На рис. 1 представлена общая функциональная схема термокамеры.
В её состав входят ТЭНы, вентиляторы для перемешивания воздуха, форсунка с клапаном, воздуховоды, обеспеивающие приток и отток воздуха, дымогенератор, сигнализирующее устройство и пульт управления с датчиками и контроллером.
Рис. 1 Функциональная схема термокамеры.
Обычно в термокамере устанавливается три датчика температуры:
- датчик температуры воздуха в термокамере «Сухой»;
- датчик для определения влажности в камере «Влажный»;
- датчик температуры в продукте.
Сухой и влажный датчики устанавливаются в ванночку. Причем ближе к стенке как правило устанавливается влажный датчик, это связано с требованиями по точности измерения температуры и влажности в камере.
В зависимости от конкретного исполнения камеры отдельные элементы представленные на схеме могут отсутствовать. В самом простейшем варианте в камере устанавливается одна группа ТЭНов, односкоростной вентилятор и форсунка.
По датчику температуры воздуха производится поддержание заданной температуры в камере. По разности температур «Сухого» и «Влажного» термометра определяется влажность в камере.
Для контроля можно использовать следующие точки:
Т «сухого», єС
|
T «мокрого», єС
|
Влажность, %
|
100
|
90
|
69
|
70
|
66
|
83
|
50
|
36
|
40
|
По датчику температуры в продукте определяется степень готовности изделия и производится отключение камеры (отключение камеры кроме того может производиться и по времени).
Обычно в качестве датчиков температуры в термокамерах (отечественных и импортных) используются термопреобразователи сопротивления. Характеристикой датчика служит зависимость изменения его сопротивления от температуры. Характеристику определяется сопротивлением при 0 єС и материалом чувствительного элемента.
В настоящее время в термокамерах два типа термопреобразователей сопротивления. В отечественных термокамерах наиболее распространены термопреобразователи ТСМ 50М (медный), импортных термокамерах ТСП Pt100 (платиновый).
Датчики температуры 50М:
- сопротивление при t=0 єС Rt=50 Ом, при t=100 єС Rt=71,4 Ом.
- в диапазоне 0-100 єС характеристика линейная.
Датчик температуры Pt100:
- сопротивление при t=0 єС Rt=100 Ом, при t=100 єС Rt=138,5 Ом.
- характеристика нелинейная.
Существуют три основные схемы подключения датчиков: двухпроводная, трехпроводная и четырехпроводная.
Большинство приборов применяемых в термокамерах использует трехпроводную схему. При такой схеме к чувствительному элементу подводятся три провода, два из которых замкнуты накоротко непосредственно у термосопротивления. Такая схема позволяет производить измерение сопротивления соединительных проводов, для их компенсации с целью повышения точности измерения до требуемого уровня.
При подключении такого датчика к прибору необходимо правильно подключить провод, который подходит к термосопротивлению один (обычно он специально помечается на датчике производителм) два других провода можно подключать в любом порядке. Если третий провод не помечен его можно прозвонить с помощью тестера: сопротивление между двумя замкнутыми проводами обычно составляет 1-2 Ома, соответственно третий провод и будет искомым.
Проверку работоспособности датчика можно провести поместив его в среду с заранее известной температурой и измерив его сопротивление соответствующим прибором.
В качестве такой среды может быть взята водо-ледяная смесь, температура которой 0 єС. Для приготовления такой смеси берется лед (есть практически на всех мясоперерабатывающих предприятиях) и заливается водой, затем вода практически полностью сливается, так чтобы получилась мокрая «каша» изо льда. Температура такой смеси будет равна 0 єС ±0,1 єС.
Если измерение сопротивления датчика производится при нормальных условиях (22 єС), сопротивления будут следующие: для датчика 50М 54,71 Ом, для датчика Pt100 108,57 Ом.
Кроме того следует учитывать сопротивление соединительных проводов.
Для датчиков выпускаемы нашим предприятием ориентировочная прибавка к сопротивлению составляет 0,32 Ом на каждый метр соединительных проводов (0,16 Ом на каждую жилу), т.е. при длине провода датчика 3 м прибавка к сопротивлению датчика будет около 1 Ом, т.е. при температуре 22 єС сопротивления датчика с проводами составит ориентировочно: для датчика 50М 55,7 Ом, для датчика Pt100 109,6 Ом.
Рис.2 Датчики температуры для технологического оборудования.
Существует ряд приборов предназначенных для управления термокамерами.
Одним из первых таких приборов является прибор ИТР0211А. Прибор содержит 4 цифровых табло, на которых отображается температура в камере, влажность, температура в продукте и текущее время, в качестве входных датчиков могут быть подключены датчики сопротивления любого типа (50М, 100М, 50П, 100П, Pt100). Сигнал управления выдаются с помощью 4 реле. Реле1- управление ТЭНами, реле2 управление сигнализацией (конец процесса), реле3 управление клапаном подачи воды в форсунку, реле 4 управление вентилятором. Прибор обеспечивает требуемые режимы и может устанавливаться на различные термокамеры в целях их модернизации или ремонта, подходит к термокамеам производства КОН, ПОМЗ (КТОМИ), Павловского ОМЗ и пр.
В настоящее время выпускается версия прибора ИТР0211В. В приборе добавлена возможность раздельного упралвения ТЭНами (в целях снижения расхода электрической энергии и повышения точности регулирования температуры), добавлен импульсный режим упвления клапаном подачи воды, импульный режим включения звонка (для продления его срока службы).
Данные приборы отличаются простотой настройки и управления. Внешний вид прибора показан на рис.
Рис. 3. Прибор ИТР0211А.
В настоящее время в целях повышения степени автоматизации термокамер и повышения качества технологических процессов нами разработан и серийно выпускается программирумая версия прибора ИТР0211А в двух модификациях ИТР-П01А и ИТР-П02А. В приборах можно запрограммировать пошаговый режим управления термокамерой (99 программ по 20 шагов). На каждом шаге задается свой температурно-влажностный режим. Удобство настройки и управления обеспечивается максимальной приближенностью к приборам ИТР0211А и наличием буквенно-цифрового ЖК табло, выдающего подсказки на всех этапах работы прибора. Кроме того в приборе реализованы функции бездатчикового управления влажностью, управление двухскоростным вентилятором, управления ТЭНами до трех групп, возможность запуска с любого шага, возможность перехода к предыдущему/следующему шагу во время выполнения программы, изменение параметров текущего, выполняемого шага, без внесения изменений в программу. Всё управление прибором максимально упрощено и доступно даже для человека не имеющего специальной подготовки. Прибор марки ИТР-П02А отличается от ОТР-П01А наличием восьми дополнительных реле, позволяющих автоматизировать управления задвижками, заслонками и прочими дополнительными устройствами. Внешний вид прибора показан на рис.4
Рис. 4. Прибор ИТР-П02А
Пульты управления для термокамер
В ряде случаев возникает необходимость полной замены автоматики термокамеры.
В этих целях можно воспользоваться схемой на рис. Или заказать пульт управления целиком. Один из вариантов такого пульта показан на рис. 5.
Рис.5. Пульт управления для термокамеры
В состав типового пульта входят:
Кроме того в пуль могут быть установлены: