실험실 및 산업용 온도 센서 소자는 일반적으로 어떤 형태의 덮개 또는 하우징으로 보호되어야 합니다. 실제 공정에서 설치를 용이하게 하고 계측기와 편리하게 상호 연결할 수 있도록 다양한 설치 피팅 및 액세서리가 제공됩니다.
건설
산업용 온도 프로브
조립품의 그림은 Pt100과 열전대 센서 모두에서 동일합니다. 보호 튜브 또는 덮개는 열전대 또는 Pt100을 직접 또는 인서트를 통해 간접적으로 수용합니다. 또한 열 웰은 프로브를 프로세스 또는 애플리케이션에 설치하는 목적으로 활용될 수 있습니다.
센서 인서트는 센서와 단자 베이스로 구성된 제작 유닛입니다. 센서는 일반적으로 직경이 6mm 또는 8mm인 스테인리스 스틸 인서트 튜브에 수용된 다음 실제 보호 튜브에 삽입됩니다. 인서트 팁과 시스 끝 사이에 물리적 접촉이 있는 양호한 피복은 양호한 열 전달을 보장하는 데 필수적입니다. 스프링 접촉은 이 접촉을 유지하기 위해 단자 베이스에 사용됩니다. 이러한 배열은 필요할 때마다 센서를 쉽게 교체할 수 있도록 합니다. 미네랄 절연 열전대 또는 Pt100의 경우 센서는 인서트 튜브와 통합된 부분으로 설계됩니다.
센서 인서트가 지정되지 않은 경우 센서는 프로브에 직접 수용되고 적절한 절연체를 사용하여 필요에 따라 덮개 벽으로부터 전기 및/또는 열적 절연을 달성합니다. 단점은 교체가 필요할 때마다 전체 어셈블리를 변경하는 것 외에는 대안이 없다는 것입니다. 온도 트랜스미터를 터미널 베이스에 장착하여 완전한 센서 및 신호 조절 인서트를 제공할 수 있습니다. 센서를 교체할 때 프로세스에 방해가 되지 않도록 온도 조절기 또는 포켓을 사용할 수 있습니다. 온도 조절기는 또한 센서를 공격적인 매체로부터 보호하고 나사산이나 플랜지를 통해 프로세스에 영구적으로 장착하는 경우 센서를 제거할 경우 물리적 프로세스 무결성을 유지합니다.
터미널 헤드
다양한 응용 분야의 요구 사항을 충족하는 많은 유형의 단자 헤드가 있습니다. 변형은 크기, 소재, 수용, 매체에 대한 저항성, 화재 또는 폭발에 대한 저항성 등으로 다양화할 수 있습니다. "헤드"에 있는 단자 블록은 연장 와이어를 연결할 수 있습니다. 구리, 도금 황동 등을 포함하여 나사 또는 솔더 종단에 다양한 소재가 사용됩니다.
대체 종료
터미널 헤드의 대안으로는 프로브에서 직접 나오는 연장 리드, 프로브에 장착된 플러그 및 소켓 연결 및 "테일"이 있습니다. 헤드가 필요하지 않을 때 비용 절감이 실현될 수 있지만 특히 직접 연장 리드가 지정된 경우 전반적인 견고성이 어느 정도 제한될 수 있습니다.
칼집 소재
덮개 소재는 연강 및 스테인리스강부터 내화성 산화물(세라믹) 및 희귀 금속을 포함한 다양한 이국적인 소재까지 다양합니다. 덮개 선택은 작동 온도, 미디어 특성, 내구성 및 센서 유형과의 재료 관계를 포함한 기타 고려 사항에 따라 달라집니다.
보호 튜브
주의: 금속 튜브의 열전도도가 높기 때문에 열전도 오류를 없애려면 최소 삽입 길이가 전체 직경의 25배 이상이어야 합니다.
다른 보호 튜브도 사용 가능합니다.
메모: 위 튜브의 작동 및 최대 온도는 측정 환경에 따라 다릅니다.
금속 및 비금속 덮개 재료
금속 또는 비금속 덮개의 선택은 온도와 공정 분위기에 따라 달라집니다. 세라믹(비금속) 튜브는 깨지기 쉽지만 내화학성이 높습니다. 고온(어떤 경우에는 최대 1800°C)을 견딜 수 있습니다. 가장 일반적으로 스테인리스 스틸인 금속 튜브는 기계적 이점과 더 높은 열전도도를 가지고 있습니다. 일반적으로 열 충격에 면역이 있어 세라믹 튜브의 덮개가 쉽게 발생할 수 있습니다. 지정된 합금에 따라 금속 덮개는 최대 1150°C의 온도에서 사용할 수 있습니다. 세라믹은 센서 또는 제품이 고온에서 오염되는 것을 방지하기 위해 고순도가 필요할 때 더 우수합니다.
열전대 요소가 있는 세라믹 덮개
비교적 기계적 특성이 좋지 않음에도 불구하고 세라믹 튜브가 사용됩니다. 화학적 이유나 과도한 온도 또는 기타 이유로 금속을 사용해야 하는 조건은 제외됩니다. 주요 적용 범위는 1000~1800°C입니다. 매체와 직접 접촉하거나 열전대를 실제 금속 보호 튜브에서 분리하기 위한 기밀 내부 덮개로 사용할 수 있습니다. 굽힘 응력으로 인한 변형이나 파손을 방지하기 위해 1200°C 이상에서 매달린 위치에 장착해야 합니다. 미세 균열조차도 열전대가 오염되어 드리프트 또는 고장을 일으킬 수 있습니다. 세라믹의 온도 충격에 대한 저항성은 단자 전도도에 따라 증가하고 인장 강도는 열 팽창 계수가 작을수록 더 큽니다. 재료의 벽 두께도 중요합니다. 얇은 벽 튜브가 두꺼운 벽 두께보다 바람직합니다. 뜨거운 용광로에서 빠르게 꺼낼 때 지나치게 빠른 온도 변화가 주어지면 균열이 자주 발생합니다.
따라서 가스가 새지 않는 세라믹의 내부 및 외부 덮개를 사용하는 것이 좋습니다. 얇은 벽의 외부 튜브는 그 사이의 공기를 통해 내부 튜브를 온도 충격으로부터 보호합니다. 이렇게 하면 조립품의 수명이 길어지지만 응답이 느려집니다. 희귀 금속 열전대의 경우 세라믹은 매우 높은 순도여야 합니다. 백금 열전대는 이물질 원자에 의한 오염에 매우 민감합니다.
써모웰
Thermowell은 부식성 매체, 물리적 충격 및 고압 가스 또는 액체와 같은 불리한 작동 조건으로부터 온도 프로브를 보호합니다. 또한 이를 사용하면 프로세스를 "열어"야 할 필요 없이 빠르고 쉽게 프로브를 교체할 수 있습니다.
Thermowell은 다양한 형태를 띠고 다양한 소재(일반적으로 스테인리스 스틸)를 사용합니다. 설치 요구 사항에 따라 다양한 나사산 또는 플랜지 피팅이 있습니다. 가장 높은 압력 무결성을 위해 단단한 소재로 드릴링하거나 튜빙과 육각형 부싱 또는 플랜지로 제작된 열 포켓 형태를 취할 수 있습니다. 후자의 구조는 더 긴 침지 길이를 허용합니다.
온도 센서는 설치된 센서에 열을 전달하며, 이로 인해 열 관성이 발생합니다.
공정에서 온도 변화가 센서에 영향을 미치는 데 더 오랜 시간이 걸렸습니다. 열 웰이 있는 경우, 따라서 응답 시간이 늘어납니다. 열 웰을 지정할 때 이 요소를 고려해야 합니다. 열 평형이 존재하는 경우를 제외하고는 온도 측정이 어느 정도 부정확할 가능성이 있습니다.
최적의 보어는 중요한 매개변수인데, 열 결합을 위해서는 써모웰의 내벽과 프로브 사이의 물리적 접촉이 필수적이기 때문입니다. 팁 감지인 열전대의 경우, 프로브가 완전히 덮개로 덮여 있는지(써모웰의 팁과 접촉하는지) 확인하는 것이 중요합니다. 스템 감지인 Pt 100 센서의 경우, 프로브 외경과 보어의 차이는 절대 최소로 유지해야 합니다.
Thermowell 선택
재료 장수 요인
일반적으로, 열전대 재료의 선택은 주로 우물이 직면한 부식에 따라 결정됩니다. 모든 스테인리스 및 모넬 우물에 제공되는 고광택은 최대의 내식성을 제공합니다.
특수 등급의 스테인리스 스틸, 크롬 몰리브덴 강, 실리콘 청동, 하스텔로이 B&C, 니켈, 티타늄, 모넬로도 판매됩니다.
연결-설치 요소
모든 나사산 웰은 쉽게 용접되거나 브레이징되는 재료로 만들어집니다. 용접 및 브레이징은 밀봉이 필요한 설치에 중요합니다. 파이프 나사산은 기계적 강도를 제공하고 용접 또는 브레이징은 밀봉을 제공합니다.
플랜지 웰(밴 스톤 유형 제외)은 최고 품질의 플랜지에 단단히 용접된 바 스톡 웰로 구성됩니다. 표준 구조는 기본 "J" 홈 용접과 베벨 홈 클린 필렛을 사용합니다. 이 이중 용접 구조는 설치 내부 또는 외부에서 열린 조인트가 노출되지 않으므로 틈새 부식의 가능성을 제거합니다.
소켓 용접 웰은 설치하기 쉽고, 단순히 제자리에 용접하기만 하면 됩니다. 이 웰은 ASA 표준 소켓 용접 커플링이나 플랜지에 맞습니다.
삽입 길이 - 정확도 계수
웰 끝에서 나사산이나 다른 연결부 아랫부분까지의 거리는 삽입 길이("U"로 지정)로 정의됩니다. 최상의 정확도를 위해 이 길이는 요소의 전체 온도 감지 부분이 측정되는 매체로 돌출될 수 있을 만큼 길어야 합니다. 적절하게 설치된 요소: 액체에서는 요소를 감지 길이에 1인치를 더한 값까지 담가야 하고, 공기나 가스에서는 요소를 감지 길이에 3인치를 더한 값까지 담가야 합니다.
보어 크기-호환성 계수
거의 모든 설비는 여러 유형의 온도 측정 센서를 사용합니다. 표준 보어 직경을 선택하면 플랜트 내에서 극도의 유연성을 얻을 수 있습니다. 동일한 웰은 열전대, 저항 온도계 및 바이메탈 온도계를 수용할 수 있습니다.
테이퍼형 또는 직선형 웰 속도 평가 계수
테이퍼형 섕크는 동일한 민감도로 더 큰 강성을 제공합니다. 더 높은 강도 대 중량 비율은 이러한 웰에 동일한 길이의 직선 섕크 웰보다 더 높은 자연 주파수를 제공하여 더 높은 유체 속도에서 작동할 수 있습니다.
우물의 속도 등급
우물 옆을 흐르는 유체는 난류 웨이크를 형성하는데, 이는 유체의 직경에 따라 정해진 주파수를 갖습니다. 웨이크 주파수가 우물 자체의 고유 주파수와 결코 같지 않도록 우물이 충분한 것이 중요합니다. 우물의 고유 주파수가 웨이크 주파수와 일치하면 우물이 진동하여 파괴되고 파이프에서 끊어집니다.
바 스톡에 대한 진동 계산
ASME PTC 19.3 표준에 따르면 F /F < 0.8 wn 여기서, F = 2.64 (v/b) w 2 F = (K /L ) vE/R nf 여기서, F = 웰 주파수 w F = 고유 진동수, nv = 유체 속도(fps), b = Thermo well 팁 직경, K = ASME PTC 19.3의 표 1.4에서 얻은 상수, f L = Thermo well의 길이, ε E = Thermo well 재료의 탄성 계수; 28×10 psi, ε R = 금속의 비중량; 0.29 lbs/inch ME PTC 19.3 표준.
프로세스 연결
나사 연결
평행 또는 테이퍼형 나사산은 공정에 직접 용접하여 편리하게 설치할 수 있도록 만들어졌습니다. 이러한 연결은 자주 변경되지 않는 작은 직경의 웰에 적합합니다.
플랜지 연결
플랜지 연결은 높은 부식률과 같은 더 빈번한 우물 교체가 필요한 경우 더 바람직합니다. 플랜지는 공정에 장착된 결합 플랜지에 볼트로 고정됩니다. 이러한 기술은 큰 파이프 직경과 고압 적용에 더 적합합니다.
용접 연결
용접 연결은 공정이 부식성이 없고 정기적인 제거가 필요하지 않을 때 사용할 수 있습니다. 높은 무결성이 달성되며 이 기술은 고온 및 고압 응용 분야에 적합합니다.
입어 보기
온도 센서 조립품을 써모웰이나 공정에 직접 설치하려면 황동 또는 스테인리스 스틸 피팅을 사용해야 합니다. 피팅에는 다양한 나사산 유니언, 베이어닛 캡(및 어댑터) 및 플랜지가 포함됩니다. 조절 가능한 압축 피팅은 프로브에 직접 사용되어 공정에서 필요한 삽입 길이를 달성하고 써모웰에 프로브를 적절히 덮는 것을 보장합니다.
조절 가능한 플랜지는 센서 조립을 프로세스에 사용하는 데에도 유사하게 사용할 수 있습니다. 베이오넷 캡은 프로세스에 있는 적합한 어댑터에 빠르게 장착하는 방법을 제공합니다. 이 기술은 플라스틱 기계에 널리 사용됩니다.
조정이나 제거가 그다지 중요하지 않은 경우에는 부싱과 육각형 플러그를 사용합니다.
피팅 선택은 압력 무결성의 필요성이나 물리적 크기 제약에 따라 결정될 수 있습니다. 압축 피팅과 나사산 부싱은 테이퍼 나사산과 함께 제공되어 압력 밀폐 연결을 달성할 수 있습니다.
