PTFE sildītāja temperatūras kontroles sistēmas visneaizsargātākā daļa bieži vien ir nevis pats sensors, bet gan tam pievienotais vads -garš, trausls kabelis, kas izvadīts cauri korozīviem tvaikiem, ķīmisko šļakatu zonām un pārpildītām aprīkojuma izkārtojumiem, kur to var saspiest, sabojāt vai pārraut. Jaunās paaudzes temperatūras noteikšanas tehnoloģija pilnībā novērš šo fizisko savienojumu, barojot sensoru pa gaisu, izmantojot magnētisko indukciju.
Šī jaunā pieeja apvieno induktīvās jaudas pārvadi ar neliela-darbības attāluma bezvadu saziņu, radot pilnībā noslēgtu sensoru paketi skarbām ķīmiskām vidēm. Attīstošajā jomāInduktīvi darbināms sensors PTFE sildītājs bezvadusistēmām, tradicionālo sensoru kabeli aizstāj ar iekapsulētu elektronisko moduli, kas spēj darboties bez tieša elektriskā savienojuma caur tvertnes sienu.
Kāpēc parastie sensoru vadi ir uzticamības problēma?
PTFE iegremdējamie sildītāji, ko izmanto ķīmiskās apstrādes sistēmās, temperatūras kontrolei bieži paļaujas uz iegultiem termopāriem vai RTD. Lai gan pats sensora elements var izturēt ļoti korozīvus apstākļus, saistītais vads bieži kļūst par vājāko posmu sistēmā.
Ir izplatīti vairāki atteices režīmi:
Ķīmiskā iedarbība uz kabeļu izolāciju
Mitruma iekļūšana caur savienotājiem
Vibrācijas dēļ bojāti vadītāji
Bojājumi apkopes procedūru laikā
Elektromagnētiskie traucējumi rūpnieciskā vidē
Pusvadītāju apstrādē, metāla apstrādē un agresīvās skābes lietojumos pat nelielas elektroinstalācijas kļūmes var izraisīt temperatūras nestabilitāti, traucējumu trauksmes signālus vai negaidītu sildītāja izslēgšanos.
Vadu likvidēšana novērš vienu no visnoturīgākajām ķīmiskās apkures sistēmu apkopes saistībām.
Kā darbojas induktīvā jaudas pārnešana
Darbības princips ļoti atgādina bezvadu uzlādes tehnoloģiju, ko izmanto mūsdienu mobilajās ierīcēs.
Ārējā primārā spole
Neliela primārā spole ir uzstādīta ārpus procesa tvertnes un iekapsulēta PTFE vai citā ķīmiski izturīgā materiālā. Šī spole ģenerē svārstīgo magnētisko lauku, ja to nodrošina zemas -jaudas draivera ķēde.
Tā kā spole paliek ārpus tvertnes, uzstādīšana var notikt, neiekļūstot tvertnes sienā.
Iekšējā sekundārā spole
Atbilstoša sekundārā spole ir integrēta noslēgtā moduļa iekšpusē, kas pievienots sildītāja aukstajai zonai. Ja tas atrodas dažu centimetru attālumā no primārās spoles, mainīgais magnētiskais lauks inducē elektrisko strāvu sekundārajā tinumā.
Šī pārnestā enerģija darbina miniatūru elektronikas paketi, kas satur:
Mazjaudas{0}}mikrokontrolleris
Termopāra vai RTD signāla kondicionēšanas shēma
Bezvadu sakaru elektronika
Jaudas regulēšanas sastāvdaļas
Induktīvās jaudas pārsūtīšanas attālums ir apzināti īss, parasti salīdzināms ar attālumu, ko izmanto mobilo tālruņu uzlādes sistēmās.
Sensors ir pilnībā noslēgts
SPM vannā, skābes kodināšanas sistēmā vai apšuvuma līnijā atklātās elektriskās saskarnes ir potenciālie atteices punkti. Bezvadu induktīvā konstrukcija pilnībā novērš šīs ievainojamības.
Sensors ir noslēgts inertā, bezvadu burbulī, kas izolēts no korozīviem procesa apstākļiem.
Tā kā vadu savienojums neiet cauri tvertnes sienai:
Kabeļu blīves tiek likvidētas
Tiek novērsta savienotāju korozija
Mitruma iekļūšanas ceļi ir samazināti
Mehāniskā kabeļa nogurums pazūd
Sensora elektronika paliek pilnībā iekapsulēta ķīmiski izturīgos materiālos, parasti PTFE, PFA vai specializētos fluorpolimēru korpusos.
Temperatūras mērīšana bez fiziskiem savienojumiem
Sildītāja bloka iekšpusē pie apkures zonas paliek parasts termopāris. Atšķirība ir signāla apstrādes un pārraidīšanas veidā.
Miniatūra iebūvētā elektronika pastiprina un digitalizē termopāra signālu lokāli, nevis novirza mazo milivoltu izvadi caur gariem analogiem kabeļiem.
Pēc tam izmērītā temperatūra tiek bezvadu režīmā pārsūtīta uz vadības sistēmu, izmantojot neliela attāluma{0}}komunikācijas protokolu.
Iespējamie sakaru protokoli
Rūpnieciskajām siltuma sistēmām tiek pētītas vairākas bezvadu pieejas:
Bluetooth zemas enerģijas patēriņš (BLE)
Patentēta zemas{0}}frekvences industriālā telemetrija
Tuva{0}}lauka rūpnieciskās sakaru sistēmas
Mazjaudas-tīkla tīkla arhitektūras
BLE piedāvā vienkāršību un plašu savietojamību, savukārt patentētās zemfrekvences{0}}sistēmas var nodrošināt uzlabotu imunitāti pret rūpnieciskiem elektriskiem trokšņiem un metāliskiem traucējumiem.
Priekšrocības skarbā ķīmiskā vidē
Ieguvumi noInduktīvi darbināms sensors PTFE sildītājs bezvadupieeja kļūst īpaši nozīmīga agresīvās ķīmiskās apstrādes lietojumos.
Uzlabota izturība pret koroziju
Bez atklātiem vadiem vai spaiļu caurumiem mazāks skaits komponentu paliek neaizsargāti pret skābes tvaiku iedarbību.
Vieglāka modernizēšana
Ārējās indukcijas spoles bieži var pievienot bez būtiskas tvertnes modifikācijas, ļaujot vecākām sildītāju sistēmām iegūt bezvadu uztveršanas iespējas.
Samazināta apkope
Kabeļu nomaiņa un savienotāju problēmu novēršana tiek samazināta līdz minimumam, samazinot pakalpojumu pieprasījumus sarežģītās{0}}piekļuves instalācijās.
Uzlabota uzticamība
Likvidējot fiziskos vadītājus, tiek novērsti daudzi izplatīti sensoru traucējumu un signāla nestabilitātes cēloņi.
Lietojumprogrammu vadīšanas izstrāde
Vairākas nozares paātrina interesi par induktīvi darbināmu bezvadu sensoru tehnoloģiju.
Pusvadītāju mitrā apstrāde
Īpaši-tīras ķīmiskās sistēmas gūst labumu no noslēgtiem instrumentiem ar minimālu piesārņojuma risku.
Metāla apdare un apšuvums
Kodīga atmosfēra parasti degradē tradicionālos elektroinstalācijas mezglus apšuvuma līnijās un kodināšanas tvertnēs.
Augstas-tīrības ķīmisko vielu ražošana
Bezvadu hermētiski sensori samazina noplūdes ceļus un vienkāršo sanitāro vai ķīmiski izturīgu iekārtu konstrukciju.
Bīstamās procesa zonas
Kabeļu caurlaidumu samazināšana var uzlabot drošību un vienkāršot sistēmas arhitektūru ķīmiski bīstamās vidēs.
Inženiertehniskie izaicinājumi joprojām tiek risināti
Lai gan tehnoloģija piedāvā būtiskas priekšrocības, joprojām tiek aktīvi izstrādāti vairāki inženiertehniskie izaicinājumi.
Jaudas pārneses efektivitāte
Induktīvās sakabes efektivitāte strauji samazinās līdz ar attāluma un izlīdzināšanas izmaiņām. Stabila spoles pozicionēšana ir kritiska.
Termiskā izturība
Iegultajai elektronikai ir jāiztur paaugstināta temperatūra sildītāja aukstās zonas tuvumā bez ilgstošas- novirzes vai atteices.
Bezvadu signāla integritāte
Industriālā vidē ir elektromagnētisks troksnis, metāla konstrukcijas un atstarojošas virsmas, kas var traucēt bezvadu sakaru uzticamību.
Ilgtermiņa-iekapsulēšanas stabilitāte
Fluorpolimēru iekapsulēšanas sistēmai jāsaglabā integritāte termiskās cikla un ķīmiskās iedarbības gados.
Neraugoties uz šiem izaicinājumiem, zemas jaudas elektronikas un rūpnieciskās bezvadu sakaru nepārtrauktā attīstība nepārtraukti uzlabo sistēmas stabilitāti.
Pāreja uz viedākām PTFE apkures sistēmām
PTFE apkures tehnoloģijas attīstība arvien vairāk ietver ne tikai labāku izturību pret koroziju, bet arī uzlabotu sensoru intelektu un paredzamās apkopes spēju.
Induktīvi darbināmi bezvadu sensori dabiski iekļaujas plašākās rūpniecības tendencēs, piemēram:
Viedās procesu iekārtas
Izkliedētie sensoru tīkli
Samazinātas uzturēšanas arhitektūras
Prognozējošā diagnostika
Digitālā ķīmisko procesu uzraudzība
Noņemot neaizsargātos fiziskos savienojumus, pati sensoru sistēma kļūst izturīgāka un vieglāk integrējama automatizētā rūpnieciskā vidē.
Secinājums
Bezvadu, induktīvi darbināmi temperatūras sensori noņem galīgo fizisko saiti no PTFE sildītāju uzraudzības sistēmām. Magnētiski pārsūtot jaudu nelielos attālumos un pārraidot temperatūras datus bezvadu režīmā, šīs sistēmas novērš daudzas uzticamības problēmas, kas saistītas ar parasto sensoru vadu.
Slēgtas fluorpolimēra konstrukcijas, iegultās mazjaudas elektronikas un bezvadu sakaru kombinācija rada ļoti pret koroziju{1}}izturīgu sensoru platformu, kas piemērota agresīvai rūpnieciskai videi. Attīstībai turpinoties,Induktīvi darbināms sensors PTFE sildītājs bezvaduParedzams, ka koncepcijai būs arvien lielāka nozīme progresīvās ķīmiskās apstrādes un termiskās kontroles sistēmās.
Mūsdienu termiskās apstrādes iekārtās uzlabota uzticamība bieži tiek panākta, nevis pievienojot vairāk aparatūras, bet pilnībā noņemot neaizsargātās sastāvdaļas. Daudzos gadījumos labākais kabelis ir tas, kura tur nav.
