Die unsichtbare, versteckte Gefahr: Der Übeltäter für ungenaue Temperaturmessungen – lose Verkabelung.

Im komplexen Umfeld der industriellen Produktion wirkt sich die Genauigkeit der Temperaturmessung direkt auf die Produktqualität, die Produktionssicherheit und die Unternehmenseffizienz aus. Unter den vielen Faktoren, die zu abnormalen Temperaturmessungen führen, gehören lose Kabel oder schlechter Kontakt zu den häufigsten und leicht zu übersehenden Problemen. Heute befassen wir uns mit dem Interferenzmechanismus dieses „unsichtbaren Killers“ und seinen Gegenmaßnahmen.

I. Wie eine lockere Verkabelung die Temperaturmessung beeinträchtigt

Wenn sich die Verkabelung lockert oder der Kontakt schlecht ist, führt dies zunächst zu einer Erhöhung des Widerstands des Messkreises. Ein Pt100-Platin-Widerstandsthermometer hat bei 0 Grad einen Widerstand von 100 Ω, und der Widerstand erhöht sich bei jedem Temperaturanstieg um 1 Grad nur um etwa 0,385 Ω. Dies bedeutet, dass selbst ein zusätzlicher Kontaktwiderstand von 1 Ω dazu führen kann, dass die gemessene Temperatur etwa 2,6 Grad höher ist als erwartet.

In tatsächlichen Industrieumgebungen kann eine lose Verkabelung aufgrund von Vibrationen, thermischer Ausdehnung und Kontraktion usw. dazu führen, dass der Widerstandswert des Messkreises instabil wird, was zu Temperaturschwankungen oder -sprüngen führt. In einem Trenddiagramm weist die Temperaturkurve viele „Lücken“ statt einer glatten Kurve auf.

Noch schlimmer: Wenn eine völlig lose Verbindung zu einer schlechten Verbindung oder einem offenen Stromkreis führt, kann es sein, dass auf dem DCS-Bildschirm „tote Pixel“ oder „unendlich“ angezeigt werden, was zu Fehleinschätzungen im Steuerungssystem und sogar zu Fehlfunktionen der Ausrüstung führen kann.

II. Größere Gefahren durch lose Verkabelung

Sicherheitsrisiken: Ein erhöhter Widerstand an der losen Stelle kann unter Spannung zu örtlicher Überhitzung führen. Tests zeigen, dass bei einem Kontaktwiderstand von mehr als 5 Ω die lokale Temperatur nach einer Stunde Einschalten über 150 Grad erreichen kann, was leicht zur Verkohlung des Anschlusskastens oder sogar zu einem Brand führen kann.

Produktionsrisiken: In einer Chemiefabrik geriet die Produktionslinie aufgrund eines gebrochenen C--Phasendrahts in einem Thermowiderstand außer Kontrolle, was letztendlich zu einem Produktionsstopp von einer Million-Einheiten führte. Noch schlimmer: Wenn der Temperaturmesspunkt über einen Verriegelungsschutz verfügt, könnte dies zu einer fehlerhaften Systemabschaltung führen, was zu enormen wirtschaftlichen Verlusten führen könnte.

Datenverzerrung: Schlechter Kontakt kann dazu führen, dass der Pt100 zwischen Drei--Leiter- und Zwei--Leitersystemen umschaltet, und das Zwei{3}}-Leitersystem kann den Einfluss des Leitungswiderstands auf die Messung nicht beseitigen. In einigen Fällen kann dies zu einer Messabweichung von fast 20 Grad führen, was die Genauigkeit der Prozesssteuerung erheblich beeinträchtigt.

III. Analyse der Ursachen lockerer Verkabelung

Umgebungsvibrationen: In vibrierenden Bereichen wie Lüftern und Pumpen kommt es häufig vor, dass sich Schrauben nach längerem{0}Betrieb lösen. Daten zeigen, dass die Ausfallrate aufgrund loser Verbindungen in vibrierenden Umgebungen um mehr als 60 % steigt.

Wärmeausdehnung und -kontraktion: Temperaturänderungen führen zu einer wiederholten Ausdehnung und Kontraktion von Metalldrähten und Anschlüssen, wodurch sich die Verbindungspunkte allmählich lösen.

Oxidation und Korrosion: In Umgebungen mit hohen{0}Temperaturen und hoher-Luftfeuchtigkeit sind Anschlüsse anfällig für Oxidation, und sogar Befestigungsschrauben können rosten und abfallen, was den schlechten Kontakt noch verschlimmert.

Unsachgemäße Installation: Auch die Nichteinhaltung des vorgeschriebenen Drehmoments oder die Verwendung ungeeigneter Unterlegscheiben während der Installation kann zu versteckten Gefahren für zukünftiges Lösen führen.

IV. Präventions- und Abhilfemaßnahmen

Präventionsstrategien:

Präzise Installation: Ziehen Sie die Klemmen mit einem kalibrierten Schraubenschlüssel mit dem angegebenen Drehmoment (0,5–0,8 N·m) an und markieren Sie sie zur späteren Überprüfung mit roter Farbe.

Vibrationssicheres-Design: Installieren Sie Silikon-Dämpfungspads in Vibrationsbereichen und sorgen Sie für eine Pufferbiegung im Kabel (Radius > 5-facher Drahtdurchmesser).

Regelmäßige Inspektion: Monatliche Inspektion des Anschlusskastens auf Anzeichen von Oxidation und Schraubenmarkierungen; Vierteljährliche Infrarotmessung der Anschlusskastentemperatur.

Umweltschutz: Verwenden Sie in feuchten Umgebungen eine doppelte Dichtung aus Silikondichtring + wasserdichtem Dichtmittel. Installieren Sie in Bereichen mit hohen-Temperaturen eine wärmeableitende-Aluminiumhülse.

Handhabungslösungen:

Sicherheitsisolierung: Erhalten Sie ein Wartungsticket, deaktivieren Sie den Verriegelungsschutz und verhindern Sie Fehlfunktionen.

Überprüfung des Ausschaltens: Trennen Sie die Stromversorgung des Signalkreises. Stellen Sie mit einem Multimeter sicher, dass keine Spannung anliegt. Live-Betrieb ist strengstens untersagt.

Schichtprüfung: Entfernen Sie die Oxidschicht, tragen Sie leitfähiges Fett auf und ziehen Sie es wieder mit dem angegebenen Drehmoment fest.

Schaltungsüberprüfung: Verwenden Sie eine Präzisionswiderstandsbox, um den Eingang zu simulieren. Der Fehler der Verifizierungsanzeige sollte kleiner oder gleich 0,5 % sein.

Behebung der Grundursache: Installieren Sie schwingungsdämpfende Halterungen im Schwingungsbereich, um das Problem grundsätzlich zu lösen.

Technische Innovationslösung: Eine verbesserte Verkabelungsmethode besteht darin, die beiden mit dem Pt100 gelieferten Leitungen parallel an denselben Anschluss anzuschließen. Dadurch wird sichergestellt, dass der Kabelwiderstandswert die tatsächliche Temperaturmessung nicht wesentlich beeinflusst, selbst wenn sich eine Lötverbindung löst, mit einer maximalen Abweichung von nur 1–2 Grad. V. Umfassende Lösungen von Hequan Instrument Technology

Hequan Instrument Technology hat die Anti-Vibrations-Serie PT100 auf den Markt gebracht, um das Problem der losen Verkabelung in der Branche anzugehen und sich speziell mit den inhärenten Mängeln herkömmlicher RTDs zu befassen:

Dreifach verriegelnde Klemmenstruktur: Durch die Verwendung eines dreifach verriegelnden Designs aus Federscheiben, Zahnscheiben und selbst-sichernden Muttern wird bei einem Vibrationstest mit 50 Hz und 2 mm Amplitude keine Lockerung erreicht, wodurch die Produktlebensdauer um das Dreifache verlängert wird.

Spannungsentlastungstechnologie: Das Hinzufügen von Spannungsringen aus Titanlegierung zu den gepanzerten Anschlüssen reduziert das Risiko eines Biegeermüdungsbruchs um 70 %.

Intelligente Überwachungsfunktion: Die neue RTD-Generation integriert ein IoT-Überwachungsmodul, das Kontaktwiderstands- und Temperaturdaten in Echtzeit überträgt. Es warnt 7 Tage im Voraus vor Lockerungsrisiken und löst automatisch Wartungsaufträge über die SPS aus.