ما هو جهاز إرسال درجة الحرارة؟
تعبّر حساسات درجة الحرارة عمّا تقيسه بتغيّر في المقاومة لا يتجاوز بضعة أوم، أو بجهد كهروحراري في حدود المليفولت. وتلتقط هذه الإشارات التشويش الكهربائي بسهولة عبر مسافات الكابلات الطويلة، كما تحتاج بطاقات الإدخال في نظام التحكم إلى تحويل خطي خاص بكل حساس لتفسيرها. وجهاز إرسال درجة الحرارة هو الجهاز الوسيط المركّب قرب الحساس، الذي يقيس هذه الإشارة الضعيفة ويحوّلها إلى درجة حرارة ويولّد إشارة خرج قياسية.
يستمد جهاز الإرسال ثنائي السلك طاقة تغذيته من حلقة التيار 4-20 mA نفسها. ويحمل اتصال HART الرقمي المركّب على الحلقة ذاتها بيانات التهيئة والتشخيص والمتغيرات الثانوية إلى نظام التحكم أو برمجيات إدارة الأصول، إضافة إلى القيمة المقاسة. ويستطيع المستخدم اختيار نوع مدخل الحساس، فيعمل الجهاز نفسه مع أنواع مختلفة من RTD والمزدوجات الحرارية أو مع مدخل مليفولت أو أوم.
جهاز إرسال درجة الحرارة الحديث أكثر بكثير من محوّل إشارة. فهو يكتشف أعطالًا مثل انفتاح دائرة الحساس أو قصرها، وتدهور المزدوج الحراري، وانقطاع الأسلاك، والمشكلات الكهربائية في حلقة التيار قبل أن تؤثر في العملية، ومع المدخل المزدوج للحساسات يوفّر قياسًا احتياطيًا ويحسب متوسط درجة الحرارة وفرقها. لذلك يُعد اختيار جهاز الإرسال من القرارات الأساسية التي تحدد دقة نقطة القياس وموثوقيتها معًا.
مبدأ عمل جهاز إرسال درجة الحرارة
ينقل جهاز الإرسال إشارة الحساس إلى نظام التحكم عبر أربع مراحل متتالية:
1. قياس إشارة الحساس: مع مدخل RTD يطبّق جهاز الإرسال تيار قياس صغيرًا على العنصر ويحدد مقاومته، مع تعويض مقاومة الأسلاك وفق التوصيل الثنائي أو الثلاثي أو الرباعي الأسلاك. أما مع مدخل المزدوج الحراري فيقيس إشارة المليفولت، ويحدد بشكل منفصل درجة حرارة الوصلة الباردة عند كتلة الأطراف لتعويضها.
2. التحويل الرقمي والمعايرة الذاتية الآلية: في كل تحديث للقياس يعيد المحوّل التناظري-الرقمي معايرة نفسه بالمقارنة مع عناصر مرجعية داخلية مستقرة. ويبلغ زمن التحديث نحو 0.25 s مع حساس واحد و0.5 s مع حساسين. ويحدّ العزل بين المدخل والخرج البالغ 500 Vdc من حلقات التأريض والتشويش المستحث في الموقع.
3. التحويل الخطي والمنحنى الخاص بالحساس: تُحوَّل المقاومة أو الجهد المقاس إلى درجة حرارة باستخدام المنحنى القياسي لنوع الحساس المختار. وعند إدخال ثوابت Callendar-Van Dusen الخاصة بحساس RTD، يستخدم جهاز الإرسال المنحنى الفعلي للحساس بدل المنحنى النظري، فينخفض الخطأ الناتج عن الحساس بشكل ملحوظ.
4. خرج 4-20 mA وHART: يحوّل محوّل رقمي-تناظري القيمة المحسوبة إلى إشارة 4-20 mA خطية مع درجة الحرارة، بينما ينقل بروتوكول HART البيانات الرقمية عبر السلكين نفسيهما. وإذا تعطل المعالج الدقيق أو البرمجيات، تدفع دائرة مستقلة تيار الإنذار في الاتجاه المختار (مرتفع أو منخفض) بمفتاح في العتاد.
كيف يُحسب الخطأ الكلي المحتمل؟
لا يتكون عدم اليقين الفعلي لنقطة القياس من دقة جهاز الإرسال وحدها. فالخطأ الكلي المحتمل (TPE) يُحسب كجذر تربيعي لمجموع مربعات الدقة الرقمية ودقة التحويل D/A وتأثيرات درجة الحرارة المحيطة ودقة الحساس. لنأخذ جهاز إرسال من فئة الأداء العالي بمدخل Pt100، بمرجع 20 °C ودرجة حرارة محيطة 30 °C ومدى عملية 100 °C، يُستخدم مع حساس RTD من الفئة A عند 120 °C: تبلغ حصة الحساس 0.39 °C، ويصل الخطأ الكلي المحتمل إلى نحو 0.394 °C. ويبيّن المثال أن تفاوت الحساس هو المكوّن الغالب في عدم اليقين الكلي، ولماذا تكتسب مطابقة الحساس مع جهاز الإرسال أهمية كبيرة.
قياس درجة الحرارة غير التداخلي
في مجموعة القياس غير التداخلي الاختيارية يُثبَّت الحساس على السطح الخارجي للأنبوب بمشبك مخصص. ويقيس جهاز الإرسال درجة حرارة سطح الأنبوب ودرجة حرارة ثانوية (درجة حرارة الأطراف)، ثم يحسب درجة حرارة العملية بخوارزمية مدمجة تعتمد على خصائص التوصيل الحراري للمجموعة ولمادة الأنبوب. وبذلك تُلغى الحاجة إلى اختراق العملية وإلى الغلاف الحراري ونقطة التسرب المحتملة. ويتوفر نطاق قياسي من –50 إلى 300 °C (تركيب مباشر) ونطاق موسّع من –60 إلى 650 °C (تركيب عن بُعد)، ويوصى بهذا الحل لتطبيقات المراقبة.
يُبقي تركيب جهاز الإرسال قرب الحساس إشارةَ الحساس منخفضة المستوى على مسار قصير، بينما تنقل إشارة التيار المقاومة للتشويش والبيانات الرقمية القياس إلى غرفة التحكم.
الميزات الرئيسية
· فئتا أداء: توفر فئة الأداء العالي دقة رقمية ±0.05 °C مع مدخل Pt100 واستقرارًا لمدة 20 سنة، بينما توفر الفئة القياسية دقة ±0.08 °C واستقرارًا لمدة 10 سنوات.
· مجموعة واسعة من المداخل: حساسات RTD من أنواع Pt وNi وCu بتوصيل ثنائي أو ثلاثي أو رباعي الأسلاك؛ مزدوجات حرارية من الأنواع B وE وJ وK وN وR وS وT وDIN L/U وGOST L وW5Re/W26Re؛ ومداخل من –10 إلى 100 mV ومن 0 إلى 2000 Ω.
· مدخل مزدوج للحساسات: قياسان مستقلان، ومتوسط درجة الحرارة، وفرق درجة الحرارة، ونسخ احتياطي للحساس مع تحويل آلي عند تعطل الحساس الأساسي؛ ومدخل مزدوج رباعي الأسلاك في فئة الأداء العالي.
· تحذير انحراف الحساس: في وضع متوسط درجة الحرارة يُراقَب الفرق بين الحساسين، وإذا تجاوز حدًا مضبوطًا يبلّغ عنه جهاز الإرسال في وضع التحذير أو الإنذار.
· تحوّل آلي من رباعي إلى ثلاثي الأسلاك: إذا انقطع أحد أسلاك RTD رباعي الأسلاك أو تآكل أو ارتخى، يواصل جهاز الإرسال القياس دون انقطاع بتهيئة ثلاثية الأسلاك ويصدر تنبيه صيانة.
· تشخيص حلقة التيار: تُراقَب حلقة التيار باستمرار، ويُنبَّه مبكرًا إلى المشكلات التي تؤثر في إشارة الاتصال، مثل التآكل أو دخول الماء إلى هيكل الجهاز أو عدم استقرار التغذية.
· تشخيص تدهور المزدوج الحراري وسجل الأحداث: يُتتبَّع اتجاه تدهور عنصر المزدوج الحراري، وتُخزَّن حتى 100 حدث تشخيصي عن حالة الجهاز، ويولّد تتبع القيم الدنيا والقصوى تنبيهات للعملية.
· التعرف على الحساس بضغطة زر: مع الحساسات المتوافقة المزودة ببطاقة تعريف، يُكتشف نوع الحساس وعدد الأسلاك وثوابت CVD آليًا بضغطة زر، فتُتجنَّب أخطاء التهيئة اليدوية.
· Bluetooth وأزرار محلية: يتيح Bluetooth التهيئة والصيانة من مسافة خط رؤية لا تقل عادةً عن 15 m، وتُنفَّذ اختبارات الحلقة وتهيئة الحساس بالأزرار المحلية على الشاشة الرسومية.
· شاشة LCD رسومية: شاشة بدقة 128×128 بكسل بإضاءة خلفية، مع مخطط شريطي 0–100%، وإمكانية تدوير العرض بخطوات 90°، وسطر ثانٍ يعرض القياس 2 أو الفرق أو المتوسط أو درجة حرارة الأطراف أو تيار الحلقة.
· إمكانية القياس غير التداخلي: يتيح التركيب الاختياري على سطح الأنبوب قياس درجة الحرارة دون اختراق العملية، وتغطي خيارات المشابك أقطار أنابيب من DN15 إلى DN1500.
المواصفات الفنية
القيم أدناه بيانات نموذجية لجهاز إرسال درجة الحرارة الميداني المعروض في هذه الصفحة. تتوقف قيم الدقة والتغذية على فئة الأداء ونوع الحساس والخيارات المختارة، ويجب تأكيدها في مرحلة المشروع.
المعامل | البيانات الفنية |
الخرج | 4-20 mA ثنائي السلك، بروتوكول HART؛ خطي مع درجة الحرارة أو مع المدخل |
مداخل RTD | ثنائي أو ثلاثي أو رباعي الأسلاك: Pt100 (α = 0.00385، من –200 إلى 850 °C)، Pt50، Pt200، Pt500، Pt1000، Ni120، Cu10، Cu50، Cu100 |
مداخل المزدوج الحراري والمداخل الأخرى | B، E، J، K، N، R، S، T، DIN L، DIN U، GOST L، W5Re/W26Re · مليفولت: من –10 إلى 100 mV · أوم: 0–500 Ω و0–2000 Ω |
الدقة الرقمية (Pt100) | فئة الأداء العالي: ±0.05 °C · الفئة القياسية: ±0.08 °C |
الدقة الرقمية (المزدوج الحراري) | E وJ وK وT: ±0.20 °C · N: ±0.35 °C · R وS: ±0.50 °C · B: ±0.60 °C (+ 0.25 °C دقة الوصلة الباردة) |
دقة التحويل D/A | ±0.0125% من المدى التناظري |
الحد الأدنى الموصى به للمدى | RTD: 10 °C · المزدوج الحراري: 25 °C |
الاستقرار | RTD: ±0.25% من القراءة أو 0.25 °C (أيهما أكبر) · المزدوج الحراري: ±0.5% أو 0.5 °C؛ 10 سنوات في الفئة القياسية و20 سنة في فئة الأداء العالي |
تأثير درجة الحرارة المحيطة (Pt100) | 0.0015 °C لكل تغيّر قدره 1 °C في درجة الحرارة المحيطة (نسبةً إلى مرجع المعايرة 23 °C) |
زمن التحديث | نحو 0.25 s (حساس واحد) / 0.5 s (حساسان)؛ ضمن المواصفات خلال أقل من 5 s بعد التشغيل |
جهد التغذية | الفئة القياسية: 11.5–42.4 Vdc · فئة الأداء العالي: 16.7–42.4 Vdc؛ مقاومة حلقة 250–1100 Ω لاتصال HART |
العزل | بين المدخل والخرج 500 Vdc (500 Vrms، 707 V قيمة قصوى)، 50/60 Hz |
مستويات الإنذار | NAMUR NE 43: مرتفع 22.5 mA، منخفض 3.575 mA · قابلة للضبط: مرتفع 20.2–23.0 mA، منخفض 3.57–3.8 mA |
بيانات السلامة | IEC 61508؛ دقة السلامة ±2% من المدى (للمدى ≥ 100 °C) أو ±2 °C؛ زمن استجابة السلامة 5 s؛ تقرير FMEDA |
درجة حرارة التشغيل والتخزين | التشغيل: من –40 إلى 85 °C (إصدارات اختيارية لدرجات الحرارة المنخفضة حتى –50 °C و–60 °C) · التخزين: من –50 إلى 120 °C · الرطوبة: 0–100% نسبية دون تكاثف |
الهيكل | ثنائي الحجرة، مصبوب من ألومنيوم منخفض النحاس أو من الفولاذ المقاوم للصدأ CF-8M؛ Type 4X وIP66 وIP68؛ مدخل الكابل ½–14 NPT أو M20×1.5 |
الوزن | ألومنيوم: 1.6 kg (1.7 kg مع الشاشة) · فولاذ مقاوم للصدأ: 4.2 kg (4.4 kg مع الشاشة) |
القياس غير التداخلي | النطاق القياسي من –50 إلى 300 °C (تركيب مباشر) · النطاق الموسّع من –60 إلى 650 °C (تركيب عن بُعد) · مادة المشبك: فولاذ مقاوم للصدأ 316 (من –60 إلى 450 °C) أو سبيكة 625 (من –60 إلى 650 °C) |
تُحسب الدقة الرقمية الكلية للمزدوجات الحرارية بإضافة دقة الوصلة الباردة البالغة 0.25 °C إلى القيمة الواردة في الجدول. وتكون الدقة الرقمية أدنى للمزدوج الحراري من النوع B بين 100 و300 °C، وللنوع K بين –190 و–90 °C. ويجب تقييم قيم أداء القياس غير التداخلي لكل مشروع على حدة.
المزايا الرئيسية
· تحكم أقرب إلى نقطة الضبط: تحسّن الدقة الرقمية العالية واستخدام المنحنى الخاص بالحساس أداءَ التحكم، خاصة في حلقات التفاعل والتسخين ذات التفاوتات الضيقة.
· فترات معايرة أطول: يحدّ الاستقرار الذي يصل إلى 20 سنة من الانحراف الناتج عن جهاز الإرسال، ما يسمح بتمديد فترات المعايرة على أساس تقييم المخاطر.
· قياس دون انقطاع: يمنع النسخ الاحتياطي للحساس والتحول الآلي من رباعي إلى ثلاثي الأسلاك تحوّلَ عطل حساس واحد أو سلك واحد إلى توقف في العملية.
· صيانة تنبؤية: تنبّه تشخيصات تدهور المزدوج الحراري وانحراف الحساس وحلقة التيار فرقَ الصيانة قبل أن يُفسد العطلُ القياس.
· ملاءمة لحلقات السلامة: تسهّل شهادة IEC 61508 وبيانات FMEDA وإمكانية تسجيل اختبارات الإثبات الدورية لأنظمة السلامة الآلية تصميمَ وظائف السلامة الآلية والتحقق منها.
· تشغيل تجريبي أسرع: يسرّع الوصول عبر Bluetooth والأزرار المحلية والتعرف على الحساس بضغطة زر التهيئةَ في الموقع، ويقلل أخطاء الإدخال اليدوي.
· قياس دون نقطة تسرب: يتيح خيار القياس غير التداخلي مراقبة درجة الحرارة دون ثقب الأنبوب في النقاط التي يصعب فيها تصميم غلاف حراري.
مجالات التطبيق
تُستخدم أجهزة إرسال درجة الحرارة الميدانية في نقاط العمليات التي تُنقل فيها بيانات درجة الحرارة إلى نظام التحكم لأغراض التحكم أو السلامة أو المراقبة. وتلخص المجموعات أدناه التطبيقات التي تضيف فيها الوظائف الرئيسية للجهاز أكبر قيمة.
حلقات التحكم الدقيق
في الحلقات التي يجب أن تعمل قريبًا من نقطة الضبط، تُستخدم فئة الأداء العالي مع حساس RTD مطابق بثوابت CVD لخفض عدم اليقين الكلي.
أنظمة السلامة الآلية
تُستخدم التهيئة المعتمدة وفق IEC 61508، ببيانات دقة السلامة وزمن استجابة السلامة البالغ 5 s، في وظائف درجة الحرارة ضمن أنظمة السلامة الآلية (SIS)، ويمكن تسجيل اختبارات الإثبات الدورية في الجهاز.
القياس الاحتياطي وقياس فرق درجة الحرارة
نسخ احتياطي ومراقبة للانحراف بحساسين في النقاط الحرجة، وحساب مباشر لفرق درجة الحرارة بين حساسين في تطبيقات مثل مدخل المبادل الحراري ومخرجه.
النقاط التي يصعب فيها استخدام غلاف حراري
قياس غير تداخلي من سطح الأنبوب في الخطوط صغيرة القطر، أو في الخطوط التي لا تُقبل فيها نقطة تسرب، أو في نقاط المراقبة التي يصعب فيها تصميم غلاف حراري.
السفن والمنشآت البحرية
خيارات اعتماد النوع من ABS وBureau Veritas وDNV وLloyd's Register مخصصة للاستخدام على متن السفن وفي المنشآت البحرية.
المناطق الخطرة
تُستخدم الهياكل المقاومة للانفجار والتهيئات الآمنة جوهريًا، باعتمادات ATEX وIECEx وأمريكا الشمالية، في الأجواء الغازية والغبارية.
كيف تختار جهاز إرسال درجة الحرارة
يعطي اختيار جهاز الإرسال النتيجة الصحيحة عندما يُنظر فيه مع اختيار الحساس. وللتقييم الفني نوصي بتوضيح ما يلي:
المدخل والأداء
· نوع الحساس وعدد الأسلاك (Pt100 ثلاثي أو رباعي الأسلاك، نوع المزدوج الحراري، مدخل mV أو أوم)
· مدخل مفرد أو مزدوج؛ والحاجة إلى النسخ الاحتياطي أو متوسط درجة الحرارة أو فرقها
· المدى المطلوب معايرته والحد الأدنى الموصى به للمدى
· الدقة والاستقرار المطلوبان (الفئة القياسية أو فئة الأداء العالي)
· الحاجة إلى إدخال ثوابت CVD في المصنع وإلى شهادة معايرة من 5 نقاط
التشخيص والسلامة
· تشخيصات أساسية للحساس، أم تغطية موسّعة تشمل تدهور المزدوج الحراري؟
· اشتراط شهادة IEC 61508 وبيانات FMEDA
· اتجاه الإنذار ومستوياته (NAMUR NE 43 أو مستويات مخصصة)
· اشتراط شهادة معايرة مختومة ضد العبث
الجانب الكهربائي والاتصال
· جهد التغذية ومقاومة الحلقة الكلية (250–1100 Ω لاتصال HART)
· الحاجة إلى الوصول عبر Bluetooth وإلى شاشة وأزرار محلية
· الحماية من الجهود العابرة (الناتجة عن الصواعق واللحام والمعدات الكهربائية الثقيلة)
· اختيار مرشّح تردد الشبكة 50/60 Hz
الظروف الميكانيكية والبيئية
· مادة الهيكل (ألومنيوم أو فولاذ مقاوم للصدأ) وقلاووظ مدخل الكابل
· التركيب المباشر على الحساس، أو التركيب عن بُعد بحامل على أنبوب قطره 2 بوصة أو على لوحة
· الحد الأدنى لدرجة الحرارة المحيطة (خيار لدرجات الحرارة المنخفضة دون –40 °C)
· تصنيف المنطقة ونوع الحماية المطلوب؛ والحاجة إلى اعتماد النوع البحري
· عند التفكير في القياس غير التداخلي: قطر الأنبوب ومادته وحالة العزل الحراري
إذا اقتربت درجة حرارة العملية من حد تشغيل جهاز الإرسال، فيجب إبعاده عن مصدر الحرارة بوصلة تمديد أو بالتركيب عن بُعد، ثم تحديد أطوال الحساس والغلاف الحراري معًا بما يتفق مع هذا القرار.
الشهادات والاعتمادات والمعايير المطبقة
تُعرَّف خصائص السلامة والمناطق الخطرة والاتصال لجهاز الإرسال بالشهادات والمعايير أدناه، ويتوقف النطاق المطبق على التهيئة المطلوبة.
المعيار / الاعتماد | النطاق والوصف |
IEC 61508 (SIL) | شهادة السلامة الوظيفية؛ حد ادعاء SIL 2 وSIL 3، وبرمجيات مناسبة لتطبيقات SIL 3، وبيانات FMEDA. |
ATEX وIECEx | خيارات مقاومة للانفجار، وآمنة جوهريًا، وللمنطقة 2 (Zone 2)، وللغبار؛ مع توفر اعتمادات مركّبة. |
اعتمادات أمريكا الشمالية والاعتمادات الإقليمية | اعتمادات Division 2 والأمان الجوهري ومقاومة الانفجار ومنع اشتعال الغبار للولايات المتحدة وكندا؛ وتتوقف اعتمادات البرازيل والصين واليابان وكوريا والهند على الخيار المختار. |
توصيات NAMUR | المطابقة لتوصيات NE 21 (EMC) وNE 43 (مستويات إشارة العطل) وNE 53 وNE 89 وNE 95 وNE 107 (المراقبة الذاتية والتشخيص) وNE 131. |
EMC والاهتزاز | متطلبات EN 61326 للبيئات الصناعية وتوصية NAMUR NE 21؛ واختبار الاهتزاز وفق IEC 61298-1. |
HART وBluetooth | اتصال HART الرقمي عبر 4-20 mA؛ ووصول لاسلكي محلي للتهيئة والصيانة عبر Bluetooth. |
اعتمادات النوع البحرية | خيارات اعتماد النوع من ABS وBureau Veritas وDNV وLloyd's Register. |
IEEE C62.41 | اختُبرت كتلة الأطراف الاختيارية المزودة بالحماية من الجهود العابرة وفق IEEE C62.41-2002 الفئة B. |
يجب تقييم ملاءمة المناطق الخطرة والسلامة الوظيفية لكل مشروع مع الحساس ورأس التوصيل ومداخل الكابلات، بالتعاون مع الفريق الهندسي في TLY Enerji.
حلول TLY Enerji لأجهزة إرسال درجة الحرارة
لا تنظر TLY Enerji إلى جهاز إرسال درجة الحرارة بمعزل عن الحساس والغلاف الحراري، بل تقيّم عدم اليقين الكلي لنقطة القياس واحتياجات التشخيص ومتطلبات السلامة معًا. وانطلاقًا من بيانات العملية، يحدد مهندسونا نوع المدخل وفئة الأداء ووظيفة المدخل المزدوج ونطاق التشخيص، ويدعمون الاختيار عند الحاجة بحساب الخطأ الكلي المحتمل.
ونقدّم الدعم في نقل بيانات السلامة إلى وثائق أنظمة السلامة الآلية، وتهيئة HART، ومواءمة مستويات الإنذار مع نظام التحكم، وتحميل ثوابت CVD في جهاز الإرسال، والتكامل مع PLC/DCS. وفي النقاط التي يصعب فيها تصميم غلاف حراري نقيّم خيار القياس غير التداخلي فنيًا، ونعمل مع فرقكم خلال التشغيل التجريبي والدعم الميداني. وفي المنشآت القائمة يشمل هذا النهج أيضًا توحيد أنواع أجهزة الإرسال، وربط تنبيهات التشخيص بسير عمل الصيانة، ووضع استراتيجية للأجهزة الاحتياطية.
الأسئلة الشائعة
ما وظيفة جهاز إرسال درجة الحرارة؟
يقيس جهاز إرسال درجة الحرارة إشارة المقاومة أو المليفولت منخفضة المستوى التي يولّدها حساس RTD أو مزدوج حراري، ويحوّلها إلى درجة حرارة، ثم يرسلها إلى نظام التحكم كإشارة تيار 4-20 mA مع بيانات HART الرقمية. وبذلك تبقى الإشارة محصّنة من التشويش عبر مسافات الكابلات الطويلة، وتتيح التشخيصات مراقبة أعطال الحساس وانحرافه ومشكلات الحلقة.
هل دقة جهاز الإرسال هي نفسها دقة القياس الكلية؟
لا. يجمع الخطأ الكلي المحتمل بين الدقة الرقمية لجهاز الإرسال ودقة التحويل D/A وتأثيرات درجة الحرارة المحيطة ودقة الحساس. فمثلًا، بينما تبلغ الدقة الرقمية لجهاز إرسال بمدخل Pt100 ±0.05 °C، تبلغ حصة حساس من الفئة A عند 120 °C نحو 0.39 °C، ليصل المجموع إلى نحو 0.394 °C. لهذا تحسّن مطابقة الحساس مع جهاز الإرسال الدقة الكلية بوضوح.
ما الوظائف التي يوفرها المدخل المزدوج للحساسات؟
يوفر المدخل المزدوج قياسين مستقلين، ومتوسط درجة الحرارة، وفرق درجة الحرارة، والنسخ الاحتياطي للحساس. في وضع النسخ الاحتياطي ينتقل جهاز الإرسال آليًا إلى الحساس الثاني إذا تعطل الحساس الأساسي. ويمكن الجمع بين وضع المتوسط وتحذير انحراف الحساس. وفي قياس فرق درجة الحرارة تساوي الدقة 1.5 ضعف دقة الحساس الأسوأ إذا تشابه نوعا الحساسين، ومجموع الدقتين إذا اختلفا.
هل يضيع القياس إذا انقطع أحد أسلاك الحساس؟
مع RTD رباعي الأسلاك، إذا انقطع أحد الأسلاك أو تآكل أو ارتخى في أي نقطة بين عنصر الاستشعار والأطراف، ينتقل جهاز الإرسال آليًا إلى القياس بثلاثة أسلاك. ويستمر القياس دون انقطاع في العملية مع إصدار تنبيه صيانة. أما لمواجهة التعطل الكامل للحساس، فيجب اختيار تهيئة النسخ الاحتياطي بحساسين.
هل يمكن استخدام جهاز الإرسال في تطبيقات SIL؟
نعم. مع خيار شهادة السلامة، يكون جهاز الإرسال معتمدًا وفق IEC 61508، بحد ادعاء SIL 2 وSIL 3 وبيانات برمجيات مناسبة لتطبيقات SIL 3. وتبلغ دقة السلامة ±2% من المدى للمديات البالغة 100 °C فأكثر، أو ±2 °C للمديات الأضيق، ويبلغ زمن استجابة السلامة 5 s. ويُستخدم تقرير FMEDA في حسابات السلامة.
هل يمكن قياس درجة حرارة العملية دون غلاف حراري؟
نعم في تطبيقات المراقبة. في مجموعة القياس غير التداخلي يُثبَّت الحساس بمشبك على سطح الأنبوب، ويقيس جهاز الإرسال درجة حرارة سطح الأنبوب ودرجة حرارة ثانوية، ثم يحسب درجة حرارة العملية بخوارزمية للتوصيل الحراري. يمتد النطاق القياسي من –50 إلى 300 °C والموسّع من –60 إلى 650 °C. أما لمهام التحكم والنقاط التي تتطلب استجابة سريعة، فيجب تقييم التركيب داخل غلاف حراري بشكل منفصل.
ما الذي يجب مراعاته في اتصال HART؟
لضمان اتصال HART موثوق، يجب أن تتراوح مقاومة الحلقة الكلية بين 250 و1100 Ω. ويتوقف جهد التغذية على مقاومة الحلقة وفئة الأداء: 11.5–42.4 Vdc في الفئة القياسية و16.7–42.4 Vdc في فئة الأداء العالي. ولا يُجرى الاتصال بجهاز الإرسال ما دام الجهد عند أطرافه دون 12 Vdc.
في أي درجات حرارة محيطة يعمل جهاز الإرسال؟
يمتد نطاق التشغيل القياسي، بما في ذلك الشاشة، من –40 إلى 85 °C، وتُوصَّف كل وحدة في المصنع على هذا النطاق. وللمواقع الأبرد تتوفر خيارات لدرجات الحرارة المنخفضة حتى –50 °C و–60 °C، ويزداد تأثير درجة الحرارة المحيطة دون –40 °C. وتتباطأ الشاشة دون –20 °C، وتُقفل الأزرار المحلية دون –25 °C.
