Elektronika Laboratoryjna - Monitoring temperatury i wilgotności

www.label.pl | LAB-EL Logo | tel. +48 22 753 61 30 | fax +48 22 753 61 35
» » » temp-prec

MONITORING TEMPERATURY DLA FARMACJI I NIE TYLKO

Artykuł ukazał sie w magazynie POMIAR nr 7/2017 pod tytułem Pomiar temperatury? A może precyzyjniej?

 

Kto potrzebuje precyzyjny pomiar temperatury?

Pomiary temperatury stanowią największą spośród wszystkich wielkości fizycznych liczbę pomiarów, dokonywanych przez człowieka w kontrolowanych przez niego procesach badawczych
i przemysłowych. Wiele procesów mikrobiologicznych czy chemicznych, wymaga pomiaru wartości temperatury z rozdzielczoscia 0,01 lub nawet 0,001oC. W niektórych procesach ważny jest nie tyle pomiar temperatury, ile jej zmian w funkcji np. czasu, na poziomie bardzo małych przyrostów, co w rezultacie ma dać obraz zmian zachodzących w tychże procesach. Precyzyjne termometry po ich wywzorcowaniu w laboratoriach akredytowanych, mogą stanowić lokalne wzorce robocze, wykorzys-tywane do sprawdzania innych, mniej precyzyjnych przyrządów. Tak więc, precyzyjny co do rozdzielczości i dokładności (niepewności) pomiar temperatury, jest ze wszech miar potrzebny.

 

Jak mierzymy i co mierzymy

Do pomiaru temperatury wykorzystywany jest termorezystor Pt100 lub Pt1000, umieszczony w odpowiedniej osłonie (do wyboru są różne opcje wykonania). Czujnik temperatury podłączany jest do modułu precyzyjnego jednokanałowego termometru LB-499-PT. Moduł LB-499-PT może być zainstalowany w koncentratorze LB-480, który daje możliwość wbudowania do 3 takich modułów lub w rejestratorze danych LB-490 (stacja meteorologiczna) w którym jest możliwość wbudowania do 6 takich modułów. Moduł LB-499-PT dokonuje precyzyjnego pomiaru rezystancji czujnika, a następnie automatycznie przelicza wartość zmierzonej rezystancji na temperaturę wykorzystując współczynniki równania Callendar-van Dusen'a zgodnie z normą PN-EN 60751 („Czujniki platynowe przemysłowych termometrów rezystancyjnych i platynowe czujniki temperatury”). W celu lepszego dopasowania czujnika  do modułu pomiarowego, w obudowie złącza czujnika umieszczona jest pamięć EEPROM, w której zapisywane są dane kalibracyjne tego właśnie czujnika. Kalibracja modułu precyzyjnego jednokanałowego termometru LB-499-PT, polega na

 

Rys. 1 Okno pomiarowe w programie LBX

 

wywzorcowaniu jego układu pomiarowego znanym precyzyjnym rezystorem wzorcowym (np. 100,000 Ω) oraz na wpisaniu współczynników kalibracji czujnika do pamięci nieulotnej EEPROM. Temperaturę oblicza się:

  • dla zakresu temperatur –200oC do 0oC - wg wzoru: Rt = R0[1+At+Bt2+C(t-100 oC)t3];
  • dla zakresu temperatur 0oC do 850oC – wg wzoru: Rt=R0(1+At+Bt2),

gdzie: t - temperatura mierzona, Rt - rezystancja w temperaturze mierzonej, R0 = 100,000 Ω (rezystancja odniesienia w temperaturze 0oC) oraz współczynniki kalibracji wg normy PN-EN 60751 wynoszące: A = 3,908x10-3,  B = -5,775 x 10-7, C = -4,183 x 10-12 lub na podstawie danych uzyskanych od producenta czujnika lub też uzyskane w laboratorium wzorcującym dla wzorcowanego zakresu temperatury.

Na rys. 1 przedstawiono okno program LBX, na którym w pozycji M2 zainstalowano moduł LB-499PT, którego pomiar rezystancji oraz wyliczoną wartość temperatury widać na samym dole rysunku.

 

 

 

       
 

b

 
   

c

 
 

 

 

 

a

 

d

 

Rys 2. a). rejestrator LB-490; b). koncentartor LB-480 z trzema czujnikami temperatury Pt100; c). okienko pomiarowe koncentratora LB-480; d). moduł termometru precyzyjnego LB-499PT

Kilka szczegółów

Moduł precyzyjnego jednokanałowego termometru LB-499-PT wykorzystuje złącze żeńskie DB-9 do dołączenia czteroprzewodowo zewnętrznego czujnika oraz do dołączenia EEPROM-u z danymi kalibracyjnymi czujnika. Wszystkie wejścia są zabezpieczone przed przeciążeniami, jednak nie zwalnia to z konieczności przestrzegania zasad ochrony ESD. W koncentratorze LB-480 można zainstalować jednocześnie od 1 do 3 modułów precyzyjnego jednokanałowego termometru LB-499-PT, tworząc w ten sposób dodatkowo (pozostaje jeszcze 8 standardowych wejść pomiarowych dla czujników z interfejsem S-300) 1, 2 albo 3 kanałowy precyzyjny termometr. W rejestratorze danych LB-490 można zainstalować dodatkowo (pozostaje jeszcze 16 standardowych wejść pomiarowych dla czujników z interfejsem S-300) od 1 do 6 modułów precyzyjnego jednokanałowego termometru LB-499-PT, tworząc w ten sposób od 1 do 6 kanałowy precyzyjny termometr.

W pamięci koncentratora LB-480 lub rejestratora LB-490 są zapisywane wyniki zmierzonej rezystancji i wyliczonej temperatury maksymalnie z częstotliwością 1 sps (pomiar na sekundę). Wyniki mogą być uśredniane w okresie od 1 do 10 sekund. Wyniki pomiarów mogą być wysyłane z termometru do zewnętrznych systemów z wykorzystaniem wszystkich mechanizmów dostępnych w przyrządach LB-480 lub  LB-490 (Ethernet, USB, GSM/GPRS, RS-232/RS-485, Bluetooth). Termometr współpracuje z programem SCADA LBX, który zapewnia archiwizację, wizualizację i sygnalizację przekroczenia zadanych wartości progów alarmowych.

Rys. 3 Schemat poglądowy systemu opartego o przyrządy LB-480 i LB-490

 

Zastosowanie

Zastosowania moduł precyzyjnego jednokanałowego termometru LB-499-PT obejmują:

  • laboratoryjne pomiary temperatury;
  • wzorcowanie termometrów;
  • kontrola działania termostatów;
  • układy automatyki i zdalnych pomiarów.

Podstawowe dane techniczne

Rozdzielczość pomiaru

temperatury

  Tryb 1:  0,001°C, szum <±1 mK (uśrednianie 10 sec)
  Tryb 2:  0,01°C, szum <±3 mK (uśrednianie 10 sec)

Zakres mierzonych

temperatur

 -200°C … +850°C,  zależne od specyfikacji zewnętrznego czujnika

   temperatury

Zakres mierzonych

rezystancji

  0,000Ω… 1000,000Ω
  0,00Ω … 10000,00Ω*

Niepewność pomiaru

temperatury

  ≤0,02°C w zakresie 0°C … 100°C,
 ±0,0004*(T-50°C) poza (ograniczona dodatkowo klasą  zastosowanego

  zewnętrznego czujnika temperatury)

Prąd pomiarowy

  1 mA ±3 % dla czujników Pt-100
  0,1 mA ±3 % dla czujników Pt-1000*

Złącze wejściowe

 DB9F

Moc pobierana

 0,6 W (maksymalnie)

Zakres temperatur

 przechowywanie: -10°C ... +60°C

 użytkowanie: 10°C ... 40°C, bez kondensacji

Uwagi: * Wybór czujnika Pt-100 lub Pt-1000 jest możliwy na etapie produkcji modułu. Ze względu na lepszą stabilność długoterminową zalecane jest stosowanie czujnika z termorezystorem drutowym Pt-100, co jednak podniesie cenę takiego czujnika.

I na koniec

Na zakończenie zapraszamy Państwa do odwiedzenia naszej strony internetowej, gdzie znajdziecie Państwo oprócz danych technicznych przyrządów oferowanych przez firmę LAB-EL, wiele porad praktycznych oraz odniesień do wymagań prawnych i normatywnych. Poniżej umieszczone sa linki adekwatne do poruszanych w niniejszym aktykule zagadnień.

http://www.label.pl/po/lb499-pt.html

http://www.label.pl/po/rek480.html

http://www.label.pl/po/rek490.html

http://www.label.pl/po/lb480-wejscia-pomiarowe.html#pt1000