
在现代工业制冷、中央空调及精密实验室设备中,冷水机扮演着不可或缺的“心脏”角色,负责持续提供恒定的低温冷却水。而确保这颗“心脏”正常工作的关键感知器官,正是其内部看似微小却至关重要的部件——温度传感器。它如同冷水机的“神经末梢”,实时监测温度变化,是实现精准控制与安全运行的基石。
温度传感器是一种将温度物理量转换为可测量电信号(如电阻、电压)的装置。在冷水机系统中,它主要承担两大核心任务:
精准控温: 传感器实时检测冷冻水的出水温度或回水温度,并将信
号传递给PLC或微处理器控制器。控制器将此数值与用户设定值进行比较,进而决定压缩机的启停、卸载或变频,以及膨胀阀的开度,确保出水温度稳定在设定范围±0.5℃甚至更高的精度内。这对于注塑、激光焊接、半导体制造等对工艺温度极其敏感的行业至关重要。
安全保护: 传感器还负责监测系统的关键点温度,如压缩机排气温度、蒸发器/冷凝器温度等。当检测到温度异常升高(如制冷剂泄漏、冷却水不足导致排气温度过高)或异常降低(如冷冻水流量不足有结冰风险)时,控制器会立即发出警报并执行停机保护,防止设备核心部件(如压缩机)遭受毁灭性损坏。
冷水机中常用的温度传感器主要有以下两种,它们各有优劣,适用于不同场景:
原理: 利用铂金属的电阻值随温度变化而变化的特性,且变化关系稳定、线性度好。PT100是指在0℃时其电阻值为100欧姆。
优点:
✅ 测量精度高: 是所有温度传感器中精度最高的一类之一,可达±0.1℃。
✅ 稳定性好: 长期使用漂移小,可靠性强。
✅ 测量范围广: 通常可覆盖-200℃至+500℃的范围,完全满足冷水机需求。
✅ 应用: 是工业冷水机中用于冷冻水出水/回水温度测量的最主流、最可靠的选择。
原理: 基于塞贝克效应,由两种不同材质的导体连接而成,当两端存在温差时,回路中会产生电动势(电压)。
优点:
✅ 耐高温: 能够测量更高的温度。
✅ 结构简单,成本较低。
缺点:
精度相对较低: 易受冷端补偿和线路干扰影响。
稳定性不如PT100。
应用: 在冷水机中,更多用于压缩机排气温度等高温点的监测。
总结对比: 对于核心的水温控制,PT100热电阻是毋庸置疑的首选,因为它提供了冷水机稳定运行所必需的精度和可靠性。
温度传感器本身是一个高可靠性部件,但并非不会故障。常见问题包括:
断路或短路: 导致信号完全丢失,控制器通常会显示“传感器故障”并停机。
漂移/精度下降: 传感器因老化、介质腐蚀或机械振动导致其测量值与实际温度出现较大偏差。这是最隐蔽且危害性最大的故障。
后果: 若显示温度低于实际温度,可能导致机组制冷量输出不足,无法满足工艺需求;若显示温度高于实际温度,则会导致压缩机持续高负荷运行,浪费能源,并可能使出水温度过低,有结冰风险。
安装不当: 传感器探头未完全插入套管底部,或套管中导热硅脂干涸,导致测温滞后和不准确。
为避免因传感器问题导致的生产中断和设备损坏,定期的维护和校准至关重要。
日常检查: 观察控制器显示温度是否稳定,与工艺实际感受温度是否相符。检查传感器接线端子有无松动、腐蚀。
定期校准: 这是保证测量精度的核心手段。建议每半年到一年进行一次校准。方法是将传感器与标准精密温度计一同置于恒温浴(如冰水混合物0℃、温水浴)中,对比两者读数。若偏差超出允许范围(如±0.5℃),则应在控制器中进行“传感器校正”或直接更换传感器。
正确安装与更换: 确保传感器探头与测温点充分接触;使用专用的导热硅脂填充套管,以减小热阻;更换时需选择相同型号和精度等级的传感器。
冷水机温度传感器,虽小却强,虽简却精。它是连接物理世界与控制系统之间的桥梁,是冷水机实现高效、精准、安全运行的“感知之源”。无论是设备制造商、系统集成商还是终端用户,都应充分认识到它的重要性,并通过科学的选型、规范的安装和定期的维护,让这灵敏的“神经末梢”持续为生产的稳定与高效保驾护航。