Temperaturkalibrierung Anwendungen und Lösungen
Einführung Temperaturmessgeräte in Fertigungsumgebungen dienen zu Messungen an den Regelungs- und Steuerungssystemen der Industrieanlagen. Das Verhalten dieser Temperaturmessinstrumente ist oft entscheidend für einen optimalen Betrieb der Fertigungsanlage oder ein einwandfreies Funktionieren der Sicherheitssysteme der Anlage. Prozesstemperatur-Messinstrumente werden oft in rauen Betriebsumgebungen installiert, sodass sich ihr Betriebsverhalten und das Verhalten der Sensoren im Laufe der Zeit ändern.
Inhaltsverzeichnis ANWENDUNGEN Automatisieren der Transmitter- und Sensorkalibrierungen.......... 4 Automatisieren der Temperaturkalibrierung in Werkstatt oder Labor ............................................................................................ 6 Kalibrierung intelligenter HART-Temperaturtransmitter................. 8 Kalibrieren und Prüfen von Widerstandsthermometern (RTDs).................................................. 10 Kalibrieren und Prüfen von Thermoelementen.........................
Automatisieren der Transmitterund Sensorkalibrierungen Temperaturtransmitterkalibrierungen werden häufig ohne Berücksichtigung des Verhaltens des Temperatursensors durchgeführt. Für viele Prozesse war dies eine gängige Praxis, obwohl der Sensor in der Regel zu mehr Fehlern als der Transmitter beiträgt. Diese Praxis kann sich für wichtige Prozessmessungen oder für Messungen, die ein höheres Maß an Vertrauen oder Genauigkeit erfordern, als problematisch erweisen.
Schnittstellenkabelsatz für HART-Blockkalibrator, Best.-Nr.
Automatisieren der Temperaturkalibrierung in Werkstatt oder Labor Das Automatisieren der Temperaturkalibrierung hat viele Vorteile. Beispielsweise benötigen Techniker Automatisierung, weil sie unter enormen Druck stehen, mit begrenzten Ressourcen mehr zu leisten. Automatisierung kann dazu beitragen, die Anzahl der sich wiederholenden zeitaufwändigen Aufgaben, die für eine Kalibrierung erforderlich sind, zu reduzieren.
Ausgang zur Steuerung einer Temperaturquelle Kalibriergegenstand (UUT) ReferenzMessfühler 100.00°C F1 F2 F3 • Es kann immer nur eine Temperaturquelle angeschlossen werden F4 Beispiel für eine Temperaturquelle Durchführung der Prüfung SCHRITT 1 Schließen Sie den Temperaturscanner mit dem entsprechenden Datenkabel an die Temperaturquelle an. SCHRITT Stecken Sie den Referenzsensor und die zu prüfenden Messfühler in die Temperaturquelle.
Kalibrierung intelligenter HART-Temperaturtransmitter Intelligente Temperaturtransmitter haben sich aufgrund ihrer Flexibilität und verbesserten Genauigkeiten als bevorzugte Prozessinstrumente für Temperaturanwendungen etabliert. Die Kalibrierung eines intelligenten HART-Temperaturtransmitters erfordert einen genauen Temperatursimulator oder eine Temperaturquelle, genaue mA-Messung und ein HARTKommunikationswerkzeug zur Kalibrierung.
Simulating Thermocouples and RTDs for calibration and testing TEST DC PWR – ++ – TEST DC PWR – ++ – TechnikTipps Anschluss eines TE-Transmitters zur Kalibrierung Anschluss eines TE-Transmitters zur Kalibrierung 754 DOCUMENT ING PROC ESS CALIB RATOR C-1 C-2 754 DOCUMENT ING PROC ESS CALIB RATOR C-1 C-2 S-2 TEST DC PWR – ++ – S-4 S-2 TEST DC PWR – ++ – S-1 S-4 S-1 S-3 Anschluss eines RTD-Transmitters zur Kalibrierung S-3 Anschluss eines RTD-Transmitters zur Kalibrierung Durchführung de
Kalibrieren und Prüfen von Widerstandsthermometern (RTDs) In der Regel werden RTDs bei der Kalibrierung von Prozessinstrumenten, beispielsweise Anzeigegeräten oder Temperaturtransmittern, geprüft. Wenn jedoch ein Problem mit einem Temperatursensor vermutet wird, können Sensorkalibrierungen getrennt von der Kalibrierung der Prozesselektronik durchgeführt werden. Prüfungen von Temperatursensoren vor Ort können problemlos mit einem Blockkalibrator oder Mikrobad durchgeführt werden.
100.2° C MENU ENTER 100.00°C F1 F2 F3 F4 100.00°C F1 F2 F3 F4 Durchführung der Prüfung SCHRITT Entfernen Sie den Sensor aus der Prozessumgebung. SCHRITT Tauchen Sie den Sensor vollständig in eine Temperaturquelle ein, z. B. einen Blockkalibrator oder ein Bad, der bzw. das den erforderlichen Temperaturbereich abdeckt.
Kalibrieren und Prüfen von Thermoelementen Thermoelemente werden in der Industrie häufig verwendet, da sie kostengünstig sind und einen breiten Temperaturbereich abdecken. Sie sollten während der Inbetriebnahme geprüft werden und dann wieder, wenn sie aus einem Prozess entfernt werden, um sicherzustellen, dass Toleranzen eingehalten wurden. Außerdem sollten Thermoelemente in regelmäßigen Intervallen kalibriert und beim Verdacht auf Nichteinhaltung der Betriebseigenschaften geprüft werden.
266.03°C 100.00°C SETPT: 266.00 °C HEAT: 22 •/• TechnikTipps TC—T : 265.783 °C F1 F2 F3 F4 F1 F2 F3 F4 Durchführung der Prüfung SCHRITT 1 Entfernen Sie den Sensor aus der Prozessumgebung. SCHRITT Tauchen Sie den Sensor vollständig in eine Temperaturquelle ein, z. B. einen Blockkalibrator oder ein Bad, der bzw. das den erforderlichen Temperaturbereich abdeckt.
Simulieren von Thermoelementen und RTDs für Kalibrierung und Prüfung Thermoelemente und RTDs sind die am häufigsten verwendeten Sensoren bei Prozess-Temperaturmessungen. Durch Simulieren eines Temperatursensorsignals in einem Prozessmessinstrument oder Steuerungssystemeingang kann ein Techniker prüfen, ob das Gerät auf die vom Gerät gemessene Temperatur korrekt reagiert. Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, diese Sensoren für Prüfzwecke zu simulieren.
Simulating Thermocouples and RTDs for calibration and testing TEST DC PWR – ++ – TEST DC PWR – ++ – Anschluss eines TE-Transmitters zur Kalibrierung Anschluss eines TE-Transmitters zur Kalibrierung 754 DOCUMENT ING PROC ESS CALIB RATOR C-1 C-2 754 DOCUMENT ING PROC ESS CALIB RATOR C-1 C-2 S-2 TEST DC PWR – ++ – S-4 S-2 TEST DC PWR – ++ – S-1 S-4 S-1 S-3 Anschluss eines RTD-Transmitters zur Kalibrierung S-3 Anschluss eines RTD-Transmitters zur Kalibrierung Durchführung der Prüfung Ver
Verwenden eines Referenzthermometers für Messungen von Prozesstemperaturen Es ist nicht immer möglich oder praktisch, Instrumente aus einem Prozess für die Kalibrierung zu entfernen. Temperaturmessungen vor Ort, in unmittelbarer Nähe des Temperatursensors im Prozess, sind oft die einzige Möglichkeit, festzustellen, ob ein Instrument wie erwartet funktioniert.
RS 232 T1 30 V MAX 12 V DC T2 1524 CALIBRATION THERMOMETER READOUT RESET STATS mV TREND °C °F HOLD SETUP LOG HOME SAVE ENTER RECALL NEXT Durchführung der Prüfung SCHRITT Die Tauchhülse sollte innerhalb der Prozessanordnung und dem Medium eine vergleichbare Position wie der zu prüfende, eingebaute Temperatursensor haben und nur wenige cm von ihm entfernt sein.
Temperaturschalter und Regler vor Ort prüfen Temperaturschalter und -regler werden häufig in kleinen Prozessen und in Regelkreisen verwendet, wo eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) oder ein größeres Prozessleitsystem (PLS) nicht erforderlich sind. Temperaturregler bieten sowohl Schaltfunktionen, basierend auf ansteigenden und abfallenden Temperaturen und eingestellten Schaltpunkten, als auch eine lokale Anzeige der gemessenen Temperatur.
754 DOCUMENTIN G PROCES S CALIBRA TOR TechnikTipps 200.0° C MENU ENTER Durchführung der Prüfung Verwenden eines Kalibrators mit TE-Simulation zum Prüfen eines Schalters mit Thermoelementeingang: SCHRITT Trennen Sie das Thermoelement vom Geräteeingang. SCHRITT Schließen Sie den Mini-Stecker der Messleitungen an den TE-Ausgang des Kalibrators an (siehe Bild oben). SCHRITT Schließen Sie die Leitungen der Schalterkontakte an den Widerstandsmesseingang des Kalibrators an, um den Durchgang zu messen.
Temperaturschalter und Regler in Werkstatt oder Labor prüfen Ein Temperaturschalter ist ein Gerät, das ein thermisches System schützt, indem es die Temperatur erfasst und einen Schalter öffnet oder schließt, um einen Prozess oder eine Anlage herunterzufahren, wenn die Temperatur außerhalb des sicheren Bereichs liegt. Temperaturschalter werden oft aus Sicherheitsgründen kalibriert oder geprüft, um festzustellen, wie genau und wiederholbar die Messwerte des Geräts sind.
Stellen des Schalters – geschlossen TechnikTipps Temperatur Hysterese ("Totzone") Stellpunkt Rückstellpunkt Rückstellen des Schalters – offen • Stellen Sie für bessere Genauigkeit die Änderungsrate auf einen niedrigen Wert, z. B. 1,0 °C pro Minute. • Wenn die Änderungsrate zu niedrig ist, dauert die Prüfung möglicherweise länger als notwendig. Zeit Durchführung der Prüfung SCHRITT Trennen Sie den Schalter vom Prozess.
Kalibrieren mit einem Mikrobad Messtechniker müssen eine Vielzahl von Temperatursensoren kalibrieren, einschließlich Flüssigkeits-Glasthermometer, analoge Messinstrumente, Sensoren, die oft in ungewöhnlichen Formen und Größen kommen.
TechnikTipps 125.0° C MENU 7103 MICRO-BATH –30°C to ENTER • Vorsicht: Der Flüssigkeitsstand steigt mit höheren Temperaturen und mit der Anzahl und Größe der in die Flüssigkeit eingetauchten Messfühler. 125°C -25.0 C SET DOWN UP EXIT 7103 MICRO-BATH –30°C to 125°C 125.0 C SET DOWN UP EXIT • Beste Ergebnisse werden erreicht, wenn der Messfühler über die gesamte Tiefe des Bades eingetaucht ist. • Die Stabilisierungszeit des Mikrobades hängt von den Bedingungen und Temperaturen ab.
Prüfung und Kalibrierung von Infrarot-Thermometern Für de Kalibrierung eines Infrarot-Thermometers ist eine entsprechenden Einrichtung und Planung erforderlich. Es ist wichtig, einen Kalibrator mit einem radiometrisch kalibrierten Ziel auszuwählen, das groß genug ist, um den empfohlenen Abstand zur Kalibrierung von Infrarot-Thermometern einzuhalten, die unterschiedliche Sichtfelder haben.
Messentfernung (d) d Vom Hersteller empfohlene große Zieloberfläche TechnikTipps Größe des erfassten Messflecks 561 HVACPro IR THERMOMETER 199.3 Smaller target = Sichtbereich des IR-Thermometers Durchführung der Prüfung: SCHRITT Warten Sie mindestens 15 Minuten, bis das IR-Thermometer die Temperatur des Labors erreicht. SCHRITT Stellen Sie die Strahlungsquelle auf die gewünschte Kalibriertemperatur ein. Je nach Temperaturbereich kann eine niedrige, hohe und mittlere Temperatur ausgewählt werden.
Stromschleifenkalibrierung eines Temperaturtransmitters in Werkstatt oder Labor In industriellen Prozessen umfasst die Ausrüstung zur Temperaturmessung normalerweise zwei Komponenten: einen Temperatursensor wie ein RTD oder Thermoelement und einen Transmitter zum Erfassen des Sensorsignals und Ausgabe eines Signals an das Regelsystem. Alle Sensoren, einschließlich RTDs, unterliegen mit der Zeit gewissen Schwankungen.
TEST DC PWR – ++ – TechnikTipps 100.00°C F1 F2 F3 F4 • Optimieren Sie den Prozess und führen Sie die automatisierte Kalibrierung und Dokumentation mit Fluke 754 durch. • 75 % aller Fehler in einem Temperaturmesssystem stammen vom Sensor. • Sie benötigen mindestens einen Kalibrator und ein Gerät zum Messen von 4–20 mA mit Stromversorgung der Schleife. Durchführung der Prüfung: SCHRITT Nehmen Sie den Sensor aus dem Prozess.
Messgeräte Finden Sie das richtige Messinstrument für Ihre Temperaturanwendungen Auswahlanleitung für Temperatur-Messinstrumente Modelle 712B/ 714B 724/ 725/726 753/ 754 9142/9143/ 9144/9190A 9100S/ 9102S • • 9009 6102/ 7102/ 7103 4180/ 4181 1551/ 1552 1523/ 1524/ 1586A • • • • • 1620A 7526A Anwendungsbereiche Temperatursensor-Kalibrierung TemperaturtransmitterKalibrierung Temperaturschalterprüfung • • • 725Ex/726 • • • • • • • Geben/Simulieren Temperatursimulation RTD oder T
Fluke 754 – Dokumentierender Prozesskalibrator mit HART-Kommunikation Als robuster Handheld-Kalibrator übernimmt der dokumentierende Prozesskalibrator Fluke 754 die Aufgaben von mehreren anderen Geräten: Geben, Simulieren und Messen von Druck, Temperatur und elektrischen Signalen. HART-Kommunikationsfunktionen werden zu einem integrierten, kommunizierenden Kalibrator kombiniert.
Fortsetzung von Seite 29 Zusammenfassung der Spezifikationen (Genauigkeit) • Genauigkeit 0,02 % beim Messen und Geben von mA und Spannung • Geben und Messen von RTDs bis +/-0,2 °C • Geben und Messen von Thermoelementen bis 0,7 °C • Geben und Messen der Frequenz bis 10 kHz Anwendungsbereiche • Kalibrieren von Transmittern mit RTD- und Thermoelement-Eingängen, Erweiterung durch Druckmodule 750P, um Drucktransmitter zu kalibrieren • Prüfen von Prozesssensoren Multifunktionskalibrator mit hoher Genauigkeit Fl
„Stik“-Thermometer Fluke 1551A/1552A Die Stik-Thermometer Fluke 1551A und 1552A sind ein genauer und robuster Ersatz für Flüssigkeits-GlasThermometer. Ob in Außenbereichen, in explosionsgefährdeten Umgebungen oder innerhalb einer Prozessanlage: Diese eigensicheren, batteriebetriebenen und mobilen Thermometer können Sie überall einsetzen.
Mikrobäder 6102, 7102, 7103 Mikrobäder bieten eine praktische Möglichkeit, die Pass- und Eintauchprobleme beim Kalibrieren kurzer, quadratischer oder unförmiger Sensoren zu beseitigen. Herstellereigene Regler machen die Mikrobäder Fluke 6102, Fluke 7102 und Fluke 7103 extrem stabil. Sie sind leichter und kleiner als die meisten Blockkalibratoren und verfügen über eine spritzwassergeschützte Abdeckung und einen praktischen Tragegriff.
Tragbare Blockkalibratoren 9100S, 9102S Die Modelle Fluke Calibration 9100S und 9102S sind die weltweit kleinsten, leichtesten und mobilsten Blockkalibratoren. Mit seiner bedienungsfreundlichen Oberfläche und einem Temperaturbereich bis 375 °C ist der 9100S ideal für das Prüfen von RTDs, Thermoelementen und kleinen Bimetallthermometern vor Ort.
Mobile Blockkalibratoren 9142, 9143, 9144 Mobiler NiedertemperaturBlockkalibrator 9190A Ganz gleich, ob Sie nun 4–20-mA-Transmitter oder einen einfachen Thermoschalter kalibrieren müssen, ein hochgenauer Blockkalibrator ist stets das richtige Gerät. Die drei Modelle dieser Serie decken einen Bereich von -25 °C bis 660 °C ab, damit lassen sich zahlreiche Sensorarten kalibrieren.
Eigensichere Temperaturmessgeräte Die „Stick“Thermometeranzeigen Fluke 1551A und 1552A sind ein eigensicherer digitaler Ersatz für Ihre Quecksilber-GlasThermometer. Die Messungen werden mit einer Genauigkeit und Wiederholgenauigkeit von ± 0,05 °C im ganzen Messbereich durchgeführt. 1551A und 1552A setzen damit einen neuen Standard für die industrielle Temperaturkalibrierung.
Zubehör Präzisions-PRTs Fluke Calibration bietet diese und andere Temperaturfühler mit hoher Genauigkeit, um die Anforderungen einer Vielzahl von industriellen Kalibrieranwendungen zu erfüllen. Geben Sie bei der Bestellung eines PRT die Länge des Messfühlers und den Typ der Anzeige an, an die es angeschlossen werden soll, indem Sie die folgenden Erweiterungen der Modellnummer anfügen: Für Längenverwendung (-6 für 6" [15 cm], -9 für 9" [23 cm] oder -12 für 12" [30 cm]).
Thermoelement Mini-Steckersatz Fluke 700TC2 Typ J, K, T, E, R/S Oberflächenmessungen Für die Anwendung mit: Prozesskalibratoren Serie Fluke 700, 720 oder 740, Thermometer und TE-Simulator Fluke 714. Thermoelement Typ K mit freiliegender Messspitze für flache oder leicht gebogene Oberflächen, wie z. B. Platten oder Rollen.
Messungen an Rohren und Leitungen Rohrklemmen Thermoelement-Messfühler 80PK-8 und 80PK-10 Thermoelemente Typ K lassen sich sicher auf Rohre klemmen und ermöglichen schnelle Temperaturmessungen.
Software MET/TEMP II MET/TEMP II ist die Software für die automatisierte Temperaturkalibrierung, mit der Sie langwierige manuelle Prozeduren beseitigen. Zur Prüfung von Thermoelementen (alle Typen), RTDs, SPRTs, Thermistoren und sogar flüssigkeitsgefüllten Glasthermometern. Es kann praktisch jeder Sensor mit einem Widerstands- oder Spannungsausgang geprüft werden, und insgesamt bis zu 100 Sensoren gleichzeitig.
Software, Fortsetzung von Seite 39 Thermische Validierungssoftware TQAero für AMS 2750 Compliance Software TQAero bietet Qualifikation, Berichterstattung, Dokumentation und Prüfkettenverwaltung zur Unterstützung der Einhaltung der NADCAP- (National Aerospace and Defense Contractors Accreditation Program) und SAE International AMS 2750 Leitlinien für die Wärmebehandlung von Anwendungen in der Luft-, Raumfahrt- und Transportindustrie.
