Ohne Temperatursensoren Wie Thermoelemente gefährliche Blindstellen verhindern

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Weniger Sensoren und damit weniger Kabel: Mit Thermoelementen verhindern Entwickler Blindstellen und verzichten nebenbei auf einen diskreten Sensor. So werden moderne Temperatursensorsysteme kein Resultat von Kompromissen.

Wie bei allen Projekten wird die Qualität eines Temperatursensorsystems durch das bereitstehende Budget vorgegeben. Doch damit sind der gewünschten Sensor- oder Heizungsdichte Grenzen gesetzt. Mit weniger Sensoren lässt sich Geld sparen. Das wirkt sich allerdings negativ auf das Projekt aus. Denn ohne ausreichend Sensoren geht ein ganzheitliches Bild des Gesamtsystems verloren und im schlimmsten Fall entstehen Blindstellen.

Heizelemente und Sensoren benötigen Platz. Hinzu kommt die notwendige Verkabelung. Mehr noch: Die Verkabelung wächst mit jeder Erweiterung des Systems. Mehr Platz ist möglicherweise nicht in allen Konfigurationen verfügbar. Abhilfe können Entwickler können das Problem angehen, indem sie ihre Heizungen in Reihe verkabeln. Damit sollen weniger Kabel verlegt werden. Jedoch ist damit eine Feinabstimmung des Systems unmöglich und wirkt sich auf Effektivität und Effizienz des Gesamtsystems aus.

Temperaturen direkt ohne Sensoren messen

Auf den ersten Blick ist nicht immer erkennbar, wie sich das auf den täglichen Betrieb auswirken wird. Unternehmen setzen ihre Heizungen möglicherweise zu viel oder zu wenig ein. Das wirkt sich auf Produkte aus oder hat Einfluss auf die Qualität. Für Entwickler wäre es ideal, wenn sie keine Kompromisse eingehen müssten. Ein kreativer Einsatz einer älteren Technik ermöglicht das.

Thermoelemente sind keine Neuentwicklung. Im Wesentlichen bestehen sie aus zwei unterschiedlichen Leitern, die eine elektrische Verbindung bilden. Ihr Aufbau reagiert extrem empfindlich auf Temperaturschwankungen, die anhand der Spannungsänderung im Thermoelement gemessen wird.

Watlow, ein Hersteller von Temperatur- und Prozessreglern, hat eine Heizungsregelung über Thermoelemente (Thermocouple Heater Control, TCH) entwickelt, die aufgrund ihrer Anordnung bedeutsam ist. Bei ihrer Integration in die Stromkabel eines Heizelements ermöglicht sie eine Temperaturmessung ohne diskreten Sensor.

Mit Thermoelementen einen vollständigen Systemblick

Ohne einen diskreten Sensor müssen keine Sensorkabel im System verlegt werden. Das spart Kosten und Platz. Außerdem werden die Thermoelemente nah an den Heizelementen oder sogar in ihnen eingebaut. Damit lässt sich präzise an den spezifischen Stellen messen. Jetzt erhält man eine vollständige Sicht auf die Systemleistung und vermeidet unerwünschten Blindstellen.

Ein neuer Temperatursensor ist nur ein kleiner Teil des Änderungsbedarfs bei der industriellen Temperatursensortechnik. Notwendig bei der Entwicklung ist, die Vorteile des platzsparenden Designs und der integrierten Temperaturmessfunktionen des TCH zu nutzen. Als Beispiel dient das Adaptive Thermal Systems (ATS) von Watlow. Hierbei handelt es sich um eine Edge-to-Edge-Anwendung für das Wärmemanagement, die das TCH umfasst.

Während der Kabelstrang für Heizungen und Sensoren nicht immer an erster Stelle steht, ist der Kabelstrang im ATS von Bedeutung. Der mit einem standardisierten Steckverbinder ausgestattete Kabelstrang erleichtert es, verschiedene Heizungen in ein und demselben System zu verdrahten. Die Anzahl der erforderlichen Anschlüsse wird halbiert.

Man sollte und muss beachten, dass ein industrielles Temperatursensorsystem niemals eine Lösung von der Stange ist. Die falsche anwendungsspezifische Auslegung kann führt zu Blindstellen, die zu erheblichen Problemen in der Anwendung führen. In Kombination bewirken TCH und ATS eine wechselseitige Wertsteigerung.

* arbeitet als Ingenieur bei Watlow, einem Hersteller von Industrieheiztechnik.

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