2 Požadavky na snímače teploty
2.1 Metrologické požadavky
2.1.1 Všeobecně
2.1.1.1 Vztah mezi odporem a teplotou lze vyjádřit rovnicí:
pro rozsah (-200 až 0) °C
2 3
R = R [1 + A . t + B . t + C (t - 100 °C) t ]
t o
pro rozsah (0 až 850) °C
2
R = R (1 + A . t + B . t )
t o
-3 -1
Kde: A = 3,9083.10 °C
-7 -2
B = -5,775.10 °C
-12 -4
C = -4,183.10 °C
2.1.1.2 Hodnoty odporu
Snímače teploty musí být konstruovány tak, aby jejich jmenovitý odpor při 0 °C byl 100 Ω, s výjimkou párových snímačů teploty, jejichž jmenovitý odpor může být i 500 Ω nebo 1000 Ω
2.1.1.3 Dovolené chyby
Hodnoty dovolených chyb snímačů teploty jsou:
třída hodnota dovolené chyby v °C
A 0,15 + 0,002|t|
B 0,30 + 0,005|t|
kde |t| je absolutní hodnota teploty.
Hodnoty dovolené chyby třídy A se nepoužijí pro snímače teploty 100 Ω při teplotách nad 650 °C.
2.1.2 Specifické požadavky podle typu
2.1.2.1 Odporové snímače teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou
Největší dovolená chyba odporového snímače teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou
E
t
je definována vztahem:
E = ± (0,5 + 3 ΔΘ /ΔΘ) [%]
t min
kde: ΔΘ je absolutní hodnota rozdílu mezi teplotami
teplonosné kapaliny v přívodní a vratné větvi
teplosměnného zařízení
ΔΘ je nejnižší hodnota ΔΘ, při které může měřič
max
tepla pracovat, aniž by došlo k překročení největší
dovolené chyby
Největší dovolená chyba odporového snímače teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou
E
t
vyjadřuje vztah mezi indikovanou a konvenčně pravou hodnotou, který vyplývá ze vztahu mezi rozdílem údajů odporových snímačů teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou a rozdílem teplot.
Vztah mezi teplotou a elektrickým odporem každého jednotlivého odporového snímače teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou z dané dvojice se nesmí lišit od hodnot vyplývajících ze vztahu uvedeného v bodu 2.1.1.1 s použitím standardních hodnot konstant A, B, C o více než o hodnotu, která odpovídá 2 °C.
2.1.2.2 Odporové snímače teploty pro měřiče tepla dodávaného vodní párou, odporové snímače teploty pro měřidla průtoku
Chyby odporových snímačů teploty pro měřiče tepla dodávaného vodní parou a odporových snímačů teploty pro měřidla průtoku nesmí překročit hodnoty dovolených chyb podle bodu 2.1.1.3 nebo specifikovaných výrobcem.
2.2 Technické požadavky
2.2.1 Všeobecně
2.2.1.1 Snímače teploty musí splňovat následující technické požadavky:
a) materiál stonkové trubice musí být neagresivní k platině a mechanicky odolný i při nejvyšších teplotách pro které je snímač teploty určen,
b) těsnost stonkové trubice musí vydržet tlak 3,5 MPa,
c) předepsané nejnižší hodnoty izolačního odporu jsou
(při jmenovitých nejvyšších, teplotách):
100 MΩ při teplotě (15 až 35) °C a stejnosměrném zkušením napětí 100 V,
10 MΩ v rozmezí (100 až 300) °C a stejnosměrném zkušením napětí 10 V,
2 MΩ v rozmezí (301 až 500) °C a stejnosměrném zkušením napětí 10 V,
0,5 MΩ v rozmezí (501 až 850) °C a stejnosměrném zkušením napětí 10 V,
d) snímače teploty se musí konstruovat tak, aby byly vhodné k použití v měřících systémech používajících stejnosměrný proud nebo střídavý proud o kmitočtech do 500 Hz,
e) snímače teploty mohou být konstruovány s různými konfiguracemi vnitřních vodičů (dvou-, tří- a čtyřvodičové); svorky musí být jednoznačně označeny,
f) každý snímač teploty musí být označen tak, aby byl zřejmý odpor, třída, konfigurace vodičů a teplotní rozsah.
2.2.1.2 Výrobce poskytne uživateli ke každému snímači teploty následující informace:
a) maximální hodnoty příslušných elektrických veličin (například kapacita snímače, kapacita vůči zemi a indukčnost),
b) minimální ponor při použití snímače teploty,
c) doba odezvy v sekundách a použité médium,
d) samozahřívací účinek snímače teploty ve °C/mW a
e) hodnotu odporu vodičů u dvouvodičových čidel a na požádání uživatele měřidla také hodnotu odporu vnitřních vodičů pro ostatní zapojení.
2.2.2 Odporové snímače teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou
2.2.2.1 Výrobce ke každému měřidlu poskytne uživateli následující informace:
a) identifikace typu,
b) meze teploty
(θ a θ),
min max
c) meze rozdílu teplot
(Δθ a Δθ),
min max
d) největší dovolený pracovní tlak pro přímo montovaná měřidla (třída PN),
e) elektrické zapojení měřidel (například čtyř- nebo dvouvodičové),
f) princip činnosti,
g) největší efektivní hodnota proudu měřidla,
h) rozměry,
i) požadavky na instalaci (například pro montáž do jímky),
j) maximální rychlost kapaliny pro měřidla o délce přesahující 200 mm,
k) celkový elektrický odpor dvouvodičového kabelu,
l) minimální ponor,
m) výstupní signál pro určitou činnost (typ/úroveň) a
n) doba odezvy.
2.2.2.2 Odporové snímače teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou, které měří rozdíly teplot v přívodním a vratném potrubí, odporové snímače teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou vybrané jako párované dvojice.
Tam, kde nejsou specifikovány rozměrové tolerance, používají se hodnoty z tabulky 1.
Tabulka 1 - Tolerance
+-----------+----------+--------+---------+-----------+------------+
| Rozměry | 0,5 do 3 | přes | přes | přes | přes |
| mm | | 3 do 6 | 6 do 30 | 30 do 120 | 120 do 400 |
+-----------+----------+--------+---------+-----------+------------+
| Tolerance | ± 0,2 | ± 0,3 | ± 1 | ± 1,5 | ± 2,5 |
| mm | | | | | |
+-----------+----------+--------+---------+-----------+------------+
2.2.2.3 Konstrukce
Pro velikosti potrubí až do a včetně DN 250 jsou normalizovány následující typy odporových snímačů teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou:
a) krátké odporové snímače teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou bez jímky - Typ DS,
b) dlouhé odporové snímače teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou bez jímky - Typ DL
c) dlouhé odporové snímače teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou do jímky - Typ PL
Odporové snímače teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou podle písmen b) a c) mohou být s hlavicí nebo se stabilně připojeným spojovacím vedením.
Odporový snímač teploty pro měřič tepla dodávaného teplonosnou kapalinou podle písmene a) musí mít stabilně připojený kabelový vývod.
2.2.2.4 Materiály pro ochrannou trubici a teploměrovou jímku
Teploměrová jímka a ochranná trubice odporových snímačů teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou podle bodu 2.2.2.3 písm. a) a b) musí být z materiálu, který je dostatečně silný a odolný vůči korozi.
2.2.2.5 Rozměry krátkých odporových snímačů teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou bez jímky - Typ DS
Rozměry musí odpovídat rozměrům uvedeným na obrázku 1.
2.2.2.6 Rozměry dlouhých odporových snímačů teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou bez jímky - Typ DL
Rozměry musí odpovídat rozměrům uvedeným na obrázku 2.
Obrázek 1
2.2.2.7 Rozměry dlouhých odporových snímačů teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou do jímky - Typ PL
Rozměry musí být takové, jaké jsou uvedeny na obrázku 3.
2.2.2.8 Rozměry teploměrové jímky
Teploměrová jímka je určena pouze pro použití s odporovými snímači teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou podle bodu 2.2.2.3 písm. c). Je konstruována tak, aby ji bylo možné vložit do stěny potrubí, ke které byl z vnějšku připájen nebo přivařen návarek. Pouze v tomto případě je zaměnitelná za dlouhý snímač teploty pro montáž bez jímky o odpovídající jmenovité délce.
Rozměry musí být takové, jaké jsou uvedeny na obrázku 4.
Obrázek 2
Obrázek 3
2.2.2.9 Konstrukce krátkých odporových snímačů teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou bez jímky - Typ DS s ohledem na montáž.
Měřidlo musí být namontováno kolmo ke směru proudění a s čidlem umístěným do středu potrubí. Pro vnitřní tlaky až do PN 16 musí být měřidlo konstruováno pro upevnění ve spojovací části potrubí.
2.2.2.10 Konstrukce dlouhých odporových snímačů teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou s jímkou - Typ PL a bez jímky - Typ DL s ohledem na montáž
Měřidlo musí být namontováno tak, aby čidlo bylo umístěno ve středu potrubí. Měřidlo musí být konstruováno pro upevnění do následujících typů instalace (pro vnitřní tlaky až po PN 16):
a) v potrubí ≤ DN 50 namontováno do ohybu se stonkem směřujícím proti směru proudění s použitím návarku
b) v potrubí ≤ DN 50 namontováno pod úhlem 45° se stonkem směřujícím proti směru proudění s použitím návarku
c) v potrubí DN 65 až DN 250 namontováno kolmo ke směru proudění s použitím návarku
Obrázek 4
2.2.3 Platinový odporový snímač teploty
2.2.3.1 Zvláštní ustanovení pro dvouvodičové připojení platinových odporových snímačů teploty (viz obrázek 5)
Celkový elektrický odpor obvodu platinového odporového snímače teploty
R = R + R + R
c 1 2 3
Elektrický odpor platinového odporového snímače teploty
R = R + R
1 2
Výrobcem specifikovaný elektrický odpor spojovacího vedení
R
3
Ve všech výpočtech se používá elektrický odpor platinového odporového snímače teploty R.
Poznámka - Pokud se použije čtyřvodičové připojení platinových odporových snímačů teploty, pak není třeba znát hodnoty elektrického odporu spojovacího vedení.
Obrázek 5
Obrázek 6
Celkový elektrický odpor obvodu platinového odporového snímače teploty (viz obrázek 6) je
R = R + R .
c 1 2
Elektrický odpor platinového odporového snímače teploty je
R = R + R .
1 2
Ve všech výpočtech se používá hodnota elektrického odporu platinového odporového snímače teploty R.
Poznámka - Jestliže se použije čtyřvodičové připojení platinových odporových snímačů teploty, pak není třeba znát hodnotu elektrického odporu spojovacího vedení k platinovému odporovému snímači teploty.
2.2.3.2 Odporové charakteristiky
Střední hodnoty elektrického odporu platinového odporového snímače teploty pro měřiče tepla dodávaného teplonosnou kapalinou nebo vodní parou musí být interpolovány pomocí následujícího vztahu:
2
R = R (1 + A . t + B . t )
t o
kde:
R je hodnota elektrického odporu při teplotě t v Ω
t (kromě elektrického odporu spojovacího vedení -
viz obrázky 5 a 6)
R hodnota elektrického odporu při teplotě 0 °C v Ω
o (základní hodnota)
(kromě elektrického odporu spojovacího vedení)
-3 -1
A = 3,9083 x 10 °C
-7 -2
B = -5,775 x 10 °C
Poznámka: Předpokládá se, že národní etalony teploty jsou realizovány podle ITS-90 (Mezinárodní teplotní stupnice 1990).
2.2.3.3 Spojovací vedení
Pro spojovací vedení se mohou použít vodiče kabelové nebo v případě platinových odporových snímačů teploty s hlavicí vodiče drátové. Jestliže jsou použity vodiče kabelové, pak musí mít upravené zakončení (například pomocí koncové olověné objímky). Zapájení konců, které má zamezit rozplétání lanka, není povoleno. Pájený spoj pro připojení spojovacího vedení platinového odporového snímače teploty ke kalorimetrickému počítadlu je povolen pouze v tom případě, jestliže jsou platinové odporové snímače teploty nezaměnitelné.
U stíněných kabelů platinových odporových snímačů teploty nesmí mezi stíněním a ochranným pláštěm existovat žádné propojení.
2.2.3.4 Platinové odporové snímače teploty pro dvouvodičovou metodu měření
Délka a průřez vodičů spojovacího vedení oddělitelných platinových odporových snímačů teploty musí být totožné.
Délka spojovacího vedení, tak jak ji udává výrobce, nesmí být změněna.
Délka přívodů pro platinové odporové snímače teploty se musí pohybovat v rozmezí hodnot uvedených v tabulce 2.
Tabulka 2 - Maximální délky přívodů pro platinové odporové
snímače teploty Pt 100
+---------------------------+----------------------------+
| Průřez přívodu | Maximální délka pro Pt 100 |
+---------------------------+----------------------------+
| 0,22 mm2 | 2,5 m |
+---------------------------+----------------------------+
| 0,50 mm2 | 5,0 m |
+---------------------------+----------------------------+
| 0,75 mm2 | 7,5 m |
+---------------------------+----------------------------+
| 1,50 mm2 | 15,0 m |
+---------------------------+----------------------------+
U platinových odporových snímačů s vyššími hodnotami elektrického odporu lze mezní hodnoty úměrně zvýšit.
2.2.3.5 Platinové odporové snímače teploty pro čtyřvodičovou metodu měření
Čtyřvodičové připojení platinových odporových snímačů teploty se použije v případě, že nelze splnit požadavky na délku kabelu stanovené v bodu 2.2.3.4.
2.2.3.6 Spoje musí být jasně identifikovatelné tak, aby nemohlo dojít k jejich záměně.
Pro platinové odporové snímače teploty s hlavicí se doporučuje průřez vodičů 0,5 mm2 a platinové odporové snímače teploty s kabelovým vývodem pak mají minimální průřez 0,14 mm2.
2.2.3.7 Doba odezvy
Dodavatel musí udat dobu odezvy
T
0,5
platinového odporového snímače teploty, jak je definováno v bodu 3.3.1.3.
2.2.4 Měřicí převodník musí splňovat specifikace dané výrobcem a musí být instalován a připraven k provozu podle pokynu výrobce.