열전대의 냉접점: 이것이 실제로 중요한 이유와 CJC 작동 방식

동일한 파이프에 있는 두 개의 열전대를 비교하여 몇 도 차이가 나는 것을 본 적이 있다면 아마도 센서 팁이 문제가 아니었을 것입니다. 루프의 반대쪽 끝인 열전대 와이어가 계측기와 만나는 터미널 블록에 답이 있는 경우가 더 많습니다. 해당 연결 지점은 냉접점이며, 일단 그것이 무엇인지 이해하고 나면 열전대 측정은 더 이상 추측처럼 느껴지지 않습니다.

이 기사에서는 냉접점이 무엇인지, 냉접점이 없으면 열전대가 절대 온도를 보고할 수 없는 이유, 현대 장비에서 냉접점 보상이 작동하는 방식, 기준 접점이 데이터를 조용히 손상시키지 못하게 하는 습관에 대해 설명합니다.

열전대가 전압을 생성하는 방법

열전대는 한쪽 끝에 결합된 서로 다른 금속으로 된 두 개의 와이어입니다. 측정 또는 열접점인 해당 접합이 프로세스에 배치되는 것입니다. 두 금속이 결합된 끝 부분과 자유 끝 부분 사이에 온도 차이가 보이면 Seebeck 효과로 인해 일반적으로 섭씨 1도당 수십 마이크로볼트의 작은 전압이 생성됩니다.

사람들의 관심을 끄는 세부 사항은 전압이 측정 접합 온도에만 해당하지 않는다는 것입니다. 이는 측정 접점과 와이어가 끝나는 지점 사이의 차이에 해당합니다. K형 열전대는 섭씨 1도당 약 41마이크로볼트를 생성하므로 프로세스가 전혀 이동하지 않았음에도 단자에서 5°C 이동이 판독값에서 5°C 이동으로 표시됩니다.

냉접점이란 정확히 무엇입니까?

기준 접점이라고도 하는 냉접점은 열전대 또는 확장 와이어가 판독 장치(트랜스미터 단자 블록, 컨트롤러 입력, 데이터 로거 또는 온도 트랜스미터)에 연결되는 위치에 형성됩니다.

일반적으로 오해되는 두 가지 사항은 다음과 같습니다.

• 단순히 실내온도가 아닙니다. 이는 어떤 외풍, 인클로저 열 및 케이블 부하가 존재하더라도 그 순간 해당 터미널의 실제 온도입니다.
• 항상 편리한 장소는 아닙니다. 잘못된 와이어로 이루어진 모든 중간 연결은 추가 접합을 생성하고 각 연결은 자체 전압을 제공합니다.

구리 나사 또는 회로 기판 트랙이 열전대 와이어에 닿으면 해당 접점이 열전 회로의 일부가 됩니다. 단자 영역을 등온으로 유지하는 것, 즉 모든 연결이 동일한 온도로 유지되는 것은 우수한 냉접점 설계의 물리적 기반입니다.

얼음욕조에서 전자보상까지

지난 세기의 대부분 동안 기준 접합은 녹는 얼음이 담긴 플라스크에서 알려진 0°C로 유지되었습니다. 그런 다음 측정된 전압을 해당 참조를 기반으로 구축된 게시된 표와 직접 비교할 수 있습니다. 이는 정확했으며 오늘날 사용되는 표준 열전대 테이블의 기본 개념이지만 석유화학 장치나 열처리로 옆에서는 거의 실용적이지 않습니다.

현대 장비는 전자적으로 문제를 해결합니다. 냉접점을 0°C로 강제하는 대신 실제 온도를 측정하고 기준이 0°C일 경우 열전대가 생성했을 전압을 추가합니다. 추가된 양이 냉접점 보상 전압입니다.

냉접점 보상 작동 방식

송신기, 컨트롤러 또는 데이터 수집 카드 내부의 프로세스는 세 단계로 나누어집니다.

1. 단자 온도를 측정합니다. 소형 RTD, 서미스터 또는 실리콘 센서는 레이아웃이 허용하는 한 실제 접합부에 가깝게 터미널 블록 옆에 배치됩니다.
2. 해당 온도를 등가의 열전대 EMF로 변환합니다. 사용 중인 열전대 유형에 대한 표준 표를 사용하여 계측기는 기준이 0°C로 유지되는 동안 측정 접점이 해당 단자 온도에 있을 경우 나타나는 전압을 계산합니다.
3. 추가하고 선형화합니다. 측정된 신호에 보상 전압이 추가되고 그 합계가 다항식이나 룩업 테이블을 통해 최종 온도 값으로 변환됩니다.

보정은 열전대 유형에 따라 달라지므로 계측기 입력, 센서 및 확장 배선이 모두 일치하는 경우에만 보정이 유효합니다. 유형 J용으로 구성된 트랜스미터에 전력을 공급하는 유형 K 센서는 재보정을 아무리 많이 해도 제거되지 않는 체계적인 오프셋을 제공합니다. 데이터 수집 시스템의 소프트웨어 기반 보상은 동일한 논리를 따르지만 참조 센서는 터미널에서 더 멀리 위치하는 경우가 많으며 그 거리에서 정확도가 가장 쉽게 손실됩니다.

일반적인 냉접점 함정

우리가 듣는 대부분의 냉접점 문제는 몇 가지 패턴으로 나뉩니다. 아래 표에는 일반적으로 발생하는 문제와 해결 방법이 요약되어 있습니다.

연장 및 보상 와이어 특별히 언급할 가치가 있는 부분인데, 그 이유는 루프 부분이 창고에 있던 것으로 가장 자주 교체되는 부분이기 때문입니다. 구리 케이블은 4~20mA 신호를 전달하는 데 적합하지만 각 끝에 새로운 접합부를 만들지 않으면 열전대 신호를 전달할 수 없습니다. 보상 와이어는 열전대 유형에 맞는 합금으로 만들어지며 온도 등급은 뜨거운 용기 또는 용광로 케이싱을 가로지르는 모든 섹션을 포함하여 통과하는 가장 뜨거운 지점을 포괄해야 합니다.

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귀하를 위해 냉접점을 처리하는 하드웨어

냉접점이 효과적으로 존재하는 위치는 신호를 디지털화하기로 결정한 위치에 따라 달라집니다. 대부분의 산업 설비에는 세 가지 배열이 적용됩니다.

• 기기 내부의 기준 센서를 사용하여 컨트롤러 또는 입력 카드에 직접 배선합니다.
• 센서에 있는 헤드 장착형 또는 현장 송신기로, 로컬로 보상을 수행하고 4-20mA 또는 디지털 신호를 제어실로 보냅니다.
• 접근하기 어려운 센서를 위한 캐비닛의 레일 장착 트랜스미터입니다.

트랜스미터를 센서로 옮기는 것이 가장 큰 개선점인 경우가 많습니다. 열전대와 확장 배선은 점점 짧아지고, 중간 접합부는 사라지며, 신호는 마이크로볼트 레벨 EMF 대신 강력한 전류 루프로 대부분의 거리를 이동합니다. 당사의 통합 온도 트랜스미터는 긴 케이블의 끝 부분이 아닌 하우징 내부에서 처리되는 기준 접합을 사용하여 정확히 이러한 배열을 위해 제작되었습니다.

SBWR/SBWZ 2선 4~20mA 출력을 갖춘 통합 온도 트랜스미터 SBWR/SBWZ 모듈은 열전대 또는 RTD 연결 박스에 설치되어 센서 배선을 단축하고 측정 및 제어를 위해 선형 4-20mA를 출력합니다. 제품보기 →

스마트 송신기와 아날로그의 무게를 비교하는 경우 다음 가이드를 참조하세요. 온도 트랜스미터 작동 방식 정확도 등급, 드리프트 및 선택 기준을 더 자세히 다룹니다.

안정적인 냉접점을 위한 실제 습관

설치 중

• 하나의 열전대의 모든 터미널 연결을 두 개의 블록에 걸쳐 분할하는 대신 단일 등온 영역 내부에 유지합니다.
• 접촉기, 드라이브 또는 전원 공급 장치 바로 위에 단자대나 트랜스미터를 장착하지 마십시오.
• 열전대 등급 와이어를 사용하고 온도 등급을 준수하며 조이기 전에 극성을 확인하십시오.
• 특히 실외 인클로저에서는 직접적인 공기 흐름과 햇빛으로부터 터미널을 보호하십시오.

서비스 중

• 드라이 블록 교정기 또는 시뮬레이션된 밀리볼트 입력과 같은 알려진 기준에 대해 루프를 확인합니다.
• 단자의 산화 여부를 검사하고 새 설치의 첫 번째 열 주기 후에 단자에 다시 토크를 가하십시오.
• 프로세스 판독값과 함께 캐비닛 온도를 기록합니다. 안정적인 프로세스에서 계절적 변동은 일반적으로 센서가 아닌 인클로저를 가리킵니다.

제어 측면에서는 사운드 기준 접합 처리 기능이 있는 컨트롤러가 이 작업을 작업자의 손에서 덜어줍니다. 당사의 소형 디지털 PID 온도 컨트롤러는 열전대 입력을 직접 받아들이고 냉접점을 내부적으로 관리하므로 소형 스키드, 인큐베이터 및 오븐을 간단하게 제작하고 유지 관리할 수 있습니다.

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루프를 하나의 시스템으로 취급

냉접점 동작은 측정 루프의 한 부분이며 루프의 나머지 부분에도 동일한 주의를 기울여야 합니다. 센서 유형, 피복 재료, 보호 튜브, 장착 방법 및 케이블 경로가 모두 상호 작용하며 완벽하게 보상된 트랜스미터는 살아남지 못하는 곳에 설치된 열전대를 구제할 수 없습니다. 석유화학 공장에서는 일반적으로 정격이 정확한 보상 와이어와 결합된 방수, 내마모성 열전대가 카탈로그 정확도의 작은 차이보다 더 중요합니다. 고온 공정에서 백금-로듐 및 텅스텐-레늄 센서는 비금속 유형이 지속되지 않는 측정 접점을 신뢰성 있게 유지합니다. 이러한 조합이 우리의 전체에서 어떻게 결합되는지 확인할 수 있습니다. 산업 응용 페이지 .

이 중 어느 것도 복잡할 필요가 없습니다. 열전대가 절대값이 아닌 차이를 보고한다는 점을 인정하고, 기준 접점에 안정적이고 등온적인 홈을 제공하고, 센서와 일치하는 와이어를 사용하고, 잘 지정된 트랜스미터나 컨트롤러가 연산을 처리하도록 하십시오. 이 네 가지 작업을 수행하면 냉접점이 오류의 숨겨진 원인이 되는 것을 멈추고 측정 루프의 조용하고 이해되는 부분이 됩니다.