правильное место измерения температуры в колонне

давно слепил сию штуку, но никак не опробую
Серж 1, 22 Мая 10, 11:12

По поводу схемы. Честно есть мысль - не взлетит.

Первый операционник - недоделанный (без обид) дифференциальный усилитель. Коэффициэнт усиления дифференциального сигнала гигантский. Потому что дифференциальное сопротивление диода несколько десятков Ом. В обратной связи 250 кОм. Итого 10000 где-то усиление. Такие коэффициэнты усиления даром не проходят: начинают вылезать все несовершенства операционника и несогласованность элементов. Разность характеристик измерительных диодов в том числе. В итоге на выходе будет полная фигня, а не в 10000 раз усиленный дифференциальный от "датчиков температуры".

Затем второй операционник. Честно не понял, нафег он нужен. Этот каскад усиливает в 2 раза сигнал с выхода 1-го операционника. Ну собственно и все. Нах этот каскад нужен - я не вкурил.

Еще есть вопрос: какое питание у операционников? Если земля на схеме - это и есть минус питания, то дополнительная жопа: схемы не любят работать, когда входы возле питания (ну или всего на 0.6 В выше)

И внимание тонкость!Wolcheg, 22 Мая 10, 23:26

Внимание, другая тонкость. Если граница тело-хвост движется по колонне быстрее времени прогрева трубы, термопасты и термодатчика, то прежде чем датчик сработает, хвост уже будет в отборе. Время заержки, которую дает паста, можно оценить по медицинскому термометру - при комнатной температуре сунуть его подмышку и засечь время пока температура дойдет до 36 градусов. А потом сбросить, остудить до комнатной температуры, сунуть в гильзу с толстым слоем термопасты и снова засечь время подъема температуры до 36 градусов.
Я такой эксперимент проводил. "Голый" термометр доходил до 36 за минуту, а в гильзе - за 2-5 минуты в зависимости от слоя термопасты. 2-5 минут - недопустимо большое время для регулирования отбора.

Внимание, другая тонкость. Если граница тело-хвост движется по колонне быстрее времени прогрева трубы, термопасты и термодатчикаИгорь, 23 Мая 10, 01:12

НЕТ.  Оно (граница) движется МНОГО медленнее прогрева трубы, ...

Wolcheg, я не очень силён в электронике. схему позаимствовал из книги Графа.  на столе работает. надо к колонне прилепить и подобрать порог срабатывания. сделал давно. сейчас уже сомневаюсь в целесообразности датчика под дефлегматором. достаточно одного, чуть выше входа пара в колонну, это для того чтоб не "прохлопать" хвосты. питание у схемы не двуполярное. у меня на сырцовой колонне работает электроника управляющая отбором, но схема ещё проще из за применения индикаторной головки с оптопарами. т.е. имеются два "флажка" на головке которыми устанавливаются порог срабатывания клапана отбора.  

я использую датчики LM35, с ними очень удобно. И для сравнения напряжений с двух точех использую вот такую схему.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Файл:Opampinstrumentation.svg
Очень удобно.

Оно (граница) движется МНОГО медленнее прогрева трубы,Wolcheg, 23 Мая 10, 01:24

Нельхзя так заблуждаться и ставить телегу впереди лошади.
Не колонна греет пар, а пар греет колонну. Поэтому сначала проходит горячий пар, и только потом прогреваются стенки. А небольшие измменения , измеряемые десятыми, могут надолго задерживаться толстым слоем термопасты.

тоже юзал такую схему. тем более они готовые у меня имеются. вместо датчика давления ставлю мост с терморезистором и стрелочный индикатор на выход.можно один градус растянуть на всю шкалу.  кстати , если кто соберётся делать мостовой измеритель тем-ры, то лучше использовать резисторы не помню как они точно называются, ну те что для поверхностного монтажа ( с материнок и т. п.). т.к. они очень термостабильные.

По поводу задержки температуры в термопасте. Если принять теплопроводность термопасты 1 ватт/метр-градус (фактически она ниже), то можно вычислить такой момент.

Допустим пятно контакта датчик-колонна составляет 50 мм2, а средняя толщина термопасты 1 мм.
Пусть терморезистор стальной весом 2 грамма.

Вопрос. Если температура в колонне изменилась на 2/10 градуса, через сколько времени температура датчика изменится на 1/10?

Решение будет неправильным, но верно отразит тенденции.

Для нагрева 2 грамм стали на 0,1 градуса, ей нужно дать тепла
460 х 0,02 х 0,1 = 0,1 джоуля.

При перепаде температур в 0,15 градуса, тепловой поток через миллиметр термопасты через площадь 50 мм2 составит
1 х 50 х 10^-6 х 0,15 : 10^-3 = 0,0075 ватт, или 0,0075 джоуля в секунду.

Чтобы передать 0,1 джоуля - нагреть датчик на 0,1 градуса, понадобится 0,1 : 0,0075 = 13 секунд. Это много.

Самое неприятное в том, что даже мизерное количество дикой флегмы делает измерения снаружи пустым занятием.

хорошая штука и очень полезная. имхо

и вот такая схемка к такому прибору.

2 Игорь: ты слишком односторонне (в сторону не попрет) принимаешь параметры соединения "терморезистор - труба"
Начнем с массы терморезистора. Не 2 гр, а согласно даташиту "максимум 0.3 гр"
Затем материал - сталь. Это подразумевает массу (плотность), а таковой у терморезисторов нет. раза в 2-3 меньше. Итого теплоемкость терморезистора меньше раз в 10-15, чем ты считал. Ну и дальше выводы?

А на тему дикой флегмы: НЕТ. Не сделает она поверхностные измерения "пустым занятием"
Но понимаю, дискутировать тут очень долго. Если есть желание - готов. Если нет - то и нафиг.

Действительно, нет смысла дискутировать. Это надо щупать ручками, пробовать разные варианты и делать выбор. Я начинал с внешнего датчика, потом перешел на гильзу, впаянную в тело трубы, сейчас использую фторопластовые резьбовые терморазвязки с маленьким металлическим колпачком, в котором "живет" датчик. Разумеется, гораздо проще пришлепать датчик снаружи, чем точить-варить-паять правильную конструкцию. Но я иду на такие усложнения не по религиозным убеждениям, а потому, что увидел разницу.

В поисках путей упрощения и удешевления конструкции, я ставил в одном уровне два датчика - один правильный, другой - наружный - рядом с ним на термопасте под двойной изоляцией, и снимал их показания в разных режимах. Разница в показаниях, особенно в их динамике, так впечатлила, что вариант внешнего датчика я просто не рассматриваю.

Где-то есть логи темпкипера, надо поискать.

Кстати, используя первые датчики снаружи на термопасте, я был счастлив и считал, что поймал Бога за бороду. На радостях и в процессе экспериментов наректифицировал литров 50 спирта. А потом, когда получил спирт с нормальной системой регулирования и увидел что такое правильный спирт, все те 50 литров ректифицировал заново. Они были не сильно, но ощутимо подгажены хвостами, который успевал пролезть пока внешний термодатчик соображал что к чему. А я поначалу считал тот спирт верхом совершенства... Да уж меньше знаешь - крепче спишь.

Хорошая штука и очень полезнаяСерж 1, 23 Мая 10, 01:59

Жаль только, что совсем не в том диапазоне давления, в котором мы работаем.

Игорь, да шкалу нарисовать можно любую. а датчики и впрямь "тугие". штук 15 наверное у меня их. а кому- нибудь наверное такие нужны.

Шкала как шкала. Как ни рисуй, полный ход стрелки - 1 атмосфера. А нам желательно,чтобы от включения до выключения было паскаль 100, это всего 1/1000 часть шкалы. Стрелка даже не заметит такого изменения давления.

Может пружину заменить? Или мембрану?

Кулинар, ты так пишеш потому что: ВЕТКУ НЕ ЧИТАЛ,на самом деле твое высказывание НЕ ВЕРНОЕ!
ТОчнее оно верное если нужна ДОСТОВЕРНОСТЬ, но на практике нужна чистота продукта, а для этого случая твой совет НЕ ВЕРЕН И ДАЖЕ ВРЕДЕН.
Kotische, 21 Мая 10, 15:18

Запостил не в ту ветку как оказалось (после прочтения нескольких последующих сообщений). Просто увидел заголовок «правильное место измерения температуры в колонне» а то, что это раздел «Приборы и электроника», не обратил внимания. А тут как оказалось речь идет не об одном измерителе Т, а о нескольких.
Но и заголовок не совсем соответствует сущности обсуждения. Вернее было бы что-то типа «расположение датчиков температуры по высоте колонны».  Я то приборами акромя термометра вообще никаким не пользуюсь(даже датчика давления в кубе нет), поэтому подискутировать на тему автоматизации не имею  никакой возможности, ввиду отсутствия познаний в этой области. А вот по поводу установки датчика в обычной не автоматизированной колонне есть кое-какие соображения, но опять же их нужно будет перепроверить. Но сейчас пока катастрофически не хватает времени на эксперименты. Возможно, что когда-нибудь я вернусь к теме установки датчика.  И посему приношу свои извинения и надеюсь, что никому не навредил своим советом.

Игорь, спасибо что в очередной раз заставил задуматося!
Если руки дойдут до изготовления очередной колонны, буду оптимизировать датчики по тепловой инерции! Вчастности, вместо термопасты применю легкоплавкие металлические сплавы, например сплав Вуда.

А вот по поводу установки датчика в обычной не автоматизированной колонне есть кое-какие соображенияКулинар, 23 Мая 10, 22:02

Кулинар, то что говорил Игорь, верно независимо от числа датчиков и применения автоматики. Если в колонне только один термометр, дефлегматор - совсем не лучшее место для его расположения! Лучшее место где то ближе к середине колонны.

Кулинар, то что говорил Игорь, верно независимо от числа датчиков и применения автоматики. Если в колонне только один термометр, дефлегматор - совсем не лучшее место для его расположения! Лучшее место где то ближе к середине колонны.
Kotische, 24 Мая 10, 00:17

Это кому как, я же сказал в зависимости от конструктивной особенности. Вы ставите датчик в середину колонны потому что в дефлегматоре его показания нестабильны. В моей конструкции лучшее место непосредственно в точке отбора. Показания термометра суперстабильны. Флегма не оказывает никакого действия на датчик, потому как ее там просто быть не может.

например сплав ВудаKotische, 24 Мая 10, 00:17

Хм... Сплав Вуда у меня есть ... Надо подумать

На радостях и в процессе экспериментов наректифицировал литров 50 спирта. А потом, когда получил спирт с нормальной системой регулирования и увидел что такое правильный спирт, все те 50 литров ректифицировал заново.Игорь, 23 Мая 10, 14:06

Объясни, плз, как можно ВСЕ 50 литров загадить хвостами? Какая разница, как прилеплены датчики и есть ли они вообще, когда идет середина отбора тела?
Да, я в последнюю ректификацию проспал хвосты (натурально заснул) и загадил последние полтора литра спирта, но предыдущие 10 литров (2-е 5-ти литровки) от этого хуже ничем не стали.
Собственно этот эпизод и сподвиг меня окончательно в сторону автоматизации.

Кулинар, вот как раз все наоборот. Датчик в дефлегматоре действительно показывает практически одну и ту же температуру (если давление стабильно ессно). Т.е. в определенных пределах параметров его показания неизменны. Следовательно он может использоваться только для контроля аварийных отклонений от режима.

А датчик в теле колонны реагирует на малейшие изменения ее режима. Именно поэтому он идеально подходит для стабилизации режима работы колонны.

я же сказал в зависимости от конструктивной особенности. Вы ставите датчик в середину колонны потому что в дефлегматоре его показания нестабильны. В моей конструкции лучшее место непосредственно в точке отбора. Показания термометра суперстабильны. Флегма не оказывает никакого действия на датчикКулинар, 24 Мая 10, 00:50

Кулинар, давай сначала определимся, для чего нужен термометр.
Термометр измеряет отклонение температуры в точке измерения.
Отклонение температуры вызвается изменением химического состава жидкости в точке кипения.
Хорошая колонна имеет на выходе (в дефлегматоре) азеатроп и параметром качества спирта является количество малый примесей. Количество примесей в хорошем спирте (после хорошей колонны) одна молекула на миллион. При отклонении температуры кипения примеси от температуры кипения спирта на несколько градусов, при концентрации примеси 10-6 отклонения температуры кипения, вызваные этими примесями, уловить практически не реально! Вопервых не хватит точности термометра (мы не имеем термометров меряющих тесятитысячные градуса), вовторых всё скроют посторонние тепловые шумы.
Таким образом при установке термометра в дефлегматоре он будет показывать всё время температуру кипения азеатропа. При отклонении температуры кипения даже на 0.1*С это будет соответствовать такому содержанию примесей в отборе, что спирт уже давно не будет пищевым.
Т.е. примесь уже достигла концентрации которая для нас не приемлема, но температура кипения изменилась на столько слабо, что термометр её засечь пока что не в состоянии.
Таким образом делаем вывод, что термометр в дефлегматоре БЕЗПОЛЕЗЕН!

Опустив термометр по колонне вниз, мы получим значительное увеличение концентрации примесей, которое создаст фиксируемое термометром с вменяемой точностью (десятые градуса) отклонение температуры кипения.

Кулинар, всё это уже вдоль и поперёк обсуждено на форуме, просто ты давно не появлялся и немного не в курсе последних достижений теоретической мысли коллективного разума.

Хм... Сплав Вуда у меня есть ... Надо подумать Wolcheg, 24 Мая 10, 01:20

В читом виде он не подойдет. Они имеет температуру плавления меньше 100*С, и может поплавится в процессе перегонки.
Надо на его основе набодяжить сплав (добавив свинец или олово) с температурой плавления порядка 120*С.
И позаботится чтобы расплавленый металл не замкнул выводы термодатчика.