HTE.Tx1: высокотемпературные датчики влажности и температуры ELHART
RS-485 (протокол ModBUS RTU)
Расчет дополнительных параметров воздуха
Высокая степень защиты электроники IP65
Датчики влажности серии HTE.Tx1 предназначены для измерения относительной влажности и температуры воздуха до +125 °С. Датчик способен производить измерения параметров воздуха при повышенных температурах за счет того, что сенсор отделен от преобразователя, и таким образом, электронная схема не находится в месте измерения, а располагается снаружи при нормальных условиях эксплуатации.
Существует два варианта исполнения: канальное (HTE.TD1) и с выносным зондом (HTE.TZ1).
Особенности датчиков влажности и температуры серии HTE.Tx1
- температурный диапазон измерения -40 до +125 °С;
- два варианта исполнения: канальное и с выносным измерительным зондом;
- доступны разные типы выходных сигналов: 4…20 мА, 0…10 В, транзисторный PNP, а также интерфейс RS-485 (протокол Modbus RTU);
- точность измерения относительной влажности ±2,5% в диапазоне от 0 до 90%;
- цифровое ограничение выходного сигнала (не более 100% относительной влажности, в отличие от аналоговых датчиков);
- материал измерительного зонда выполнен из нержавеющей стали AISI304;
- влагочувствительный сенсор покрыт слоем тонкопористого PTFE;
- степень пылевлагозащиты электронной платы датчика IP65.
Возможности датчиков с интерфейсом RS-485 (протокол ModBUS RTU)
Расчет дополнительных параметров воздуха
Датчик производит расчет значений температуры точки росы, абсолютной влажности воздуха, влагосодержания и энтальпии.
Настраиваемый диапазон выходного сигнала
Для аналоговых выходов возможно настроить диапазон выходного сигнала по напряжению (0…1 / 0…3 / 0…5 / 0…10 В) или по току (0…20 / 4…20 мА).
Пользовательский диапазон преобразования измеренных величин
Датчик поддерживает пользовательскую настройку преобразования измеренных значений температуры и влажности в аналоговые выходные сигналы. Например, по каналу температуры, к сигналу 4…20 мА можно привести диапазон от -40 до +60 °С, а по каналу влажности – диапазон от 5 до 95%.
Ручное задание выходного сигнала
Для аналоговых выходов возможно вручную задавать уровень выходного сигнала, за счет чего датчик может использоваться, например, для отладки программы ПЛК или непосредственного управления исполнительными механизмами при пусконаладочных работах.
Подогрев сенсора
В сенсоре датчика имеется нагреватель, который можно активировать с целью предотвращения выпадения конденсата или его ускоренного устранения при эксплуатации датчика в условиях высокой относительной влажности.
Подогрев может быть ручной или автоматический.
Схема работы автоматического подогрева приведена на рисунке ниже:
где:
T1 – длительность прогрева (c);
T2 – время восстановления после прогрева (время остывания) (мин);
T3 – период включения прогрева (мин).
Например, если требуется периодически включать прогрев сенсора на 30 с каждые 10 минут, то необходимо:
- задать время T1 равным «30» с, время T3 равным «10» мин;
- активировать автоматический прогрев.
Функционал датчика позволяет не учитывать показания температуры и влажности во время прогрева и остывания (T1+T2), что приводит к фиксации измеряемых величин.
Индикация аварийных состояний датчика
Датчик поддерживает функцию контроля аварийных состояний:
- отсутствие связи с сенсором;
- выход напряжения питания за пределы допустимого диапазона.
При возникновении аварийного состояния датчика в специальном регистре отображаются коды ошибок.
Особенности модификации датчиков HTE.TZ1-2T-RS… с интерфейсом RS-485 и транзисторными выходами PNP
Режим работы
Для дискретных выходов режим работы может быть выбран между:
- выключен;
- ON-OFF (холодильник или нагреватель);
- сигнализатор (П и U логика);
- ручной.
Дискретные выходы могут использоваться для местной или удаленной сигнализации, а также для непосредственного управления исполнительными механизмами.
Ручной режим позволяет принудительно включать и выключать дискретные выходы.
Два источника задания уставки
Задание уставки срабатывания дискретных выходов по каналам влажности и температуры может осуществляться с помощью двух источников:
- встроенные задатчики (потенциометры);
- интерфейс RS-485.
Применения датчиков влажности и температуры серии HTE.Tx1
Список примений:
Климатические камеры
Испытательные климатические камеры необходимы для проверки работоспособности и надежности различных изделий и материалов в условиях, имитирующих различные климатические факторы, такие как температура, влажность, дождь, пыль и т.д. Такие испытания позволяют выявить возможные дефекты, устранить недостатки и повысить качество испытываемой продукции.
Для работы климатических камер требуется применение датчиков влажности и температуры, которые позволяют измерять параметры микроклимата: температуру, относительную влажность, температуру точки росы, абсолютную влажность и влагосодержание. Для решения данной задачи могут применяться датчики HTE.TD1 (канальное исполнение) и HTE.TZ1 (с выносным измерительным зондом). Сенсор датчиков устойчив к конденсату (при условии отсутствия в нем агрессивных веществ) и имеет функцию подогрева (для датчиков с цифровым выходом), которая позволяет предотвращать выпадение конденсата или ускорять его устранение. HTE.Tx1 лишены недостатка аналоговых датчиков — при образовании конденсата на сенсоре датчика (например, при длительной работе в режиме с 98% влажностью), выходной сигнал может превышать 20 мА (10 В), что приведет к показаниям выше 100% на вторичном приборе и может ввести в заблуждение.
Датчики влажности серии HTE.Tx1 подходят для использования в климатических камерах типа «тепло-холод-влага» при температурах от −40 до +125 °C.
Для корректного измерения параметров воздуха необходимо соблюдать следующие требования:
- полностью погружать измерительный зонд в камеру (вместе с кабелем);
- обеспечивать скорость потока воздуха 1 м/с (для исключения эффекта самонагрева).
Камера сушки кирпича
Производство кирпича состоит из нескольких этапов, один из которых — «сушка кирпича сырца». Это процесс удаления влаги из заготовки кирпича вследствие обдува горячим воздухом. Данный этап проходит в специальных камерных или туннельных сушилках. Сушка сырца должна быть равномерной, иначе при последующем обжиге (конечный этап производства) влажные заготовки могут растрескаться из-за испарения воды из их внутренних слоев.
В зависимости от режимов и этапов сушки, температура горячего воздуха, подаваемого к заготовкам, варьируется в диапазоне от +50 до +120 С. В процессе взаимодействия с заготовками воздух охлаждается, насыщаясь парами воды, и по его влажности можно судить о степени сушки.
Для контроля влажности воздуха в камерах сушки кирпича можно использовать датчики HTE.TZ1 (с выносным зондом) или HTE.TD1 (канального монтажа). При этом следует учитывать, что часто для сушки кирпича применяются отработанные топочные газы, которые содержат большое количество серы. При высокой влажности на поверхности датчиков образовывается конденсат, который может иметь высокую концентрацию серной кислоты, что приведет к необратимому повреждению сенсора датчика.
Чтобы избежать этого, необходимо:
- обеспечить равномерный прогрев туннеля, чтобы температура воздуха была постоянно выше температуры точки росы (это необходимо для предотвращения выпадения конденсата);
- применять защитный фильтр из тонкопористого PTFE (при низкой запыленности воздуха).
Панель оператора ELP-07, в данном примере, осуществляет опрос датчиков по интерфейсу RS-485 (Modbus RTU).
Сушка макаронных изделий
Одним из этапов производства макаронных изделий является «сушка макарон». Цель сушки — удаление влаги из полуфабрикатов, закрепление формы изделий, предотвращение развития нежелательных микроорганизмов за счет удаления излишней влаги. Это наиболее длительная и ответственная стадия технологического процесса, от правильности проведения которой зависит в первую очередь прочность изделий.
На макаронных предприятиях зачастую используют конвективную сушку макаронных изделий — обдув продукта нагретым воздухом. Относительная влажность воздуха в камере сушки макарон позволяет судить о степени равномерности сушки, от которой напрямую зависят органолептические показатели, внешний вид и качество приготовляемой готовой продукции.
Сушка макарон проводится при температурах порядка +80…+100 °C, причем зачастую используются датчики с выходным сигналом 4…20 мА в диапазоне от 0 до +150 С. В камерах сушки макаронных изделий могут приняться датчики серии HTE.Tx1, канал температуры которых может быть отмасштабирован на данный диапазон через интерфейс RS-485.
Контроль температуры и влажности, в данном примере, осуществляет ПИД-регулятор ECD2-M. Прибор имеет два независимых канала измерения, возможность одновременного отображения измеренной температуры и влажности, встроенный блок питания для датчика влажности и ПИД-регулятор для точного поддержания параметров. При необходимости дистанционного контроля или внедрения в общую сеть АСУ ТП предприятия, ПИД-регулятор имеет встроенный интерфейс RS-485.
Технические характеристики датчика влажности и температуры ELHART серии HTE.Tx1
| Модификация | HTE.TD1 | HTE.TZ1 |
|---|---|---|
| Относительная влажность | ||
| Диапазон измерения относительной влажности | от 0 до 100% | |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений относительной влажности (при температуре окружающего воздуха +25 °C и скорости потока воздуха 1 м/с) |
±2,5% (в диапазоне от 0 до 90%) ±3,5% (в остальном диапазоне) |
|
| Гистерезис показаний относительной влажности | ±0,8% | |
| Время отклика по уровню 63% при скорости потока 1 м/с со стандартным защитным колпачком (HTE Cap.02) | 20 с | |
| Время отклика по уровню 95% при скорости потока 1 м/с со стандартным защитным колпачком (HTE Cap.02) | 50 с | |
| Температура | ||
| Диапазон измерения температуры | от -40 до + 125 °C | |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры | ±0,8 °С | |
| Электрические характеристики | ||
| Диапазон выходных аналоговых электрических сигналов* |
4…20 мА (0…20 мА) (постоянного тока) 0…10 В (0…1, 0…3, 0…5 В) (напряжения) |
|
| Напряжение питания постоянного тока в зависимости от типа выходного сигнала |
=24 В ±5 % (номинальное для всех модификаций) =10…30 В (4…20 мА) =5…30 В (0…1 В, 0…3 В или цифровой выход) =7…30 В (0…5 В) =13…30 В (0…10 В) =5…30 В (дискретный выход PNP) |
|
| Собственное потребление тока** |
4,3 мА (для датчиков с выходным сигналом тока) 4,7 мА (для датчиков с выходным сигналом напряжения) 6,4 мА (для датчиков с RS-485 и выходным сигналом напряжения) 6,1 мА (для датчиков с RS-485 и выходным сигналом тока) 6 мА (для датчиков с RS-485 и транзисторными выходами) |
|
| Допустимое сопротивление нагрузки для токового выхода | см. Допустимое сопротивление нагрузки токового выхода | |
| Минимальная нагрузка для выхода по напряжению |
1 кОм (0…1 В) 3 кОм (0…3 В) 5 кОм (0…5 В) 10 кОм (0…10 В) |
|
| Тип дискретных выходов | - | транзистор PNP, открытый коллектор (Imax=200 мА) |
| Диапазон задания уставок дискретных выходов* | - | от -20 до +80 °C (по каналу температуры) от 0 до 100% (по каналу влажности) |
| Гистерезис дискретных выходов* | - | 2 °C (по каналу температуры) 5%(по каналу влажности) |
| Интерфейс выходного цифрового сигнала | RS-485 (Modbus RTU) | |
| Максимально допустимая длина кабеля | 1000 м | |
| Прочие характеристики | ||
| Длина стержня / кабеля «зонд-преобразователь» | 243 мм (другие длины по запросу) |
1,5 м (другие длины по запросу) |
| Масса | 320 г | 270 г |
| Степень защиты | IP65 - корпус IP20 - сенсор IP67 – кабельный ввод |
|
| Материал датчика | ||
| Фильтр | нержавеющая сталь AISI 304 (HTE Cap.02) | |
| Корпус | ABS пластик (серый) | |
| Измерительный зонд | нержавеющая сталь AISI 304 | |
| Заливочный компаунд | силикон | |
| Рабочие условия эксплуатации | ||
| Минимальная скорость потока воздуха | 1 м/с | |
| Температура окружающей среды | -40…+80 °C | |
| Допустимое атмосферное давление | 86…106 кПа | |
| Относительная влажность воздуха | до 100% | |
| Период опроса (для датчиков с цифровым сигналом) | не менее 1 с | |
* - Для датчиков с интерфейсом RS-485 возможна пользовательская настройка.
** - При напряжении питания =24 В постоянного тока без подключения аналоговых и дискретных выходных сигналов. Нагрузка RS-485 - 120 Ом.
Допустимое сопротивление нагрузки токового выхода
и температуры с защитой от агрессивных сред ELHART серии HTE.Tx1
Габаритные размеры датчика влажности и температуры ELHART серии HTE.Tx1
Длина зонда L принимает значение 243 мм.
Другие длины — по запросу.
Длина кабеля L принимает значение 1,5 м.
Другие длины — по запросу (максимальная длина кабеля может составлять 5 м).
Схемы подключения датчика влажности и температуры серии HTE.Tx1
Внимание! При подключении токовых выходов датчика необходимо последовательно с измерительным сопротивлением входа прибора (Rизм) подключать дополнительное нагрузочное сопротивление (Rн) с таким номиналом, чтобы сумма сопротивлений Rизм и Rн была в зоне допустимой нагрузки при данном напряжении питания. Это необходимо для защиты электронной платы от самонагрева.
Например, для напряжения питания 24 В, сумма сопротивлений Rизм и Rн должна быть не менее 700 Ом и не более 1 кОм.
Информация для заказа датчика влажности и температуры серии HTE.Tx1
| HTE.T | 1 | - | - | - | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Тип исполнения | ||||||||
| канальное | D | |||||||
| с выносным зондом | Z | |||||||
| Максимальная температура эксплуатации |
||||||||
| до +125 С | 1 | |||||||
| Тип выхода | ||||||||
| выход 0..10 В | U10 | |||||||
| ток 4…20 мА | I42 | |||||||
| 2хPNP транзистора* | 2T | |||||||
| Интерфейс связи | ||||||||
| интерфейс связи RS-485 | RS | |||||||
| Длина зонда или кабеля | ||||||||
| длина зонда 243 мм (для канального исполнения) | L243 | |||||||
| длина кабеля 1,5 метра (для датчика с выносным зондом) | 1,5m | |||||||
* - транзисторные выходы доступны только для модификации с выносным измерительным зондом HTE.TZ1.
Пример: HTE.TZ1-U10-RS-1,5m.