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热电阻测温在粮食系统中的应用


热电阻测温在粮食系统中的应用,在输送粮食物料的过程中, 由于设备安装中斗式提升机尾部进料形成偏心进料, 导致畚斗皮带在有料和无料的情况下分别偏向两边, 从而在畚斗皮带两侧的两个点被皮带摩擦产**热现象。只有当进料稳定后, 通过调节尾部滚筒装置, 才能控制畚斗皮带不摩擦侧板。一般工作人员通过手感触摸发热点来调节尾部滚筒装置, 避免摩擦产生热量聚集, 并用毛巾蘸水向发热点不停敷抹, 达到降温的目的。但是, 通过手感观方式感知温度达不到实时了解发热点的温度情况, 需要工作人员不停查看, 工作量较大。为了能够实时测量发热点温度, 提出了一种热电阻测温方案系统, 以采用技术手段解决问题。

1 系统设计
测量的温度主要分为非接触式和接触式, 非接触式包括辐射高温计、光学高温计和红外探测器等, 接触式包括热电阻温度计、热电偶温度计和电子集成芯片等。非接触式测温原理是通过热辐射来测量温度, 测量速度较快, 一般用来测量温度较高的物体。然而, 受环境烟尘、物体发射率、水蒸气、热辐射传递空间的距离等因素影响, 测量误差较大。接触式测温测量精度高、可靠、简单, 但由于达到热平衡需要一定时间, 因而会产生测温滞后现象。另外, 接触元件常常会影响被测物体的温度场, 同时会受到被测环境的腐蚀。
非接触式测温原理是物体发出的热辐射能量会随着温度的变化而变化。同时, 它以电磁波方式向周围辐射能量, 而温度与物体辐射的能量大小有关。理论上, 非接触式测温不会像热接触式测温会滞后和在测温范围上受到限制, 可以测量液体表面、固体表面、有毒、腐蚀以及运动物体等的温度, 但价格较贵, 精度较低。
接触式是应用电阻、电性能、材料的电势与温度值的关系来测量温度, 包括热电阻、热电偶温度测量、热敏电阻温度测量以及集成芯片温度测量等。热电偶是利用两种不同的金属材料焊接为一个整体, 当两端 (参考端和测量端) 有温差时形成热电势, 利用热电势与温度值的关系可得到测量温度值。热电偶的特点是响应快、结构简单, 经常用于远距离温度测量, 适用于500℃以上。热电阻应用的原理是电阻变化和温度变化的关系测量温度, 特点是准确度高、性价比高、稳定性好、传输距离远以及输出信号强。
根据以上几种测温方式的特点, 斗提机要控制在0~100℃, 传输到PLC柜的距离大约100 m。红外测温方法由于受到环境因素不适合选取, 且价格较贵;热电偶测温方法适合测量500℃以上的物体, 且输出的信号较弱, 容易受到干扰;热电阻测温方法适合粮食系统, 本文选取PT100热电阻作为测温元件。
2 实施方案
测量系统包括PT100测温探头、智能一体化温度变送器和PLC模拟量输入模块。如图1所示, PT100测温探头测温范围为0~200℃, 智能一体化温度变送器输出信号为4~20 mA, 供电电压12~36 VDC。该变送器模块能够通过软件设定测温范围, 设定为0~100℃。该系统共有2个测温点, 需要2个PT100、2个温度变送器和2个PLC模拟量输入点。热电阻探头贴近发热点, 温度变送器通过测量热电阻的电阻值输出相应的电流值, 并传输至PLC输入模块。PLC将测得的电流值通过网络传输至PC机上位软件上, 上位软件根据算法得出相应的温度值进行显示。该上位软件能够设定报警值, 如当温度大于60℃时输出报警信号, 提醒工作人员进行处理, 提高反应能力。   
                                                                   图1 测试系统结构图   
3 实测效果
如图2所示, “30.3℃河”和“30.3℃仓”分别是斗提机尾部两个测温点所显示的温度值。由于斗提机没有运行, 所测的值实为环境温度, 测量值相当准确, 误差范围很小。此外, 斗提机运行过程中, 所测得的温度值也能迅速反映给操作人员, 提醒现场巡视人员及时调节斗提机跑偏装置, 从而达到运行要求。
                                  
                                                                    图2 实测结果界面截图  
4 结论与展望
热电阻测温系统在粮食物流行业中应用广泛, 可用于输送设备的轴温、粮情测量等, 且具有价格低廉、测量准确以及系统简单实用等特点。应用该系统可有效防止由于转动部件发热引起火灾或粉尘爆炸的风险, 快速准确地实时反映被测物体的温度, 提醒工作人员及时处理出现的问题。

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