PT100 ٹمپریچر سینسر: یہ کیسے کام کرتا ہے اور خریدنے سے پہلے کیا چیک کریں۔

پانچ لوگوں سے پوچھیں کہ "PT100" کا کیا مطلب ہے اور آپ کو عام طور پر مکمل جواب کے طور پر "کچھ قسم کا درجہ حرارت سینسر" ملے گا۔ یہ ٹھیک ہے اگر آپ صرف چیٹنگ کر رہے ہیں - لیکن اگر آپ خریداری کی تفصیلات لکھنے والے ہیں، تو اس جواب میں موجود خلا بالکل وہی ہے جہاں مسائل بعد میں ظاہر ہوں گے: ایک سینسر جو بینچ پر ٹھیک پڑھتا ہے لیکن تھرمو ویل میں ویلڈ ہونے کے بعد بڑھ جاتا ہے، یا ایسا جو تکنیکی طور پر درست ہے لیکن ٹرانسمیٹر کے لیے غلط طریقے سے تار لگا ہوا ہے۔

اس مضمون میں میکانکس کا احاطہ کیا گیا ہے کہ PT100 دراصل درجہ حرارت کی پیمائش کیسے کرتا ہے، سینسر کی ان اقسام کے درمیان عملی فرق جن کے درمیان آپ انتخاب کریں گے، اور - کیونکہ تھیوری آپ کو اب تک صرف - ایک حقیقی صورتحال فراہم کرتی ہے جہاں ان تفصیلات میں سے کسی ایک کا غلط ہونا پروڈکشن لائن پر ایک قابل پیمائش مسئلہ کا باعث بنتا ہے۔

PT100 اصل میں کیا ہے؟

PT100 ایک مزاحمتی درجہ حرارت کا پتہ لگانے والا (RTD) - ایک پلاٹینم عنصر ہے جس کی برقی مزاحمت درجہ حرارت میں تبدیلی کے ساتھ ایک معروف، دوبارہ قابل دہرائی جانے والے انداز میں تبدیل ہوتی ہے۔ نام میں "100" 0 ڈگری پر مزاحمتی قدر ہے: بالکل 100 اوہم۔ اسے گرم کریں، مزاحمت بڑھ جاتی ہے۔ اسے ٹھنڈا کریں، مزاحمت کم ہو جاتی ہے۔

پلاٹینم واحد دھات نہیں ہے جس میں یہ - نکل اور تانبے کے RTDs بھی موجود ہیں - لیکن پلاٹینم صنعتی استعمال کے لیے جیت گیا کیونکہ یہ آسانی سے آکسائڈائز نہیں ہوتا ہے، تھرمل سائیکلنگ کے سالوں میں اس کی انشانکن کو برقرار رکھتا ہے، اور اس کا مزاحمتی منحنی خطوط اچھی طرح سے بیان کیا گیا ہے-کہ اسے بین الاقوامی طور پر معیاری بنایا گیا ہے۔ وہ معیار IEC 60751 ہے، اور یہ وہ دستاویز ہے جس کا ہر معروف مینوفیکچرر کی ڈیٹا شیٹ خاموشی سے حوالہ دے رہا ہے یہاں تک کہ جب وہ بالکل واضح طور پر نہیں کہتے ہیں۔

جسمانی طور پر، عنصر ایک دھاتی میان کے اندر بیٹھتا ہے - عام طور پر 316 سٹینلیس، کبھی کبھی انکونل یا ہیسٹیلوائے گندے میڈیا کے لیے - جس میں لیڈ وائرز ٹرانسمیٹر یا کنٹرولر کے اینالاگ ان پٹ کارڈ تک چلتے ہیں۔ سینسر میں خود کوئی ڈسپلے اور کوئی منطق نہیں ہے۔ یہ صرف مزاحمت کو تبدیل کرتا ہے. باقی سب کچھ نیچے کی طرف ہوتا ہے۔

پڑھنے کے پیچھے فزکس

درجہ حرارت کے ساتھ مزاحمت کیوں بدلتی ہے۔

جیسے جیسے پلاٹینم گرم ہوتا ہے، جوہری کمپن بڑھ جاتی ہے، جس کی وجہ سے الیکٹرانوں کے لیے جالی کے ذریعے حرکت کرنا مشکل ہو جاتا ہے - مزاحمت بڑھ جاتی ہے۔ یہ تعلق پوری رینج میں لکیری نہیں ہے، لیکن یہ کافی قریب ہے، اور اچھی طرح سے-کافی خصوصیت رکھتا ہے، کہ اسے اکیلے تلاش کی میز کے بجائے ایک مساوات میں قید کیا گیا ہے: کیلنڈر-وین ڈوسن مساوات۔

0 ڈگری سے زیادہ درجہ حرارت کے لیے، آسان شکل یہ ہے:

Rt=R0 [1 + at + Bt²]

R0 PT100 کے لیے 100 ohms ہے، اور A اور B IEC 60751 سے متعین مستقل ہیں۔ 0 ڈگری سے نیچے تیسری اصطلاح شامل ہو جاتی ہے کیونکہ وکر نیچے تھوڑا مختلف انداز میں جھکتا ہے۔ آپ کو اس - کو حفظ کرنے کی ضرورت نہیں ہے لیکن یہ جاننا ضروری ہے کہ یہ موجود ہے، کیونکہ یہی وجہ ہے کہ ایک مینوفیکچرر کی طرف سے "PT100" اور دوسرے کی طرف سے "PT100" درحقیقت ایک مخصوص درجہ حرارت پر ایک دوسرے سے متفق ہوں گے، بجائے اس کے کہ ہر ایک کا اپنا ذاتی وکر ہو۔

یاد رکھنے کے قابل ایک نمبر: 100 ڈگری پر، ایک معیاری PT100 تقریباً 138.5 اوہم پڑھتا ہے۔ اگر آپ ملٹی میٹر کے ساتھ ایک سینسر کا مسئلہ حل کر رہے ہیں اور یہ اس کے قریب کہیں نہیں ہے کہ 100 ڈگری کیا ہونا چاہیے، تو کچھ غلط ہے یا تو عنصر، وائرنگ، یا آپ کے قیاس کے بارے میں کہ یہ دراصل کس درجہ حرارت پر ہے۔

ایک تقسیم بھی ہے جس کے بارے میں آپ کو آرڈر کرنے سے پہلے معلوم ہونا چاہیے: "یورپی وکر" (الفا=0.00385) شمالی امریکہ سے باہر ہر جگہ معیاری ہے، جب کہ ایک پرانا "امریکن وکر" (0.00392) اب بھی کچھ پرانے سامان پر ظاہر ہوتا ہے۔ ریٹروفٹ پر دونوں کو ملانا درجہ حرارت پڑھنے کا ایک بہترین ذریعہ ہے جو بغیر کسی واضح وجہ کے چند ڈگریوں سے بند ہے۔

مزاحمت کو ایک ایسے نمبر میں تبدیل کرنا جو آپ پڑھ سکتے ہیں۔

ایک ٹرانسمیٹر عنصر کے ذریعے ایک چھوٹا کرنٹ گزرتا ہے، اس کے پار وولٹیج کی پیمائش کرتا ہے، مزاحمت کا حساب لگاتا ہے، اور درجہ حرارت کو تھوکنے کے لیے وکر کا اطلاق کرتا ہے۔ بس۔ یہی وجہ ہے کہ PT100 بنیادی طور پر بغیر کسی ٹرانسمیٹر یا RTD-کے قابل ان پٹ کارڈ کے بغیر بیکار ہے - سینسر پیمائشی سلسلہ کا صرف نصف ہے۔

وائرنگ کی تفصیل جو حقیقت میں فیلڈ کے مسائل کا باعث بنتی ہے۔

یہ وہ جگہ ہے جہاں خریداری کے بہت سارے فیصلے غلط ہو جاتے ہیں، اور ایسا شاذ و نادر ہی ہوتا ہے کیونکہ کوئی بھی لاپرواہ تھا - جب تک کسی نے آپ کو نہ بتایا ہو یہ بالکل واضح نہیں ہے۔

2 تارسب سے سستا ہے، لیکن لیڈ وائر کی مزاحمت خود براہ راست پڑھنے میں شامل ہو جاتی ہے۔ 30-میٹر سے زیادہ کیبل رن یہ غلطی اب معمولی نہیں رہی۔ مختصر رنز یا غیر اہم نگرانی کے لیے جرمانہ؛ کسی بھی چیز کے لئے ٹھیک نہیں ہے جسے آپ کنٹرول کرنا چاہتے ہیں۔

3 تارزیادہ تر صنعتی کام کے لیے طے شدہ ہے۔ تیسرا تار ٹرانسمیٹر کا تخمینہ لگانے اور لیڈ ریزسٹنس کو منسوخ کرنے دیتا ہے، یہ فرض کرتے ہوئے کہ تین کنڈکٹرز لمبائی اور گیج میں مماثل ہیں۔ لاگت اور درستگی کا اچھا توازن، یہی وجہ ہے کہ آپ کو آج فروخت ہونے والے پروسیس ٹرانسمیٹر کی اکثریت پر یہی ملے گا۔

4-تارموجودہ-کیرینگ اور وولٹیج-سینسنگ تاروں کو الگ کر کے تقریباً مکمل طور پر لیڈ ریزسٹنس کی خرابی کو دور کرتا ہے۔ یہ وہی ہے جو آپ کیلیبریشن ریفرنس کے معیارات کے لیے چاہتے ہیں یا کسی بھی ڈگری کے کسی بھی حصے میں اصل میں فرق پڑتا ہے - لیکن یہ بہت زیادہ عمومی نگرانی کے پوائنٹس کے لیے بہت زیادہ اور اضافی لاگت ہے۔

جو غلطی میں اکثر دیکھتا ہوں وہ تنہائی میں غلط وائرنگ کی قسم کا انتخاب نہیں کر رہا ہے - یہ ایک ٹرانسمیٹر کے لیے 3-وائر سینسر کا آرڈر دے رہا ہے جو 2-وائر ان پٹ کے لیے ترتیب دیا گیا تھا، یا اس کے برعکس۔ سینسر اور انسٹرومنٹ کا متفق ہونا ضروری ہے، اور اس تفصیل کو یاد کرنا آسان ہے جب پروکیورمنٹ اور انسٹرومینٹیشن دو مختلف لوگ ہیں جو دو مختلف دستاویزات سے کام کر رہے ہیں۔

وائر-زخم بمقابلہ پتلا-فلم عناصر

تار-زخمعناصر - ایک سیرامک ​​یا شیشے کے کور کے گرد جوڑے ہوئے پلاٹینم تار - طویل سروس کی زندگی اور وسیع درجہ حرارت کے جھولوں پر انشانکن کو بہت اچھی طرح سے روکتے ہیں۔ وہ زیادہ مہنگے ہیں اور میکانکی طور پر کچھ زیادہ نازک ہیں۔

پتلی-فلمعناصر ایک سیرامک ​​سبسٹریٹ پر پلاٹینم کو جمع کر کے بنائے جاتے ہیں، جیسا کہ ایک مائیکرو چِپ بنایا جاتا ہے۔ وہ چھوٹے ہیں، حجم کے لحاظ سے پیدا کرنے کے لیے سستے ہیں، اور کمپن - کے لیے بہتر ہیں، یہی وجہ ہے کہ انھوں نے بڑے پیمانے پر عام صنعتی اور OEM استعمال پر قبضہ کر لیا ہے۔ تجارتی-آف پریمیم وائر-زخم والے ورژن کے مقابلے میں درجہ حرارت کی ایک کم درجہ بندی کی حد ہے، حالانکہ زیادہ تر عمل کے کام کے لیے اصل میں کبھی بھی چھت تک نہیں پہنچتی ہے۔

اگر آپ کی درخواست ہلکی ہے - سوچتے ہیں کہ HVAC ڈکٹنگ، عام ٹینک مانیٹرنگ - پتلی-فلم تقریبا ہمیشہ ہی اقتصادی، سمجھدار انتخاب ہوتی ہے۔ اعلی-درجہ حرارت یا طویل-سروس-لائف ایپلی کیشنز کے لیے تار-زخم کو محفوظ کریں جہاں اضافی استحکام اس کی قیمت واپس حاصل کرتا ہے۔

PT100 بمقابلہ تھرموکوپل بمقابلہ PT1000

نئے خریداردرجہ حرارت کا آلہاکثر پوچھتے ہیں کہ ان تینوں میں سے کس کو حقیقت میں بیان کرنا چاہیے۔

کے خلاف aتھرموکوپل، PT100 درستگی اور کم-سے-درمیانی رینج (تقریبا -200 ڈگری سے 850 ڈگری) میں درستگی اور-طویل مدتی استحکام پر جیتتا ہے اور اسے کولڈ جنکشن معاوضہ کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ ایک تھرموکوپل جیتتا ہے جہاں درجہ حرارت پلاٹینم سے زیادہ ہوتا ہے، یا جہاں آپ کو تیز ردعمل کی ضرورت ہوتی ہے اور وہ کم درستگی کے ساتھ رہ سکتا ہے۔

کے خلاف aPT1000، کام کرنے کا اصول یکساں ہے - وہی پلاٹینم، وہی فزکس - 100 کی بجائے 0 ڈگری پر صرف 1,000 اوہم۔ یہ زیادہ بیس ریزسٹنس لیڈ-وائر کی خرابی کو متناسب طور پر چھوٹا بناتا ہے، لہذا ایک PT1000 اکثر 2{{12} PTuracy کے بغیر پی ٹی 100 کے بغیر نکل سکتا ہے۔ لے لو یہ PT1000 کو آٹومیشن بنانے میں ایک عام انتخاب بناتا ہے، جہاں کیبل رن لمبی ہوتی ہے لیکن آپ لیب گریڈ کی درستگی کا پیچھا نہیں کر رہے ہیں۔

ایک حقیقی معاملہ: جب "کافی بند" نہیں تھا۔

پاسچرائزیشن لائن چلانے والے فوڈ-پراسیسنگ آپریشن میں ہفتوں سے متضاد بیچ درجہ حرارت کی ریڈنگ ہو رہی تھی - کچھ بھی ڈرامائی نہیں، صرف چند ڈگریوں کا بہاؤ جو وقفے وقفے سے ظاہر ہوتا ہے اور اس عمل میں ہی کسی واضح چیز سے کوئی تعلق نہیں رکھتا تھا۔ دیکھ بھال نے پہلے ہی ایک بار سینسر کو تبدیل کیا تھا، فرض کیا کہ اس نے مسئلہ حل کر دیا، اور آگے بڑھا۔ ایک ماہ بعد واپس آیا۔

اصل وجہ وائرنگ نکلی، سینسر نہیں: اصل 3-وائر پی ٹی 100 کو ایک مختلف سپلائر کے یونٹ سے تبدیل کر دیا گیا تھا جس کی لیڈ وائر گیج اصل رن سے قدرے مختلف تھی، جس نے ٹرانسمیٹر کے حساب سے لیڈ-مزاحمتی معاوضے کو ختم کر دیا۔ کاغذ پر، دونوں سینسر قیاس کو پورا کرتے ہیں۔ عملی طور پر، مماثلت اتنی بڑی تھی کہ پڑھنے کو برداشت سے باہر کر دیا جائے جو کہ پاسچرائزیشن ہولڈ ٹائم - فوڈ سیفٹی پیرامیٹر کے لیے اہمیت رکھتا ہے، نہ کہ کاسمیٹک۔

فکس اس سے بہتر سینسر نہیں تھا۔ یہ اس لائن کے لیے تمام متبادل اسٹاک میں لیڈ وائر گیج اور لمبائی کو معیاری بنا رہا تھا، اور کسی بھی نئے سینسر کے سروس میں جانے سے پہلے معائنے کے مرحلے کے طور پر محیطی درجہ حرارت پر فوری مزاحمتی جانچ کو شامل کر رہا تھا۔ سبق عام کرتا ہے: PT100 صرف اتنا ہی درست ہے جتنا کہ اس کے ارد گرد کی پوری پیمائش کی زنجیر، اور "ایک ہی حصہ نمبر" کا مطلب ہمیشہ "وہی اصل تار" نہیں ہوتا۔

آپ کو آرڈر کرنے سے پہلے اصل میں کیا چیک کرنا ہے

زیادہ تر خریداروں کے لیے، فیصلہ پانچ سوالات پر آتا ہے، تقریباً اہمیت کے اس ترتیب میں:

• عمل کے درجہ حرارت کی حد کیا ہے اور رواداری کو کتنا سخت ہونا ضروری ہے؟یہ درستگی کا فیصلہ کرتا ہے کلاس - کلاس B (±0.30 ڈگری پر 0 ڈگری) زیادہ تر عمومی نگرانی کا احاطہ کرتا ہے۔ کلاس A یا 1/3 DIN کنٹرول لوپس یا ریگولیٹڈ پروسیسز کے لیے پریمیم کے قابل ہے۔
• آپ کا ٹرانسمیٹر یا PLC کارڈ کس وائرنگ کی توقع رکھتا ہے؟آرڈر کرنے سے پہلے اس کی تصدیق کریں، - کے بعد نہیں یہ قابل گریز فیلڈ مسائل کی واحد سب سے عام وجہ ہے۔
• آپ کے پروسیس میڈیا اور پریشر کے لیے میان مواد اور تحقیقات کا قطر کیا ہے؟corrosive یا ہائی پریشر ایپلی کیشنز عام طور پر تھرمو ویل کو بھی پکارتے ہیں، دونوں تحفظ کے لیے اور اس لیے سینسر کو بغیر کسی شٹ ڈاؤن کے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔
• کیا آپ کو ہیڈ-ماؤنٹڈ ٹرانسمیٹر کی ضرورت ہے؟سینسر کے دائیں طرف 4-20mA سگنل میں تبدیل ہونے سے طویل کیبل پر شور کی قوت مدافعت بہتر ہوتی ہے اور یہ بجلی کے شور والے ماحول میں اضافی لاگت کے قابل ہے۔
• آپ کا انشانکن اور متبادل منصوبہ کیا ہے؟تھرمل سائیکلنگ کے سالوں میں سینسر بڑھتے ہیں۔ اہم عمل کی عام طور پر سالانہ جانچ پڑتال کی جاتی ہے۔ کم-داؤ کی نگرانی کے پوائنٹس طویل ہو سکتے ہیں۔

جاننے کے قابل انسٹالیشن نوٹس

اندراج کی گہرائی زیادہ تر لوگوں کی توقع سے زیادہ اہمیت رکھتی ہے - سینسنگ ٹپ کو اصل بہاؤ یا میڈیم تک پہنچنے کی ضرورت ہوتی ہے، نہ کہ صرف پائپ کی دیوار سے گزرنا، یا آپ عمل کے بجائے باؤنڈری لیئر کی پیمائش کرتے ہیں۔ تھرمو ویلز اضافی قیمت کے قابل ہیں کہیں بھی دباؤ، سنکنرن، یا گرم-سواپ کی تبدیلی کی ضرورت ایک عنصر ہے۔ اور اگر آپ کسی ایسی پڑھائی کا ازالہ کر رہے ہیں جو بند لگتا ہے، تو ٹرانسمیٹر یا عمل کو خود ہی مسئلہ سمجھنے سے پہلے معلوم حوالہ درجہ حرارت (برف کا پانی ایک سستا، قابل اعتماد 0 ڈگری حوالہ ہے) پر مزاحمت کو چیک کریں۔

نیچے کی لکیر

PT100 کے پیچھے کی طبیعیات سادہ ہے اور دہائیوں میں تبدیل نہیں ہوئی ہے - پلاٹینم کی مزاحمت درجہ حرارت کے ساتھ متوقع طور پر بڑھ جاتی ہے، اور اس تعلق کو معیاری بنایا جاتا ہے لہذا مختلف مینوفیکچررز کے آلات ایک دوسرے سے متفق ہوتے ہیں۔ جہاں خریدار دراصل غلط ہو جاتے ہیں وہ خود سینسر کا انتخاب نہیں ہوتا ہے۔ یہ اس کے ارد گرد کی تفصیلات ہے - وائرنگ کنفیگریشن، لیڈ وائر کی مستقل مزاجی، اصل عمل کی شرائط کے لیے میان مواد۔ ان کو مخصوص مرحلے پر حاصل کریں اور سینسر کا حصہ آسان حصہ ہے۔

اگر آپ کسی مخصوص لائن یا سامان کے ٹکڑے کے لیے PT100 سینسر حاصل کر رہے ہیں، تو اپنے سپلائر کو درجہ حرارت کی حد، مطلوبہ درستگی کی کلاس، وائرنگ کی قسم، اور تنصیب کا ماحول صرف ایک حصہ نمبر - کے بجائے سامنے - بھیج رہا ہے جو عام طور پر ایک ایسے سینسر کو الگ کرتا ہے جو کام کرنے والے سینسر کو دو بار تبدیل کرنے سے پہلے ہی اصل مسئلہ تلاش کر لیتا ہے۔

اکثر پوچھے گئے سوالات

کیا PT100 ایک RTD جیسا ہی ہے؟

نہیں - PT100 RTD کی ایک مخصوص قسم ہے، جو 0 ڈگری پر 100 اوہم مزاحمت کے ساتھ پلاٹینم سے بنی ہے۔ RTD ایک وسیع تر زمرہ ہے، جس میں PT500، PT1000، اور نکل- یا تانبے پر مبنی سینسر بھی شامل ہیں۔

PT100 سینسر واقعی کتنا درست ہے؟

کلاس B 0 ڈگری پر تقریباً ±0.30 ڈگری تک درست ہے۔ کلاس A اسے تقریباً ±0.15 ڈگری تک تنگ کرتا ہے۔ اعلی-صحت سے متعلق 1/10 DIN سینسر ±0.03 ڈگری تک پہنچ جاتے ہیں، جو کہ زیادہ تر ایک لیب یا انشانکن-معیاری قیاس ہے بجائے اس کے کہ کسی عام عمل کی نگرانی کی ضرورت ہو۔

کیا PT100 زیرو درجہ حرارت کو زیرو-ہینڈل کر سکتا ہے؟

ہاں، معیاری اکائیوں کی درجہ بندی تقریباً -200 ڈگری تک کی جاتی ہے، جو کسی خاص چیز کی ضرورت کے بغیر زیادہ تر کریوجینک اور کولڈ چین ایپلی کیشنز کا احاطہ کرتی ہے۔

کچھ PT100 سینسر میں دو کی بجائے تین یا چار تاریں کیوں ہوتی ہیں؟

اضافی تاریں آلہ کو خود لیڈ وائر کی مزاحمت کو کم کرنے دیتی ہیں، جو بصورت دیگر کیبل کی لمبائی کے ساتھ بڑھنے والی خرابی - درجہ حرارت کے سگنل کے حصے کے طور پر شمار کی جائے گی۔

حوالہ جات

• بین الاقوامی الیکٹرو ٹیکنیکل کمیشنIEC 60751 - صنعتی پلاٹینم مزاحمتی تھرمامیٹر اور پلاٹینم درجہ حرارت کے سینسر۔
• نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف اسٹینڈرڈز اینڈ ٹیکنالوجی (NIST)۔ITS-90 درجہ حرارت کا پیمانہ اور پلاٹینم ریزسٹنس تھرمومیٹری حوالہ ڈیٹا۔
• اومیگا انجینئرنگ۔RTD (مزاحمتی درجہ حرارت کا پتہ لگانے والا) حوالہ گائیڈ۔
• فلوک کارپوریشن۔انشانکن: پریکٹس میں فلسفہ - مزاحمتی تھرمومیٹری۔