RTD T53, T54, T55

摘要

产品识别

Endress+Hauser T53、T54 和 T55 是专为过程工业设计的防爆热电偶组件。它们可配备弹簧加载插芯和外壳。

应用

这些 MgO（氧化镁）绝缘热电偶适用于各种过程及实验室应用，包括：

• 化工
• 石油化工
• 炼油厂
• 海上平台

测量原理

这些设备利用热电偶，这是一种基于塞贝克效应的坚固温度传感器。当两种不同的导电体处于温度梯度下时，会产生热电动势（emf），从而测量温差。热电动势的大小取决于导体材料以及测量端与冷端之间的温差。如果冷端温度已知或可测量并进行补偿，则可确定绝对温度。热电偶类型及其电压/温度特性由 IEC 60584 和 ASTM E230/ANSI MC96.1 标准化。

测量系统

该系统可集成 Endress+Hauser iTEMP 温度变送器。与直接接线传感器相比，这些变送器具有更高的精度和可靠性。

变送器输出与协议

• 模拟输出：4 至 20 mA
• 数字通信：HART®、PROFIBUS® PA、FOUNDATION Fieldbus™
• 可选：蓝牙® 连接

应用示例组件

• 带头部变送器的安装式温度计： 核心传感器组件。
• RIA15 过程显示器： 记录并显示来自头部变送器的模拟测量信号。它可以数字方式显示测量值，并以条形图指示限值违规情况。由 4 至 20 mA 或 HART® 回路供电。
• RN42 有源隔离器： 一个 17.5 VDC、20 mA 的设备，具有电气隔离输出，用于为回路供电变送器供电。其工作输入电压为 24 至 230 V AC/DC，0/50/60 Hz。

输入

• 测量变量： 温度（温度线性传输特性）。
• 测量范围：
  • T 型： –270 至 +400 °C（–454 至 +752 °F）
  • J 型： –210 至 +1200 °C（–346 至 +2192 °F）
  • E 型： –270 至 +1000 °C（–454 至 +1832 °F）
  • K 型： –270 至 +1372 °C（–454 至 +2500 °F）
  • N 型： –270 至 +1300 °C（–454 至 +2372 °F）
• 不同护套直径（¹⁄₄ 英寸）的上限温度：
  • T 型：370 °C (700 °F)
  • J 型：370 °C (700 °F)
  • E 型：820 °C (1510 °F)
  • K 型：1150 °C (2100 °F)
• 注意： 温度限值仅供参考，可能会影响稳定性或寿命。采用 316 SS 护套的热电偶以及带有 316 SS 热电偶套管的组件，最高额定温度为 927 °C (1700 °F)。

输出

• 信号传输：
  • 直接接线传感器（不带变送器）。
  • 通过 Endress+Hauser iTEMP 温度变送器，使用常见协议（4 至 20 mA、HART®、PROFIBUS® PA、FOUNDATION Fieldbus™）。
• iTEMP 变送器优势：
  • 双传感器或单传感器输入（可选）。
  • 可插拔显示屏（可选）。
  • 高可靠性、高精度和长期稳定性。
  • 数学函数。
  • 温度计漂移监测、传感器备份和诊断功能。
  • 用于双输入变送器的传感器-变送器匹配。

现场变送器特性

• HART®、FOUNDATION Fieldbus™ 或 PROFIBUS® PA 通信。
• 背光显示屏，可在各种光照条件下清晰读取。
• 显示测量值、条形图和故障指示。
• 双传感器输入（部分型号）。
• 在恶劣环境中具有高可靠性。
• 腐蚀检测（部分型号）。

电气隔离

Endress+Hauser iTEMP 变送器提供电气隔离（例如 2 kV AC），以防止接地回路，特别是在使用接地热电偶以获得快速响应时间时。

电源

• 头部安装变送器 TMT18x（单输入）： 11.5 至 35 V（非防爆），11.5 至 30 V（防爆）。
• 其他变送器： 适用特定电压范围（例如 11.5...35 V，11.5...30 V 防爆）。

电气

集成过压保护（可选）

该模块可保护电子设备免受信号和电源电缆中的过电压影响。

• 最大持续电压（额定电压）： UC = 42 VDC
• 额定电流： 环境温度 80 °C (176 °F) 时，I = 0.5 A
• 浪涌电流耐受能力：
  • 雷电浪涌电流 D1 (10/350 µs)：Iimp = 1 kA（每根导线）
  • 标称放电电流 C1/C2 (8/20 µs)：In = 5 kA（每根导线），In = 10 kA（总计）
• 温度范围： –40 至 +80 °C (–40 至 +176 °F)
• 每根导线串联电阻： 1.8 Ω，公差 ±5 %

接地

设备必须连接到等电位连接系统。外壳与接地之间的连接导线最小横截面积应为 4 mm² (13 AWG)。

导线规格

• 热电偶级，TFE 绝缘，20AWG，7 股绞合，末端剥线。
• 飞线，标准长度 139.7 mm (5.5 in)。

热电偶颜色代码 (ASTM E-230)

性能特性

参考条件

用于确定温度变送器精度的相关数据。

响应时间

• T55 热电偶组件（非接地式，¹⁄₄" 插入件）： 2.9 秒（按 ASTM E839 标准，63% 响应时间）。
• 带温度计套管时：
  • 阶梯式温度计套管：15 秒
  • 锥形温度计套管：20 秒
  • ³⁄₄" 直型温度计套管：25 秒

响应时间受温度计套管壁厚、间距、传感器填充物及工艺参数影响。

最大测量误差（热电偶，按 ASTM E230 标准）

注：如需计算 °F 误差，请先以 °C 计算，再乘以 1.8。

变送器长期稳定性

• ≤ 0.1 °C (0.18 °F) / 年 或 ≤ 0.05 % / 年（取较大值）。

绝缘电阻

• 在 25 °C (77 °F) 下，MgO 绝缘热电偶（非接地式热端，500 VDC 测试电压）为 1000 MΩ。

校准规范

• 制造商提供基于 ITS-90 的 –20 至 +300 °C (–4 至 +573 °F) 比较温度校准。
• 校准可溯源至 NIST，并符合 ASTM E220 标准。
• 可提供三点校准。

安装条件

• 安装方向： 无限制。
• 插入深度： 对精度至关重要；应至少为管道直径的一半。
  • 温度计套管（T53/T54）的最小插入深度：
    • 阶梯式温度计套管：63.5 mm (2.5 in)
    • 锥形温度计套管：114.3 mm (4.5 in)
    • ¾" 直型温度计套管：101.6 mm (4 in)
    • 焊接式温度计套管：114.3 mm (4.5 in)
• T55 组件： 仅用于现有温度计套管中。

抗冲击与抗振性能

• 符合 IEC 60068-2-6 标准，4 g/2 至 150 Hz。

环境条件

环境温度范围

• 接线盒：
  • 未安装头部变送器：取决于接线盒和电缆接头。
  • 安装头部变送器：–40 至 85 °C (–40 至 185 °F)
    • SIL 模式 (HART 7)：–40 至 70 °C (–40 至 158 °F)
  • 安装头部变送器和显示屏：–20 至 70 °C (–4 至 158 °F)
  • 安装现场型变送器：
    • 无显示屏：–40 至 85 °C (–40 至 185 °F)
    • 带显示屏和/或过压保护：–40 至 +80 °C (–40 至 +176 °F)
    • SIL 模式：–40 至 +75 °C (–40 至 +167 °F)

机械结构

尺寸

尺寸以英寸和毫米为单位提供。关键尺寸包括：

• 插入件的弹簧行程： ½"
• XA 长度公差： +/- ¼"

T53 尺寸

• RTD 传感器浸没长度 = 温度计套管钻孔长度 XA = A = U + 38.1 mm (1.5 in) + T
• 插入件总长度 X = A + E
• 管道尺寸： 标称 ¾" (直径 1.050")，标称 1" (直径 1.315")

T54 尺寸

• RTD 传感器浸没长度 = 温度计套管钻孔长度 XA = A = U + 50.8 mm (2 in) + T
• 插入件总长度 X = A + E

T55 尺寸 (不带温度计套管)

• 延伸段 E： 指定长度 (4 至 100 英寸)。
• 热电偶传感器浸没长度 XA： 根据插入件类型 (例如 TU221) 而变化。
• 层压接头/活接头 (LUN)： 101.6 mm (4 英寸) 或 177.8 mm (7 英寸)。
• 插入件的弹簧行程： ½"

外壳 - 接线端子盒

• 所有接线端子盒均符合 DIN EN 50446 标准。
• TA30H：
  • 防爆 (XP) 版本。
  • 防护等级：IP 66/68，NEMA 4x 型 (防爆版本：IP 66/67)。
  • 温度范围：–50 至 +150 °C (–58 至 +302 °F) (橡胶密封件，不含电缆接头)。
  • 材质选项：铝 (聚酯粉末涂层) 或不锈钢 316L。
  • 螺纹：½" NPT, ¾" NPT, M20x1.5, G½"。
  • 重量：铝约 640 g (22.6 oz)，不锈钢约 2400 g (84.7 oz)。
• 带显示窗的 TA30H：
  • 规格与 TA30H 类似。
  • 重量：铝约 860 g (30.33 oz)，不锈钢约 2900 g (102.3 oz)。
  • 可选配 TID10 显示器。

现场变送器外壳

• TMT162 (双输入) / TMT142B (单输入)：
  • 防护等级：IP67，NEMA 4x 型 (TMT162)；IP66/67，NEMA 4x 型 (TMT142B)。
  • 材质：压铸铝 (AlSi10Mg) 或不锈钢 316L。
  • 显示器：高亮背光，可 90° 旋转。
  • 电缆入口：2x ½" NPT。
  • 可选：集成蓝牙® 接口 (TMT142B)。
  • SIL 认证 (带 HART 7 的 TMT162)。

材料

过程连接与温度计套管材料

• 1. AISI 316/1.4401 在低压缩载荷和非腐蚀性介质中，可有限地用于 800 °C (1472 °F)。

过程连接

• T53： 螺纹式 (NPT ½", ¾", 1")，承插焊 (NPS ¾", 1")，焊接式 (NPS ¾", 1")。
• T54： 法兰式 (符合 ASME B16.5 标准)。
• T55： 延伸颈类型 (N 型，NUN 型)，带 ½" NPT 外螺纹。

补充文档

• 技术资料 (TI)： 规划辅助、技术数据、附件。
• 简明操作指南 (KA)： 快速入门指南。
• 操作手册 (BA)： 全面的参考文档。
• 设备参数描述 (GP)： 参数的详细说明。
• 安全指南 (XA)： 与特定认证相关。

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