Sensore di temperatura del serbatoio: principi, struttura e applicazioni

La temperatura è uno dei parametri più importanti nello stoccaggio dei serbatoi e nel monitoraggio dei processi industriali. Indipendentemente dal fatto che il serbatoio contenga acqua, olio commestibile, carburante, liquido di accumulo termico o altri materiali, i cambiamenti di temperatura possono influire direttamente sulla qualità del prodotto, sulla sicurezza dello stoccaggio, sull'efficienza delle apparecchiature e sui costi operativi.

A sensore di temperatura del serbatoioè progettato per misurare in continuo la temperatura all'interno di un serbatoio di stoccaggio e trasmettere i dati a un controller locale, un'unità di acquisizione dati, un PLC o un sistema di monitoraggio remoto.

Per serbatoi grandi o profondi, la misurazione della temperatura in una sola posizione spesso non è sufficiente. Può verificarsi una stratificazione della temperatura tra la parte superiore, centrale e inferiore del serbatoio. Per questo motivo, acavo del sensore di temperatura del serbatoio multipuntofornisce un quadro più completo della distribuzione della temperatura interna.

Questo articolo spiega il principio di funzionamento, la struttura, i metodi di installazione e le applicazioni tipiche dei sensori di temperatura del serbatoio, con particolare attenzione ai cavi di monitoraggio della temperatura multipunto in acciaio inossidabile.

Cos'è un sensore di temperatura del serbatoio?

A sensore di temperatura del serbatoioè un dispositivo di misurazione della temperatura industriale installato all'interno o attorno a un serbatoio di stoccaggio per rilevare la temperatura del mezzo immagazzinato.

A seconda dell'applicazione, può essere progettato per:

• Serbatoi d'acqua
• Serbatoi di stoccaggio dell'olio
• Serbatoi di olio commestibile
• Serbatoi di carburante
• Serbatoi di accumulo dell'energia termica
• Serbatoi di acqua refrigerata
• Serbatoi di processo industriale
• Grandi serbatoi di stoccaggio verticali

I tradizionali sistemi di monitoraggio della temperatura utilizzano spesso una singola sonda di temperatura. Sebbene questo metodo sia adatto a serbatoi di piccole dimensioni, potrebbe non rappresentare accuratamente la distribuzione della temperatura all'interno di un serbatoio di grandi dimensioni.

Un cavo per sensore di temperatura multipunto risolve questo problema installando diversi elementi di rilevamento della temperatura digitale lungo un cavo. Diversi punti di misurazione possono quindi monitorare contemporaneamente diverse profondità.

Ad esempio, un cavo sensore da 20 metri può contenere più sensori di temperatura posizionati a intervalli predeterminati. Il sistema di monitoraggio può quindi visualizzare singolarmente i valori della temperatura delle sezioni superiore, media e inferiore del serbatoio.

Perché è importante il monitoraggio della temperatura multipunto?

La temperatura all'interno di un serbatoio raramente è completamente uniforme.

Possono crearsi differenze nella densità del liquido, nella temperatura ambientale esterna, nel riscaldamento, nel raffreddamento, nella circolazione e nella struttura del serbatoiostratificazione della temperatura.

Ad esempio, la temperatura vicino alla superficie del serbatoio potrebbe essere significativamente diversa dalla temperatura vicino al fondo.

Un sensore a punto singolo può segnalare:

Temperatura massima: 25 gradi

Tuttavia, le condizioni effettive del serbatoio potrebbero essere:

• Strato superiore: 25 gradi
• Strato intermedio: 20 gradi
• Strato inferiore: 16 gradi

Se viene utilizzato un solo sensore, il sistema di monitoraggio potrebbe non funzionare

A sistema di monitoraggio della temperatura del serbatoio multipuntofornisce informazioni sulla temperatura in diverse posizioni verticali, aiutando gli operatori a comprendere le reali condizioni termiche del serbatoio.

Ciò è particolarmente utile nei grandi serbatoi di stoccaggio e nelle applicazioni di accumulo termico.

Il principio di funzionamento di un sensore di temperatura del serbatoio dipende dalla tecnologia di rilevamento utilizzata.

Le comuni tecnologie di misurazione della temperatura industriale includono:

Per i cavi di temperatura multipunto lunghi, la tecnologia di rilevamento della temperatura digitale offre numerosi vantaggi.

Ciascun sensore è installato in una posizione predeterminata all'interno del cavo e dispone delle proprie informazioni identificative. L'unità di acquisizione dati comunica con i sensori e legge la temperatura di ciascun punto di misurazione.

Un tipico processo di monitoraggio è:

I sensori convertono innanzitutto la temperatura in informazioni elettriche o digitali. L'unità di acquisizione raccoglie quindi i dati e li trasferisce ad un display, computer o piattaforma di monitoraggio remoto.

Con un sistema multipunto digitale, più punti di rilevamento possono funzionare attraverso un cavo di comunicazione comune, riducendo il numero di singoli cavi necessari all'interno del serbatoio.

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Un sensore affidabile della temperatura del serbatoio deve funzionare per lunghi periodi in ambienti soggetti a umidità, immersione, corrosione e stress meccanico.

Per questo motivo la struttura meccanica del cavo della temperatura è importante tanto quanto l'elemento sensibile.

Un tipicocavo sensore temperatura serbatoio in acciaio inoxcontiene diversi strati protettivi.

1. 304 Protezione esterna in acciaio inossidabile

Lo strato esterno può utilizzare aGuaina protettiva flessibile in acciaio inox 304.

Rispetto alle normali guaine per cavi in ​​plastica, l'acciaio inossidabile offre una migliore protezione meccanica e resistenza alla corrosione.

La struttura protettiva in metallo può aiutare a proteggere i conduttori e i sensori interni da:

• Impatto meccanico
• Forza di trazione
• Stress per l'installazione del serbatoio
• Esposizione all'acqua
• Esposizione al petrolio
• Uso industriale a lungo termine

Per i serbatoi dell'acqua e molte applicazioni industriali di stoccaggio di liquidi, l'acciaio inossidabile è particolarmente adatto perché combina una buona resistenza alla corrosione con resistenza meccanica.

2. Nucleo del sensore interno impermeabile

All'interno della guaina protettiva in acciaio inossidabile si trova il nucleo di rilevamento della temperatura.

La struttura interna può essere completamente sigillata e impermeabilizzata per proteggere i sensori di temperatura e i conduttori dalla penetrazione dell'umidità.

Per le applicazioni che richiedono un'immersione continua, sia la guaina protettiva che il nucleo del sensore dovrebbero fornire prestazioni impermeabili affidabili.

Un cavo del sensore progettato correttamente può raggiungereProtezione impermeabile di livello IP68, consentendo alla sezione di rilevamento di rimanere immersa nel liquido durante il funzionamento.

3. Sensori di temperatura multipli

Una delle caratteristiche più importanti di un cavo multipunto è la possibilità di installare più sensori di temperatura lungo un unico cavo.

La spaziatura dei sensori può essere personalizzata in base alle dimensioni del serbatoio.

Per esempio:

• 1 metro tra i sensori
• 2 metri tra i sensori
• Spaziatura diversa in posizioni diverse

Per progetti di serbatoi di grandi dimensioni, è anche possibile personalizzare la lunghezza totale del cavo e il numero di punti di misura.

Un design multipunto consente agli operatori di ottenere un profilo di temperatura anziché un singolo valore di temperatura.

4. Design del nucleo del sensore sostituibile

La manutenzione è una considerazione importante per i sistemi di monitoraggio dei serbatoi installati in modo permanente.

Alcuni cavi per il monitoraggio della temperatura utilizzano anucleo del sensore interno sostituibile.

Se un elemento sensibile interno è danneggiato, il nucleo del sensore può essere rimosso e sostituito senza rimuovere completamente la struttura protettiva esterna in acciaio inossidabile dal serbatoio.

Questo design offre diversi vantaggi:

• Manutenzione più semplice
• Costi di sostituzione ridotti
• Meno smontaggio lato serbatoio
• Tempi di inattività per manutenzione più brevi
• Maggiore durata della struttura protettiva esterna

Ciò è particolarmente utile quando i cavi vengono installati all'interno di serbatoi di grandi dimensioni dove la rimozione completa può essere difficile.

5. Ferro da stiro

I cavi verticali per la temperatura del serbatoio spesso richiedono un peso inferiore.

Il peso mantiene il cavo della temperatura sospeso verticalmente all'interno del serbatoio e aiuta a mantenere la corretta posizione del sensore.

Una connessione filettata tra il cavo e il peso può semplificare l'installazione e la manutenzione.

Un sensore di temperatura del serbatoio deve essere selezionato in base alle dimensioni del serbatoio, al tipo di liquido, al sistema di comunicazione e alla precisione di misurazione richiesta.

Per il cavo per il monitoraggio della temperatura multipunto di tipo ZS-OIL-2, i parametri tecnici tipici includono:

Le specifiche effettive dovrebbero essere selezionate in base all'ambiente operativo e ai requisiti del progetto.