Przetworniki temperatury są szeroko stosowane. Ze względu na dużą różnorodność środowisk operacyjnych, warunków terenowych i instrumentów pomocniczych, inżynierowie, technicy i personel konserwacyjny często napotykają różne problemy podczas pracy. Bazując na wieloletnim doświadczeniu praktycznym, autor pokrótce analizuje kilka głównych przyczyn awarii przetworników temperatury.
I. Usterki spowodowane czujnikami temperatury
Są to typowe i łatwe--zdiagnozowania usterek. W przypadku wystąpienia nieprawidłowego sygnału wyjściowego przetwornika temperatury należy najpierw sprawdzić, czy czujnik temperatury nie jest uszkodzony. Zakładając, że obwód nadajnika jest normalny, mogą mieć zastosowanie następujące sytuacje:
1. Otwarty obwód czujnika temperatury
Przetworniki temperatury są wyposażone w funkcję alarmu przepalenia czujnika. Niezależnie od tego, czy przód jest podłączony do czujnika rezystancyjnego czy termopary, moc wyjściowa przetwornika spadnie poniżej sygnału standardowego, tj. poniżej 4 mA. Standardowy prąd alarmu przepalenia wynosi 3,75 mA. Jeśli multimetr wskazuje prąd wyjściowy 3,75 mA, a czerwona dioda LED na module przetwornika miga, oznacza to, że obwód czujnika temperatury jest otwarty-. Problem można rozwiązać, wymieniając sonda czołowa-końcowa.
W przypadku klientów mających specjalne wymagania dotyczące prądu alarmu przepalenia ze względu na różne przyrządy główne, producenci mogą zapewnić dostosowanie. Na przykład, jeśli wymagany jest prąd alarmu przepalenia poniżej 3 mA, można go ustawić na 2,95 mA lub nawet mniej, zapewniając jednocześnie dokładność.
2. Zwarcie czujnika temperatury
W takim przypadku sygnał wyjściowy przetwornika temperatury jest zwykle niestabilny i nieprawidłowy, podobnie jak „zniekształcone dane” w oprogramowaniu. Z powodu zwarcia napięcie podawane do MCU po wzbudzeniu prądem stałym{{1} staje się nieprawidłowe. Po serii konwersji AD, wzmocnienia i konwersji DA ostateczny sygnał wyjściowy będzie miał nieprawidłową wartość. Jeśli obwód czołowy-jest dobrze-zaprojektowany, moduł nadajnika nie zostanie uszkodzony; w przeciwnym razie moduł może ulec zniszczeniu.
3. Luźne połączenie / wirtualna przerwa / wirtualne zwarcie czujnika temperatury
Tego typu usterka powoduje, że przetwornik pracuje sporadycznie. W większości przypadków jest to spowodowane złym opakowaniem czujnika temperatury. Wymiana sondy rozwiąże problem.
II. Usterki spowodowane przez zasilacz
Normalny zakres zasilania przetworników temperatury wynosi 9–30 VDC lub 8,5–30 VDC. W terenie powszechnie stosowane są zasilacze impulsowe 12 VDC i 24 VDC. W normalnych warunkach zasilacz nie uszkodzi przetwornika. Jednakże problemy z zasilaniem są częstą przyczyną awarii przetwornika.
1. Niskie napięcie zasilania
Obwody zasilania nadajnika są zwykle projektowane z marginesami. Jeśli napięcie jest o 2–3 VDC niższe od wartości znamionowej (nadajniki o małej-mocy mogą pracować nawet przy napięciu 5 VDC lub 3,3 VDC w zależności od typu wyjścia), nadajnik może pracować normalnie, o ile pobór mocy jest wystarczający. Jeśli moc jest niewystarczająca, nadajnik nie będzie działał prawidłowo, ale nie ulegnie uszkodzeniu.
2. Wysokie napięcie zasilania
Ogólnie rzecz biorąc, napięcie nie może przekraczać 32 VDC. Przekroczenie tej wartości prawie na pewno spowoduje uszkodzenie przetwornika. Nawet jeśli elementy nie ulegną natychmiastowemu spaleniu, żywotność zostanie znacznie zmniejszona.
3. Problemy ze wspólnym zasilaniem
Często zdarza się, że wiele urządzeń korzysta z tego samego źródła zasilania w systemie. Zwykle urządzenia o podobnym poborze mocy działają bez zakłóceń. Jednakże sprzęt-o dużej mocy lub urządzenia często uruchamiane/zatrzymywane mogą powodować akumulację ładunku (zakłócenia), a nawet przepięcia. Dlatego podczas projektowania obwodów inżynierowie powinni przeanalizować używany sprzęt i instrumenty oraz oddzielnie zasilać różne typy urządzeń, aby uniknąć wzajemnych zakłóceń.
III. Uszkodzenia spowodowane przepięciami
Przepięcia są częstym ukrytym zagrożeniem, które powoduje uszkodzenie przetworników temperatury.
Definicja przepięcia:Przepięcie to tymczasowe przepięcie przekraczające normalne napięcie robocze. Zasadniczo przepięcie to ostry impuls występujący w ciągu zaledwie kilku mikrosekund. Typowe przyczyny to ciężkie maszyny, zwarcia, przełączanie zasilania lub duże silniki. Produkty wyposażone w urządzenia tłumiące przepięcia mogą skutecznie absorbować nagłą wysoką energię, aby chronić podłączony sprzęt.
Biorąc pod uwagę destrukcyjny charakter przepięć, zrozumiałe jest, że często uszkadzają one przetworniki temperatury. Jeśli w systemie lub sprzęcie występują takie warunki, należy nie tylko używać izolowanych przetworników temperatury, ale także zastosować odpowiednie obwody uziemiające, izolacyjne, ekranujące i ochronne. Inne urządzenia w systemie są również podatne na uszkodzenia spowodowane przepięciami.
IV. Problemy spowodowane zakłóceniami elektromagnetycznymi (EMI)
Duże silniki, ciężkie maszyny, reaktory, sprzęt elektryczny, linie przesyłowe, urządzenia radiowe, a nawet przechodzący duży sprzęt mogą generować pola elektromagnetyczne, powodując przewodzone lub emitowane zakłócenia elektromagnetyczne. Rodzaje EMI są różnorodne i trudne do całkowitego wyszczególnienia.
Doświadczeni inżynierowie i technicy muszą dokładnie przeanalizować-środowisko na miejscu i podjąć niezbędne środki. Zakłócenia elektromagnetyczne należy uznać za kluczowy punkt zapobiegania na etapie projektowania, aby uniknąć problemów z wyprzedzeniem i zmniejszyć problemy podczas późniejszej eksploatacji.