Procesinstrumentering Kunsten at måle den rigtige temperatur Temperaturen er en af de vigtigste parametre i utallige processer i industrien. Derfor er det uhyre vigtigt, at temperaturen måles så effektivt og korrekt som muligt for dermed at sikre optimale processer og den bedste kvalitet. Læs her om temperaturskalaen og usikkerhedsbudgetter - samt udfordringer, faldgruber og anbefalinger ved den vigtige temperaturmåling Af Søren Lindholt Andersen De måletekniske udfordringer er ofte store, når man bevæger sig ud af kalibreringslaboratoriet og ind i processen for at måle temperaturen i forbindelse med styring og kontrol af industrielle processer. I laboratoriet kan man i høj grad styre alle de faktorer, der spiller ind på den pågældende måling og med stor præcision angive den fejl, som et måleinstrument laver i forhold til referencen. I processen er det derimod ikke temperaturmålingen, der sætter dagsordenen for setuppet - her må man tilpasse temperaturmålingen, så den på bedst mulig vis afspejler temperaturen i den proces, man er interesseret i at kontrollere. Man skal være påpasselig og altid forsøge at opnå så god ligevægt som muligt Teknologisk Institut er udpeget af sikkerhedsstyrelsen til at være Nationalt Reference Laboratorium for kontakttemperaturmåling. Den internationale temperaturskala ITS-90 opretholdes således via realiseringen af definerende fikspunkter i intervallet -189°C til 660°C. Og med status som GTS-institut udbreder Teknologisk Institut viden om metrologi og temperaturmåling til den danske industrisektor via kurser og rådgivning samt en erfa-gruppe. Følg diskussionerne på linkedin-gruppen Temperaturmetrologi (linkedin. com/groups/8565651) eller find yderligere oplysninger via vores hjemmeside (teknologisk.dk/laboratorier/temperatur/14993). mellem den proces, man ønsker at måle temperaturen af og selve temperaturføleren. Det er nemlig altid temperaturen af føleren selv, man måler - og ikke den procestemperatur, man er interesseret i at kende. Desuden skal man sikre sporbarheden på den udførte måling ved at sammenholde værdien af den anvendte føler med værdien af en kendt reference, som er holdt op mod den internationalt anerkendte temperaturskala - ITS-90. Temperaturskalaen og sporbarhed Når man måler temperaturen med et termometer, er der altid tale om en indirekte måling. Et modstandstermometer måler modstanden (Ω) i sensorelementet og relaterer den til en temperatur (°C). I et væske-i-glastermometer fortæller væskesøjlens højde, hvad temperaturen er, mens man med en termokobler omregner termospændingen (µV) til en temperatur. For at sikre en ensartet standard er man blevet enige om den internationale temperaturskala fra 1990 - ITS90. Ved hjælp af såkaldte fikspunkter definerer man skalaen således, at temperaturen ved vands tripelpunkt er 0,01°C (et stofs tripelpunkt er den tilstand, hvor de tre faser, fast-, væske- og gasfasen optræder i ligevægt). (Se figur 1). Med et ultrastabilt standard platin modstandstermomenter (en SPRT) kan man nu måle modstanden i en række fikspunkter og relatere SPRT’ens modstand til temperaturen ved hjælp af en standardiseret formel foreskrevet i ITS-90. Hos Teknologisk Institut opretholder man den internationale temperaturskala i Danmark ved som nationalt referencelaboratorium inden for kontakttermometri at tilbyde kalibreringer af SPRT’er i fikspunkter fra argons tripelpunkt (-189,3442°C) til aluminiums frysepunkt (660,323°C). (Se figur 2). Når en temperaturmåling skal være sporbar, skal målingen kunne spores tilbage til ITS-90 via en primær reference og eventuelt også sekundære og industrielle referencer. Og så skal målingen have associeret en realistisk måleusikkerhed med en række bidrag, som beskrevet nedenfor. I sidste ende er det sporbarheden, der sikrer, at man måler ens i forskellige opstillinger, og at de optimale procesparametre kan overføres til tilsvarende proceslinjer andre steder i produktionen - både i Danmark og i udlandet. Temperaturkalibrering ved sammenligning Med en SPRT som reference sikrer man den kortest mulige vej mellem den primære standard og det udstyr, der testes. Det muliggør samtidig Figur 1. Den internationale temperaturskala er defineret ud fra en række fikspunkter, som er ekstremt reproducerbare faseovergange i forskellige rene materialer. Her er vist de fikspunkter som Teknologisk Institut vedligeholder. 4 teknisk nyt nr. 6 - 2017 t
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Teknisk Nyt her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her