v senzoru (jako je oxidace). Linearita RTD a nedostatek driftu je činí dlouhodobě stabilnějšími.

Termočlánek ekonomičtější než odporové teploměry díky levnějšímu výrobnímu procesu. V závislosti na počtu senzorů požadovaných pro vaše použití to může být hlavní faktor. RTD na druhé straně poskytují spolehlivější výstup. Po pečlivém stanovení rozsahu a požadovaného výkonu si můžete vybrat pro vás nejvhodnější typ snímače.

Pokud hledáte kvalitu teplotní senzory pro vaše zařízení je můžete zakoupit od spolehlivého výrobce termočlánkových snímačů na stránkách společnosti Thermoelement. Máme bohaté zkušenosti s výrobou topných systémů, a proto dokážeme přesně porozumět vašim požadavkům na měření teploty a vybrat nebo vyrobit pro vás nejvhodnější termočlánky.