난방용 온도 센서: 목적, 유형, 설치 지침
난방 장치를 작동할 때는 냉매의 가열 정도와 실내 공기의 온도를 제어해야 합니다.난방용 온도 센서는 시각적으로 읽거나 즉시 컨트롤러로 보낼 수 있는 정보를 캡처하고 전송하는 데 도움이 됩니다.
온도 센서의 작동 방식, 존재하는 모니터링 장치 유형, 장치 선택 시 고려해야 할 매개변수를 이해하는 것이 좋습니다. 또한 난방 라디에이터에 온도 센서를 직접 설치하는 데 도움이 되는 단계별 지침을 준비했습니다.
기사 내용:
열 센서의 작동 원리
다음과 같은 다양한 방법을 사용하여 난방 시스템을 제어할 수 있습니다.
- 시기적절한 에너지 공급을 위한 자동 장치;
- 보안 모니터링 블록;
- 혼합 장치.
이러한 모든 그룹의 올바른 작동을 위해서는 장치 작동에 대한 신호를 제공하는 온도 센서가 필요합니다. 이러한 장치의 판독값을 관찰하면 시스템의 결함을 적시에 식별하고 시정 조치를 취할 수 있습니다.
온도 센서는 예를 들어 실내 온도를 모니터링하기 위해 별도의 장치로 사용하거나 난방 보일러와 같은 복잡한 장치의 필수 부분으로 사용할 수 있습니다.
자동 제어에 사용되는 이러한 장치의 기본은 온도 표시기를 전기 신호로 변환하는 원리입니다. 덕분에 측정 결과는 디지털 코드 형태로 네트워크를 통해 신속하게 전송될 수 있어 높은 속도, 감도 및 측정 정확도가 보장됩니다.
동시에, 가열 단계를 측정하기 위한 다양한 장치에는 특정 환경에서의 작동, 전송 방법, 시각화 방법 등 다양한 매개변수에 영향을 미치는 설계 기능이 있을 수 있습니다.
체온 측정 장치의 종류
열 장치는 정보 전송 방법, 설치 위치 및 조건, 판독 알고리즘 등 여러 가지 중요한 기준에 따라 분류될 수 있습니다.
정보전송방법에 의함
사용된 정보 전송 방법에 따라 센서는 크게 두 가지 범주로 나뉩니다.
- 유선 장치;
- 무선 센서.
처음에 이러한 모든 장치에는 열 센서가 제어 장치와 통신하여 정보를 전송하는 전선이 장착되었습니다. 이러한 장치는 이제 무선 장치를 대체했지만 여전히 단순한 회로에 자주 사용됩니다.
또한 유선 센서는 작동 시 더 정확하고 안정적입니다.
현재 무선 장치는 널리 보급되어 전파 송신기 및 수신기를 사용하여 정보를 전송하는 경우가 가장 많습니다. 이러한 장치는 별도의 방이나 야외를 포함하여 거의 모든 곳에 설치할 수 있습니다.
이러한 온도 센서의 중요한 특성은 다음과 같습니다.
- 배터리 존재;
- 측정 오류;
- 신호 전송 범위.
무선/유선 장치는 서로를 완전히 대체할 수 있지만, 그 기능에는 몇 가지 특징이 있습니다.
위치 및 배치 방법별
장착 위치에 따라 이러한 장치는 다음 유형으로 구분됩니다.
- 가열 회로에 부착된 간접비;
- 잠수정, 냉각수와 접촉;
- 실내, 주거 공간 또는 사무실 공간 내부에 위치;
- 외부에 위치한 외부.
일부 장치는 온도를 제어하기 위해 여러 유형의 센서를 동시에 사용할 수 있습니다.
판독 메커니즘에 따르면
정보 표시 방법에 따라 장치는 다음과 같습니다.
- 바이메탈;
- 술.
첫 번째 옵션은 서로 다른 금속으로 만들어진 두 개의 플레이트와 다이얼 표시기를 사용하는 것입니다. 온도가 상승하면 요소 중 하나가 변형되어 화살표에 압력이 발생합니다. 이러한 장치의 판독값은 정확도가 뛰어나다는 특징이 있지만 큰 단점은 관성입니다.
알코올을 사용하여 작동하는 센서에는 이러한 단점이 거의 없습니다. 이 경우 알코올 함유 용액을 밀봉된 플라스크에 붓고 가열하면 팽창합니다. 디자인은 매우 초보적이고 신뢰할 수 있지만 관찰에는 그리 편리하지 않습니다.
다양한 종류의 온도 센서
온도를 판독하기 위해 작동 원리가 다른 장치가 사용됩니다. 가장 널리 사용되는 장치에는 아래 나열된 장치가 포함됩니다.
열전대: 정확한 판독 - 해석하기 어려움
이러한 장치는 서로 다른 금속으로 만들어진 두 개의 와이어가 서로 납땜되어 구성됩니다. 뜨거운 끝과 차가운 끝 사이에서 발생하는 온도 차이는 40-60 μV의 전류 소스 역할을 합니다(표시기는 열전대의 재질에 따라 다름).
열전대는 매우 정확한 온도 센서로 간주되지만 정확한 판독이 매우 어렵습니다. 그러기 위해서는 기기의 온도차를 이용하여 기전력(EMF)을 알아내야 합니다.
결과가 정확하려면 예를 들어 두 번째 열전대가 이전에 알려진 온도의 환경에 배치되는 하드웨어 방법을 사용하여 냉접점의 온도를 보상하는 것이 중요합니다.
소프트웨어 보상 방법에는 냉접점과 함께 등압실에 또 다른 온도 센서를 배치하는 작업이 포함되며, 이를 통해 주어진 정확도로 온도를 제어할 수 있습니다.
열전대에서 데이터를 얻는 과정은 비선형성으로 인해 특정 어려움을 야기합니다. 판독값의 정확성을 보장하기 위해 GOST R 8.585-2001에는 EMF를 온도로 변환하고 역연산을 수행할 수 있는 다항식 계수가 도입되었습니다.
또 다른 문제는 판독값이 마이크로볼트 단위로 측정되는데 널리 사용되는 디지털 기기를 사용하여 변환할 수 없다는 것입니다.설계에 열전대를 사용하려면 최소한의 잡음 수준을 갖춘 정확한 다중 자리 변환기를 제공해야 합니다.
서미스터: 쉽고 간단함
주변 온도에 대한 재료 저항의 의존성 원리에 기초한 서미스터를 사용하여 온도를 측정하는 것이 훨씬 쉽습니다. 예를 들어 백금으로 만들어진 이러한 장치는 높은 정확성과 선형성과 같은 중요한 장점을 가지고 있습니다.
저항기의 중요한 특성은 특정 온도에서의 기본 저항입니다. GOST 21342.7-76에 따르면 이 표시기는 0°C에서 측정됩니다. 이 경우에는 T뿐만 아니라 다수의 저항값(Ohms)을 사용하는 것이 좋습니다.크스 – 온도 계수.
T 표시크스 다음 공식으로 계산됩니다.
티크스 = (R이자형 – R0c)/(티이자형 – 티0c) *1/R0c,
어디:
- 아르 자형이자형 - 현재 온도에서의 저항;
- 아르 자형0c - 0°C에서의 저항;
- 티이자형 – 현재 온도;
- 티0c – 0°C.
GOST는 또한 구리, 니켈, 백금으로 만들어진 다양한 측정 장치에 제공되는 온도 계수를 제공하며 전류 저항 값을 기반으로 온도를 계산하는 데 사용되는 다항식 계수도 나타냅니다.
장치를 전류원 회로에 연결하고 차동 전압을 측정하여 저항을 측정할 수 있습니다. 아날로그 출력이 공급 전압과 동일한 집적 회로를 사용하여 표시기를 모니터링할 수 있습니다.
이러한 장치를 갖춘 열 센서는 아날로그-디지털 변환기에 안전하게 연결되어 8비트 또는 10비트 ADC로 디지털화할 수 있습니다.
동시 측정을 위한 디지털 센서
디지털 온도 센서도 널리 사용됩니다(예: 3개의 출력이 있는 초소형 회로를 사용하여 작동하는 DS18B20 모델). 이 장치 덕분에 단 0.5의 오류로 여러 병렬 작동 센서에서 동시에 온도 판독값을 얻을 수 있습니다.℃.
이 장치의 다른 장점 중 하나는 광범위한 작동 온도(-55+125°C)입니다. 가장 큰 단점은 느린 작동입니다. 가장 정확한 계산을 위해서는 장치에 최소 750ms가 필요합니다.
비접촉 적외선 측정기(열화상 장비)
이러한 비접촉식 센서의 작동은 신체에서 발생하는 열 복사를 감지하는 데 기반을 둡니다. 이 현상을 특성화하기 위해 단위 파장 범위에 해당하는 단위 표면에서 단위 시간당 방출되는 에너지의 양을 사용합니다.
단색광의 강도를 반영하는 유사한 기준을 스펙트럼 광도라고 합니다.
다음과 같은 유형의 고온계가 있습니다.
- 방사능;
- 밝기(광학);
- 색상.
방사능 고온계 20-25000°C 범위 내에서 측정할 수 있지만 온도를 결정하려면 방사선 불완전 계수를 고려하는 것이 중요합니다. 이 계수의 유효 값은 신체의 물리적 상태, 화학적 상태에 따라 달라집니다. 구성 및 기타 요인.
밝기(광학) 고온계 500-4000°C의 온도를 측정하도록 설계되었습니다. 높은 측정 정확도를 제공하지만 관찰이 이루어지는 중간 매체에 의해 신체에서 방사선이 흡수될 가능성으로 인해 판독값이 왜곡될 수 있습니다.
컬러 고온계, 그 작용은 두 파장(바람직하게는 스펙트럼의 빨간색 또는 파란색 부분)에서 방사선의 강도를 결정하는 데 기반을 두고 있으며 800~0°C 범위의 측정에 사용됩니다.
주요 장점은 방사선의 불완전성이 측정 오류에 영향을 미치지 않는다는 것입니다. 또한 표시기는 물체까지의 거리에 의존하지 않습니다.
석영 온도 변환기(압전)
-80 +250°C 범위 내에서 온도를 판독하려면 석영 변환기(압전 소자)를 사용할 수 있습니다. 이 변환기의 작동 원리는 가열에 대한 석영의 주파수 의존성을 기반으로 합니다. 이 경우 변환기의 기능은 결정 축을 따라 절단된 위치의 영향을 받습니다.
압전 센서는 미세한 감도, 높은 분해능으로 구별되며 장기간 안정적으로 작동할 수 있습니다. 이러한 장치는 디지털 온도계 제조에 널리 사용되며 미래 기술을 위한 가장 유망한 장치 중 하나로 간주됩니다.
소음(음향) 온도 센서
이러한 장치의 작동은 저항기의 온도에 따른 음향 전위차를 제거함으로써 보장됩니다.
이러한 센서를 사용한 측정 방법은 매우 간단합니다. 두 개의 유사한 요소에서 생성되는 노이즈를 비교해야 합니다. 그 중 하나는 이전에 알려진 온도에 있고 두 번째는 결정된 온도에 있습니다.
음향 온도 센서는 -270 - +1100 범위를 측정하는 데 적합합니다.°C. 동시에 프로세스의 복잡성은 소음 수준이 너무 낮다는 것입니다. 앰프에서 생성되는 소리가 때로는 들리지 않게 됩니다.
NQR 온도 센서
핵 사중극자 공명 온도계 작동의 본질은 결정 격자와 핵 모멘트에 의해 형성되는 전계 구배의 작용입니다. 이는 구의 대칭에서 전하의 편차로 인해 발생하는 지표입니다.
이 현상의 결과로 핵의 행렬이 발생합니다. 그 주파수는 격자 장의 기울기에 따라 달라집니다.이 표시기의 값은 온도의 영향도 받습니다. 온도가 올라가면 NQR 주파수가 떨어집니다.
이러한 센서의 주요 요소는 발전기 회로에 연결된 인덕턴스 권선에 배치되는 물질이 포함된 앰풀입니다.
이 장치의 장점은 무제한의 측정 기간, 신뢰성 및 안정적인 작동입니다. 단점은 변환 기능을 사용해야 하는 측정의 비선형성입니다.
반도체 장치
온도에 노출되어 발생하는 p-n 접합 특성의 변화를 기반으로 작동하는 장치 카테고리입니다. 트랜지스터 양단의 전압은 항상 온도의 영향에 비례하므로 이 요소를 쉽게 계산할 수 있습니다.
이러한 장치의 장점은 높은 데이터 정확도, 저렴한 비용, 전체 측정 범위에 걸친 선형 특성입니다. 이러한 장치는 반도체 기판에 직접 장착하는 것이 편리하므로 마이크로 전자공학에 탁월합니다.
온도 판독용 체적 변환기
이러한 장치는 가열 또는 냉각 중에 관찰되는 잘 알려진 물질의 팽창 및 수축 원리를 기반으로 합니다. 이러한 센서는 매우 실용적입니다. 이는 -60 - +400°C 범위 내에서 온도를 결정하는 데 사용할 수 있습니다.
이러한 장치를 사용한 액체 측정은 끓는점 및 어는점 온도에 의해 제한되고, 가스 측정은 액체 상태로의 전환에 따라 제한된다는 점을 기억하는 것이 중요합니다.이러한 장치의 환경 영향으로 인해 발생하는 측정 오류는 매우 작습니다. 범위는 1~5%입니다.
온도 센서 선택
이러한 장치를 선택할 때 다음과 같은 요소를 고려하십시오.
- 측정이 수행되는 온도 범위;
- 물체나 환경에 센서를 담그는 필요성과 가능성;
- 측정 조건: 공격적인 환경에서 판독하려면 비접촉 버전이나 부식 방지 하우징에 배치된 모델을 선호하는 것이 좋습니다.
- 교정 또는 교체 전 장치의 서비스 수명 - 일부 유형의 장치(예: 서미스터)는 빠르게 실패합니다.
- 기술 데이터: 해상도, 전압, 신호 속도, 오류;
- 출력 신호 값.
어떤 경우에는 기기 본체의 재질도 중요하며, 실내에서 사용할 경우에는 크기와 디자인도 중요합니다.
DIY 설치 권장 사항
이러한 장치는 다양한 목적으로 널리 사용됩니다. 라디에이터, 난방 보일러 및 기타 가전 제품이 장착되어 있습니다.
설치를 시작하기 전에 지침을 주의 깊게 읽어야 합니다. 지침은 설치 기능(예: 파이프 연결 치수)뿐만 아니라 작동 규칙 및 측정 장치가 적합한 온도 한계를 나타냅니다.
또한 120-160mm 사이에서 달라질 수 있는 슬리브 크기도 고려해야 합니다.
온도 센서를 설치하는 가장 일반적인 두 가지 사례를 고려해 보겠습니다.
라디에이터에 장치 연결
모든 난방 장치에 온도 조절 장치를 장착할 필요는 없습니다. 규정에 따르면, 센서가 배터리에 설치되어 있습니다., 총 전력이 유사한 시스템에서 발생하는 열의 50%를 초과하는 경우.방에 히터가 2개 있는 경우 온도 조절 장치는 정격 전력이 더 높은 하나에만 설치됩니다.
장치 밸브는 라디에이터가 난방 네트워크에 연결되는 지점의 공급 파이프라인에 설치됩니다. 기존 체인에 삽입할 수 없는 경우 공급 라인을 해체해야 하므로 약간의 어려움이 발생할 수 있습니다.
이 조작을 수행하려면 파이프 절단 도구를 사용해야하며 열 헤드 설치는 특별한 장비 없이도 쉽게 수행 할 수 있습니다. 센서를 장착하자마자 본체와 기기에 표시된 표시를 맞춘 후 부드러운 핸드 프레스로 헤드를 고정하면 됩니다.
기온 센서 설치
이러한 장치는 외풍이 없는 가장 추운 거실에 설치됩니다(홀, 주방 또는 보일러실에서는 시스템 작동을 방해할 수 있으므로 설치가 바람직하지 않습니다).
장소를 선택할 때 장치가 햇빛에 노출되지 않는지 확인해야 하며 근처에 난방 장치(히터, 라디에이터, 파이프)가 없어야 합니다.
장치는 키트에 포함된 단자 또는 케이블을 사용하여 기술 데이터 시트에 포함된 지침에 따라 연결됩니다.
체온을 모니터링해야 하는 경우 "따뜻한 바닥"의 온도 센서 콘크리트 스크리드 깊은 곳에 위치할 수 있습니다. 이 경우 보호를 위해 한쪽 끝이 닫히고 경사 굴곡이 있는 주름관을 사용할 수 있습니다.
후자의 기능을 사용하면 필요한 경우 손상된 장치를 제거하고 새 장치로 교체할 수 있습니다.
장치 설치는 다음과 같이 수행됩니다.
- 부착물을 장착하기 위해 벽에 홈이 만들어집니다.
- 온도 센서에서 앞부분을 제거한 후 준비된 영역에 장치를 설치합니다.
- 다음으로 히팅 케이블을 접점에 연결하고 단자를 센서에 연결합니다.
마지막 단계는 전원 케이블을 연결하고 전면 패널을 제자리에 설치하는 것입니다.
난방 보일러의 온도 조절기 연결 다이어그램은 다음에 자세히 설명되어 있습니다. 이 기사.
센서의 내부 연결이 필요한 기능을 갖춘 장치의 디자인이 복잡한 경우 전문가에게 문의하는 것이 좋습니다.
주제에 대한 결론 및 유용한 비디오
아래 비디오에서는 난방 보일러에 열 장치를 설치하는 방법을 자세히 설명합니다.
공급관과 환수관의 센서 설치가 다른가요?
온도 센서는 다양한 산업 분야와 가정용으로 널리 사용됩니다. 다양한 작동 원리를 기반으로 하는 다양한 유사한 장치를 통해 특정 문제를 해결하기 위한 최선의 옵션을 선택할 수 있습니다.
주택과 아파트에서 이러한 장치는 건물 내 편안한 온도를 유지하고 난방 시스템(라디에이터, 온돌 바닥)을 조절하는 데 가장 자주 사용됩니다.
추가할 내용이 있거나 온도 센서 선택 및 설치에 대해 궁금한 점이 있으신가요? 출판물에 댓글을 남기고, 토론에 참여하고, 그러한 장치 사용에 대한 자신의 경험을 공유할 수 있습니다. 문의 양식은 하단 블록에 있습니다.
저는 센서에 많은 비용을 지출하지 않았으며 난방 시스템에는 센서가 여러 개 필요합니다. 고체 연료 보일러와 온수 완충 장치가 있습니다.
제 생각에는 독일 회사 Wats에서 바이메탈 다이얼로 구입했는데 최대 120C의 스케일이 있고 정도를 명확하게 볼 수 있습니다. 보일러 자체도 제조업체에서 제공하는 것으로 공급, 반환 및 버퍼의 입력 및 출력에 여러 위치에 추가했습니다.
정확성과 가시성에 매우 만족하며 다이얼이 큽니다. 관성에 관해서는 시간적으로 보면 1~2분이 정상이라고 생각합니다.