ÖVER HUNDRA NYA GIVARE VARJE MÅNAD

NYTT KALIBRERINGSBAD PÅ LABBET

RS TECHNICS BV - EN DEL AV PENTRONIC

TEMPERATURSKOLA. LEKTION 2

PENTRONIC Skandinaviens ledande tillverkare av industriella temperaturgivare

FORTSÄTTNING PÅ SIDAN 3

NR. 2017-2

PENTRONIC PRISADES AV TETRA PAK

Alla problem kräver sina unika lösningar Hoppas att du upp skattar det nya formatet på vår kundtidning. Vi tar gärna emot synpunkter och förslag på hur vi kan utveckla vår kommunikation med dig. I detta nummer av PentronicNytt lägger vi fokus på en av våra styrkor, flexibilitet. För oss innebär flexibilitet att vi konstruerar och tillverkar temperatur­givare exakt så som du vill den ska se ut och fungera för att på bästa sätt passa i din tillämpning. Det är i de flesta fall mer kostnadseffektivt att vi anpassar givaren till applikationen än tvärt om.

För oss är hållbarhet en viktig fråga. Vi har under våren genomfört en energikartlägg­ning i syfte att reducera vår energikonsumtion. Ett annat exempel är återvinning av ädelmetaller som du kan läsa om på sidan 6. Vi har under april fått ännu ett bevis på uppskattning från våra kunder när vi mottog pris för att vara en av de bästa leverantörerna till Tetra Pak. Ett stort tack till hela teamet på Pentronic som gjort detta möjligt. Vi närmar oss sommaren med stormsteg och med den förhoppningsvis en skön och avkopplande semester.

Rikard LarssonVD

Pentronic skulle behöva uppdatera hemsidan flera gånger per dag för att hålla sortimentet av temperatur-givare aktuellt.

– VARJE MÅNAD tillkommer över hundra nya artikelnummer. Vår standard är kundanpassning, säger försäljningschefen Dan Augustini.

Pentronic har sedan starten tillverkat kundanpassade tempe­raturgivare. De flesta av typerna Pt 100 och termoelement. Grun­den är ett system av moduler, vilka i sin tur kan anpassas till uppgiften. Resultatet blir rätt t emperaturgivare för varje uppgift.

– Vissa tillverkas i enstaka exemplar, andra produceras i 10 000­tals, säger VD Rikard Larsson.

ÖVER 100 NYA VARIANTER AV TEMPERATURGIVARE VARJE MÅNAD

Alternativet till att anpassa givaren till uppgiften är att anpassa mätmiljön till befintliga givare. Det säger sig självt att rätt givare har många fördelar, t ex när det gäller mätprestanda, monter­barhet och annat som påverkar mätningens kvalitet och kundens kostnader.

Specialgivare låter arbetskrä­vande, men tack vare byggsyste­met och Pentronics långa erfaren­het är det ingen större skillnad mellan att tillverka ett begränsat katalogsortiment eller att anpassa givarna.

Lägg till det att Pentronic sedan ett antal år sparar all dokumentation, även för artiklar som bara tas fram i enstaka exemplar. Dessa givare har redan ett artikelnummer och kan omgå­ende tillverkas igen.

– Idag finns bortåt 20 000 arti­kelnummer i vårt system och varje år tillkommer ytterligare mellan 1 200 och 1 500 konstruktioner, säger Dan.

Att beställa en kundanpas­sad givare från Pentronic går ofta snabbare än att surfa runt på Internet för att hitta något

” Idag finns bortåt 20 000 artikel-nummer i vårt

system och varje år tillkommer ytterligare

mellan 1200 och 1500 konstruk-

tioner”

Pentronic har belönats av Tetra Pak med certifikatet Bronze Supplier 2017 för ”Excellence in Quality, Deli-very and Cost performance during the year 2016”.

UTMÄRKELSEN överlämnades vid en ceremoni i Lund samord­nad över videolänk med ytterli­gare två platser i världen – Kina och Italien.

Tetra Pak har många leveran­törer. Av dessa uppmärksamma­des ett fåtal med certifikat för sina goda prestationer under året.

Tetra Pak gör först en över­gripande utvärdering av leve­rantören, där även icke mätbara parameterar ingår. Därefter mäts uppfyllelsen av Tetra Paks krav

TETRA PAK BELÖNADE PENTRONIC SOM EN AV SINA BÄSTA LEVERANTÖRER 2016

på ett så kallat Score Card, där kostnadsutveckling, kvalitet och leveransprecision ingår. Endast de som lever upp till högt ställda krav får utmärkelsen. Under 2016 var Pentronic en av dessa.

befintligt som kan lösa uppgif­ten. Det finns många berättelser om tekniska ting som fötts på en servett. I det här fallet är det sant. En enkel skiss i kombination med tekniska krav är ofta tillräckligt. Sedan tar Pentronics försäljnings­ingenjörer och tekniker kraven vidare till produktion.

– Ta en bild med mobiltelefo­nen och skicka över, tipsar Rikard.

Byggsystemet ger i sig stora möjligheter. Genom att Pentro­nic har egen bearbetning kan modulerna dessutom anpassas, tillexempel genom andra mått på instick. Om så krävs kan nya detaljer och genomföringar tillver­kas för att resultatet ska bli rätt temperaturgivare för uppgiften. Möjligheterna är i det närmaste oändliga.

Så frågan är varför spendera timmar på att försöka hitta exakt det man behöver när man kan fråga Pentronic. Troligen finns givaren redan eller så gör vi en ny variant enligt dina önskemål. Pentronics möjligheter att skapa kundspecifika givare är i det närmaste oändliga.

Pentronics Försäljningschef Dan Augus­tini tog emot certifikatet Bronze Supplier 2017 från Tetra Pak.

För att åter kunna hjälpa och underlätta för kunder med ser-vice och kontroll av sina GFM-system har Pentronic under hös-ten 2016 arbetat med att uppdatera elektro-niken till den senaste och båda produk-terna finns nu åter att köpa.

KORT OM GEDEVELOP OCH GFMFöretaget Gedevelop som är en del av Pentronic marknadsför, utvecklar och säljer kameror för berörings­fri mätning av massflöde vid tillverkning av isoleringsma­terialet glasfiberull. Genom noggrann mätning och styrning av glasflödet får kunderna bättre produkter till lägre kostnad. Kamera­systemet heter GFM – Glass Flow Measurement.

www.gedevelop.com

GFM KAMERASIMULATOR OCH GLAS FLÖDES-SIMULATOR ÅTER I PRODUKTION

NÄR MAN VILL TESTA SYSTEMET OCH INTE HAR RINNANDE GLAS:GFM Glas­simulator tillsam­mans med systemets kamera ger en realistisk reproduk­tion av glasflödet som gör det möjligt att testa GFM­systemet med kända flödesparametrar. Genom att använda GFM Glas Simulator kan testning göras mycket realistiskt för att efter­likna normalproduktion. Efter­som testutrustningen simulerar flödet kan alla grundläggande funktioner så som flöde, diame­ter, intensitet och avläsningar kontrolleras. GFM Glas­simula­tor är ett oumbärligt verktyg för att testa att GFM kameran är fullt fungerande.

NÄR MAN VILL TESTA SYSTEMET UTAN VARKEN RINNANDE GLAS ELLER KAMERA:GFM Kamera­simulatorn möjliggör testning av GFM­systemet med kända ingångs­signaler i stället för en riktig kamera. Genom att använda GFM­kamerasimulatorn kan felsökning enkelt göras på centralenheten och kamera­kabeln. Eftersom testutrust­ningen simulerar signaler från en GFM­kamera kan alla grundläggande funktioner, avläsningar, larm etc kontrolleras.

GFM Glassimulator artikelnummer M 1802008 GFM kamerasimulator artikelnummer M 1802002

RAPPORT FRÅN LABBET

Lars Grönlund med det nya kalibre­ringsbadet som förbättrar mätosäker­heten vid kalibrering av temperatur­givare med kort instick.

Sedan januari 2017 ingår RS Technics BV i Neder-länderna som ett helägt dotterbolag till Pentronic-gruppen.

RS Technics har funnits på mark­naden i över 25 år och utvecklar och tillverkar industriella givare för temperatur, tryck och fukthalt. Bo­laget har även egen utveckling och tillverkning av elektroniksystem för mätning och styrning. Kunder finns huvudsakligen inom process­, livsmedels­ och marin­industri. RS Technics kännetecknas av hög kvalitet och servicegrad bl.a. med expressleverans av kundspecifika givare inom 24 timmar.

Syftet med förvärvet är att öka Pentronics närvaro i Europa och att

RS TECHNICS BV NU EN DEL AV PENTRONIC

kunna ge bästa service till kunder i Nederländerna och omgivande länder. Bolaget kommer att fort­sätta sin verksamhet under sitt

varumärke RS Technics. För mer information är du välkommen att besöka www.rstechnics.nl.

Den nya generationen temperaturgivare med korta instick och inte-grerad elektronik ställer särskilda krav på kalibre-ringsutrustningen.

Pentronic har investe-rat i ett nytt oljebad för att kunna kalibrera även dessa givare.

DET NYA BADET heter Iso­tech 785. Det är fyllt med nio liter vegetabilisk olja och skiljer sig från tidigare bad genom att

NYTT KALIBRERINGSBAD SOM KLARAR AV BÅDE KORTAINSTICK OCH KÄNSLIG ELEKTRONIK

omrörningen går åt motsatt håll, nedåt efter väggarna och uppåt i centrum där givaren som ska kali­breras finns.

– Resultatet blir att man får min­dre temperaturgradienter i höjdled. I tidigare kalibreringsbad kunde gradienten i den övre delen av badet ligga på några hundradels grader, det här är minst tio gånger bättre, säger laboratoriets chef Lars Grönlund.

Resultatet blir att kortare givare kan kalibreras med högre nog­granhet. Eller om man vänder på det, nu är det praktiskt möjligt att verifiera att givarna är så bra som de faktiskt är.

Den integrerade elektroniken är ett kapitel för sig. På vissa typer av givare befinner den sig bara några centimeter från processanslut­ningen. Det kan ställa till problem när transmittern befinner sig några centimeter från det varma kalibre­ringsbadets yta.

– Vi har konstruerat en fixtur med vattenkylning av elektroniken

under kalibrering, förklarar Lars Grön­lund.

Första uppgiften blir att verifiera Pentronics egna givare med korta instick och inbyggd elektronik. Eftersom kalibreringarna sker under ackre­ditering går det inte att ge några löften, men det troliga resultatet blir att redan låga mätosäkerhe­ter stramas åt ytterligare.

Det nya badet ska även användas i laboratoriets upp­dragskalibreringar i temperaturer från 90 till 230°C.

TIDSKONSTANT

Har du synpunkter eller frågor kontakta professor Dan Loyd på LiU,

dan.loyd@liu.se

FRÅGA: Jag har i olika samman­hang träffat på tidskonstanten τ. Vad betyder den och när kan man använda den?

Johan H SVAR: Tidskonstanten är ett mått på hur snabbt en parameter i ett system ändras med tiden. I ett elektriskt system kan spänningen vara en sådan parameter och i ett termodynamiskt system kan det vara temperaturen. Ursprungligen var förutsättningen för begrep­pet tidskonstant att systemets ändring med tiden skulle styras av en första ordningens ordinär differentialekvation, men begrep­pet används numera även i andra sammanhang. En RC­krets, där en kondensator C laddar ur genom ett elektriskt motstånd R, är ett exem­pel på ett system, där spänningens tidsvariation följer en första ord­ningens differentialekvation. Om spänningen var V0 volt från början så ändras spänningen, V volt, vid urladdning enligt sambandet.

V = V0 e­t/(RC)

där, t är tiden i sekunder, R resis­tansen i ohm och C kondensatorns kapacitans i Farad. Den tid som det tar för spänningen att sjunka från V0 till V0e

­1 = 0.37V0 (dvs 37 %

FRÅGA SVARDe frågor vi tar upp här ska ha allmänt mät­tekniskt och/eller värmetekniskt intresse.

av V0) kallas tidskonstanten τ och den anges normalt i sekunder. I detta fall gäller τ = RC.

Om man försummar tempe­raturdifferensen inom ett man­teltermoelement som sitter i en mätkrets och betraktar termo­elementet som en ”klump” med temperaturen T(t) styrs avsval­ningen av en första ordningens ordinär differentialekvation. (Ref 1) Om temperaturen i termoelemen­tets omgivning ändras stegvis från begynnelsetemperaturen T0 °C till omgivningstemperaturen Tomg °C (Tomg < T0) ändras termoelementets temperatur, T(t) °C, enligt samban­det

(T(t) – Tomg)/(T0 – Tomg) = e­t((hA)/(cρV))

där, h är värmeövergångskoef­ficienten i W/(m2K), A termoele­mentets värmeöverförande yta i m2, t tiden i s, ρ densiteten i kg/m3, c specifika värmekapaciteten i (Ws)/(kgK) och V volymen i m3. Kondensatorns kapacitans C i RC­kretsen motsvaras av (ρcV) och resistansen R av 1/(hA). Eftersom manteltermoelementet innehåller olika material är storheterna ρ och c medelvärden. Tidskonstanten τ blir i termoelementfallet

τ = (cρV)/(hA).

Storheten (cρV), där (ρV) är termo­elementets massa, är ett mått på termoelementets förmåga att lagra

energi. Ju större specifik värme­kapacitet och ju större massa desto större lagringskapacitet har termoelementet – tidskonstanten ökar. Storheten 1/(hA) är ett mått på värmemotståndet. Ju mindre värde på produkten (hA) desto större värmemotstånd och därmed tar det längre tid att ändra termo­elementets temperatur – tids­konstanten ökar.

Det finns emellertid en väsentlig skillnad mellan RC­kretsen och termoelementet. RC­kretsen har alltid en konstant tidskonstant, τ = RC, oavsett om den är inkopp­lad i ett elektriskt nät eller om den ligger ”på hyllan”. Termoelemen­tets tidskonstant varierar däremot och den beror av värmeflödet till eller från termoelementet, vilket här karakteriseras av storheten (hA), dvs produkten av värme­övergångskoefficienten och den värmeöverförande arean.

Ref 1: www.pentronic.se > Nyheter > Teknikartiklar > Repetitionskurs i vär­meöverföring > Dynamiska mätfel (8 och 9)

SKA DU BYTA PROCESSGIVARE eller har du gamla uttjänta liggan­des?

Vi köper tillbaka ädelmetall­skrot (platina) för återvinning från

SKICKA IN DIN GAMLA TERMOELEMENTTRÅD AV PLATINA. BÅDE DU OCH MILJÖN TJÄNAR PÅ DET!

typ S, R och B­givare. (Även från givare av andra fabrikat). För mer information kontakta Pentronics säljare 0490­25 85 00 eller skicka e­post till info@pentronic.se.

Återvinning kräver betydligt min­dre förbrukning av energi, resurser och utsläpp än vid nyframtagning. Dessutom är platina en ändlig resurs som är mycket sällsynt.

EN TEMPERATURMODELL - LIVLIGHETSTEORINEn varm kropp har större rörlighet i sina minsta element än en kall kropp. Medelvärdet av den kine­tiska vibrationsenergin hos atomer och molekyler i en kropp är ett mått på dennas temperatur.

I första lektionen gjorde vi en historisk tillbakablick. Nu går vi igenom grundläggande teori för att överhuvud taget kunna mäta temperatur - Termodynamik och värmeöverföring.

turmätning och kalibrering baseras på denna sats.

Första huvudsatsen:Energi kan varken skapas eller förstöras – bara omvandlas mellan olika energiformer.

Andra huvudsatsen:Kan formuleras på lite olika sätt men den lämpligaste formuleringen för mättekniker är att värme aldrig övergår av sig själv från en kall kropp till en varm.

VÄRMEÖVERFÖRINGDet finns tre olika mekanismer för värmeöverföring, vilka kan uppträda samtidigt eller var för sig: ledning, konvektion och strålning. Kunskap om de olika utbredningssätten är väsentlig för att förstå vad som händer i en mätsituation. Med för­ståelsen kan man förebygga mätfel genom att arrangera installationen så att givaren inte stör mätningen genom att skapa nya transportvä­gar för värmeflödet.

LedningEnligt temperaturmodellen ovan där atomer (eller molekyler) vibrerar så förstår man att en atom med mycket vibration snart påverkar sin granne att också vibrera. Denna vibration eller värme sprider sig ge­nom att vibrationsenergin förflyttas från atom till atom. Ett annat ord för värmeledning är värmekonduktivi­tet. Se figur och tabell.

Metaller är som regel mycket bra värmeledare. I vätskor och gaser håller molekylerna större avstånd till varandra, varför vibrationerna

Värmeöverföring genom ledning (konduktivitet). Vibrationsenergin överförs från atom till atom. Ledningsförmågan är som regel bäst i metaller. Gaser leder sämst.

inte kan fortplantas så lätt. Vakuum leder ingen värme i brist på mole­kyler.

LEKTION 2 TERMODYNAMIK OCH VÄRMEÖVERFÖRING Medium Värmeledningsförmåga

Fasta material W / (m K)- Ag, Cu 420, 380- Al (grundämne) 220- Rostfria stål 15- Glas 0,93- Trä, furu 0,1 - 0,4- Glasull 0,035Vätskor - Vatten 20-100 °C 0,60 - 0,68Gaser - Luft 20 – 100 – 300 °C 0,025 - 0,032 - 0,045

Tabellen visar värmeledningsförmå­gan (konduktiviteten) hos några olika medier. Värdena är ungefärliga

Figuren antyder att varm materia har stor kinetisk (rörelse­)energi i sina minsta beståndsdelar, medan kallare materia innehåller lägre kinetisk ener­ginivå. Dessutom kräver normalt högre energinivåer mera utrymmeLe

ktio

n 2.

I fö

rsta

lekt

ione

n gj

orde

vi e

n hi

stor

isk

tillb

akab

lick.

Nu

går v

i ige

nom

gru

ndlä

ggan

de te

ori f

ör a

tt öv

erhu

vud

tage

t kun

na

mät

a te

mpe

ratu

r - T

erm

odyn

amik

och

vär

meö

verf

örin

g.

En te

mpe

ratu

rmod

ell -

Liv

lighe

tste

orin

E

n va

rm

krop

p ha

r st

örre

rö

rligh

et

i si

na

min

sta

elem

ent

än

en

kall

krop

p.

Med

elvä

rdet

av

den

kine

tiska

vib

ratio

nsen

ergi

n ho

s at

omer

och

mol

ekyl

er i

en k

ropp

är

ett

måt

t på

denn

as te

mpe

ratu

r.

Figu

ren

anty

der

att

varm

mat

eria

har

sto

r ki

netis

k (r

örel

se-)

ener

gi i

sin

a m

inst

a be

stån

dsde

lar,

med

an k

alla

re m

ater

ia in

nehå

ller l

ägre

kin

etis

k en

ergi

nivå

. Des

suto

m

kräv

er n

orm

alt h

ögre

ene

rgin

ivåe

r mer

a ut

rym

me.

Te

rmod

ynam

ik

För

att

förs

tå

tem

pera

turm

ätni

ng

mås

te

man

ha

gr

undl

ägga

nde

kuns

kape

r i

term

odyn

amik

och

vär

meö

verfö

ring.

Te

rmod

ynam

iken

s no

llte

huvu

dsat

s:

Om

två

kro

ppar

är

i ter

mis

k jä

mvi

kt m

ed e

n tre

dje

krop

p, d

å är

de

även

i te

rmis

k jä

mvi

kt m

ed v

aran

dra.

Med

and

ra o

rd s

å öv

erfö

rs i

ngen

vär

me

om k

ropp

ar h

ar

sam

ma

tem

pera

tur.

Det

ta fö

rstå

r m

an in

tuiti

vt m

en d

et fr

amgå

r in

te a

v nå

gon

av d

e an

dra

huvu

dsat

sern

a så

där

för

lade

man

till

den

na e

fterå

t oc

h pl

acer

ade

den

förs

t. A

ll te

mpe

rera

turm

ätni

ng o

ch k

alib

rerin

g ba

sera

s på

den

na s

ats.

Fö

rsta

huv

udsa

tsen

: E

nerg

i ka

n va

rken

sk

apas

el

ler

förs

töra

s –

bara

om

vand

las

mel

lan

olik

a en

ergi

form

er.

And

ra h

uvud

sats

en:

Kan

form

uler

as p

å lit

e ol

ika

sätt

men

ger

att

värm

e al

drig

öve

rgår

av

sig

själ

v frå

n en

ka

ll kr

opp

till e

n va

rm.

Värm

eöve

rför

ing

Det

finn

s tre

olik

a m

ekan

ism

er fö

r vär

meö

verfö

ring,

vilk

a ka

n up

pträ

da s

amtid

igt e

ller

var f

ör s

ig. l

edni

ng, k

onve

ktio

n oc

h st

råln

ing.

Kun

skap

om

de

olik

a ut

bred

ning

ssät

ten

är v

äsen

tlig

för a

tt fö

rstå

vad

som

hän

der i

en

mät

situ

atio

n. M

ed fö

rstå

else

n ka

n m

an

före

bygg

a m

ätfe

l ge

nom

at

t ar

rang

era

inst

alla

tione

n så

at

t gi

vare

n in

te

stör

m

ätni

ngen

gen

om a

tt sk

apa

nya

trans

portv

ägar

för v

ärm

eflö

det.

Le

dnin

g

Lekt

ion

2. I

förs

ta le

ktio

nen

gjor

de v

i en

hist

oris

k til

lbak

ablic

k. N

u gå

r vi i

geno

m g

rund

lägg

ande

teor

i för

att

över

huvu

d ta

get k

unna

m

äta

tem

pera

tur -

Ter

mod

ynam

ik o

ch v

ärm

eöve

rför

ing.

En

tem

pera

turm

odel

l - L

ivlig

hets

teor

in

En

varm

kr

opp

har

stör

re

rörli

ghet

i

sina

m

inst

a el

emen

t än

en

ka

ll kr

opp.

M

edel

värd

et a

v de

n ki

netis

ka v

ibra

tions

ener

gin

hos

atom

er o

ch m

olek

yler

i en

kro

pp

är e

tt m

ått p

å de

nnas

tem

pera

tur.

Fi

gure

n an

tyde

r at

t va

rm m

ater

ia h

ar s

tor

kine

tisk

(rör

else

-)en

ergi

i s

ina

min

sta

best

ånds

dela

r, m

edan

kal

lare

mat

eria

inne

hålle

r läg

re k

inet

isk

ener

gini

vå. D

essu

tom

kr

äver

nor

mal

t hög

re e

nerg

iniv

åer m

era

utry

mm

e.

Term

odyn

amik

Fö

r at

t fö

rstå

te

mpe

ratu

rmät

ning

m

åste

m

an

ha

grun

dläg

gand

e ku

nska

per

i te

rmod

ynam

ik o

ch v

ärm

eöve

rförin

g.

Term

odyn

amik

ens

nollt

e hu

vuds

ats:

O

m t

vå k

ropp

ar ä

r i t

erm

isk

jäm

vikt

med

en

tredj

e kr

opp,

då

är d

e äv

en i

term

isk

jäm

vikt

med

var

andr

a. M

ed a

ndra

ord

så

över

förs

ing

en v

ärm

e om

kro

ppar

har

sa

mm

a te

mpe

ratu

r. D

etta

förs

tår

man

intu

itivt

men

det

fram

går

inte

av

någo

n av

de

andr

a hu

vuds

atse

rna

så d

ärfö

r la

de m

an t

ill d

enna

efte

råt

och

plac

erad

e de

n fö

rst.

All

tem

pere

ratu

rmät

ning

och

kal

ibre

ring

base

ras

på d

enna

sat

s.

Förs

ta h

uvud

sats

en:

Ene

rgi

kan

vark

en

skap

as

elle

r fö

rstö

ras

– ba

ra

omva

ndla

s m

ella

n ol

ika

ener

gifo

rmer

. A

ndra

huv

udsa

tsen

: K

an fo

rmul

eras

på

lite

olik

a sä

tt m

en g

er a

tt vä

rme

aldr

ig ö

verg

år a

v si

g sj

älv

från

en

kall

krop

p til

l en

varm

. Vä

rmeö

verf

örin

g D

et fi

nns

tre o

lika

mek

anis

mer

för v

ärm

eöve

rförin

g, v

ilka

kan

uppt

räda

sam

tidig

t elle

r va

r för

sig

. led

ning

, kon

vekt

ion

och

strå

lnin

g. K

unsk

ap o

m d

e ol

ika

utbr

edni

ngss

ätte

n är

väs

entli

g fö

r att

förs

tå v

ad s

om h

ände

r i e

n m

ätsi

tuat

ion.

Med

förs

tåel

sen

kan

man

fö

reby

gga

mät

fel

geno

m

att

arra

nger

a in

stal

latio

nen

så

att

giva

ren

inte

st

ör

mät

ning

en g

enom

att

skap

a ny

a tra

nspo

rtväg

ar fö

r vär

mef

löde

t.

Ledn

ing

TERMODYNAMIKFör att förstå temperaturmätning måste man ha grundläggande kunskaper i termodynamik och värmeöverföring.

Termodynamikens nollte huvudsats:Om två kroppar är i termisk jämvikt med en tredje kropp, då är de även i termisk jämvikt med varandra. Med andra ord så överförs ingen värme om kroppar har samma temperatur. Detta förstår man intui­tivt men det framgår inte av någon av de andra huvudsatserna så där­för lade man till denna efteråt och placerade den först. All temperera­

Enligt temperaturmodellen ovan där atomer (eller molekyler) vibrerar så förstår man att en atom med mycket vibration snart påverkar sin granne att också vibrera. Denna vibration eller värme sprider sig genom att vibrationsenergin förflyttas från atom till atom. Ett annat ord för värmeledning är värmekonduktivitet. Se figur och tabell nedan. Metaller är som regel mycket bra värmeledare. I vätskor och gaser håller molekylerna större avstånd till varandra, varför vibrationerna inte kan fortplantas så lätt. Vakuum leder ingen värme i brist på molekyler. Värmeöverföring genom ledning (konduktivitet). Vibrationsenergin överförs från atom till atom. Ledningsförmågan är som regel bäst i metaller. Gaser leder sämst.

Medium Värmeledningsförmåga Fasta material W / m K - Ag, Cu 420, 380 - Al (grundämne) 220 - Rostfria stål 15 - Glas 0,93 - Trä, furu 0,1 - 0,4 - Glasull 0,035 Vätskor - Vatten 20-100 °C 0,60 - 0,68 Gaser - Luft 20 – 100 – 300 °C 0,025 - 0,032 - 0,045

Tabellen visar värmeledningsförmågan (konduktiviteten) hos några olika medier. Värdena är ungefärliga Konvektion Konvektion innebär rörelser i fluiden (=vätska eller gas) Naturlig konvektion innebär rörelser på grund av densitetsskillnader som beror av temperaturskillnader. Varm fluid är ”lättare” än kall och ”flyter upp”.

Varm

Källa

Kall sänka

T2°C

Isolering

T1>T2

)))))))))))) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) )

KonvektionKonvektion innebär rörelser i fluiden (=vätska eller gas)

Naturlig konvektion innebär rörel­ser på grund av densitetsskillnader som beror av temperaturskillnader. Varm fluid är ”lättare” än kall och ”flyter upp”.

Påtvingad konvektion erhålls genom omrörare, pumpar och fläk­tar. Fluidens temperatur kan då bli jämnare över volymen.

Värmeöverföring från fluid till fast kropp underlättas av ökad fluidom­strömning. Likaså är det lättare att överföra värme med en vätska än med en gas. Det beror på att väts­kan har atomer eller molekyler som överför sin vibrationsenergi tätare. I vakuum förekommer ingen konvek­tion i brist på molekyler.

Vatten överför värme bättre än luftI figuren nedan strömmar en fluid i ett rör. Vinkelrätt mot strömnings­riktningen är en givarspets med Ø 3 mm instucken till rörets centrum. Flödet strömmar med 8 m/s och har temperaturen är 50 °C. I värme­överföringsteorin talar man om

T1 T2

AKTUELLA TEMPERATURKURSER

ST125­26 oktober 2017

Se www.pentronic.se för senaste information om kurs tillfällen. Kontakta oss om temperaturkurs på ditt företag.

PENTRONICNYTT 2017-2 • ÅRGÅNG 28

Bergsliden 1, SE­593 96 VästervikTel. 0490­25 85 00, Fax. 0490­237 66

www.pentronic.se

PENTRONICS PRODUKTPROGRAM

• Temperaturgivare • Temperaturtransmittrar• Temperaturindikatorer • Kablar ­ kontakter ­ paneler• Handhållna temperaturmätare • IR­pyrometrar• Reglerutrustning • Dataloggrar och skrivare• Kalibreringstjänster & ­utrustning • Flödesmätare• Fukthalts­ & tjockleksmätare • GFM Glasflödesmätare• Utbildningar i temperaturmätning • Elektro­optiska testsystem & ­kalibrering

värmeövergångskoefficient, α (alfa), som anges i W(m2K), d v s överförd effekt per kvadratmeter och grad C temperaturskillnad. Värmeöver­gångskoefficienten varierar med typ av fluid och dess hastighet. För vatten ger beräkningar i det här speciella exemplet 47 000 W(m2K) medan luft inte förmår överföra mer än 160 W(m2K). Vattnet överför alltså här närmare 300 gånger mera effekt än luften.

I vardagslivet har vi lärt oss att vi kan vistas lång tid i en bastu som är 70­80 °C varm. Däremot skulle vi aldrig frivilligt komma på idén att doppa pekfingret i en kastrull med vatten av samma temperatur!

Strålning Strålning är en elektromagnetisk vågrörelse (IR­området) som inte behöver ett medium för värmetran­sporten. Vakuum utgör alltså inget hinder för strålningsvärme och det

är solstrålning ett bevis för.Nettostrålningen mellan två krop­

par går från varm till kall kropp. Alla kroppar som har temperatur över absoluta nollpunkten, 0 kelvin (= ­273,15°C), utstrålar värmeenergi.

Solbadsbilden illustrerar solens strålningsvärme. Ett moln hindrar strålvärmen, vilket de flesta vet av erfarenhet. Via konvektion förs värme mellan kropp och luft (via

Anmälan för prenumeration av PentronicNytt gör du på vår hemsida www.pentronic.se

Figuren visar exempel på konvektion i eluppvärmd ackumulatortank. Värme­växlaren eller elpatronen värmer upp vattnet vars molekyler på grund av ökad vibrationsenergi blir mer åtskilda. Därmed minskas densiteten och den varma fluiden stiger. Då fluiden svalnar genom värmeläckage eller uttag till värmeväx­lare packas molekylerna samman med den minskande vibrationsenergin och sjunker.

Påtvingad konvektion erhålls genom omrörare, pumpar och fläktar. Fluidens temperatur kan då bli jämnare över volymen. Värmeöverföring från fluid till fast kropp underlättas av ökad fluidomströmning. Likaså är det lättare att överföra värme med en vätska än med en gas. Det beror på att vätskan har atomer eller molekyler som överför sin vibrationsenergi tätare. I vakuum förekommer ingen konvektion i brist på molekyler.

Figuren visar exempel på konvektion i eluppvärmd ackumulatortank. Värmeväxlaren eller elpatronen värmer upp vattnet vars molekyler på grund av ökad vibrationsenergi blir mer åtskilda. Därmed minskas densiteten och den varma fluiden stiger. Då fluiden svalnar genom värmeläckage eller uttag till värmeväxlare packas molekylerna samman med den minskande vibrationsenergin och sjunker

Vatten överför värme bättre än luft I figuren nedan strömmar en fluid i ett rör. Vinkelrätt mot strömningsriktningen är en givar-spets med Ø 3 mm instucken till rörets centrum. Flödet strömmar med 8 m/s och har temperaturen är 50 °C. I värmeöverföringsteorin talar man om

värmeövergångstal, a (alfa), som anges i W/m2K, d v s överförd effekt per kvadratmeter och grad C

temperatur-skillnad. Värmeövergångstalet varierar med typ av fluid. För vatten ger beräkningar i det här speciella exemplet 47 000 W/m2K medan luft inte förmår överföra mer än 160 W/m2K. Vattnet överför alltså här

närmare 300 gånger mera effekt än luften. I vardagslivet har vi lärt oss att vi kan vistas lång tid i en bastu som är 70-80 °C varm. Däremot skulle vi aldrig frivilligt komma på idén att doppa pekfingret i en kastrull med vatten av samma temperatur!

Till

50 °C

Temperaturgivare

Påtvingad konvektion erhålls genom omrörare, pumpar och fläktar. Fluidens temperatur kan då bli jämnare över volymen. Värmeöverföring från fluid till fast kropp underlättas av ökad fluidomströmning. Likaså är det lättare att överföra värme med en vätska än med en gas. Det beror på att vätskan har atomer eller molekyler som överför sin vibrationsenergi tätare. I vakuum förekommer ingen konvektion i brist på molekyler.

Figuren visar exempel på konvektion i eluppvärmd ackumulatortank. Värmeväxlaren eller elpatronen värmer upp vattnet vars molekyler på grund av ökad vibrationsenergi blir mer åtskilda. Därmed minskas densiteten och den varma fluiden stiger. Då fluiden svalnar genom värmeläckage eller uttag till värmeväxlare packas molekylerna samman med den minskande vibrationsenergin och sjunker

Vatten överför värme bättre än luft I figuren nedan strömmar en fluid i ett rör. Vinkelrätt mot strömningsriktningen är en givar-spets med Ø 3 mm instucken till rörets centrum. Flödet strömmar med 8 m/s och har temperaturen är 50 °C. I värmeöverföringsteorin talar man om

värmeövergångstal, a (alfa), som anges i W/m2K, d v s överförd effekt per kvadratmeter och grad C

temperatur-skillnad. Värmeövergångstalet varierar med typ av fluid. För vatten ger beräkningar i det här speciella exemplet 47 000 W/m2K medan luft inte förmår överföra mer än 160 W/m2K. Vattnet överför alltså här

närmare 300 gånger mera effekt än luften. I vardagslivet har vi lärt oss att vi kan vistas lång tid i en bastu som är 70-80 °C varm. Däremot skulle vi aldrig frivilligt komma på idén att doppa pekfingret i en kastrull med vatten av samma temperatur!

Till

50 °C

Temperaturgivare

Strålning Strålning är en elektromagnetisk vågrörelse (IR-området) som inte behöver ett medium för värmetransporten. Vakuum utgör alltså inget hinder för strålningsvärme

och det är solstrålning ett bevis för. Nettostrålningen mellan två kroppar går från varm till kall kropp. Alla kroppar som har temperatur över absoluta nollpunkten, 0 kelvin (= -273,15°C), utstrålar värmeenergi. Solbadsbilden härintill illustrerar solens strålningsvärme. Ett moln hindrar strålvärmen, vilket de flesta vet av erfarenhet. Via konvektion förs värme mellan kropp och luft (havsbrisen). Värme leds mellan kroppen och sanden . Riktningen är från hög

temperatur till lägre. Värmestrålning är en ofta förbisedd felkälla vid temperaturmätning: Exempel • Reflexer till pyrometrar • Påverkan på givare när ytor skiljer i temperatur från fluiden • Vid förbränning är värmestrålning betydande. En produkt som mäter medelvärde mellan lufttemperatur och strålningen är Globtermometern. En produkt som huvudsakligen mäter värmestrålningen är Plate Thermometer Heat Flux Meter (PTHFM)

BILD PÅ PTHFM från Sara.

exempelvis havsbrisen). Värme leds mellan kroppen och sanden. Rikt­ningen är från hög temperatur till lägre.

Värmestrålning är en ofta förbi­sedd felkälla vid temperatur mätning:

Exempel• Reflexer till pyrometrar • Påverkan på givare när om­ givande ytor skiljer i temperatur från fluiden• Vid förbränning är värmestrålning betydande.

En produkt som mäter lufttempe­ratur och tar hänsyn till inverkan av strålningen är Globtermometern. En produkt som huvudsakligen mäter värmestrålningen är Plate Thermo­meter Heat Flux Meter (PTHFM)

Om du vill läsa mer om Värme­överföring för mättekniker finner du det på Pentronics hemsida www.pentro­nic.se > Nyheter > Teknikartiklar

Vill du fördjupa dig ytterligare och lära dig ännu mer om temperaturmät­ning så finns förstås Pentronics kurser i ”Spårbar temperaturmätning” förlagda i Västervik eller företagsförlagda om så önskas. För mer information se www.pentronic.se