비침습형 클램프 센서

온도는 공정 산업에서 가장 자주 측정되는 변수 중 하나입니다. 파이프 내부에 유체가 흐르는 공정 산업에서 정확한 온도 측정은 공정 제어, 산업 자동화 및 안전에 매우 중요합니다. 공정 산업에서 이러한 온도 측정에 가장 일반적으로 사용되는 방법은 침습적 유형 기술로, 정확한 온도 측정으로 인해 인기가 있지만 구현에 많은 어려움이 따릅니다.

기존 센서와 관련 문제

파이프/튜브 내부의 공정 매체 온도를 측정하는 두 가지 인기 있는 기존 센서가 있습니다. 하나는 기존 침습형 센서(RTD 또는 열전대 센서, 열전대 웰 포함 또는 미포함)이고, 다른 하나는 기존 비침습형 표면 장착 센서입니다. 침습형 온도 센서는 온도 측정에서 높은 정확도를 제공하지만 다음과 같은 많은 단점이 있습니다.

• 파이프/튜브의 연속성을 방해합니다. 설치 시 프로세스 튜브를 드릴링해야 하며 고압에서 누출이 발생할 가능성이 있습니다.
• 설치 어려움 및 긴 다운타임 – 공정 매체에 존재하는 유체에 따라 온도 센서를 오염으로부터 보호하기 위해 적절한 재질의 Thermo-well이 필요합니다. Thermo-well 설치에는 복잡한 설계 고려 사항이 필요하며, 고려하지 않으면 심각한 결과가 초래됩니다. Thermowell을 사용하든 사용하지 않든 침습적 온도 센서 설치에는 매우 오랜 시간이 걸립니다.

Thermo-well은 온도 센서를 외부 공정 매체로부터 보호하지만, 일반적인 유체 흐름에는 문제를 일으킬 수 있습니다.

• 파이프/튜브에서 공정 매체 유체의 흐름 속도가 갑자기 빨라질 경우 Thermo-well/감지 소자가 파손될 가능성이 있습니다.
• 유지관리 시 침입형 센서로 인해 파이프/튜브 세척에도 문제가 발생합니다.

위에서 언급한 침습형 센서의 많은 문제는 기존의 비침습형 표면 실장 온도 센서를 사용하면 제거할 수 있습니다. 그러나 파이프/튜브 내부의 공정 매체 유체의 정확한 온도를 표현할 수 없다는 문제가 있습니다.

문제의 원인을 살펴보겠습니다.

기존의 비침습형 센서는 침습형 온도 센서의 모든 주요 문제를 제거하지만 파이프/튜브 내부의 유체의 실제 온도를 반영할 수 없다는 대가를 치릅니다. 이 문제의 해결책은 원인을 깊이 살펴보면 찾을 수 있습니다. 이 문제의 원인을 더 잘 이해하기 위해 다음 두 가지 개념을 고려하세요.

• 열역학 원리에 따르면 표면이 다른 온도의 매질과 접촉하면 정상 상태에서는 표면이 두 매질의 다른 온도 사이로 안정화되고, 이는 높은 에너지 준위에서 낮은 에너지 준위로 열이 전달됨을 의미합니다.
• 온도 센서는 항상 자신의 온도를 측정합니다.

이 두 가지 개념을 염두에 두고 서로 다른 온도 매체를 고려하면 파이프 내부를 흐르는 실제 유체는 온도 Tin이고 주변 온도 Tamb입니다. 이러한 매체 사이의 표면은 파이프/튜브 재료의 층이며, 이는 온도 Tm(Tamb)에서 <Tm Tamb) 정상 상태에서 그리고 기존의 표면 온도 센서가 파이프 재료와 접촉하고 있기 때문에 유체 매체의 실제 온도가 아닌 온도 Tm을 읽습니다. 일부 균일한 보정 계수를 사용하여 실제 유체 온도를 나타내기 위해 이 온도 판독값을 수정하려고 시도하더라도 주변 온도와 유체 온도 차이가 변경되면 타당성을 잃습니다.

기존의 비침습적 표면 온도 센서는 파이프 표면 온도를 측정할 뿐, 파이프 내부 유체와 주변 유체 사이의 온도 차이를 상쇄하거나 보상하지 않으므로 이러한 유형의 센서는 온도를 잘못 표현합니다.

Tempsens(tn 클램프 센서)가 제공하는 솔루션:

파이프/튜브 표면을 통한 유체와 주변 환경 사이의 열 흐름은 이 두 매체 사이의 온도 차이에 비례하며 사용된 파이프/튜브 재료의 유형과 두께에 따라 달라집니다.Tempsens Instruments의 연구 개발 팀은 이 개념을 사용하여 파이프/튜브에 센서를 클램핑하기만 하면 파이프 내부의 유체 온도를 정확하게 측정하는 인도 최초의 비침습적 클램프 센서를 개발했습니다.TN 클램프 센서는 열 플럭스 센서, RTD 및 알고리즘을 사용하여 파이프 내부의 유체 온도를 측정합니다.간단한 클램핑 장치가 장착되어 있어 설치 시간이 거의 걸리지 않는 플러그 앤 플레이 유형의 센서입니다.표준 TN 클램프 센서에는 4-20mA 아날로그 출력이 제공되며 사용 가능한 다른 아날로그 출력 옵션은 0-20mA 및 0-10V입니다.0~40°C의 주변 온도 범위에서 최대 100°C까지 안정적이고 정확한 온도 측정을 제공합니다.

응용분야 : TN 클램프 센서는 공정을 중단하지 않고 설치할 수 있습니다. 온도 센서를 설치하기 위해 공정 파이프/튜브를 관통하는 것이 바람직하지 않은 가혹한 공정 매체인 TN 클램프 센서는 고객에게 훌륭한 대안을 제공합니다. 또한 사전 설치된 침습적 센서를 확인하거나 산업에서 새로운 온도 측정 지점이 필요한 곳에 설치하는 데 사용할 수 있습니다. 다른 응용 분야로는 작은(파이프의 OD) 파이프라인, 고점도 유체, 고속 유체 흐름 또는 입자 크기가 큰 유체가 있습니다.

TN 클램프 센서가 적용되는 산업은 다음과 같습니다.

• 석유 및 가스
• 음식과 음료
• 화학 및 석유화학 산업
• 정련소