sélection correcte transmetteurs de température peut être assez difficile de temps en temps , il y a beaucoup de facteurs à prendre en considération , mais avant tout, il faut s'assurer que la précision de mesure et convertir le bas niveau d'un capteur de température (ohm ou mv) à un signal de courant standard 4-20ma qui peut être facilement accepté par un système de surveillance et de contrôle , tel qu'un DCS ou un plc

l'évolution de la technologie a rendu le transmetteur de température fiable, abordable, ci-dessous sont les quelques éléments à prendre en considération lors du choix du bon transmetteur de température.

1. arrière du panneau ou installation locale

la considération la plus importante lors de la spécification d'un transmetteur de température est peut-être l'environnement dans lequel il sera installé . si la distance entre la mesure du capteur et la salle de contrôle est relativement courte et exempte de bruit électrique " de l'usine " , les transmetteurs de température peuvent être installés à peu de frais dans la salle de contrôle, avec des fils d'extension de capteur qui y mènent. ces configurations de transmetteur sont appelées boîtiers de type din ou à montage sur rail (figure 1). pour des raisons d'économie, plusieurs émetteurs haute densité de type din sont installés sur un rail de montage dans un boîtier de protection à plusieurs unités, et sont alimentés par une alimentation commune.

figure 1. les boîtiers à montage sur rail sont généralement montés sur une surface ou dans un boîtier de protection multi-unités.

s'il existe une longue distance entre le capteur et la salle de contrôle, ou si le bruit de l'usine affecte négativement le signal de niveau relativement "faible" du capteur,, le transmetteur de température doit être installé aussi près que possible du capteur possible. cela permettra au signal du capteur d'être conditionné et converti en un signal 4-20ma plus robuste, mieux à même de résister à une transmission longue distance à travers une installation "bruyante".

pour ces applications,, les transmetteurs sont installés individuellement dans des boîtiers montables sur site appelés têtes de connexion ou de puits thermométriques (figure 2). pour s'adapter aux produits corrosifs, caustiques, dangereux, au tuyau d'arrosage, ou tout simplement désagréables les conditions météorologiques, les têtes de connexion se présentent sous une variété de formes et de matériaux, y compris l'aluminium, l'acier inoxydable, le fer, et le plastique. où l'ambi-surement sera. bien pire, avec des émetteurs de portée, si vous devez changer de type de capteur, vous n'avez pas de chance.

figure 2. les boîtiers à montage sur site sont adaptés aux produits corrosifs, caustiques, dangereux, au jet d'eau ou tout simplement à des conditions météorologiques désagréables.

Les transmetteurs universels à microprocesseur offrent une vaste gamme d'avantages opérationnels à des prix légèrement supérieurs à ceux de bon nombre de leurs homologues à plage fixe restrictive.. Le plus important d'entre eux est la capacité d'être configuré pour gérer une large gamme de types de capteurs et de températures différents. gammes. cela peut inclure des thermocouples (J, K, E, T, R, S, B, N, et C) et rtds (2-, 3-, et 4 fils ; pt, cu et ni ; 10 à 1000 ohm), et plages de température entre -328 et 1562 °F (-200 à 850 °C). universel les transmetteurs peuvent être réglés pour surveiller n'importe quelle plage dans la courbe établie du capteur. donc, vous pouvez régler le transmetteur pour "se concentrer" sur la plage exacte importante pour votre procédé.

un type de transmetteur peut être spécifié et stocké pour gérer chaque application dans l'installation. si vous (comme la plupart) utilisez de nombreux types de capteurs différents, avez dû changer le type de capteur que vous utilisez, ou n'êtes tout simplement pas certain ce qui peut arriver à l'avenir, les émetteurs universels sont une façon beaucoup plus flexible de procéder.

figure 3. pour les mesures de surface, le capteur et le transmetteur peuvent être fixés, attachés, boulonnés ou soudés directement au point de mesure.

2. méthode de configuration

les transmetteurs de température universels disponibles peuvent être configurés à l'aide de commandes embarquées, des configurateurs portatifs, et/ou avec un logiciel PC. les commandes embarquées offrent l'avantage de ne pas avoir à dépendre d'appareils externes pour effectuer la configuration . cependant, les options de configuration disponibles sont parfois très limitées.

les configurateurs portatifs sont généralement associés à des instruments intelligents, tels que les transmetteurs de température intelligents HART®. ils offrent l'avantage de pouvoir reconfigurer le transmetteur à partir de n'importe quel point de terminaison pratique le long de la boucle 4-20ma. les inconvénients sont que les commandes peuvent être moins qu'intuitives, chères (plus), et ne peuvent parfois être utilisées qu'avec un seul type ou classe d'instruments.

la configuration pc est la plus polyvalente, et de loin la plus simple et la plus rapide à utiliser (figure 4). tous les paramètres de fonctionnement, même les tables de linéarisation de capteur personnalisées complexes, peuvent être facilement sélectionnés à partir d'une fenêtre logicielle et téléchargés à l'émetteur en quelques minutes. Un grand PC coûte moins cher que de nombreux ordinateurs de poche, et peut être utilisé à de nombreuses autres fins. le seul inconvénient est que l'émetteur doit être amené au PC, ou un ordinateur portable doit être apporté à l'émetteur, pour la configuration.

figure 4. Le logiciel PC permet de configurer le transmetteur en quelques minutes seulement.

3. précision et stabilité

les transmetteurs de température diffèrent considérablement en termes de précision de mesure. à l'extrémité inférieure, vous pouvez vous attendre à des précisions de ±1 °F. à l'extrémité supérieure, certains transmetteurs offrent des précisions étonnantes de ±0.025 °F . de nombreux facteurs peuvent influencer la précision globale, notamment : la précision d'entrée , la précision de sortie ; résolution; linéarité ; effet de charge ; effet de tension de ligne ; compensation de soudure froide (pour thermocouples); répétabilité ; effet de la température ambiante ; effet EMI/RFI ; et l'effet de résistance du fil du capteur. compliquent les choses, la façon dont la précision indiquée est déterminée diffère d'un fabricant à l'autre.

lorsque vous effectuez des comparaisons de précision,, gardez à l'esprit que certains fournisseurs utilisent le terme linéarité au lieu de précision. d'autres indiqueront que la spécification de précision inclut la linéarité et la répétabilité, et suppose des erreurs causées par des conditions de température ambiante fluctuantes. d'autres spécifications encore sont indiquées en termes de plage de température sélectionnée, de lecture de température, ou d'étendue de mesure. assurez-vous de lire les petits caractères afin de pouvoir déterminer correctement la précision d'un transmetteur donné dans les conditions dans lesquelles il sera opérer. le degré de précision requis pour votre application dépend, bien sûr, de la nature du processus lui-même. en général, plus la précision est élevée, plus le résultat est certain de presque tous les processus.

alors que la précision est le niveau d'incertitude de la sortie d'un transmetteur à un moment donné, la stabilité est l'incertitude de la sortie d'un transmetteur ou d'un capteur sur une période de temps. la stabilité (généralement spécifiée en pourcentage de la plage de température par an) sera vous aide à déterminer la fréquence à laquelle votre système aura besoin d'un étalonnage de routine. les spécifications de stabilité à long terme typiques fournies par les fabricants vont de 6 mois à 5 ans.

4. sélection du capteur

votre fournisseur de transmetteur de température devrait être en mesure de recommander le meilleur capteur pour votre application. en général, un RTD vous donnera une mesure de température stable plus précise, qu'un thermocouple (T/C), à condition que le un RTD un peu plus fragile peut résister à l'environnement.

une sortie RTD ou T/C changera en raison des cycles de température, des variations de température, de la corrosion, de la dégradation du fil conducteur, de l'humidité, et de la contamination. si possible, utilisez des RTD à 4 fils , et spécifiez un transmetteur de température capable d'accepter une "vraie" entrée RTD à 4 fils. l'avantage est que le quatrième fil d'un circuit RTD annule efficacement les erreurs dues aux déséquilibres de résistance entre les fils. chaque ohm de déséquilibre dans les fils conducteurs d'un rtd entraîne une erreur de mesure pouvant atteindre 2.5°C.

5. Protection RFI/EMI et isolation du signal

spécifiez toujours un émetteur avec une spécification d'immunité RFI/EMI indiquée. les effets des interférences de radiofréquence (RFI) et des interférences électromagnétiques peuvent entraîner une dégradation imprévisible et non répétable des performances et de la précision de l'émetteur, et même un dysfonctionnement complet de l'instrument.

même si vous pensez que votre environnement est "sans bruit", ne considérez que quelques-unes des sources d'interférences RFI/EMI possibles : radio mobile et stationnaire, télévision et émetteurs portatifs (talkies-walkies) ; transformateurs; moteurs à courant alternatif et à courant continu; gros solénoïdes ou relais ; et même des lampes fluorescentes.

6. capacités de diagnostic

les transmetteurs de température, même les simples analogiques à plage fixe, sont capables de fournir des diagnostics de base sous la forme d'une montée ou d'une descente de leur sortie 4-20 ma en cas de perte d'entrée de capteur. pour vous alerter d'un capteur burn-out.

les transmetteurs de température dotés de capacités de diagnostic intelligentes sont capables d'aller plus loin. en plus de l'entraînement haut/bas,, ils surveillent en permanence le capteur, et si un fil se casse ou cesse d'envoyer un signal pendant le fonctionnement, peut vous montrer quel fil s'est rompu via un message d'erreur soit sur un affichage numérique intégré (dans le cas des émetteurs indicateurs) ou à l'aide de leur logiciel de configuration PC. des messages d'erreur spécifiques éliminent le travail de retrait du capteur ou de vérification de tous les câbles fils pour diagnostiquer un problème (figure 5).

figure 5. certains émetteurs fournissent des messages d'erreur spécifiques qui accélèrent le diagnostic du problème exact du capteur.

7. communications numériques

la grande majorité des transmetteurs de température installés et toujours spécifiés utilisent des signaux 4-20ma pour l'interface avec un dispositif ou un système de contrôle. 4-20ma est standard, c'est simple, c'est fiable, et ça marche.

cela évolue à mesure que les utilisateurs réalisent les avantages de la mise en œuvre des stratégies de protocole numérique disponibles telles que le bus de terrain de fondation, HART, et le profibus. l'avantage le plus visible comprend la possibilité de multipointer plusieurs émetteurs sur une paire torsadée,, ce qui permet d'économiser coûts de câblage et d'installation. Un deuxième avantage important est que les communications numériques permettent au transmetteur de fournir des informations de diagnostic de boucle précieuses directement au système. cela peut être utilisé pour alerter l'utilisateur des problèmes de capteur et de transmetteur, et même alerter des problèmes potentiels de maintenance préventive. l'inconvénient est qu'en plus des nouveaux émetteurs communicants entièrement numériques,, vous devez également vous engager dans un système de contrôle capable d'accepter les données du protocole de communication numérique.

8. certifications d'agence

les certifications pour zones dangereuses ne sont généralement pas un choix, mais une exigence. des agences mondiales, telles que la mutuelle d'usine (FM) et UL (laboratoires des assureurs), étudient la conception, testent et certifient les instruments comme généralement pouvoir être installé en toute sécurité dans des zones dangereuses. les zones dangereuses comprennent généralement celles où des gaz explosifs, tels que l'hydrogène ou l'acétylène, peuvent être présents. si vous installez l'instrument dans une zone dangereuse, vous avez besoin pour vous assurer que vous en spécifiez un qui est conçu pour être utilisé dans cette zone « classée » . cela est généralement indiqué par un système de codage qui identifie la classification de la zone dangereuse de l'instrument . par exemple , si un instrument est approuvé FM pour une utilisation dans une zone antidéflagrante,, le codage sur l'appareil doit ressembler à ceci : classe I, division I, groupes A, B, C, D.

9. fonctionnalité spéciale

il n'est pas surprenant que la température, étant la variable de processus la plus mesurée, ait des dizaines, voire des centaines, d'exigences spécifiques à l'application très uniques. heureusement, la demande du marché a conduit fabricants de transmetteurs de température pour répondre à ces besoins avec des fonctionnalités très spécialisées., cela peut inclure des affichages numériques intégrés qui peuvent être programmés pour afficher les paramètres de fonctionnement spécifiques à l'application (figure 6) ; la possibilité de créer des tables de linéarisation personnalisées pour les entrées de capteur non standard ; et des techniques avancées de réglage du capteur qui se traduisent par des précisions de mesure phénoménales allant jusqu'à ± 0 . 025 ° F . si vous en avez besoin ,, il est probablement disponible .

figure 6. des fonctions spéciales, comme un affichage personnalisable, aident à répondre aux exigences d'application uniques.

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