Сонде за термопар долазе у два типа споја: уземљени и неуземљени. Ова наизглед мала унутрашња разлика утиче на брзину одзива, отпорност на електричну буку и потенцијал за петље уземљења у ПТФЕ инсталацији грејача. Разумевањеуземљени вс неуземљени термоелемент ПТФЕ грејачкритеријуми избора помажу у спречавању неправилних очитавања температуре и кварова на регулатору.
Гроундед Јунцтион
У термоелементу са уземљеним спојем, две жице термоелемента су заварене директно на унутрашњост металног омотача сонде. Сам спој постаје електрични и термички део омотача. Ова конструкција обезбеђује брз термички одговор јер топлота води директно од омотача до споја без интервентног изолационог слоја.
Електрична веза, међутим, значи да сигнал термоелемента дели исти потенцијал уземљења као и омотач. Ако омотач дође у контакт са проводљивим резервоаром, уземљеним телом грејача или уземљеним процесним флуидом, формира се нежељени електрични пут. У окружењима са високим електричним шумом-као што су претварачи са варијабилном фреквенцијом (ВФД), прекидачи-напајања у комутираном режиму или силицијумски{4}}контролери снаге контролисаног исправљача (СЦР)-ова путања убризгава шум у миливолтни сигнал. Резултат је флуктуирајуће или померено очитавање температуре које може збунити контролер.
Уземљени термопарови не би требало да се користе са не-изолованим улазима контролера. Не-изоловани улаз очекује да термопар лебди изнад земље; повезивање уземљеног споја ствара директну путању уземљења која може кратко спојити улазно коло или узроковати грешке у мерењу. Многи индустријски контролери обезбеђују изоловани улаз, али је потребна верификација пре избора уземљеног сензора.
Унгроундед Јунцтион
Неуземљени спојни термоелемент има две жице заварене заједно, али је тај спој електрично изолован од омотача. Танак слој збијене минералне изолације (обично магнезијум оксид) одваја спој од околног металног омотача. Пут сигнала остаје потпуно плутајући-не постоји електрична веза између жица термоелемента и омотача.
Термички одговор неуземљеног споја је нешто спорији од његовог уземљеног парњака. Додати изолациони слој уводи мали топлотни отпор, обично додајући временску константу од једне до неколико секунди. За већину примена ПТФЕ грејача, ово кашњење је неприметно у целокупном одзиву система јер резервоар или купатило имају велику топлотну масу. Сам грејач споро мења температуру, а ПИД петља контролера може лако да прихвати скромно заостајање сензора.
Кључна предност је електрична изолација. Сигнал термоелемента је имун на петље уземљења, лутајуће струје од електрохемијских процеса и високо{1}}шуме из оближње опреме за напајање. Ово чини неуземљене спојеве пожељним избором у индустријским окружењима где су потребна поуздана, стабилна очитавања температуре.
Шта изабрати за примену ПТФЕ грејача
У већини примена ПТФЕ грејача, неуземљени спој је сигурнији избор. ПТФЕ урањајући грејачи се често инсталирају у проводним флуидима-воденим растворима, киселинама, базама и купатилима. Метални омотач термоелемента, било да је од нерђајућег челика или ПТФЕ-обложен, долази у контакт са овим флуидом. Ако се користи уземљени спој, сигнал термоелемента упућује на потенцијал купке, који може носити електрични шум из пумпи, грејача или електролитичких реакција. Овај шум квари очитавање температуре и може узроковати осциловање контролера или погрешан аларм.
Предност у брзини уземљеног споја је минимална у великој термалној маси резервоара. Процес који захтева много минута или сати да промени температуру нема користи од сензора који реагује за 0,5 секунде уместо за 2 секунде. Супротно томе, отпорност на буку неуземљеног споја директно побољшава стабилност мерења.
Уземљени спој се може сматрати само под два услова:
Електрично окружење је изузетно чисто (нема ВФД-а, нема СЦР паљења у близини, а купатило није-непроводно или електрично изоловано).
Познато је да је улаз контролера изолован (или посебно дизајниран за уземљене сензоре).
Чак и тада, теренско искуство показује да неуземљени спојеви ретко изазивају жаљење, док уземљени спојеви често захтевају решавање проблема са буком.
Напомена о безбедности уземљења
Неуземљени термоелемент би и даље требало да има свој плашт уземљен ради безбедности. Метални омотач сонде-ако је изложен-мора бити повезан са заштитном земљом (ПЕ) како би се спречила опасност од удара у случају оштећења ПТФЕ-а или уласка течности. Ово спољашње уземљење не утиче на сигнал термоелемента јер спој остаје електрично изолован. За сензоре са ПТФЕ-обложеним или потпуно пластичним омотачем, уземљење можда неће бити потребно, али изолација улаза контролера остаје важна.
Резиме
Разлика између уземљених и неуземљених термопарова за примену ПТФЕ грејача своди се на-одговор: уземљени нуди бржи одзив, али упарује електрични шум директно у сигнал; неуземљен обезбеђује мало кашњење одговора, али потпуну електричну изолацију. За скоро све инсталације ПТФЕ грејача-посебно оне у проводним течностима или индустријским окружењима-неуземљени спој је робустан избор. Познавање ове разлике спречава проблеме са шумом сигнала, обезбеђује стабилну контролу температуре и избегава неусклађене конфигурације сензора{5}}контролера. Избор сензора је саставни део пројектовања робусног термичког система, а избор правилног стила споја је једнако важан као и усклађивање типа термоелемента и материјала омотача.
