Precisie lager temperatuursensor – Nauwkeurige detectie & monitoring

Lager Temperatuursensor / Detector

Lager Temperatuursensor wordt ook wel Lager Temperatuur Detector (BTD) genoemd. Afgekort: BTD.

Eerst: wat is een temperatuursensor?

Een instrument of apparaat om de temperatuur van voorwerpen of plaatsen te meten.

Lees ook: Scavenge brand

Werking van temperatuursensoren

Temperatuursensoren meten temperatuur op twee manieren: direct contact met warmtebron, of op afstand via uitstralingswarmte.

Indirecte methode vereist twee functies/variabelen:

• Voelelementen hebben herhaalbare weerstand/spanning/stroom vs temperatuur relatie (R vs T) en werktemperatuurbereik.
• De R/V/A vs T relatie = hoeveelheid verandering in weerstand/spanning/stroom per graad temperatuurverandering.

Anders gezegd: verandering in eerste functie door stralingsenergie warmtebron. Deze functie is evenredig aan temperatuurverandering. Eerste functie kan spanning, stroom, weerstand zijn.

Vandaag de dag: brede reeks sensoren beschikbaar: thermokoppels, RTDs (weerstandstemperatuursensoren), thermistoren, infrarood, halfgeleidersensoren.

In temperatuursensoren: RTD gebruikt, gemaakt door fijn draad om keramisch/glas core te winden.

Algemeen voor RTD elementen: platina, koper, nikkel, cadmium met herhaalbare R vs T relatie en werktemperatuurbereik.

De thermokoppel wordt ook gebruikt: twee verschillende materialen die spanning genereren bij temperatuurverandering. Spanning recht evenredig aan temperatuur: temperatuur stijgt → spanning stijgt, temperatuur daalt → spanning daalt.

Wat zijn lager temperatuursensoren/detectors?

Een type temperatuursensor specifiek voor het meten van lagertemperatuur.

Waar worden lager temperatuursensoren geplaatst?

Lagers hebben hoofdzakelijk twee delen: stationair en roterend. Sensoren worden in de stationaire lagerbehuizing gemonteerd en monitoren de lagertemperatuur.

Installatie lager temperatuursensor

1. Bestaande vetnippel (grease zerk) uit lagerbehuizing halen.
2. ADB meetkundemoer losdraaien en meetkundesonde verwijderen.
3. ADB sensorhuis in 1/8" NPT draadgat in lagerbehuizing draaien.
4. Temperatuursonde terug in sensorhuis, diepte instellen passend bij lager. Voor optimale monitoring: zo dicht mogelijk bij buitenring zonder aanraking (Figuren A en B).
5. ADB meetkundemoer vastdraaien met aanbevolen sleutel (ADBW). Max. aanbevolen moment: 18 in-lb (2 Nm).
6. Belangrijk: vloeistofdichte buigoede buis en fitting gebruiken (Figuren C en D) ter bescherming sensor kabels.

VLOEISTOFDICHTE BUIGOODE BUIS INSTALLATIE

Buissystemen kunnen water direct naar sensoren leiden via verkeerd afgedichte fittingen en condensatie.

Langdurig: water beïnvloedt sensorprestaties negatief. Voorkomen: correcte installatie buis en laagste punt afvoeren.

Stijve metalen buis gebruiken ter bescherming kabels van sensoren naar controle-eenheid.

Figuur C: correcte installatie. Sensor boven buisafvoer en waterniveau.

Figuur D: water, met name condensatie, kan buisafvoer omzeilen en direct in sensor stromen.

SKF Sensor Lager Eenheid

Wat is een SKF Sensor Lager Eenheid? Mechatronische machinecomponenten die sensor- en lagertechniek combineren. Ideale combinatie van veelzijdige diepgroefkogellagers met sensoren beschermd van externe invloeden.

Sensorhuis, impulsring en lager mechanisch verbonden → integraal, gereed voor montage.

SKF Sensor-Lager Eenheden voor registratie van:

• Aantal omwentelingen
• Snelheid
• Draairichting
• Relatieve positie/telling
• Versnelling/vertraging

Naast snelheidssensoren: ook lagereenheden met temperatuursensoren van SKF. Directe en permanente monitoring lagertemperatuur, voorkomt oververhit asdozen en lagerschade.

SKF Lager Temperatuursensor

SKF BTD sensoren = temperatuursensoren voor lagers, gefabriceerd door SKF.

Algemeen: PT100 RTD sensoren voor lagertemperatuurmeting.

Instelbare PT100 SKF lager sensoren met vetnippel type SKF PT100K3DN

SKF PT100K3DN: instelbare sondediepte. Speciaal ontworpen voor SKF lagers.

In praktijk: ~20-40% verschil ten opzichte van oppervlaktetemperatuurmeting. Kan snel ingrijpen bij temperatuurstijging.

PT100 levert permanent staand-bij signaal. Geen signaal → oorzaak onderzoeken, zo nodig sensor vervangen.

Zolang stand-by signaal: ook noodsignaalscontact bij stijgende temperatuur door wrijving die schade/brand kan veroorzaken.

Analoge signalen direct aan PLC of onafhankelijk monitoringsapparaat (bijv. GSI48 indicator). Ook omzetbaar naar digitaal PROFIBUS signaal via transmitter.

SKF Lager Temperatuurlimiet

ATEX Classificatie versie (Ex-i)
III 1/2 D Ex ia IIIC TX Da/Db, II 1/2 G Ex ia IIC T6..T1 Ga/Gb -40°C tot 185°C

SKF Lager Temperatuurlimiet: 185°C.

Lager Temperatuursensor PT100

PT100 = RTD sensor met platina als weerstandselement.

Veelvoorkomend RTD type met nominale weerstand 100 ohm bij 0°C.

Pt = platina symbool, "100" = weerstand in ohm bij 0°C.

Vergelijkbaar: PT1000 (1000 ohm bij 0°C).

Weerstand/Temperatuur relatie voor metalen

Typisch RTD voelelementen (platina, koper, nikkel) hebben herhaalbare R vs T relatie en werktemperatuurbereik.

R vs T relatie = weerstandsverandering per graad temperatuurverandering.

Relatieve weerstandsverandering (temperatuurcoëfficiënt) varieert licht over bruikbaar bereik.

Werkprincipe lager RTD sensor

RTD sensor: voelelement wiens weerstand verandert met temperatuur. Meestal platina, nikkel/koper ook voorkomend. Vandaag: draadwinding, dunne film.

Meet weerstand: constante stroom door RTD, resulterende spanning meten, weerstand bepalen.

Werking RTD

RTD bestaat uit metalen elementen wiens weerstandsverandering een temperatuurfenomeen is. Kleine opwekkingsstroom door element → spanning (evenredig aan weerstand) gemeten → omgerekend tot temperatuureenheden.

RTD element: draad gewonden (draadwinding) of film geplateerd (dunne film) op keramisch/glas kern, geseald in keramisch/glas capsule.

Lager Thermokoppel

Thermokoppel: gelaste 'warme' verbinding (meestal draden) tussen twee verschillende metalen, en referentieverbinding aan andere uiteinden van basismaterialen.

Samengevoegde uiteinde = WARME VERBINDING (HOT JUNCTION). Andere uiteinde = KOUE UITEINDE of KOUDE VERBINDING (COLD JUNCTION).

Koude verbinding aan eind van thermokopelmateriaal.

Bij temperatuurverschil warm/koude verbinding → kleine spanning ontstaat.

Temperatuurverandering meetverbinding → verandering elektromotorische kracht (EMK) tussen andere uiteinden.

Over vrije uiteinden thermokopeldraden treedt EMK op → gemeten → omgerekend tot temperatuureenheden.

Let op: Voor -400°F tot 1550°F: platina RTDs. RTDs vervangen thermokoppels in veel industriële toepassingen <1200°F door verbeterde precisie en herhaalbaarheid.