Технология изготовления гибкого камня своими руками

Гибкий камень своими руками — как сделать самому

Не всем известно, как сделать в домашних условиях искусственный гибкий камень своими руками, используя пошаговые фото и инструкцию. Это уникальный отделочный материал, используемый для декоративной отделки не только внутри помещения, но и снаружи.

Что являет собой гибкий камень

Далеко не все обыватели знают, что такое гибкий камень. Строительный материал по-своему уникален тем, что он достаточно тонкий – не больше сантиметра, а также очень эластичен (потому его и называют гибким). За счет большого разнообразия фактур, он прекрасно подойдет для декорирования не только внутренних, но и внешних поверхностей. Материалу можно придать вид древесины, кирпича, мрамора или другого натурального камня.

Не так уж сложно наладить самостоятельное производство гибкого камня. Технология создания напоминает гипсовое либо цементное литье. Вся особенность заключается в создании смеси-основы. Ведь в ее составе можно обнаружить множество полимерных добавок, которые и придают готовому продукту не только эластичность, но и прочность. По итогу этот искусственный камень с легкостью способен принять необходимую форму. Зачастую ему придают форму плитки толщиной не больше полу-сантиметра.

Применение и свойства гибкого камня

Это покрытие подходит для отделки буквально любой поверхности – не только стен, лестниц или колонн, но даже и предметов мебели.

Какими же достоинствами обладает материал и для чего в основном используется:

  • декоративен. Его строение позволяет делать из гибкого камня абсолютно гладкое бесшовное покрытие, которое легко сымитирует монолитную поверхность;
  • легок в уходе. Покрытие очень легко помыть простой водой и губкой, даже без моющих средств;
  • невосприимчив к температуре. Потому подходит для любых регионов, независимо от климата;
  • переносит влажный воздух. А это значит, что можно задействовать его в отделке ванных, кухонь и так далее;
  • пожаробезопасен. Гибкий камень не горит и не тлеет. Это главная причина, почему его выбирают для украшения каминов и печек;
  • светопроницаем. Это еще одно абсолютно уникальное его качество. За счет этого гибким камнем можно маскировать источники света в помещении – свет будет пробиваться через поверхность материала, делая его мягче;
  • удобен. Выпускается как листы или плитка, что существенно ускоряет и облегчает монтажные работы. Также его несложно резать ножом или даже ножницами;
  • универсален. Его можно не только пигментировать, но даже наносить фотопечать;
  • уникален внешне. Благодаря особенной технологии создания, узор никогда не повторится дважды, что делает этот материал еще более уникальным. Естественная палитра расцветок с большой точностью копирует натуральную каменную поверхность. Разумеется, при условии, что материал-основа не был заранее пигментирован;
  • функционален. Тонкость и эластичность позволяют использовать его для облицовки поверхностей нестандартной формы;
  • экологичен. Создается из натуральных минералов. С ним могут контактировать даже дети.

Что требуется для создания

Прежде чем всерьез приступить к работе, требуется обзавестись всеми нужными материалами и оборудованием:

  • клеевая пропитка на акриле. Важно отметить, что он точно так же должен быть эластичным и прочным. То есть, способным удерживать мелкую крошку на поверхности, независимо от ее формы. По обыкновению для большей надежности в пропитку добавляются пластификаторы;
  • листовой шаблон. Чаще всего эту роль выполняют листы фанеры. Они используются для формовки. Чтобы удержать сырую смесь в нужной форме, по периметру листа нужно установить бортики, например, из деревянных брусков;
  • любая мелкозернистая фракция (мраморная крошка, кварцевый песок и так далее);
  • оснащение для изготовления смеси-основы. Для изготовления дома подойдет любая чистая емкость и дрель с насадкой-венчиком;
  • пигменты для гибкого камня. Стандартно при изготовлении такого материала используются окиси металлов;
  • ровная гладкая поверхность для дальнейших работ. В данном случае подойдет и обычный стол;
  • стеклохолст или плотная ткань. Они будут служить специальной основой для удержания крошки. Материал должен быть прочным, гибким и устойчивым к агрессивному влиянию окружения.

Как изготовить самостоятельно

На самом деле изготовить гибкий камень собственноручно – не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Существует даже сразу несколько вариантов, каждый из которых потребует разного уровня инвестиций.

Первый способ

  • акриловая камешковая штукатурка;
  • подложка – стеклохолст или аналогичный материал.

  1. При выборе штукатурки необходимо обращать внимание не только на размер и расцветку, но и на форму камушков.
  2. Перед применением стеклоткань необходимо обжечь, чтобы убрать с нее парафиновый налет.
  3. Затем нанести штукатурку на подложку и дать высохнуть.
  4. Эластичный камень готов! Осталось лишь нарезать его кусочками нужных размеров и формы.
  5. Чтобы камень стал более гибким, его надо прогреть феном.

Второй способ

  • воск;
  • мелкозернистые фракции;
  • полиэфирная смола (можно заменить полимерной акриловой дисперсией);
  • стекло;
  • стеклоткань (можно заменить марлевой тканью).

  1. Стекло необходимо натереть воском.
  2. Далее приготовить состав на базе кварцевого песка, гранитной либо мраморной крошки.
  3. Смешать их со смолой или акриловым полимером.
  4. Готовую смесь нанести на стекло и раскатать валиком.
  5. Оставить на сутки.
  6. Затем аккуратно снять со стекла и разрезать на нужные кусочки.

Если вместо стекла воспользоваться рельефной поверхностью, это не сделает фактуру готового материала гладкой. Также такой камень получается не слишком прочным. Сделать его более надежным поможет нанесение уплотнителя – стеклохолста либо марли.

Третий способ

  • мелкая штукатурная сетка;
  • мраморная крошка;
  • пластизоль;
  • стекло.

  1. На стекло нужно нанести тонкий слой пластизоли (не больше трех миллиметров) и добавить сверху мелкую сетку для штукатурки.
  2. На подготовленную таким образом базу надо ровным слоем разложить мраморную крошку и аккуратно раскатать валиком.
  3. Поместить пласт в электрическую печку на 15 мин.
  4. Остудить готовый материал, очистить от неприклеившихся крошек и аккуратно снять со стекла.
Читайте также:
Чем уплотнить бетон

Вместо мраморной крошки можно использовать кирпичную или добавить пигментов в смесь из песка и цемента. В результате получаются действительно уникальные экземпляры.

Можно придумать еще много вариантов, как сделать гибкий искусственный камень в домашних условиях своими руками, руководствуясь только имеющейся пошаговой инструкцией и фото. Достаточно лишь проявить фантазию и не бояться экспериментировать. Кроме того, это позволит создать действительно бюджетные варианты.

Подробнее процесс можно посмотреть в видео.

Нюансы монтажа гибкого камня

Выполнение монтажных работ с гибким камнем отличается определенными нюансами:

  1. Если проводилась облицовка наружных поверхностей, камень требуется пропитать специальным составом, который будет защищать его от влияния окружающей среды.
  2. Клеевой состав для камня необходимо подбирать в соответствии с основным полимером, который был использован при изготовлении смеси для материала.
  3. Клей нужно нанести кисточкой только на стену, а после прогладить зубчатым шпателем – это поможет улучшить сцепление с материалом.
  4. Перед началом отделки рабочую поверхность (стену, мебель и т.д.) необходимо обработать специальной пропиткой от грибка и плесени.
  5. Продается гибкий камень со специальной защитной пленкой. После приклеивания материала пленку необходимо снять.
  6. Чтобы гибкий камень надежнее приклеился к неровной поверхности, его нужно прогреть монтажным феном.

Конечные результаты можно будет оценить, только окончив монтаж.

Полезные советы для создания гибкого камня

Чтобы облегчить себе процесс по созданию гибкого камня, важно в ходе работ взять на вооружение несколько полезных советов:

  1. Изготавливать камень сразу на нескольких поддонах, которые можно в дальнейшем разделить деревянными брусками и сушить комплексно.
  2. Просушивать материал необходимо в комнате, которая хорошо проветривается. Усилить потоки воздуха можно, поставив вентиляторы.
  3. Чтобы было удобнее добавлять в форму сыпучую основу различных расцветок, имеет смысл взять несколько воронок с трубками и задействовать их в порядке очередности.

Как создать свой бизнес

Большая часть индивидуальных предпринимателей, узнав про совершенно новый и относительно дешевый стройматериал, начинают задаваться вопросом о том, что же нужно, чтобы начать собственный бизнес по производству гибкого камня.

Важно заметить, что создателей технологии заботит доходность этого дела. Потому предпринимателю будет недостаточно просто купить производственную установку.

Помимо оборудования подходящего качества, необходимо также разбираться в содержимом клеящих составов, знать нюансы монтажа, последовательность работы и так далее. Всю эту информацию разработчики продают за большие деньги. Это позволяет им создавать высокий спрос на готовый товар и низкий уровень конкуренции среди потенциальных изготовителей.

Потому частному предпринимателю будет несложно стать монополистом не только по изготовлению, но и по укладке гибкого камня в своей области. Это обеспечит стабильный доход и хорошую прибыль.

В заключение

Узнав, как сделать своими руками искусственный гибкий камень в комфортных домашних условиях, вооружившись пошаговой инструкцией и фото, облегчить себе жизнь будет несложно. Ведь тогда можно открыть для себя новые варианты отделки помещения и даже начать собственное доходное дело.

Гибкий мрамор — технология производства своими руками

Гибкий камень мрамор – это тонкий, легкий и гнущийся материал, который имеет красоту натурального камня, но менее громоздкий и дорогостоящий. Существуют разнообразные формы, рисунки и цветовые решения. Его создают в цехах или своими руками.

Особенности материала

Литьевой гибкий мрамор – это эластичный материал, который применяется для наружной и внутренней отделки. В его составе полимерные смолы и наполнители. Им обычно облицовывают поверхности вместо плитки и натурального камня. Внешне гибкий камень трудно отличить от натурального. Но стоимость этого материала гораздо ниже, чем настоящего мрамора. Искусственный материал экологически чистый и устойчив к воздействию внешних факторов. Его толщина колеблется в пределах 2-3 мм. Каждый квадратный метр весит не более 3 кг. Если определенный участок потерял целостность, то его можно восстановить кусочком аналогичного материала.

Где применяется

Гибкий мрамор широко используется в интерьере. С его помощью отделывают жилые помещения, прихожие, коридоры, детские комнаты. Его применяют для изготовления кухонных фартуков с высокими эксплуатационными свойствами. Так как он близкий по внешнему виду к натуральной фактуре, материалом обшивают камины и реставрируют каминные полки. Также используют гибкий мрамор в ванной для оформления стен.

Особое внимание уделяют фрескам из него, такое исполнение позволяет сохранить изображения в прежнем состоянии в течение многих лет. В этом варианте гибкий мрамор применяют для фасада здания. Он подходит для облицовки, отделки колонн, создания функциональных и практичных покрытий. Имитация камня устойчива к непрерывному воздействию влаги, поэтому она популярна для отделки саун и бассейнов. Еще из него выполняют блоки и шары, актуальные для ландшафтного дизайна, которые размещают возле входных дверей, подъездных дорожек, на лестницах.

Виды гибкого мрамора

На профильном рынке гибкий мрамор встречается:

  • в виде обоев. Это листы толщиной 1 мм и шириной до 100 см;
  • в виде плитки. Его толщина в пределах 2-5 мм. Существуют разные вариации габаритов.

Существует белый, розовый, серый и много других оттенков. Формы выпуска позволяют создать уникальный дизайн. Рулонные варианты больше подходят для внутренней отделки, а для наружной целесообразно использовать толстые плиточные серии. Производство гибкого мрамора изначально держали в секрете. Но с распространением материала другие производители научились имитировать его свойства и разработали новые методики.

Читайте также:
Стильная кухня синего цвета - 72 фото примера

В зависимости от способа производства литьевого и гибкого мрамора, выделяют:

  1. Классический. По первоначальному алгоритму процесс устраивали в карьере с наружными платами песчаника. Большую часть действий выполняют вручную. Сначала шлифуют песчаник до гладкости, обрабатывают его полимерным клеем и накладывают основу. Оставляют на солнце для полимеризации. После этого основу и слой сырья снимают, а заготовку высушивают. В конце получают материал с оригинальным рисунком.
  2. Насыпной. Это технология производства гибкого мрамора заключается в использовании мелкофракционных материалов, которые смешивают с пигментами. На шаблон наносят стекловолокно с клеем. На обработанной ткани распределяют сырье, фиксируют его на шаблоне и трамбуют резиновым валиком. Форму просушивают, после чего материал внимают из шаблона.

Имитация камня пользуется популярностью во всем мире. Цена на материал варьируется в зависимости от способа производства, формы, компании.

Положительные и отрицательные стороны гибкого мрамора

Гибкий мрамор достоинства и недостатки имеет разные. Положительные черты материала следующие:

  1. Экологически чистый.
  2. Обладает антистатическим эффектом.
  3. Мало весит.
  4. Выдерживает воздействие высоких температур.
  5. Устойчив к влаге.
  6. Не содержит вредные для организма человека вещества.
  7. Пластичен и легко режется.
  8. Паропроницаем.
  9. Простой монтаж гибкого мрамора.

Выделяют только один недостаток, связанный с тем, что слишком мало строительных фирм знакомы с материалом. Поэтому, хоть облицовка им и не вызывает трудностей, но те, кто знаком с нюансами работы требуют крупную сумму за работу. Это толкает многих изготавливать гибкий мрамор своими руками.

Как сделать своими руками

Производство гибкого камня мрамора невозможно без таких материалов и инструментов:

  • мраморной пыли и хорошо просеянного песка;
  • красителей. Хорошо подходят порошковые окиси металлов. Они имеют такой же размер, как и кварцевый песок, поэтому их легко смешать в однородную массу;
  • гибкой подложки. Подходит гибкий полиэтилен и стеклоткань;
  • жестких листов, на которых готовые изделия будут сушить;
  • нескольких емкостей. В них будут смешивать компоненты.

Существует две технологии производства гибкого мрамора своими руками:

  1. Первый способ. В разных емкостях смешивают песок с красителями. Чтобы получить прожилки на камне, выбирают основной цвет и в нем соединяют несколько других оттенков. После этого готовят основу из полиэтилена или стекловолокна. Также можно взять ткань и пропитать ее водоотталкивающими составами. Ее расстилают на ровной поверхности и покрывают небольшим слоем акрилового латекса. Добиться устойчивости материала можно, если не ждать высыхания поверхности, а сразу наносить узоры. Когда вся площадь будет заполнена, ее прижимают к основе листом стекла или скалкой. Заготовку оставляют на сутки сушиться. Для ускорения производства используют вентиляторы, фен.
  2. Второй способ. Изготовление гибкого мрамора по этому методу предполагает использование тех же материалов и инструментов, но к списку добавляют листовое стекло и стеклянную трубочку с раструбом. Сначала готовят сухие смеси и подложку, которую закрепляют на поддоне двухсторонним скотчем. По краям прибивают планки и на них кладут стекло, закрепив монтажной лентой. Конструкцию ставят вертикально и трубкой засыпают песок, делая рисунок так, чтобы он стал похожим на натуральный камень. Когда материал полностью высохнет, его можно использовать для облицовки.

Гибкий мрамор своими руками создать не трудно, главное, соблюдать состав, пропорции и следить за технологией производства.

Кто занимается производством

Гибкий камень делают в цехах или местах залежей песчаника. Занимаются этим компании, производящие строительные материалы. Для тех, кто хочет открыть свой бизнес, достаточно купить минимальное количество инвентаря: дрель, сеялку для песка, сушильные шкафы, оборудование для резки. Процесс изготовления простой и не требует особых навыков и больших затрат. Небольшое производство может быть очень рентабельным, так как себестоимость плитки гораздо ниже, чем, если посетить строительные рынки.
Что касается оригинальной технологии, то процесс проводят в залежах песчаника. Это более трудно и требует больших затрат. Но срезы песчаника отличаются уникальным рисунком, поэтому можно получить материал с самобытной фактурой. Высокие затраты на производство связаны с применением дорогого оборудования, без которого невозможно выполнить шлифовку основы.

Хоть гибкий камень и востребован в строительстве, масштабы выпуска еще не налажены, ведь этот материал появился сравнительно недавно. На рынке можно увидеть продукцию зарубежного производителя, преимущественно Германии. Поэтому есть много перспектив для развития среднего и малого бизнеса.

Интересные факты

Мрамор издавна использовали в архитектуре. Его красота и долговечность сделала его популярным в качестве облицовочного материала, а большое разнообразие оттенков открывает множество возможностей для наружного и внутреннего декора зданий.

Существуют такие интересные факты о мраморе:

  • Он практически полностью состоит из кальцината.
  • Его цвет и окраска зависят от состава органических примесей.
  • В переводе с греческого «мрамор» означает «блестящий камень».
  • В Индии считают, что магический камень, который служит мостом между миром людей и богов.
  • Некоторые шарлатаны утверждают, что его можно использовать для лечения патологий желудочно-кишечного тракта и других органов, но медицина опровергает это утверждение.
  • В России мрамор добывают преимущественно в Карелии, хотя есть и множество других месторождений, но именно в этом месте его больше.

Способ изготовления “гибкого” камня

Владельцы патента RU 2690252:

Изобретение относится к изготовлению отделочных материалов, а именно материалов, имитирующих натуральный камень, и может быть использовано для отделки стен, пола, фасадов любых зданий. Способ включает засыпку в бетономешалку белой крошки из мрамора, или доломита, или кварца, добавление к ней красящих пигментов на основе оксида железа в количестве 0,1-3 мас.%, перемешивание. После чего в смесь добавляют 16,5 мас.% стирол-акриловой дисперсии марки Novopol. Выпаривают влагу посредством тепловой пушки для фиксации красителя. Затем закладывают полученную окрашенную крошку в картридж-контейнер для формирования рисунка. Далее открывают картридж-контейнер и с помощью краскопульта на сформированный рисунок напыляют клеевой состав из смеси клея на основе поливинилацетата (клей ПВА), стирол-акриловой дисперсии, диоактиладипината, при этом нарезают стеклоткань или изоспан необходимого размера и наносят посредством валика указанный клеевой состав также на нарезанный кусок стеклоткани или изоспана. После чего указанный кусок стеклоткани или изоспана кладут в картридж-контейнер на предварительно заложенную в него для формирования рисунка окрашенную крошку и сверху прижимают другим валиком для налипания стеклоткани на рисунок. Затем получившуюся заготовку отправляют на сушку, а после высыхания у нее обрезают края. Техническим результатом является повышение эластичности материала при небольшой толщине. 1 пр., 2 ил.

Читайте также:
Торфяные туалеты для дачи

Изобретение относится к изготовлению отделочных материалов, а именно, материалов, имитирующих натуральный камень, и может быть использовано для отделки стен, пола, фасадов любых зданий.

Известны технологии изготовления отделочных материалов, например, по ссылкам http://www.denigo.com/, http://elitestonetech.ru/?yclid=1012405699933386825.

Известен способ изготовления искусственного мрамора, включающий:

подачу первой композиции, содержащей акриловую жидкую смолу, содержащую один или более акриловых мономеров, неорганический наполнитель и инициатор полимеризации, в смеситель, имеющий вал и одну или более лопастей или шнеков, прикрепленных к валу, причем в области вблизи впускного отверстия для подачи твердых частиц лопастей или шнеков на валу нет;

подачу твердых частиц, представляющих собой кусочки искусственного или природного мрамора или камня, в смеситель;

смешивание первой композиции и твердых частиц, поданных в смеситель, с получением второй композиции;

перемещение второй композиции к разгрузочному отверстию смесителя, предназначенному для разгрузки;

полимеризацию акриловых мономеров, содержащихся во второй композиции, с получением отверждаемой композиции, содержащей твердые частицы; и

отверждение отверждаемой композиции с получением искусственного мрамора.

Известным способом получают искусственный мрамор, включающий:

связующий материал, представляющий собой акриловую смолу; наполнитель, распределенный в связующем материале; и твердые частицы, представляющие собой кусочки искусственного или природного мрамора или камня, равномерно распределенные в связующем материале и имеющие размер в диапазоне от приблизительно 7 до приблизительно 100 мм (патент RU 2384540, МПК С04В 26/06, В28В 5/02, опубл. 20.03.2010 г.).

Известен способ изготовления искусственных отделочных изделий (заявка RU 2002116931, МПК В28В 5/02, опубл. 20.12.2003 г.). С целью улучшения формирования необходимого четкого рисунка аналогично природному камню, укладку приготовленной декоративной композиции (смеси) осуществляют путем гибкого ее наложения рисунком на дно формы при встречных движениях смесителя и формирователя с заданной скоростью в горизонтальном направлении. Образованный декоративный рисунок аналогично природному поделочному камню после выброса красителей на поверхность композиции укладывается в форму со смесителя в форму формирователя без смещения и без нарушения его первоначального вида. Композиция состоит из следующих компонентов, мас. ч.:

Синтетическая (например, эпоксидная) смола 1
Пластификатор 0,05-0,15
Растворитель 0,15-0,5
Отвердитель 0,08-0,15

Краситель – до заданной цветовой гаммы, аналогичной природному поделочному камню, а наполнитель представляет собой минеральные или органические добавки (например пемзашлак, песок и др.), при этом соотношение смеси и наполнителя составляет пропорцию 1:25.

По известным способам производится твердый материал, схожий с натуральным камнем: плиты или формы, имитирующие мрамор, песчаник, известняк и т.д. Это неэластичные материалы толщиной обычно не менее 20 мм. Кроме того, за цвет готового изделия отвечают наполнители, которые вводятся в структуру смеси. Это очень сильно ограничивает цветовую гамму изделий.

Задачей изобретения является создание эластичного отделочного материала для придания обрабатываемой поверхности фактуры натурального камня с неограниченным количеством текстур и цветов.

Технический результат – высокая эластичность материала при небольшой толщине.

Задача решается, а технический результат достигается способом изготовления отделочного материала с фактурой натурального камня, включающим засыпку в бетономешалку белой крошки из мрамора или доломита, или кварца, добавление к ней красящих пигментов на основе оксида железа в количестве 0,1-3% к массе крошки, перемешивание, после чего в смесь добавляют стирол-акриловую дисперсию марки Novopol, выпаривают влагу посредством тепловой пушки для фиксации красителя, затем закладывают полученную окрашенную крошку в картридж-контейнер для формирования рисунка, далее открывают картридж-контейнер и с помощью краскопульта на сформированный рисунок напыляют клеевой состав из смеси клея на основе поливинилацетата (клей ПВА), стирол-акриловой дисперсии, диоактиладипината, при этом нарезают стеклоткань или изоспан необходимого размера и наносят посредством валика указанный клеевой состав также на нарезанный кусок стеклоткани или изоспана, после чего указанный кусок стеклоткани или изоспана кладут в картридж-контейнер на предварительно заложенную в него для формирования рисунка окрашенную крошку и сверху прижимают другим валиком для налипания стеклоткани на рисунок, затем получившуюся заготовку отправляют на сушку, а после высыхания у нее обрезают края, причем способ осуществляют при следующем соотношении исходных компонентов, мас. %:

Стирол-акриловая дисперсия Novopol – 16,5
Диоактиладипинат – 0,5
Клей ПВА – 8
Стеклоткань или изоспан – 2
Красящие пигменты – 0,1-3% к массе крошки
Мраморная, кварцевая или доломитовая крошка – остальное.

Технический результат достигается заявленной совокупностью действий при указанном качественном и количественном соотношении компонентов.

Читайте также:
Что такое выключатель проходной. Как выбрать проходной выключатель: устройство и назначение различных видов + маркировка

Сущность изобретения поясняют рисунки, на которых изображен картридж-контейнер, используемый для осуществления способа. Фиг. 1 – вид сзади; Фиг. 2 – вид сверху.

Позицией 1 обозначен корпус картридж – контейнера, 2 – крышка контейнера, 3 – ручка контейнера.

Сущность изобретения поясняет пример конкретного выполнения.

Для изготовления 100 кг (100%) «гибкого» камня берут (в мас. %):

Стирол-акриловая дисперсия Novopol – 16,5
Диоактиладипинат – 0,5
Клей ПВА 10%-ый – 8
Мраморная, кварцевая или доломитовая крошка – 72,27
Красящие пигменты желтого и коричневого цветов в равном количестве – всего 0,73
Стеклоткань – 2

Засыпают в бетономешалку белую крошку из мрамора (размер 1-3 мм), добавляют к ней красящие пигменты на основе оксида железа, перемешивают около 15 минут, после чего в смесь добавляют стирол-акриловую дисперсию марки Novopol, выпаривают влагу посредством тепловой пушки для фиксации красителя, затем закладывают полученную крошку в картридж-контейнер (фиг. 1 и 2) для формирования рисунка. Для формирования желаемого рисунка крошку можно раздельно окрашивать желтым пигментом и коричневым и засыпать окрашенную крошку в контейнер полосами или другим образом. Далее открывают картридж-контейнер и с помощью краскопульта на сформированный рисунок напыляют клеевой состав из смеси клея на основе поливинилацетата (клей ПВА), стирол-акриловой дисперсии, диоактиладипината, происходит пропитка на глубину 0,5-2 мм. Нарезают стеклоткань или изоспан необходимого размера 100×200 мм или 3000×1500 мм и наносят посредством валика указанный клеевой состав также на нарезанный кусок стеклоткани или изоспана, после чего указанный кусок стеклоткани или изоспана кладут в картридж-контейнер на предварительно заложенную в него для формирования рисунка крошку и сверху прижимают другим валиком для налипания стеклоткани на рисунок, затем получившуюся заготовку отправляют на сушку, а после высыхания у нее обрезают края.

Толщина готового изделия 1,5-4 мм. Малая толщина материала и эластичность достигается также за счет свойств дисперсии novopol, а также за счет добавления диоактиладипината, который дает дополнительную эластичность и морозостойкость.

Таким образом, способ позволяет создать эластичный отделочный материал для придания обрабатываемой поверхности фактуры натурального камня с неограниченным количеством текстур и цветов.

Способ изготовления отделочного материала с фактурой натурального камня, включающий засыпку в бетономешалку белой крошки из мрамора, или доломита, или кварца, добавление к ней красящих пигментов на основе оксида железа в количестве 0,1-3% к массе крошки, перемешивание, после чего в смесь добавляют стирол-акриловую дисперсию марки Novopol, выпаривают влагу посредством тепловой пушки для фиксации красителя, затем закладывают полученную окрашенную крошку в картридж-контейнер для формирования рисунка, далее открывают картридж-контейнер и с помощью краскопульта на сформированный рисунок напыляют клеевой состав из смеси клея на основе поливинилацетата (клей ПВА), стирол-акриловой дисперсии, диоактиладипината, при этом нарезают стеклоткань или изоспан необходимого размера и наносят посредством валика указанный клеевой состав также на нарезанный кусок стеклоткани или изоспана, после чего указанный кусок стеклоткани или изоспана кладут в картридж-контейнер на предварительно заложенную в него для формирования рисунка окрашенную крошку и сверху прижимают другим валиком для налипания стеклоткани на рисунок, затем получившуюся заготовку отправляют на сушку, а после высыхания у нее обрезают края, причем способ осуществляют при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:

Термометры сопротивления – принцип действия, виды и конструкции, особенности использования

Один из наиболее популярных в промышленности типов термометров — термометр сопротивления, представляющий собой первичный преобразователь, для получения точного значения температуры от которого необходим дополнительный, нормирующий преобразователь или промышленный ПЛК – программируемый логический контроллер.

Термометр сопротивления представляет собой конструкцию, в которой проволока из платины или меди намотана на специальный диэлектрический каркас, размещенный внутри герметичного защитного корпуса, удобного по форме для монтажа.

Работа термометра сопротивления основана на явлении изменения электрического сопротивления проводника в зависимости от его температуры (от температуры исследуемого термометром объекта). Зависимость сопротивления проволоки от температуры в общем виде выглядит так: Rt=R0(1+at), где R0 – сопротивление проволоки при 0°C, Rt – сопротивление проволоки при t°C, а — температурный коэффициент сопротивления термочувствительного элемента.

В процессе изменения температуры, тепловые колебания кристаллической решетки металла изменяют свою амплитуду, соответственно изменяется и электрическое сопротивление датчика. Чем выше температура — тем сильнее колеблется кристаллическая решетка — тем выше оказывается текущее сопротивление. В приведенной выше таблице представлены типичные характеристики двух популярных термометров сопротивления.

Жаропрочный корпус датчика призван защитить его от механических повреждений в процессе измерения температуры того или иного объекта.

На рисунке: 1 – чувствительный элемент из платиновой или медной проволоки, в форме спирали, расположенный на керамическом стержне; 2 – пористый керамический цилиндр; 3 – керамический порошок; 4 – защитная наружная трубка из нержавеющей стали; 5 – токопередающие выводы; 6 – наружная защитная трубка из нержавеющей стали; 7 – головка термометра со съемной крышкой; 8 – клеммы для присоединения выводного провода; 9 – провод к фиксирующему прибору; 10 – втулка с резьбой для установки в трубопровод, имеющий патрубки с внутренней резьбой.

Если потребитель точно определился, для каких целей необходим термодатчик, и выбрал именно термометр сопротивления (термопреобразователь сопротивления), значит важнейшими критериями для решения предстоящей задачи явились: высокая точность (порядка 0,1°С), стабильность параметров, почти линейная зависимость сопротивления от температуры объекта, взаимозаменяемость термометров.

Виды и конструкции

Итак, в зависимости от того, из какого материала выполнен чувствительный элемент термометра сопротивления, эти приборы можно строго разделить на две группы: медные термопреобразователи и платиновые термопреобразователи. Датчики, всюду применяемые на территории России и ближайших ее соседей, маркируются следующим образом. Медные — 50М и 100М, платиновые – 50П, 100П, Pt100, Pt500, Pt1000.

Читайте также:
Теплообменник для отопления: устройство, виды, производители, плюсы и минусы

Наиболее чувствительные термометры Pt1000 и Pt100 изготавливают путем напыления тончайшего слоя платины на керамическую основу-подложку. Технологически достигается напыление малого количества платины (около 1 мг) на чувствительный элемент, дающее элементу небольшой размер.

Свойства платины при этом сохраняются: линейная зависимость сопротивления от температуры, устойчивость к высоким температурам, термостабильность. По этой причине наиболее популярные платиновые преобразователи сопротивления — это именно Pt100 и Pt1000. Медные элементы 50М и 100М изготавливаются путем ручной намотки тонкой медной проволоки, а платиновые 50П и 100П — путем намотки проволоки платиновой.

Прежде чем монтировать термометр, необходимо убедиться, что его тип выбран правильно, что градуировочная характеристика соответствует поставленной задаче, что монтажная длина рабочего элемента подходит, и остальные особенности конструкции позволяют произвести установку на данное место, для данных внешних условий.

Датчик проверяют на отсутствие внешних повреждений, осматривают его корпус, проверяют целостность обмотки датчика, а также сопротивление изоляции.

Некоторые факторы могут негативно отразиться на точности измерений. Если датчик установлен в не то место, монтажная длина не соответствует рабочим условиям, плохое уплотнение, нарушение теплоизоляции трубопровода или иного оборудования — все это вызовет погрешность при измерении температуры.

Следует проверить все контакты, ведь если электрический контакт в соединениях прибора и датчика плохой, то это чревато погрешностью. Не попадает ли влага или конденсат на обмотку термометра, нет ли замыкания витков, правильно ли выполнена схема соединения (отсутствие компенсационного провода, отсутствие подгонки сопротивления линии), соответствует ли градуировка измерительного прибора градуировке датчика? Это важные моменты, на которые всегда стоит обращать пристальное внимание.

Вот типичные ошибки, которые могут возникнуть при монтаже термодатчика:

Если на трубопроводе отсутствует теплоизоляция, то это неизбежно приведет к потерям тепла, поэтому место для измерения температуры должно быть выбрано так, чтобы все внешние факторы были учтены заранее.

Малая или излишняя длина датчика может способствовать ошибке из-за неправильной установки датчика в рабочий поток исследуемой среды (датчик установлен не навстречу потоку и не по оси потока, как это должно быть по правилам).

Градуировка датчика не соответствует регламентированной схеме для монтажа на данном объекте.

Нарушение условия компенсации паразитного влияния изменяющейся температуры окружающей среды (не установлены компенсационные пробки и компенсационный провод, датчик подключен к прибору регистрации температуры по двухпроводной схеме).

Не учтен характер среды: повышенная вибрация, химически агрессивная среда, среда повышенной влажности или повышенного давления. Датчик должен соответствовать условиям среды, выдерживать их.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Термометры сопротивления: виды, типы конструкции, классы допуска

Термометрия относится к наиболее простым и эффективным методам измерений. Она основана на том, что физические свойства материала меняются в зависимости от температуры. В частности, измеряя сопротивление металла, сплава или полупроводникового элемента, можно определить его температуру с высокой степенью точности. Датчики такого типа называются термоэлектрическими или термосопротивлениями. Предлагаем рассмотреть различные виды этих устройств, их принцип работы, конструкции и особенности.

Виды термодатчиков

Наиболее распространенными считаются следующие типы термометров сопротивления (далее ТС):

  1. Полупроводниковые датчики. Отличительные особенности этих приборов заключается в высокой точности и стабильной чувствительности, а также в возможности измерения быстротечных процессов. Благодаря низкому измерительному току имеется возможность работы со сверхнизкими температурами (до -270°С). Пример конструкции полупроводникового ТС. Конструкция термистора

Обозначения:

  • А – Выводы измерителя.
  • В – Стеклянная пробка, закрывающая защитную гильзу.
  • С – Защитная гильза, наполненная гелием.
  • D – Электроизоляционная пленка, покрывающая внутреннюю часть гильзы.
  • E – Полупроводниковый чувствительный элемент (далее ЧЭ), в приведенном примере это германий, легированный сурьмой.
  1. Металлические датчики. У таких измерителей в качестве ЧЭ выступает проволочный или пленочный резистор, помещенный в керамический или металлический корпус. Металл, используемый для изготовления чувствительного элемента, должен быть технологичен и устойчив к окислению, а также обладать достаточным температурным коэффициентом. Таким критериям практически идеально отвечает платина. Там, где не столь высокие требования к измерениям, может использоваться никель или медь. В качестве примера можно привести термодатчики: PT1000, PT500, ТСП 100 П, ТСП pt100, ТСП 50П, ТСМ 296, ТСМ 045, ТС 125, Jumbo, ДТС Овен и т.д.

Расшифровка аббревиатур

Чтобы не возникало вопросов, что такое ТСМ, приведем расшифровку этой и других аббревиатур:

  • ТСМ это термометр сопротивления (ТС), в чувствительном элементе (ЧЭ) которого используется медная проволока (М).
  • ТСП, в применяется платиновый (проволока из платины) ЧЭ.
  • КТС б – обозначение комплекта из нескольких платиновых ТС., позволяющих провести многозонные измерения, как правило, монтаж таких устройств производится на вход и выход системы отопления, чтобы установить разность температур.
  • ТПТ – технический (Т) платиновый термометр (ПТ).
  • КТПТР – комплект из ТПТ приборов, буква «Р» в конце указывает, что может производиться не только измерение разницы температур между различными датчиками.
  • ТСПН – «Н» в конце ТСП, обозначает, что датчик низкотемпературный.
  • НСХ – под данным сокращением подразумевается «номинальная статическая характеристика», соответствующая стандартной функции «температура-сопротивление». Достаточно посмотреть таблицу НСХ для pt100 или любого другого датчика (например, pt1000, rtd, ntc и т.д.), чтобы иметь представление о его характеристиках.
  • ЭТС – эталонные приборы, служащие для калибровки датчиков.
Читайте также:
Художественная штукатурка для стен: свойства и особенности применения

Чем отличается термосопротивление от термопары?

Схема термопары, ее конструкция, а также принцип работы существенно отличается от термометра сопротивления, расскажем об этом простыми словами. У устройства pt100, а также других датчиков, принцип действия основан на сопоставимости между изменением температуры металла и его сопротивлением.

Принцип термопары построен на различных свойствах двух металлов собранных в единую биметаллическую конструкцию. Устройство, подключение, назначение термопары, а также описание погрешности этих приборов будет рассмотрено в отдельной статье.

Сейчас достаточно понимать, что термопара и ТСП, например pt100, это совершенно разные приборы, отличающиеся принципом работы.

Платиновые измерители температуры

Учитывая распространенность металлических датчиков, имеет смысл привести краткое описание этих устройств, чтобы наглядно показать сравнительные характеристики различных видов, особенности, а также описать сферу применения.

В соответствии с нормами ГОСТ 6651 2009 и МЭК 60751, у рабочих приборов данного типа значение температурного коэффициента должно быть 0,00385°С -1 , эталонных – 0,03925°С -1 . Диапазон измеряемой температуры: от-196,0°С до 600,0°С. К несомненным достоинствам следует отнести высокий коэффициент точности, близкую к линей характеристику «Температура-сопротивление», стабильные параметры. Недостаток – наличие драгметаллов увеличивает стоимость конструкции. Необходимо заметить, что современные технологии позволяют минимизировать содержание этого металла, что делает возможным снижение стоимости продукции.

Основная область применения – контроль температуры различных технологических процессов. Например, такой прибор может быть установлен в трубопроводе, в котором плотность рабочей среды сильно зависит от температуры. В этом случае показания вихревой расходометра корректируются информацией о температуре рабочей среды.

Датчик термопреобразователь ТСП 5071 производства Элемер

Никелевые термометры сопротивления

Температурный коэффициент (далее ТК) у данного типа измерительных устройств самый высокий — 0,00617°С -1 . Диапазон измеряемых температур также существенно уже, чем у платиновых ЧЭ (от -60,0°С до 180,0°С). Основное достоинство данных приборов – высокий уровень выходного сигнала. В процессе эксплуатации следует учитывать особенность, связанную с приближением температуры нагрева к точке Кюри (352,0°С), вызывающую существенное изменение параметров ввиду непредсказуемого гистерезиса.

Данные устройства практически не используются, поскольку в большинстве случаев их можно заменить приборами с медными чувствительными элементами, которые существенно дешевле и технологичнее (проще в производстве).

Медные датчики (ТСМ)

ТК медных измерительных приборов – 0,00428°С -1 , диапазон измеряемых температур немного уже, чем у никелевых аналогов (от -50,0°С до 150°С). К несомненным преимуществам медных измерителей следует отнести их относительно невысокую стоимость и наиболее близкую к линейной характеристику «температура-сопротивление». Но, узкий диапазон измеряемых температур и низкие параметры удельного сопротивления существенно ограничивают сферу применения термопреобразователей ТСМ.

Внешний вид термопреобразователя ТСМ 1088 1

Но, тем не менее, медные датчики рано списывать, есть немало примеров удачных реализаций, например, ТХА Метран 2700, который предназначен как для различных видов промышленности, но также удачно используется в ЖКХ.

Учитывая, что платиновые терморезисторы наиболее востребованы, рассмотрим варианты их конструктивного исполнения.

Типовые конструкции платиновых термосопротивлений

Наиболее распространение получило исполнение ЧЭ в ПТС, называемое «свободной от напряжения спиралью», у зарубежных изготовителей оно проходит под термином «Strain free». Упрощенный вариант такой конструкции представлен ниже.

Конструктивное исполнение «Strain free»

Обозначения:

  • А – Выводы термоэлектрического элемента.
  • В – Защитный корпус.
  • С – Спираль из платиновой проволоки.
  • D – Мелкодисперсный наполнитель.
  • E – Глазурь, герметизирующая ЧЭ.

Как видно из рисунка, четыре спирали из платиновой проволоки, размещают в специальных каналах, которые потом заполняются мелкодисперсным наполнителем. В роли последнего выступает очищенный от примесей оксид алюминия (Al2O3). Наполнитель обеспечивает изоляцию между витками проволоки, а также играет роль амортизатора при вибрациях или когда происходит ее расширение, вследствие нагрева. Для герметизации отверстий в защитном корпусе применяется специальная глазурь.

На практике встречается много вариаций типового исполнения, различия могут быть в дизайне, герметизирующем материале и размерах основных компонентов.

Исполнение Hollow Annulus.

Данный вид конструкции относительно новый, она разрабатывалась для использования в атомной индустрии, а также на объектах особой важности. В других сферах датчики данного типа практически не применяются, основная причина этого высокая стоимость изделий. Отличительные особенности высокая надежность и стабильные характеристики. Приведем пример такой конструкции.

Пример исполнения «Hollow Annulus»

Обозначения:

  • А – Выводы с ЧЭ.
  • В – Изоляция выводов ЧЭ.
  • С – Изолирующий мелкодисперсный наполнитель.
  • D – Защитный корпус датчика.
  • E – Проволока из платины.
  • F – Металлическая трубка.

ЧЭ данной конструкции представляет собой металлическую трубку (полый цилиндр), покрытый слоем изоляции, сверху которой наматывается платиновая проволока. В качестве материала цилиндра используется сплав с температурным коэффициентом близким к платине. Изоляционное покрытие (Al2O3) наносится горячим напылением. Собранный ЧЭ помещается с защитный корпус, после чего его герметизируют.

Для данной конструкции характерна низкая инерционность, она может быть в диапазоне от 350,0 миллисекунд до 11,0 секунд, в зависимости от того используется погружаемый или монтированный ЧЭ.

Пленочное исполнение (Thin film).

Основное отличие от предыдущих видов заключается в том, что платина тонким слоем (толщиной в несколько микрон) напыляется на керамическое или пластиковое основание. На напыление наносится стеклянное, эпоксидное или пластиковое защитное покрытие.

Читайте также:
Штора арка на кухню

Миниатюрный пленочный датчик

Это наиболее распространенный тип конструкции, основные достоинства которой заключаются в невысокой стоимости и небольших габаритах. Помимо этого пленочные датчики обладают низкой инерционностью и относительно высоким внутренним сопротивлением. Последнее практически полностью нивелирует воздействие сопротивления выводов на показания прибора (таблицы термосопротивлений можно найти в сети).

Что касается стабильности, то она уступает проволочным датчикам, но следует учитывать, что пленочная технология усовершенствуется год от года, и прогресс довольно ощутим.

Стеклянная изоляция спирали.

В некоторых дорогих ТС платиновую проволоку покрывают стеклянной изоляцией. Такое исполнение обеспечивает полную герметизацию ЧЭ и увеличивает влагостойкость, но сужает диапазон измеряемой температуры.

Класс допуска

Согласно действующим нормам допускается определенное отклонение от линейной характеристики «температура-сопротивление». Ниже представлена таблица соответствия класса точности.

Таблица 1. Классы допуска.

Приведенная в таблице погрешность отвечает текущим нормам.

Схемы включения ТСМ/ТСП

Существует три варианта подключения:

  • 2-х проводное (см. А на рис. 7), этот наиболее простой способ используется в тех случаях, когда точность результатов не критична. Дополнительную погрешность создает номинальное сопротивление проводников, которыми подключается датчик. Обратим внимание, что для классов точности A и AA данная схема включения неприемлема. Рисунок 7. Двухпроводная, трехпроводная и четырехпроводная схема включения термометра сопротивления
  • 3-х проводное (В). Такой вариант обладает более высокой точностью, чем 2-х проводная схема вариант подключения. Это происходит за счет того, что появляется возможность измерить сопротивление монтажных проводов, чтобы учесть их воздействие.
  • 4-х проводное. Этот вариант позволяет полностью исключить воздействие сопротивления монтажных проводов на результаты измерений.

В измерительных приборах ТС, как правило, включен по мостовой схеме.

Пример подключения по мостовой схеме вторичного прибора (pt100) для измерения температуры воздуха

Обратим внимание, что под rл.с. в электрической схеме подразумевается сопротивление линий связи, то есть проводов, которыми подключен датчик.

Обслуживание

Информация о ТО температурного датчика указана в паспорте прибора или инструкции эксплуатации, там же приводится типовые неисправности и способы их ремонта, рекомендуемая длина кабеля для подключения, а также друга полезная информация.

Термометры сопротивления не требуют специального ТО, в задачу обслуживающего персонала входит:

  • Проверка условий, в которых эксплуатируется датчик.
  • Внешний осмотр на предмет целостности конструкции и кабельных соединений, проверка хода подвижного штуцера (если таковой имеется).
  • Помимо этого проверяется наличие пломб.
  • Проверяется заземление.

Такой осмотр должен проводиться с периодичностью один раз в месяц или чаще.

Помимо этого должна проводиться поверка приборов, с использованием эталонного датчика, например, ЭТС 100.

Платиновый эталонный ПТС (датчик ЭТС 100)

Для градуировки датчиков используются специальные таблицы, в качестве примера приведена одна из них для термосопротивления pt100. Саму методику калибровки мы приводить не будем, ее описание несложно найти в сети.

Градуировочная таблица для терморезистора pt100 (фрагмент, без указания пределов градуировки измерений)

Что касается методики поверки эталонных платиновых датчиков, то она должна производиться на специальных реперных точках.

Термометр сопротивления — датчик для измерения температуры: что это такое, описание и виды

Температура — один из основных физических параметров. Измерять и контролировать его важно как в бытовой жизни, так и на производстве. Для этого существует множество специальных устройств. Термометр сопротивления — один из самых распространенных приборов, активно применяющийся в науке и промышленности. Сегодня мы расскажем что такое термометр сопротивления, его преимущества и недостатки, а также разберемся в различных моделях.

Область применения

Термометр сопротивления — это устройство, предназначенное для измерения температуры твердых, жидких и газообразных сред. Также его используют и при измерении температуры сыпучих веществ.

Свое место термометр сопротивления нашел в газо- и нефтедобыче, металлургии, энергетике, сфере ЖКХ и многих других отраслях.

ВАЖНО! Термометры сопротивления можно использовать как в нейтральных средах, так и в агрессивных. Это способствует распространению прибора в химической промышленности.

Обратите внимание! Для измерения температур в промышленности также используют термопары, про них подробнее узнаете из нашей статьи про термопары.

Виды датчиков и их характеристики

Измерение температуры термометром сопротивления происходит с помощью одного или нескольких чувствительных элементов сопротивления и соединительных проводов, которые надежно спрятаны в защитном корпусе.

Классификация ТС происходит именно по типу чувствительного элемента.

Металлический термометр сопротивления по ГОСТ 6651-2009

Согласно ГОСТ 6651-2009 выделяют группу металлических термометров сопротивления, то есть ТС, чей чувствительный элемент — это небольшой резистор из металлической проволоки или пленки.

Платиновые измерители температуры

Платиновые ТС считаются самым распространёнными среди других видов, поэтому их часто устанавливают для контроля важных параметров. Диапазон измерения температуры лежит от -200 °С до 650 °С. Характеристика близка к линейной функции. Один из самых распространённых видов — Pt100 (Pt — платиновый, 100 — означает 100 Ом при 0 °С).

ВАЖНО! Основной недостаток этого устройства — дороговизна за счет использования драгоценного металла в составе.

Никелевые термометры сопротивления

Никелевые ТС почти не используются в производстве за счет узкого температурного диапазона (от -60 °С до 180 °С) и сложностей эксплуатации, однако, следует отметить, что именно они имеют самый высокий температурный коэффициент 0,00617 °С -1 .

Ранее такие датчики использовались в кораблестроении, однако, сейчас в этой отрасли их заменили на платиновые ТС.

Медные датчики (ТСМ)

Казалось бы, у медных датчиков диапазон использования еще уже, чем у никелевых (всего от -50 °С до 170 °С), но, тем не менее, именно они являются более популярным типом ТС.

Читайте также:
Что едят пауки в домашних условиях

Секрет в дешевизне прибора. Медные чувствительные элементы просты и неприхотливы в использовании, а также отлично подходят для измерения невысоких температур или сопутствующих параметров, например, температуры воздуха в цехе.

Срок службы такого устройства невелик, однако, и средняя стоимость медной ТС не слишком бьет по карману (около 1 тыс. рублей).

Терморезисторы

Терморезисторы — это термометр сопротивления, чей чувствительный элемент сделан из полупроводника. Это может быть оксид, галогенид или другие вещества с амфотерными свойствами.

Преимуществом данного прибора является не только высокий температурный коэффициент, но и возможность придать любую форму будущему изделию (от тонкой трубки до устройства длиной в несколько микрон). Как правило терморезисторы рассчитаны для измерения температуры от -100 °С до +200 °С.

Различают два вида терморезисторов:

  • термисторы — имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления, то есть при росте температуры, сопротивление уменьшается;
  • позисторы — имеют положительный температурный коэффициент сопротивления, то есть при увеличении температуры, сопротивление также возрастает.

Градуировочные таблицы термометров сопротивления

Градуировочные таблицы — это сводная сетка, по которой можно легко определить при какой температуре термометр будет иметь определенное сопротивление. Такие таблицы помогают работникам КИПиА оценить значение измеряемой температуры по определённому значению сопротивления.

В рамках этой таблицы существуют специальные обозначения ТС. Их вы можете увидеть в верхней строчке. Цифра означает значение сопротивления датчика при 0°С, а буква металл, из которого оно создано.

Для обозначения металла используют:

  • П или Pt — платина;
  • М — медь;
  • N — никель.

Например, 50М — это медный ТС, с сопротивлением 50 Ом при 0 °С.

Ниже представлен фрагмент градуировочной таблицы термометров.

50М (Ом) 100М (Ом) 50П (Ом) 100П (Ом) 500П (Ом)
-50 °С 39.3 78.6 40.01 80.01 401.57
0 °С 50 100 50 100 500
50 °С 60.7 121.4 59.7 119.4 1193.95
100 °С 71.4 142.8 69.25 138.5 1385
150 °С 82.1 164.2 78.66 157.31 1573.15

Класс допуска

Класс допуска не стоит путать с понятием класса точности. С помощью термометра мы не напрямую измеряем и видим результат измерения, а передаем на барьеры или вторичные приборы значение сопротивления соответствующее фактической температуры. Именно поэтому введено новое понятие.

Класс допуска — это разница между фактической температурой тела и температурой, которую получили при измерении.

Существует 4 класса точности ТС (от наиболее точного к приборам с большей погрешностью):

  • АА;
  • А;
  • B;
  • С.

Приведем фрагмент таблицы классов допуска, полную версию вы можете увидеть в ГОСТ 6651-2009.

Класс точности Допуск, °С Температурный диапазон, °С
Медный ТС Платиновый ТС Никелевый ТС
АА ±(0,1 + 0,0017 |t|) от -50 °С до +250 °С
А ±(0,15+0,002 |t|) от -50 °С до +120 °С от -100 °С до +450 °С
В ± (0,3 + 0,005 |t|) от -50 °С до +200 °С от -195 °С до +650 °С
С ±(0,6 + 0,01 |t|) от -180 °С до +200 °С от -195 °С до +650 °С -60 °С до +180 °С

Схема подключений

Для того, чтобы узнать значение сопротивления его надо измерить. Сделать это можно с помощью включения его в измерительную цепь. Для этого используют 3 типа схем, которые отличаются между собой количеством проводов и достигаемой точностью измерений:

  • 2-проводная цепь. Содержит минимальное количество проводов, а значит, самый дешевый вариант. Однако, при выборе данной схемы достичь оптимальной точности измерений не получится — к сопротивлению термометра будет прибавляться сопротивление используемых проводов, которые и будут вносить погрешность, зависимую от длины проводов. В промышленности такая схема применяется редко. Используется лишь для измерений, где не важна особая точность, а датчик находится в непосредственной близости от вторичного преобразователя. 2-проводная схема изображена на левом рисунке .
  • 3-проводная цепь. В отличии от предыдущего варианта здесь добавляется дополнительный провод, накоротко соединённый с одним из двух других измерительных. Его основная цель — возможность получить сопротивление подключенных проводов и вычесть это значение (компенсировать) из измеренного значения от датчика. Вторичный прибор, кроме основного измерения, дополнительно измеряет сопротивление между замкнутыми проводами, получая тем самым значение сопротивления проводов подключения от датчика до барьера или вторичника. Так как провода замкнуты, то это значение должно быть равно нулю, но по факту из-за большой длины проводов, это значение может достигать нескольких Ом. Далее эта погрешность вычитается из измеренного значения, получая более точные показания, за счёт компенсации сопротивления проводов. Такое подключение применяется в большинстве случаев, поскольку является компромиссом между необходимой точностью и приемлемой ценой. 3-х проводная схема изображена на центральном рисунке .
  • 4-проводная цепь. Цель такая же, что и при использовании трехпроводной схемы, но компенсация погрешности идёт обоих измерительных проводов. В трехпроводной схеме значение сопротивления обоих измерительных проводов принимается за одинаковое значение, но по факту оно может незначительно отличаться. За счет добавления ещё одного четвёртого провода в четырехпроводной схеме (закороченного со вторым измерительным проводом), удается получить отдельно его значение сопротивления и почти полностью компенсировать всё сопротивление от проводов. Однако, данная цепь является более дорогой, так как требуется четвёртый проводник и поэтому реализуется или на предприятиях с достаточным финансированием, или при измерении параметров, где нужна большая точность. 4-х проводную схему подключений вы можете увидеть на правом рисунке .

Обратите внимание! У датчика Pt1000 уже при нуле градусов сопротивление равно 1000 Ом. Увидеть их можно, например, на паровой трубе, где измеряемая температура равна 100-160 °С, что соответствует примерно 1400-1600 Ом. Сопротивление же проводов в зависимости от длины равно примерно 3-4 Ом, т.е. на погрешность они практически не влияют и смысла в использовании трёх или четырёх проводной схемы подключения особо нет.

Преимущества и недостатки термометров сопротивления

Как и любой прибор, использование термометров сопротивления имеет ряд преимуществ и недостатков. Рассмотрим их.

Преимущества:

  • практически линейная характеристика;
  • измерения достаточно точны (погрешность не более 1°С);
  • некоторые модели дешёвые и просты в использовании;
  • взаимозаменяемость приборов;
  • стабильность работы.

Недостатки:

  • малый диапазон измерений;
  • довольно низкая предельная температура измерений;
  • необходимость использования специальных схем подключения для повышенной точности, что увеличивает стоимость внедрения.

Термометр сопротивления — распространенное устройство практически во всех отраслях промышленности. Этим прибором удобно измерять невысокие температуры, не опасаясь за точность полученных данных. Термометр не отличается особой долговечностью, однако, приемлемая цена и простота замены датчика перекрывают этот небольшой недостаток.

Определение номинального значения сопротивления резистора по маркировке цветовыми полосами: онлайн калькулятор

Для чего нужен пирометр и как измерять температуру бесконтактным методом

Что такое термистор, их разновидности, принцип работы и способы проверки на работоспособность

Что такое термопара, принцип действия, основные виды и типы

Что такое тензодатчик, типы тензометрических датчиков, схема подключения и их применение

Что такое петля фаза-ноль простым языком — методика проведения измерения

Термометр сопротивления — датчик для измерения температуры: что это такое, описание и виды

Термодатчики — это одна из важнейших составляющих современных теплосистем. Сопротивление температурных измерителей обозначаются в названии их типа — pt100/500/1000, 10 К или 20 К и т.д. Существует несколько видов термосопротивлений — платиновые, никелевые, медные и многие другие.

Датчик температуры pt1000 относится к первому виду, как и pt100, являющиеся самыми популярными типами измерителей, благодаря оптимальному соотношению цена-качество.

Данный тип устройств может использоваться как отдельный прибор измерения, либо быть встроенным в гильзу другого устройства учета температурных данных. Во втором случае необходимо учесть диаметр гильзы, дабы избежать несовпадения размеров и обеспечить лучшие условия для анализа температуры среды.

Датчик температуры платиновый PT100

Термодатчик pt100 используется для контроля температур в теплоэнергетике, вентиляционных системах и многих других отраслях.

Область применения

Термометр сопротивления — это устройство, предназначенное для измерения температуры твердых, жидких и газообразных сред. Также его используют и при измерении температуры сыпучих веществ.

Свое место термометр сопротивления нашел в газо- и нефтедобыче, металлургии, энергетике, сфере ЖКХ и многих других отраслях.

ВАЖНО! Термометры сопротивления можно использовать как в нейтральных средах, так и в агрессивных. Это способствует распространению прибора в химической промышленности.

Обратите внимание! Для измерения температур в промышленности также используют термопары, про них подробнее узнаете из нашей статьи про термопары.

Виды датчиков и их характеристики

Измерение температуры термометром сопротивления происходит с помощью одного или нескольких чувствительных элементов сопротивления и соединительных проводов, которые надежно спрятаны в защитном корпусе.

Классификация ТС происходит именно по типу чувствительного элемента.

Металлический термометр сопротивления по ГОСТ 6651-2009

Согласно ГОСТ 6651-2009 выделяют группу металлических термометров сопротивления, то есть ТС, чей чувствительный элемент — это небольшой резистор из металлической проволоки или пленки.

Платиновые измерители температуры

Платиновые ТС считаются самым распространёнными среди других видов, поэтому их часто устанавливают для контроля важных параметров. Диапазон измерения температуры лежит от -200 °С до 650 °С. Характеристика близка к линейной функции. Один из самых распространённых видов — Pt100 (Pt — платиновый, 100 — означает 100 Ом при 0 °С).

ВАЖНО! Основной недостаток этого устройства — дороговизна за счет использования драгоценного металла в составе.

Никелевые термометры сопротивления

Никелевые ТС почти не используются в производстве за счет узкого температурного диапазона (от -60 °С до 180 °С) и сложностей эксплуатации, однако, следует отметить, что именно они имеют самый высокий температурный коэффициент 0,00617 °С-1.

Ранее такие датчики использовались в кораблестроении, однако, сейчас в этой отрасли их заменили на платиновые ТС.

Что такое датчики PT100 RTD?

Веб-сайт IC Station не дает ответа на вопрос «что это за датчики». К счастью, сайт Omega объясняет, что такое датчики PT100:

RTD или резистивные датчики температуры — это датчики температуры, которые содержат резистор, который изменяет значение сопротивления при изменении его температуры. Они использовались в течение многих лет для измерения температуры в лабораторных и промышленных процессах и зарекомендовали себя как точные и стабильные.

Большинство элементов RTD состоят из тонкой спиральной проволоки, обернутой вокруг керамического или стеклянного сердечника. Элемент, как правило, довольно хрупкий, поэтому его часто помещают внутрь датчика, защищающего его. Элемент RTD сделан из простого материала, сопротивление которого при различных температурах было зафиксировано. Материал имеет прогнозируемое изменение сопротивления при изменении температуры; именно это прогнозируемое изменение используется для определения температуры.

Как вы уже могли заметить, наш первый датчик имеет 3 провода, а второй — только два. Это также объясняется:

Для измерения температуры элемент RTD должен быть подключен к какому-либо контролируемому или регулируемому оборудованию. Поскольку измерение температуры основано на сопротивлении элемента, любое другое сопротивление (сопротивление подводящего провода, соединения и т. д.), добавленное в цепь, приведет к ошибке измерения.

За исключением двухпроводной конфигурации, все другие схемы электропроводки позволяют контролируемому или регулируемому оборудованию вычленять нежелательные сопротивления проводов и другие сопротивления, которые возникают в цепи. Датчики, использующие 3-х проводную конструкцию, являются наиболее распространенной конструкцией, используемой в промышленных процессах и системах контроля.

Наконец, есть несколько материалов, которые можно использовать для датчика, и платиновый резистор, найденный в последнем датчике, считается наиболее распространенным и точным. Другими распространенными материалами являются никель и медь, а вольфрам и алюминиевый композит встречаются реже. В датчике ICS должно быть очень небольшое количество платины (драгоценного металла), поскольку он продается всего за 4 доллара, иначе описание просто неверное. PT100 означает, что платиновый зонд имеет сопротивление 100 Ом при 0 °C.

Градуировочные таблицы термометров сопротивления

Градуировочные таблицы — это сводная сетка, по которой можно легко определить при какой температуре термометр будет иметь определенное сопротивление. Такие таблицы помогают работникам КИПиА оценить значение измеряемой температуры по определённому значению сопротивления.

В рамках этой таблицы существуют специальные обозначения ТС. Их вы можете увидеть в верхней строчке. Цифра означает значение сопротивления датчика при 0°С, а буква металл, из которого оно создано.

Для обозначения металла используют:

  • П или Pt — платина;
  • М — медь;
  • N — никель.

Например, 50М — это медный ТС, с сопротивлением 50 Ом при 0 °С.

Ниже представлен фрагмент градуировочной таблицы термометров.

50М (Ом) 100М (Ом) 50П (Ом) 100П (Ом) 500П (Ом)
-50 °С 39.3 78.6 40.01 80.01 401.57
0 °С 50 100 50 100 500
50 °С 60.7 121.4 59.7 119.4 1193.95
100 °С 71.4 142.8 69.25 138.5 1385
150 °С 82.1 164.2 78.66 157.31 1573.15

Схема подключений

Для того, чтобы узнать значение сопротивления его надо измерить. Сделать это можно с помощью включения его в измерительную цепь. Для этого используют 3 типа схем, которые отличаются между собой количеством проводов и достигаемой точностью измерений:

  • 2-проводная цепь. Содержит минимальное количество проводов, а значит, самый дешевый вариант. Однако, при выборе данной схемы достичь оптимальной точности измерений не получится — к сопротивлению термометра будет прибавляться сопротивление используемых проводов, которые и будут вносить погрешность, зависимую от длины проводов. В промышленности такая схема применяется редко. Используется лишь для измерений, где не важна особая точность, а датчик находится в непосредственной близости от вторичного преобразователя. 2-проводная схема изображена на левом рисунке.
  • 3-проводная цепь. В отличии от предыдущего варианта здесь добавляется дополнительный провод, накоротко соединённый с одним из двух других измерительных. Его основная цель — возможность получить сопротивление подключенных проводов и вычесть это значение (компенсировать) из измеренного значения от датчика. Вторичный прибор, кроме основного измерения, дополнительно измеряет сопротивление между замкнутыми проводами, получая тем самым значение сопротивления проводов подключения от датчика до барьера или вторичника. Так как провода замкнуты, то это значение должно быть равно нулю, но по факту из-за большой длины проводов, это значение может достигать нескольких Ом. Далее эта погрешность вычитается из измеренного значения, получая более точные показания, за счёт компенсации сопротивления проводов. Такое подключение применяется в большинстве случаев, поскольку является компромиссом между необходимой точностью и приемлемой ценой. 3-х проводная схема изображена на центральном рисунке.
  • 4-проводная цепь. Цель такая же, что и при использовании трехпроводной схемы, но компенсация погрешности идёт обоих измерительных проводов. В трехпроводной схеме значение сопротивления обоих измерительных проводов принимается за одинаковое значение, но по факту оно может незначительно отличаться. За счет добавления ещё одного четвёртого провода в четырехпроводной схеме (закороченного со вторым измерительным проводом), удается получить отдельно его значение сопротивления и почти полностью компенсировать всё сопротивление от проводов. Однако, данная цепь является более дорогой, так как требуется четвёртый проводник и поэтому реализуется или на предприятиях с достаточным финансированием, или при измерении параметров, где нужна большая точность. 4-х проводную схему подключений вы можете увидеть на правом рисунке.

Обратите внимание! У датчика Pt1000 уже при нуле градусов сопротивление равно 1000 Ом. Увидеть их можно, например, на паровой трубе, где измеряемая температура равна 100-160 °С, что соответствует примерно 1400-1600 Ом. Сопротивление же проводов в зависимости от длины равно примерно 3-4 Ом, т.е. на погрешность они практически не влияют и смысла в использовании трёх или четырёх проводной схемы подключения особо нет.

ООО «СиБ Контролс»

Зависимость сопротивления RTD от температуры

Термометр сопротивления (RTD) – это сенсор температуры, изготовленный из тонкой металлической проволоки. Изменение электрического сопротивление данного сенсора от температуры аппроксимируется следующей формулой:
RT = Rref [1 + α(T − Tref )]

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: