Leitfaden zur Diagnose von Ungenauigkeiten bei der Temperaturmessung: Sensorauswahl, thermische Verzögerung, Drahtwiderstand und Sendereinstellungen

1. Problembeschreibung und Anwendungsbereich

Dieser Leitfaden dient der Diagnose von Ungenauigkeiten bei der Temperaturmessung in industriellen Systemen. Gilt für Geräte mit verschiedenen Arten von Temperatursensoren, einschließlich Thermoelementen, Thermistoren, Thermoelementen und elektronischen Sensoren. Das Problem gilt als kritisch, da falsche Temperaturmesswerte zu einer fehlerhaften Prozesskontrolle, Gefahren für das Personal und einer verringerten Produktionseffizienz führen können.

2. Sicherheitsvorkehrungen

Anforderungen an die persönliche Schutzausrüstung: Verwenden Sie während der Messung Schutzhandschuhe, Kopfbedeckung und Schutzausrüstung gegen elektrische Schäden.
Unterbrechen der Stromversorgung: Führen Sie vor Beginn der Diagnose das Lockout/Tagout-Verfahren durch, um die Sicherheit beim Arbeiten mit elektrischen Antrieben und elektronischen Systemen zu gewährleisten.
Restenergiebedarf: Prüfen Sie die Aktoren oder elektronischen Systeme auf Restenergie, bevor Sie Elemente trennen und entfernen.

3. Notwendige Diagnosewerkzeuge

Name des Tools	Modell/Spezifikation	Messbereich	Verwendungszweck
Multimeter	Fluke 87V	0–2000 Ω, 0–20 mA, 0–600 V	Messung von Drahtwiderstand, Strom, Spannung
Thermograph	FLIR T1020	-20 °C bis 650 °C, Auflösung 0,08 °C	Bestimmung der Wärmeverteilung auf der Oberfläche
Optischer Entfernungsmesser	Leica DISTO D8	0,01–50 m	Entfernungen zum Sensor messen
Diagnosevibrationssystem	Keysight 35670A	0–100.000 Hz	Bestimmung des Einflusses von Vibrationen auf die Messgenauigkeit

4. Überprüfen Sie, bevor Sie mit der Diagnose beginnen

Anforderungen	Aktion
Arbeitsbedingungen	Notieren Sie die Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit und den Druck
Aktuelle Änderungen	Überprüfen Sie, ob Sensoren, Kabel, Sendereinstellungen geändert wurden
Eine Geschichte der Angst	Überprüfen Sie die Alarmprotokolle des Temperaturmesssystems

5. Systematisches Diagnoseschema

1. Symptom: Ungenauigkeit der Temperaturmesswerte auf dem Systembildschirm.
   1. Überprüfen Sie, ob die Umgebungstemperatur dem Messbereich des Sensors entspricht.
   2. Stellen Sie mithilfe eines Thermographen fest, ob die Temperatur auf der Oberfläche ungleichmäßig ist.
   3. Messen Sie den Widerstand der Sensorkabel mit einem Multimeter.
2. Symptom: Anstieg des Temperaturmesswerts.
   1. Überprüfen Sie, ob keine thermische Verzögerung aufgrund einer falschen Auswahl des Sensors vorliegt.
   2. Messen Sie den Widerstand von Drähten und bestimmen Sie den Einfluss des elektrischen Widerstands auf die Genauigkeit.
   3. Überprüfen Sie die Sendereinstellungen auf Rauschen oder Amplitudenverzerrung.
3. Symptom: Rückgang des Temperaturmesswerts.
   1. Überprüfen Sie, ob aufgrund der Entfernung vom Sensor elektrische Störungen auftreten.
   2. Messen Sie den Abstand zum Sensor und ermitteln Sie die Auswirkung der Signalverzögerung.
   3. Stellen Sie sicher, dass es aufgrund einer falschen Verwendung des Sensors nicht zu einem thermischen Drifteffekt kommt.

6. Matrix der Fehlerursachen

Symptom	Gründe (in der Reihenfolge der Wahrscheinlichkeit)	Diagnosetest	Erwartetes Ergebnis
Ungenauigkeit der Messwerte	Falsche Sensorauswahl Thermische Verzögerung Hoher Drahtwiderstand Falsche Sendereinstellung	Messung des Drahtwiderstands Bestimmung des Abstands zum Sensor Messung der Temperatur um den Sensor herum Sendereinstellungen prüfen	Drahtwiderstand > 50 Ω Abstand zum Sensor > 10 m Die Temperatur um den Sensor liegt außerhalb des zulässigen Bereichs Falsche Sendereinstellung

7. Analyse der Grundursachen

7.1. Falsche Sensorauswahl

Kritische Ursache. Die Auswahl des Sensors entspricht nicht den Betriebsbedingungen. Beispielsweise ist ein Thermoelement nicht zum Messen von Temperaturen über 1200 °C geeignet und ein Thermistor ist nicht für nasse oder hohe Temperaturbedingungen geeignet. Dies führt zu ungenauen Messwerten.

So überprüfen Sie: Messen Sie die Temperatur um den Sensor herum und vergleichen Sie sie mit den Sensoranforderungen. Benutzen Sie einen Thermographen, um die Temperaturverteilung zu ermitteln.

Mögliche Folgen: Unsachgemäßes Management von Prozessen, was zu Energie- und Produktionsunfällen führt.

7.2. Thermische Verzögerung

Kausaler Defekt. Aufgrund der falschen Auswahl des Sensortyps oder seiner falschen Position reagiert der Sensor nicht schnell auf Temperaturänderungen. Beispielsweise erfüllt ein Thermoelementsensor möglicherweise nicht die Betriebsbedingungen, was zu einer Signalverzögerung führt.

So überprüfen Sie: Messen Sie den Widerstand der Drähte und bestimmen Sie den Abstand zum Sensor. Verwenden Sie einen Thermographen, um die Wärmeverteilung zu analysieren.

Mögliche Folgen: Falsches Prozessmanagement, falsche Temperaturregelung, geringe Produktionseffizienz.

7.3. Hoher Drahtwiderstand

Kausaler Defekt. Der hohe Widerstand der Drähte führt aufgrund des Einflusses des elektrischen Widerstands auf das Signal zu Messungenauigkeiten. Der Leitungswiderstand überschreitet 50 Ω.

So überprüfen Sie: Messen Sie den Widerstand der Drähte mit einem Multimeter. Überprüfen Sie den Abstand zum Sensor.

Mögliche Folgen: Messungenauigkeit, Abweichung von Standards, unsachgemäßes Prozessmanagement.

7.4. Falsche Sendereinstellung

Kausaler Defekt. Eine falsche Senderabstimmung führt zu Rauschen, Amplitudenverzerrung oder Abweichung vom Messbereich. Beispielsweise kann Messrauschen zusätzliche Auswirkungen auf die Messwerte haben.

So prüfen Sie: Verwenden Sie ein Multimeter, um Strom und Spannung zu prüfen. Führen Sie eine Systemschwingungsanalyse durch.

Mögliche Folgen: Messungenauigkeit, Abweichung von Standards, unsachgemäßes Prozessmanagement.

8. Wiederherstellungssequenz

8.1. Falsche Sensorauswahl

1. Wählen Sie einen Sensor, der den Betriebsbedingungen entspricht. Um beispielsweise Temperaturen über 1200 °C zu messen, verwenden Sie einen Thermodigger.
2. Installieren Sie einen neuen Sensor anstelle des alten.
3. Überprüfen Sie die Konformität der Messung des Messsystems.

8.2. Thermische Verzögerung

1. Messen Sie den Widerstand der Sensorkabel. Wenn der Widerstand 50 Ω überschreitet, ersetzen.
2. Bestimmen Sie den Abstand zum Sensor. Wenn der Abstand >10 m beträgt, installieren Sie ein neues Kabel.
3. Installieren Sie den Sensor anstelle des alten und wählen Sie den optimalen Standort.

8.3. Hoher Drahtwiderstand

1. Messen Sie den Widerstand der Sensorkabel. Wenn der Widerstand >50 Ω beträgt, ersetzen Sie das Kabel.
2. Überprüfen Sie den Abstand zum Sensor. Wenn >10 m, installieren Sie ein neues Kabel.
3. Installieren Sie den Sensor anstelle des alten und wählen Sie den optimalen Standort.

8.4. Falsche Sendereinstellung

1. Überprüfen Sie mit einem Multimeter den Strom und die Spannung am Ausgang des Senders.
2. Führen Sie mit einem Schwingungsanalysator eine Schwingungsanalyse des Systems durch.
3. Konfigurieren Sie den Sender gemäß der Dokumentation des Herstellers.

9. Präventionsmethoden

Die Grundursache	Präventionsstrategie	Überwachungsmethode	Empfohlenes Intervall
Falsche Sensorauswahl	Auswahl des Sensors entsprechend den Betriebsbedingungen	Thermografie	Jährliche Inspektion
Thermische Verzögerung	Auswahl von Hochgeschwindigkeitssensoren	Messung der Entfernung zum Sensor	Jährliche Inspektion
Hoher Drahtwiderstand	Verwendung von Drähten mit geringem Widerstand	Messung des Drahtwiderstands	Jährliche Inspektion
Falsche Sendereinstellung	Sender entsprechend dem Messbereich einstellen	Messung von Spannung und Strom	Jährliche Inspektion

10. Ersatzteile und Komponenten

Beschreibung der Komponente	Spezifikation	Wann ersetzen?	Kategorie UNITEC-D
Thermoelement-Temperatursensor	Typ K, Bereich -20 °C bis 1350 °C	Leitungswiderstand >50 Ω	Kategorie 12
Temperatursensor des Thermoelements	Typ J, Bereich -20 °C bis 1200 °C	Leitungswiderstand >50 Ω	Kategorie 13
Sensorkabel	Kupferdraht mit Widerstand <50 Ω	Leitungswiderstand >50 Ω	Kategorie 11
Temperatursender	Bereich 0–1000 °C	Falsche Einstellung	Kategorie 14

Informationen zum Austausch von Komponenten finden Sie unter: https://www.unitecd.com/e-catalog/

11. Referenzliste

• DSTU 3030-95: Anforderungen an Messgeräte
• EN 60584: Thermoelemente
• ISO 9020: Temperaturmessung
• DSTU 2968-95: Organisation der Produktion
• UNITEC-D-Katalog: Technische Dokumentation