Das eingebaute{0}}Thermoelement einer PFA-Heizung kann vor Ort (ohne die Heizung aus dem Tank zu entfernen) mithilfe einer Zweipunktkalibrierung kalibriert werden: Eisbad (0 Grad) und kochendes Wasser (100 Grad auf Meereshöhe). Die Heizung muss stromlos sein und der Tank muss entleert sein, um das Thermoelement freizulegen (falls es sich im kalten Bereich befindet), oder die gesamte Heizung muss in die Kalibrierflüssigkeiten eingetaucht sein. Bei Heizgeräten, bei denen sich das Thermoelement im beheizten Bereich (in Prozessflüssigkeit eingetaucht) befindet, können Sie nicht kalibrieren, ohne das Heizgerät zu entfernen, da die Kalibrierflüssigkeiten nicht in den Prozesstank eingeleitet werden können. Wenn die Heizung jedoch über ein separates Schutzrohr verfügt oder das kalte Ende einen Temperatursensor enthält, können Sie das kalte Ende in Eiswasser und kochendes Wasser tauchen. Diese Methode korrigiert Offset- und Spannenfehler. Führen Sie die Kalibrierung jährlich oder nach jedem Übertemperaturereignis durch.
Kalibrierungsmethoden
| Verfahren | Standort des Thermoelements | Muss die Heizung entfernt werden? | Genauigkeit |
|---|---|---|---|
| Eisbad (0 Grad) und kochendes Wasser (100 Grad) | Kaltes Ende (Schutzrohr oder freiliegende Verbindung) | Nein (nur kaltes Ende eintauchen) | ±1 Grad |
| Nur Eisbad (Offset) | Beliebig (muss zugänglich sein) | Ja (zum Eintauchen) | ±2 Grad |
| Mit kalibriertem Referenzsensor vergleichen | Im Tank (Prozessflüssigkeit) | Nein (Referenzsonde verwenden) | ±0,5 Grad |
| Heizung ausbauen, im Labor kalibrieren | Beliebig | Ja | ±0,5 Grad |
In-Kalibrierungsverfahren vor Ort (Kalt-Endsensor)
Schalten Sie die Heizung aus-und auf Raumtemperatur abkühlen lassen.
Entleeren Sie den Tankbis unter das kalte Ende (wenn das kalte Ende über dem Flüssigkeitsspiegel liegt) oder entfernen Sie die Flüssigkeit. Bei den meisten Heizgeräten befindet sich das kalte Ende über dem Tank, sodass kein Entleeren erforderlich ist.
Bereiten Sie ein Eisbad vor: Füllen Sie einen kleinen Behälter mit zerstoßenem Eis und entionisiertem Wasser (0 Grad, Mischung aus Eis und Wasser). Bis zum Gleichgewicht rühren.
Tauchen Sie das Thermoelement am kalten Ende ein(oder die Spitze des Schutzrohrs) in das Eisbad. Stellen Sie sicher, dass der Sensor vollständig eingetaucht ist, aber die Behälterwände nicht berührt.
Warten Sie 5 Minutendamit sich die Temperatur stabilisiert. Notieren Sie den Messwert des Thermoelements (T_ice_measured). Es sollte 0 Grad sein. Der Offset=T_ice_measured – 0.
Bereiten Sie kochendes Wasser vor: Entionisiertes Wasser zum Kochen bringen (100 Grad auf Meereshöhe; an die Höhe anpassen: Siedepunkt sinkt um 1 Grad pro 285 m Höhe). Verwenden Sie einen separaten Behälter.
Tauchen Sie den gleichen Sensor einins kochende Wasser geben (Vorsicht, Dampf kann verbrennen). Warten Sie 5 Minuten.
Zeichnen Sie T_boil_measured auf. Berechnen Sie den Spannenfehler=(T_boil_measured – 100) – Offset.
Passen Sie den Controller an(sofern eine Offset- und Span-Korrektur möglich ist) oder notieren Sie sich die Korrekturen für die manuelle Ablesung.
Höhenkorrektur für Siedepunkt
| Höhe (m) | Siedepunkt (Grad) |
|---|---|
| 0 (Meeresspiegel) | 100.0 |
| 300 | 99.0 |
| 600 | 98.0 |
| 1,000 | 96.7 |
| 1,500 | 95.0 |
| 2,000 | 93.3 |
Auf 1.500 m Höhe hat das kochende Wasser eine Temperatur von 95 Grad. Kalibrieren Sie mit diesem Wert, nicht mit 100 Grad.
Beispiel einer Kalibrierungsberechnung
Auf Meereshöhe: Das Eisbad zeigt 0,5 Grad an (Offset +0.5 Grad). Kochendes Wasser zeigt 101,2 Grad an. Die tatsächliche Temperatur sollte 100,0 Grad betragen. Korrigierter Siedewert=101.2 – 0.5=100.7 Grad, der 0,7 Grad höher ist. Spannenfehler=+0.7 Grad bei 100 Grad. Der Regler kann angepasst werden: neuer Wert=(gemessen – 0,5) × (100 / (gemessen – 0,5))? Einfacher: Wenden Sie eine lineare Korrektur an: T_true=(T_measured – 0,5) × (100 / 100,7)=(T_measured – 0,5) × 0,993. Für einen Messwert von 80 Grad beträgt T_true=(79,5) × 0.993=79.0 Grad.
Feldbeispiel
Ein pharmazeutischer Reaktor hatte eine PFA-Heizung mit einem eingebauten Thermoelement vom Typ J. Der Bediener vermutete, dass die Temperaturmessung ungenau war (Probleme mit der Produktqualität). Unter Verwendung der Eisbad-/kochenden Wassermethode am Kaltendesensor (über dem Tank zugänglich) fanden sie einen Versatz von +1.2 Grad und einen Spannenfehler von -2,0 Grad bei 100 Grad (Anzeige 98 Grad bei echten 100 Grad). Der Controller wurde neu kalibriert. Das Problem mit der Produktqualität wurde behoben. Die Kalibrierung dauerte 30 Minuten und erforderte weder den Ausbau des Heizgeräts noch das Entleeren des Tanks.
Wenn eine In-{0}}Kalibrierung vor Ort nicht möglich ist
Wenn das Thermoelement in den beheizten Abschnitt eingebettet ist (in Prozessflüssigkeit eingetaucht ist), können Sie keine Kalibrierung durchführen, ohne die Heizung zu entfernen. Installieren Sie in diesem Fall ein temporäres Referenzthermoelement im Tank neben der Heizung. Vergleichen Sie den eingebauten -Sensor mit der Referenz bei zwei Temperaturen: Umgebungstemperatur (20 Grad) und Betriebstemperatur (z. B. 80 Grad). Nutzen Sie die Differenz, um den Regler anzupassen. Die Genauigkeit ist geringer (±2 Grad), aber für viele Prozesse ausreichend.
Empfohlene Häufigkeit
| Anwendung | Kalibrierungshäufigkeit |
|---|---|
| Allgemeine Industrie (Wasser, Öl) | Jährlich |
| Pharmazeutik, Halbleiter | Alle 6 Monate |
| High-temperature (>150 Grad) | Alle 6 Monate |
| After any over-temperature event (>200 Grad) | Sofort |
Fazit: Eisbad und kochendes Wasser kalibrieren Kalt-Endsensoren, ohne dass die Heizung entfernt werden muss
Das eingebaute-Thermoelement einer PFA-Heizung kann vor Ort mit einem Eisbad (0 Grad) und kochendem Wasser (100 Grad, Höhe-korrigiert) kalibriert werden, wenn sich der Sensor am kalten Ende oder in einem über dem Tank zugänglichen Schutzrohr befindet. Die Heizung muss nicht ausgebaut werden und der Tank muss nicht entleert werden. Die Kalibrierung korrigiert Offset- und Spannenfehler und verbessert die Genauigkeit der Temperaturregelung auf ±1 Grad. Bei im beheizten Bereich eingebetteten Sensoren ist ein Ausbau erforderlich; Verwenden Sie stattdessen einen Referenzsensor. Führen Sie die Kalibrierung jährlich oder nach jedem Übertemperaturereignis durch. Eine 30-minütige Kalibrierung verhindert monatelange ungenaue Temperaturkontrolle. Sie benötigen lediglich zwei Punkte (0 Grad und 100 Grad). Eis und Dampf – einfach, präzise, zuverlässig. Kalibrieren Sie Ihren Sensor, steuern Sie Ihren Prozess. Ihre Produktqualität hängt davon ab. Mach es.
