Industrielle Temperatursensoren für eine zuverlässige Prozesssteuerung

Eine zuverlässige Temperaturmessung ist überall dort erforderlich, wo Prozessstabilität, Anlagenschutz und konstante Betriebsbedingungen von präzisen Messdaten abhängen. Bei der Auswahl industrieller Temperatursensoren reicht es deshalb nicht aus, lediglich den nominellen Messbereich zu berücksichtigen.

Bauform, Ausgangssignal, Werkstoff, Prozessanschluss, Eintauchtiefe, elektrische Schnittstelle und erforderliche Zulassungen bestimmen, ob ein Temperatursensor unter den tatsächlichen Einsatzbedingungen zuverlässig arbeitet.

PRIGNITZ Mikrosystemtechnik bietet drei grundlegende Sensorkonzepte für die industrielle Temperaturmessung: Standard-Temperaturmessumformer mit integrierter Signalaufbereitung, kompakte Pt100-Temperatursensoren und eigensichere Temperaturmessumformer für explosionsgefährdete Bereiche. Das Portfolio ist für anspruchsvolle industrielle Anwendungen ausgelegt und umfasst auch Ausführungen für Wasserstoffsysteme.

Warum die Wahl des richtigen industriellen Temperatursensors entscheidend ist

Ein Temperatursensor bildet einen Teil der Messkette zwischen dem Prozess und dem Steuerungs- oder Überwachungssystem. Eine ungeeignete Sensorkonfiguration kann zu Montageproblemen, inkompatiblen Signalen oder Einschränkungen bei der Temperaturmessung führen.

Die Auswahl sollte deshalb mit den tatsächlichen Prozessanforderungen beginnen. Dazu gehören:

• die minimale und maximale Medientemperatur
• der statische Prozessdruck
• die erforderliche Messgenauigkeit
• die benötigte Eintauchtiefe
• der verfügbare Einbauraum
• die chemische Beständigkeit der medienberührten Werkstoffe

Auch die Architektur des Steuerungssystems spielt eine wesentliche Rolle. Einige Anlagen benötigen ein standardisiertes Ausgangssignal von 4-20 mA. Andere Steuerungen können das Widerstandssignal eines Pt100-Messelements direkt auswerten.

PRIGNITZ Mikrosystemtechnik bietet beide Konzepte innerhalb des Temperatursensorportfolios an.

Drei Bauformen für unterschiedliche industrielle Anwendungen

Standard-Temperatursensoren mit integriertem Messumformer

Die Produktfamilie PMT-S111 kombiniert ein Pt100-Messelement mit einem integrierten Temperaturmessumformer. Sie wurde für die industrielle Temperaturmessung in einem Medientemperaturbereich von -40 bis 200 Grad Celsius entwickelt.

Abhängig von der gewählten Konfiguration stehen folgende Ausgangssignale zur Verfügung:

• 4-20 mA
• Spannungssignale
• ratiometrische Ausgangssignale

Ein integrierter Messumformer ist besonders vorteilhaft, wenn der Sensor direkt an ein industrielles Steuerungs-, Überwachungs- oder Automatisierungssystem angeschlossen werden soll.

Der PMT-S111 verfügt über eine robuste Edelstahlkonstruktion und ist für statische Drücke bis 160 bar ausgelegt. Es stehen Fühlerlängen beziehungsweise Eintauchtiefen von 10 bis 500 mm zur Verfügung.

Unterschiedliche Prozessanschlüsse und elektrische Schnittstellen ermöglichen die Anpassung des Sensors an die mechanische Einbausituation und die vorhandene Steuerungsarchitektur.

Für Brennstoffzellen, Gastechnik und weitere Wasserstoffanwendungen sind wasserstoffgeeignete Varianten des PMT-S111-H verfügbar. Auch diese Ausführung deckt einen Medientemperaturbereich von -40 bis 200 Grad Celsius ab.

Kompakte Temperatursensoren für begrenzte Einbauräume

Der PMT-C111 ist ein kompakter Temperatursensor ohne integrierten Messumformer. Er liefert ein direktes Pt100-Widerstandssignal und eignet sich für Anwendungen, bei denen nur wenig Einbauraum zur Verfügung steht oder das angeschlossene Steuergerät bereits eine Pt100-Signalauswertung besitzt.

Die technische Dokumentation des PMT-C111 nennt folgende wesentliche Eigenschaften:

• Messbereich von -50 bis 150 Grad Celsius
• Pt100-Messelement der Klasse B
• Zweileiterschaltung
• Edelstahlkonstruktion
• statischer Druck bis 160 bar

Fühlerlängen zwischen 10 und 500 mm sowie verschiedene Prozessanschlüsse und elektrische Anschlussmöglichkeiten ermöglichen die Anpassung an unterschiedliche Maschinen- und Anlagenkonzepte.

Für kompakte Temperaturmessungen in Wasserstoffanwendungen steht die Variante PMT-C111-H zur Verfügung. Bei dieser Ausführung bestehen die medienberührten Teile aus Edelstahl 316L. Der Messbereich liegt zwischen -50 und 150 Grad Celsius.

Eigensichere Temperatursensoren für explosionsgefährdete Bereiche

Prozesse mit brennbaren Gasen, Dämpfen oder explosionsfähigen Atmosphären erfordern Geräte, die für die jeweilige Ex-Zone und die konkreten Einsatzbedingungen zugelassen sind.

Die Produktfamilie PMT-S111-Exi besteht aus eigensicheren Temperaturmessumformern. Eigensicherheit bedeutet, dass die im Messstromkreis verfügbare elektrische Energie begrenzt wird. Dadurch soll unter den festgelegten Betriebsbedingungen das Risiko einer Zündung reduziert werden.

Der PMT-S111-Exi ist für Medientemperaturen von -40 bis 200 Grad Celsius ausgelegt. Für definierte Anwendungen in explosionsgefährdeten Bereichen sind Konfigurationen mit ATEX- und CSA-Zulassungen verfügbar.

Die Produktdokumentation enthält unter anderem folgende ATEX-Kennzeichnung: II 2G Ex ia IIC T3 Gb

Für Anwendungen, die Anforderungen an den Explosionsschutz mit dem Einsatz in Wasserstoffsystemen kombinieren, sind wasserstoffgeeignete Varianten des PMT-S111-Exi erhältlich.

Eine Zertifizierung darf niemals isoliert betrachtet werden. Bei der Auswahl müssen immer die vollständige Sensorkonfiguration, der elektrische Stromkreis, die Umgebungstemperatur und die tatsächlichen Installationsbedingungen berücksichtigt werden.

Für die zertifizierte Konfiguration nennt die Dokumentation des PMT-S111-Exi einen Umgebungstemperaturbereich von -40 bis 85 Grad Celsius.

Wichtige Auswahlkriterien für industrielle Temperatursensoren

Messbereich

Der Temperatursensor muss sowohl die normalen Betriebstemperaturen als auch vorhersehbare Abweichungen des Prozesses sicher abdecken.

Das Portfolio von PRIGNITZ Mikrosystemtechnik umfasst je nach Modell Messbereiche von -50 bis 200 Grad Celsius.

Die Produktfamilien PMT-S111 und PMT-S111-Exi decken Medientemperaturen von -40 bis 200 Grad Celsius ab. Der kompakte Temperatursensor PMT-C111 ist für einen Temperaturbereich von -50 bis 150 Grad Celsius ausgelegt.

Ausgangssignal

Ein Temperaturmessumformer mit einem Ausgangssignal von 4-20 mA wird häufig eingesetzt, wenn ein robustes industrielles Signal über eine größere Entfernung an eine Steuerung, eine speicherprogrammierbare Steuerung oder ein Überwachungssystem übertragen werden muss.

Ein direktes Pt100-Widerstandssignal eignet sich, wenn das angeschlossene Steuergerät bereits die Auswertung von Widerstandstemperatursensoren unterstützt.

Für spezielle Steuerungsarchitekturen können außerdem Spannungs- oder ratiometrische Ausgangssignale konfiguriert werden.

Werkstoffe und Prozessbedingungen

Die Temperatursensoren von PRIGNITZ Mikrosystemtechnik verfügen über Edelstahlkonstruktionen. Bei relevanten Modellen und medienberührten Bauteilen wird unter anderem Edelstahl 316L eingesetzt.

Der verwendete Werkstoff muss immer im Hinblick auf folgende Bedingungen geprüft werden:

• Prozessmedium
• Betriebsdruck
• Medientemperatur
• Reinigungsverfahren
• chemische Beständigkeit

Die verfügbaren Modelle sind für den Einsatz mit unterschiedlichen Flüssigkeiten und Gasen vorgesehen. Dazu können neutrale und aggressive Medien gehören. Die endgültige Werkstoffverträglichkeit muss jedoch für jede Anwendung gesondert geprüft werden.

Fühlerlänge und Anschlüsse

Die Fühlerlänge beziehungsweise Eintauchtiefe bestimmt, wie weit das Messelement in den Prozess hineinragt. Verfügbare Konfigurationen umfassen Längen von 10 bis 500 mm.

Abhängig von der gewählten Produktfamilie stehen unter anderem folgende elektrische Anschlüsse zur Verfügung:

• M12x1
• EN 175301-803
• Deutsch DT04
• Packard Metri-Pack
• Kabelausgänge

Für die Prozessanbindung sind verschiedene Gewindeanschlüsse verfügbar. Zusätzliche oder kundenspezifische Anschlüsse können auf Anfrage realisiert werden.

Konfigurierbare Temperatursensorlösungen

Industrielle Anwendungen benötigen häufig mehr als einen standardisierten Katalogsensor.

Unterschiedliche Eintauchtiefen, Ausgangssignale, Prozessanschlüsse, elektrische Schnittstellen und Temperaturbereiche können erforderlich sein, damit der Sensor sowohl zur mechanischen Konstruktion als auch zum vorhandenen Steuerungssystem passt.

PRIGNITZ Mikrosystemtechnik entwickelt konfigurierbare Temperatursensorlösungen auf Basis standardisierter Produktfamilien.

Die im Produktkatalog dargestellten Konfigurationen bilden lediglich ausgewählte Beispiele und nicht das vollständige Portfolio ab. Die endgültigen Bestelldaten sollten deshalb im jeweiligen Produktdatenblatt oder direkt mit PRIGNITZ Mikrosystemtechnik abgestimmt werden.

Welche Temperatursensorfamilie eignet sich für welche Anwendung?

Ein Standard-Temperaturmessumformer ist der geeignete Ausgangspunkt, wenn ein industrielles Ausgangssignal und eine integrierte Signalaufbereitung erforderlich sind.

Ein kompakter Pt100-Temperatursensor eignet sich für Anwendungen mit begrenztem Einbauraum, sofern das Steuerungssystem ein direktes Widerstandssignal auswerten kann.

Ein eigensicherer Temperaturmessumformer wird benötigt, wenn die Installation die festgelegten Anforderungen für explosionsgefährdete Bereiche erfüllen muss.

Bei der Auswahl sollten insbesondere folgende Faktoren gemeinsam betrachtet werden:

• Temperaturbereich
• Ausgangssignal und Steuerungsarchitektur
• Prozessmedium
• statischer Druck
• Einbauabmessungen
• Werkstoffverträglichkeit
• Zertifizierungsanforderungen
• Durch die Abstimmung dieser Parameter können Konstrukteure und Anlagenplaner eine Temperaturmesslösung auswählen, die den tatsächlichen Betriebsbedingungen entspricht.

PRIGNITZ Mikrosystemtechnik unterstützt die Konfiguration industrieller Temperatursensoren für Standardprozesse, kompakte Einbausituationen, explosionsgefährdete Bereiche und Wasserstoffanwendungen.

Weitere Sensorlösungen von PRIGNITZ Mikrosystemtechnik

PRIGNITZ Mikrosystemtechnik entwickelt Drucksensoren und kundenspezifische Sensorlösungen für industrielle Anwendungen, bei denen zuverlässige Messwerte, eine robuste Konstruktion und eine anwendungsspezifische Konfiguration erforderlich sind.

Weitere Informationen finden Sie in unserem Bereich für industrielle Drucksensoren.

Interner Link: Drucksensoren und Druckmessumformer

Für die Auswahl einer anwendungsspezifischen Sensorlösung wenden Sie sich bitte an unser Vertriebsteam unter info@prignitz-mst.de oder telefonisch unter +49 3877 56746-0.

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