Comprensione dei sensori di temperatura nel monitoraggio dei macchinari
Definizione: Che cos'è un sensore di temperatura?
Sensore di temperatura nel contesto del monitoraggio dei macchinari è un dispositivo che misura la temperatura di cuscinetti, motori, fluidi di processo o superfici di apparecchiature, fornendo informazioni critiche per rilevare surriscaldamento, problemi di lubrificazione, attrito eccessivo e condizioni operative anomale. Mentre vibrazione il monitoraggio rileva difetti meccanici, il monitoraggio della temperatura fornisce informazioni complementari sulle condizioni termiche, rendendo la combinazione di vibrazione e temperatura più efficace di ciascuna di esse presa singolarmente.
I sensori di temperatura sono componenti essenziali di programmi completi di monitoraggio delle condizioni, poiché molti guasti ai macchinari sono preceduti da aumenti di temperatura: guasti ai cuscinetti per attrito, avvolgimenti del motore per sovraccarico, guarnizioni per sfregamento. Il rilevamento precoce attraverso l'andamento della temperatura consente di intervenire prima che si verifichino guasti catastrofici.
Tipi comuni di macchinari
1. RTD (rilevatore di temperatura a resistenza)
Più preciso e stabile:
- Principio: La resistenza del filo di platino cambia con la temperatura
- Tipi comuni: Pt100 (100Ω a 0°C), Pt1000
- Precisione: ±0,1-0,5°C tipico
- Allineare: da -200 a +600°C
- Stabilità: Eccellente a lungo termine
- Costo: Da moderato ad alto
- Applicazioni: Monitoraggio dei cuscinetti critici, misurazioni di precisione
2. Termocoppia
Ampia gamma e robustezza:
- Principio: La giunzione di metalli diversi genera una tensione proporzionale alla temperatura
- Tipi: Tipo K (il più comune), Tipo J, Tipo T, Tipo E
- Precisione: ±1-3°C tipico
- Allineare: da -200 a +1300°C (a seconda del tipo)
- Costo: Basso
- Applicazioni: Monitoraggio ad alta temperatura, scarico, forni
3. Termistore
- Principio: Resistenza dei semiconduttori altamente sensibile alla temperatura
- Sensibilità: Molto alto (grande variazione di resistenza per °C)
- Precisione: ±0,1-1°C
- Allineare: Limitato (da -50 a +150°C tipico)
- Costo: Basso
- Applicazioni: Apparecchiature di consumo, alcune industriali
4. Infrarossi (senza contatto)
- Principio: Rileva la radiazione termica dalla superficie
- Vantaggio: Nessun contatto richiesto
- Allineare: da -50 a +1000°C+
- Precisione: ±2-5% di lettura
- Applicazioni: Controlli a campione, indagini termografiche
Monitoraggio della temperatura dei cuscinetti
Posizioni di misurazione
- Incorporato nell'alloggiamento del cuscinetto (vicino alla pista esterna del cuscinetto)
- Montaggio superficiale sul cappello del cuscinetto
- Nello scarico dell'olio (per cuscinetti lubrificati a olio)
- Più posizioni per cuscinetti di grandi dimensioni
Intervalli di temperatura normali
- Ambiente + 20-40°C: Temperatura di esercizio normale
- Ambiente + 50-60°C: Massimo accettabile per la maggior parte dei cuscinetti
- > Ambiente + 70°C: Indica un problema, indagare
- > 90-100°C assoluti: Condizione di allarme per la maggior parte dei cuscinetti
Tendenze e allarmi
- Stabilire la temperatura di base per ogni cuscinetto
- Allerta per aumento di 10-15°C rispetto alla temperatura di base
- Allarme per aumento di 20-25°C o limite assoluto
- Interruzione (arresto) in caso di aumento di 30-40°C o valore assoluto critico
Integrazione con il monitoraggio delle vibrazioni
Informazioni complementari
- Vibrazione: Rileva precocemente i difetti meccanici
- Temperatura: Conferma la gravità, indica problemi di attrito/lubrificazione
- Insieme: Diagnosi più affidabile rispetto a entrambe le soluzioni prese singolarmente
Modelli diagnostici
- Vibrazione elevata + temperatura normale: Problema meccanico (squilibrio, disallineamento)
- Vibrazioni elevate + temperature elevate: Difetto del cuscinetto con attrito (fase avanzata)
- Vibrazione normale + temperatura elevata: Problema di lubrificazione, allineamento che causa attrito
- Entrambi in aumento: Guasto progressivo del cuscinetto
Migliori pratiche di installazione
Posizionamento del sensore
- Il più vicino possibile alla fonte di calore (cuscinetto)
- Buon contatto termico con la superficie misurata
- Evitare spazi vuoti d'aria (utilizzare pasta termica se necessario)
- Protetto dalle variazioni della temperatura ambiente
Cablaggio
- Utilizzare il tipo di cavo corretto per il sensore (cavo di compensazione per termocoppie)
- Evitare di correre vicino a cavi ad alta corrente o ad alta tensione
- Terminazione e collegamento corretti
- Schermatura e messa a terra se necessario
Applicazioni
Monitoraggio dei cuscinetti
- Rilevamento precoce di lubrificazione problemi
- Conferma del difetto del cuscinetto
- Rilevamento del sovraccarico
- Applicazione più comune per il monitoraggio della temperatura
Protezione del motore
- Temperatura dell'avvolgimento (RTD incorporati)
- Temperatura del cuscinetto
- Temperatura del telaio
- Sovraccarico e adeguatezza del sistema di raffreddamento
Attrezzature di processo
- Pompe (temperature dei cuscinetti, delle guarnizioni, dell'involucro)
- Compressori (temperatura di scarico, cuscinetti)
- Riduttori (temperatura della coppa dell'olio)
I sensori di temperatura sono complementari essenziali ai sensori di vibrazione nei programmi di monitoraggio completo dei macchinari. La combinazione dell'analisi delle vibrazioni, che rileva difetti meccanici, e del monitoraggio della temperatura, che conferma le condizioni termiche, i problemi di attrito e l'adeguatezza della lubrificazione, fornisce una valutazione più completa dello stato di salute delle apparecchiature rispetto alle singole tecnologie, consentendo il rilevamento precoce di diverse modalità di guasto nelle apparecchiature rotanti.
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