Co způsobuje selhání termočlánku v PTFE ponorných ohřívačích a jak je diagnostikováno?

PTFE ponorný ohřívač čte okolní teplotu nebo rychle kolísá, ačkoli je ohřívač v pořádku. Často je na vině špatný termočlánek. Pochopení běžných poruchových režimů těchto senzorů urychluje odstraňování problémů a vrací proces zpět do režimu online. Běžné základní příčiny selhání termočlánku v systémech PTFE ponorného ohřívače jsou přerušený obvod, drift nebo zkrat k plášti. Každý režim má své vlastní příznaky a vyžaduje zvláštní diagnostické přístupy.

Otevřený okruh.
Pokud se vodič termočlánku nebo samotný přechod fyzicky přeruší, může dojít k přerušení obvodu. Zkušenosti z praxe ukazují, že koroze na spoji termočlánku nebo podél drátu způsobuje časem degradaci materiálu. Zlomení drátu je také důsledkem mechanické únavy z vibrací, které převládají u sestav ponorného ohřívače, které jsou vystaveny proudění kapaliny nebo provozu čerpadla. V mnoha případech k přerušení dochází v místě, kde termočlánek uniká z PTFE pláště nebo u špatně udržovaného spojení.

Tento přerušený obvod vede k řídicí jednotce do stavu vyhoření vyššího rozsahu (údaj v plném rozsahu) nebo v některých konfiguracích vyhoření nižšího rozsahu. Zatímco ohřívač nadále odebírá proud, ovladač okamžitě varuje. To je výmluvné znamení, že teplota je hodně mimo typický pracovní rozsah. Měření odporu závadu potvrdí . Dobrý termočlánek vykazuje několik ohmů (obvykle méně než 20 ohmů pro typ J nebo K) a otevřený obvod vykazuje nekonečný odpor.

Unášení
Diagnostika driftujícího termočlánku může být o něco choulostivější než otevřený okruh. Drift je stálé kolísání elektromotorické síly (EMF) výstupu termočlánku, které způsobuje, že regulátor ukazuje teplotu, která se mírně liší od skutečné procesní teploty. Tato chyba se časem hromadí a může vést ke zhoršení kvality procesu.

Drift v aplikacích PTFE ponorného ohřívače je způsoben několika důvody. Legované dráty podléhají oxidaci, zejména termočlánky typu K v sírové nebo redukční atmosféře. Vlhkost vstupující do minerální izolace -, je-li pod vrstvou PTFE - použita konstrukce s kovovým opláštěním, způsobuje zkratové chyby, které mění emf. Drift je také urychlen chemickou kontaminací vrstvy PTFE agresivními procesními kapalinami, které pronikají nebo poškozují vrstvu PTFE.

Praxe v terénu ukázala, že driftující termočlánek často projde základní kontrolou kontinuity, ale nepodaří se mu ověřit přesnost. Chcete-li provést řízený test, vložte senzor do lázně o známé stabilní teplotě (ledová lázeň o teplotě 0 C nebo vroucí voda o teplotě 100 C v závislosti na nadmořské výšce) a porovnejte výstup v milivoltech s běžnými tabulkami termočlánků. Důkazem driftu je jakákoli změna mimo povolenou toleranci (např. ±2 stupně u standardních- senzorů).

Sheath (Grounded Junction) Short to
Dalším běžným způsobem poruchy je neočekávaný elektrický kanál mezi dráty termočlánku a kovovým pláštěm. V dobře -navrženém uzemněném- termočlánku je jeden spojovací bod záměrně spojen s pláštěm pro rychlejší odezvu. Pokud se však vodiče dotknou pláště na druhém místě – kvůli porušení izolace, oděru nebo selhání PTFE – vytvoří se paralelní spoj.

Toto paralelní zapojení způsobuje, že naměřená průměrná teplota není ani skutečná procesní teplota, ani teplota na požadovaném místě. Regulátor může poskytnout hodnotu, která zní věrohodně, ale neodpovídá skutečné situaci. Výstražným příznakem je, že údaj o teplotě se neočekávaně změní, pokud dojde k vibracím nebo pokud je ohřívač přemístěn. Přítomnost jakéhokoli nežádoucího zkratu můžete otestovat změřením odporu od každého vodiče termočlánku k plášti a vyhledáním jakékoli nízké hodnoty odporu (kromě jednobodového připojení).

Jak diagnostikovat poruchu termočlánku v systémech PTFE ponorného ohřívače
Metodická diagnostická technika snižuje prostoje a zbytečnou výměnu funkčních ohřívačů. Pokud si myslíte, že máte špatný termočlánek, měli byste udělat toto.

Vizuální kontrola
První částí procesu je komplexní vizuální vyhodnocení termočlánku a jeho zapojení. Všimněte si známek koroze na připojovacích svorkách nebo změny barvy PTFE pláště nebo mechanické degradace kolem ohybů a svorek. Uvolněné šrouby nebo kolíky konektoru jsou poměrně časté a snadno se opravují.

Kontrola odporu
Pro měření odporu nastavte digitální multimetr na ohmovou stupnici. Termočlánek by měl ukazovat několik ohmů, obvykle pod 20 ohmů pro běžné snímače typu J a K. Přerušený obvod (nekonečné nebo přetížené čtení) znamená poškozený vodič nebo zkorodovaný spoj. U typu uzemněného- přechodu může hodnota nula nebo velmi blízko nule ohmů mezi vodičem termočlánku a pláštěm naznačovat neúmyslný zkrat k plášti, zatímco jediný bod záměrného uzemnění je normální. Odpor tohoto kanálu by měl být velmi nízký, ale konzistentní.

Měření milivoltového výstupu
Pro diagnostiku driftu je termočlánek odpojen od regulátoru a jeho milivoltový výstup je monitorován při známé referenční teplotě. Ledová lázeň (0 stupňů / 32 stupňů F) poskytuje konstantní referenční hodnotu 0 mV pro typ J a K. Při teplotě 100 stupňů (212 stupňů F) produkuje typ J ~5,27 mV a typ K ~4,10 mV. Odchylky větší než publikovaná tolerance snímače indikují drift. Tento test také zachytí přerušované otevírání, které se objeví pouze tehdy, když je senzor posunut nebo zahřátý.

Závěr
Tři hlavní režimy selhání termočlánků v PTFE ponorných ohřívačích jsou otevřený obvod v důsledku koroze nebo vibrací, posun v důsledku pronikání vlhkosti nebo oxidace a zkrat k plášti v důsledku porušení izolace. Každý režim má charakteristickou odezvu. Přerušené obvody způsobují vyhoření, malé odchylky způsobují drift, zkraty{2}}k-potahu vytvářejí neočekávané průměrné hodnoty. Vizuální kontrola, měření odporu a milivoltové výstupní testování poskytují systematický diagnostický přístup k přesné identifikaci hlavní příčiny. Pravidelná kalibrace a kontrola termočlánku zabrání neočekávanému selhání a zachová kvalitu procesu a zabrání neplánovaným odstávkám v klíčových aplikacích vytápění.