Как индуктивно захранваните PTFE температурни сензори елиминират нуждата от сензорни кабели?

Слабото звено в системата за контрол на температурата на PTFE нагревател често не е сензорът, а по-скоро проводникът, свързан с него -дълъг, деликатен кабел, който минава през корозивни изпарения, зони на химически пръски и опаковани съоръжения, където може да бъде прищипан, повреден или срязан. Това ново поколение технология за откриване на температура напълно елиминира тази физическа връзка, като зарежда сензора във въздуха с помощта на магнитна индукция.

Тази нова технология интегрира индуктивно предаване на енергия и безжична комуникация с малък{0}}обхват в напълно запечатано сензорно устройство за враждебни химически среди. В новото поле на индуктивно захранвани сензорни PTFE нагревателни безжични системи, кабелът на сензора е заменен от обвит електронен модул, който може да работи без директна електрическа връзка през стената на резервоара.

Проблемът със стандартното окабеляване на сензора за надеждност
PTFE потопяеми нагреватели се използват широко в системи за химическа обработка, където температурата се контролира от вградени термодвойки или RTD. Въпреки че самият сензорен елемент може да издържи на много корозивни среди, свързаното окабеляване често е слабото място в системата.

Типичните режими на отказ включват:

Химическо нападение върху изолации на проводници

Водата влиза през съединители

Проводници за прекъсване на вибрациите

Повреда на процеса по време на поддръжка

Електромагнитни смущения в индустриална среда

При производството на полупроводници, полирането на метали и приложенията с агресивна киселина дори незначителни повреди в окабеляването могат да доведат до температурна нестабилност, неприятни аларми или внезапно спиране на нагревателя.

Премахването на проводника елиминира един от най-упоритите проблеми при поддръжката на химическите отоплителни системи.

Как работи индуктивният пренос на мощност
Работата му е много подобна на техниката за безжично зареждане, която се използва в днешните мобилни джаджи.

Външна първична намотка
Малка основна намотка е монтирана от външната страна на резервоара за обработка и е капсулована в PTFE или друг химически устойчив материал. Тази намотка се захранва от ниско{1}}мощна управляваща верига, която генерира променливо магнитно поле.

Бобината е разположена извън резервоара и така монтажът е възможен без разрушаване на стената на резервоара.

Вътрешност на вторичната намотка
Студената зона на нагревателя има затворен модул с прикрепена съответна вторична намотка. Когато се постави на няколко сантиметра от първичната намотка, променящото се във времето магнитно поле произвежда електрически ток във вторичната намотка.

Този трансфер на енергия захранва малък електронен пакет, съдържащ:

MCU с ниска{0}}мощност

Термодвойка или RTD схема за кондициониране на сигнала

Електроника - безжични комуникации

Елементи за регулиране на мощността

Разстоянието за индуктивно предаване на мощност е целенасочено кратко, от порядъка на разстоянието, използвано в системите за зареждане на безжични телефони.

Сензорът е напълно запечатан
Потенциалните места за повреда включват открити електрически контакти в SPM банята, система за киселинно ецване или линия за покритие. Няма слабости с безжичния индуктивен дизайн.

Сензорът е защитен от агресивни условия на процеса в инертен безжичен балон.

Тъй като няма кабелна връзка през стената на резервоара:

Не се използват кабелни щуцери

Предпазва конектора от корозия

Пътищата за проникване на влага са сведени до минимум

Механичното напрежение на кабела е елиминирано

Сензорната електроника все още е напълно затворена в химически устойчиви материали, обикновено PTFE, PFA или специализирани флуорополимерни корпуси.

Без{0}}контактно измерване на температурата
В модула на нагревателя все още има типична термодвойка, разположена близо до нагревателната зона. Разликата е в начина на обработка и изпращане на сигнала.

Вместо да изпраща малкия миливолтов изход през дълги аналогови връзки, микроскопичната електроника на борда усилва и дигитализира сигнала на термодвойката локално.

След това наблюдаваната температура се изпраща безжично към системата за управление с помощта на комуникационен протокол с малък{0}}обхват.

Възможни протоколи за комуникация
В индустрията се изследват няколко безжични техники за топлинни системи:

Bluetooth Low Energy (BLE)

Собствена телеметрия в нискочестотна промишленост

Индустриални комуникационни системи за близко поле

Архитектури за мрежести мрежи с ниска мощност

BLE осигурява лесна употреба и съвместимост, докато патентованите нискочестотни решения могат да осигурят по-голяма устойчивост на индустриален електрически шум и метални смущения.

Предимства при тежки химически условия
Предимствата на безжичния метод на индуктивно захранвания сензор PTFE нагревател са особено подходящи при тежки приложения за химическа обработка.

Повече устойчивост на корозия
Липсата на оголен проводник или проникване на клеми намалява броя на компонентите, подложени на атака от киселинни изпарения.

По-лесно за преоборудване
По-старите отоплителни системи могат да бъдат регистрирани безжично чрез често добавяне на външни индукционни намотки без значителна смяна на резервоара.

По-ниска поддръжка
Намалява проблемите с подмяната на кабела и конектора, минимизирайки изискванията за обслужване в трудни{0}}до-достъпни системи.

По-голяма надеждност
Чрез премахване на физическите проводници се елиминират няколко типични източника на периодични неизправности на сензора и нестабилност на сигнала.

Разработка-насочващи приложения
Интересът към индуктивно задвижваната безжична сензорна технология нараства в няколко области.

Мокра обработка на полупроводници
Свръх{0}}чистите химически процеси се поддържат от запечатани инструменти, които имат най-нисък риск от замърсяване.

Довършителни работи и покритие, метал
Конвенционалните кабелни модули рутинно се разграждат от корозивни атмосфери в линиите за покритие и резервоарите за ецване.

Производство на химикали с висока чистота
Безжичните запечатани сензори опростяват дизайна на санитарно или химически устойчиво оборудване и намаляват пътищата за течове.

Опасни производствени обекти
Намаляването на броя на кабелните пробиви може да подобри безопасността и да опрости системната архитектура в химически опасни ситуации.

Инженерните предизвикателства все още се разследват
Има редица инженерни препятствия, които активно се преследват въпреки големите предимства на технологията.

Ефективност на преноса на енергия
Ефикасността на индуктивната връзка намалява драстично с увеличаване на разстоянието и несъответствието. Разположението на бобината трябва да е стабилно.

Издръжливост на топлина
Интегрираната електроника трябва да издържа на високи температури в близост до студената зона на нагревателя без дългосрочно отклонение или повреда.

Безжичен SI
В индустриална среда електромагнитният шум, металните конструкции и отразяващите повърхности могат да повлияят на надеждността на безжичната комуникация.

Стабилност на дългосрочното-капсулиране
Флуорополимерната капсулираща система трябва да издържи години на температурни цикли и химическо излагане.

Въпреки това подобренията в електрониката с ниска мощност и индустриалните безжични комуникации постепенно повишават устойчивостта на системата.

Преминаването към по-интелигентни PTFE системи за отопление
Развитието на PTFE технологията за нагряване все повече и повече се фокусира не само върху по-висока устойчивост на корозия, но също така и върху по-добра интелигентност за усещане и възможност за предсказуема поддръжка.

Безжичните сензори с индуктивно задвижване са естествено съвпадение с по-големите индустриални разработки като:

Интелигентно технологично оборудване

Разпределени сензорни мрежи

Архитектури за намалена поддръжка

Прогнозни диагнози

Мониторинг на химични процеси в дигиталната ера

Чрез премахване на крехките физически връзки, самата сензорна система става по-здрава и по-лесна за интегриране в автоматизирани индустриални среди.

Завършване
Безжичните, индуктивно захранвани температурни сензори най-накрая прекъсват последния си физически кабел към системите за наблюдение на PTFE нагреватели. Тези технологии доставят електричество по магнитен път на кратко разстояние и предават данни за температурата безжично, за да преодолеят много от проблемите с надеждността, свързани с традиционното окабеляване на сензора.

Резултатът е устойчива на корозия сензорна платформа, използваща запечатана флуорополимерна конструкция, вградена електроника с ниска мощност и безжична комуникация, способна да се използва при взискателни индустриални условия. С напредването на разработката се предвижда концепцията за безжичен PTFE нагревател с индуктивно захранване да става все по-съществена в съвременните системи за химическа обработка и термичен контрол.

В модерното оборудване за термична обработка понякога по-добрата надеждност се постига не чрез добавяне на допълнителен хардуер, а чрез пълно премахване на рискови компоненти. Често най-добрият кабел в крайна сметка е този, който го няма.