TH51、TH52、TH56

摘要

产品标识

• 产品系列： TH51、TH52、TH56 通用型 MgO 绝缘热电偶
• 文档编号： TI00111R/09/EN/17.25-00

应用

氧化镁（MgO）绝缘热电偶适用于多种过程及实验室应用，包括：

• 热交换器
• 动力及回收区域
• 炉窑、干燥器、烟气
• 压缩机站
• 过程反应器
• 冶金及玻璃制造

测量原理

热电偶利用塞贝克效应，基于测量端与冷端之间的温差产生热电动势。若已知或补偿冷端温度，则可确定绝对温度。IEC 60584 及 ASTM E230/ANSI MC96.1 等标准定义了材料组合及电压/温度特性。

输入

• 测量变量： 温度（温度线性传输特性）

测量范围

不同护套直径及热电偶类型对应的温度上限：

偶丝最大温度范围限值：

• T：–270 至 +400 °C（–454 至 +752 °F）
• J：–210 至 +1 200 °C（–346 至 +2 192 °F）
• E：–270 至 +1 000 °C（–454 至 +1 832 °F）
• K：–270 至 +1 372 °C（–454 至 +2 500 °F）
• N：–270 至 +1 300 °C（–454 至 +2 372 °F）

注意：这些数值为参考值，为延长使用寿命或提升性能可能需要降低使用。N 型双支版本不提供 ⌀ ¹⁄₁₆ 英寸、³⁄₁₆ 英寸和 ³⁄₈ 英寸护套直径。采用 316 SS 护套的热电偶最高额定温度为 927 °C (1 700 °F)。

输出

• 输出信号：
  • 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。

温度变送器系列

与直接接线传感器相比，iTEMP 变送器提供更高的精度和可靠性，可降低接线和维护成本。可用配置包括：

• 4 至 20 mA 头戴式变送器： 通用性强，可在 PC 上轻松配置。
• HART® 头戴式变送器： 2 线制设备，具有一个或两个测量输入及一个模拟输出。可选集成蓝牙® 用于无线通信。
• PROFIBUS® PA 头戴式变送器： 通用可编程，采用 PROFIBUS® PA 通信，输出数字信号。
• FOUNDATION Fieldbus™ 头戴式变送器： 通用可编程，采用 FOUNDATION Fieldbus™ 通信，输出数字信号。已获准用于主要过程控制系统。
• 带 PROFINET® 和 Ethernet-APL™ 的头戴式变送器： 2 线制设备，具有两个测量输入，采用 PROFINET® 协议。通过 2 线制以太网（IEEE 802.3cg 10Base-T1）供电。适用于 1 区危险区域。
• 带 IO-Link® 的头戴式变送器： IO-Link® 设备，具有一个测量输入和 IO-Link® 接口，用于数字通信。

iTEMP 变送器优势：

• 双传感器或单传感器输入（可选）
• 可连接显示屏（可选）
• 高可靠性、高精度和长期稳定性（≤ 0.05% 每年）
• 数学函数
• 温度计漂移监测、传感器备份及诊断功能
• 基于 Callendar van Dusen 系数（CvD）的传感器-变送器匹配

现场变送器

现场变送器支持 HART®、FOUNDATION Fieldbus™ 或 PROFIBUS® PA 通信协议，并配备背光显示屏，便于读数。其优势包括双传感器输入、恶劣环境下的高可靠性以及诊断功能。

电气隔离

Endress+Hauser iTEMP 变送器提供电气隔离：

对于接地热电偶，建议采用高电气隔离，以避免接地回路。

电源

• 请参考特定变送器类型（TMT8x、TMT7x、TMT162/TMT142B）的接线端子图。

集成过压保护

可选模块可保护电子元件免受信号、通信和电源线路上的过电压影响。

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

接地

设备必须连接到电位均衡，最小横截面积为 4 mm² (13 AWG)。

电气

现场总线连接器

• 类型： PROFIBUS®-PA 或 FOUNDATION Fieldbus™
• 尺寸： 高度 190 mm (7.48 in)，宽度 26.5 mm (1.040 in)
• 连接： PROFIBUS®-PA 采用 M12 连接，FOUNDATION Fieldbus™ 采用 7/8-16 UNC 连接
• 环境温度： –40 至 150 °C (–40 至 300 °F)
• 防护等级： IP 67

性能特性

参考条件

用于确定温度变送器精度的数据。

响应时间

根据 ASTM E839 标准的 63% 响应时间（仅传感器组件）：

最大测量误差

符合 ASTM E230 标准的热电偶：

对于 °F 的测量误差，请以 °C 计算后乘以 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

• 对于采用非接地热端、MgO 绝缘的热电偶，在 25 °C (77 °F) 下为 1000 MΩ（端子与探头护套之间，测试电压 500 VDC）。

校准规格

• 制造商提供在 ITS-90 温标下，–20 至 +300 °C (–4 至 +573 °F) 范围内的比较校准。
• 校准可溯源至 NIST 标准，并符合 ASTM E220 标准。
• 如果指定温度在推荐范围内且满足最小长度要求，则可提供三点校准。

安装条件

安装方向

• 无限制。

环境

环境温度范围

抗冲击和抗振动能力

• 4 g / 2 至 150 Hz，符合 IEC 60068-2-6 标准

工艺

工艺压力限值

请参见所附的 p/T 负载曲线图，了解基于温度、插入长度 (L) 和流速（空气或水/蒸汽）的压力限值。下表提供了使用一次性可调卡套的仪表的最大允许工艺压力 (PSIG)：

¹⁾ 不适用于 ¹⁄₈" NPT 卡套。 可重新调整的卡套仅用于机械固定。

共振频率： 针对特定探头配置（316SS，¼" 护套，0.028" 壁厚）提供了空气流速下的共振频率示例，表明可能存在损坏风险。对于长度、材料、护套直径或壁厚的变化，建议进行应力分析。

机械结构

设计，尺寸

• TH51： 具有过程连接（螺纹、无连接或卡套）。
• TH52： 包括带应力释放弹簧的延长引线过渡段，并提供引线端接或插头/母插孔选项。
• TH56： 提供插头版本和母插孔选项。
• TH56 不提供双支型（2 个元件）。

尺寸（单位：英寸）：

热端或测量端

• 接地型测量端： 焊接在护套内，响应速度更快，但需要具有电气隔离功能的变送器才能获得可靠的读数（T 型热电偶除外）。
• 非接地型测量端： 焊接的测量端与护套隔离，减少电气干扰。推荐用于极端温度、快速热循环和耐腐蚀环境。具有出色的抗噪能力。双支非接地型元件具有各自独立隔离的测量端，但 ⌀¹⁄₁₆" 规格除外，其测量端为公共端。

重量

• 0.5 至 2.5 千克（1 至 5.5 磅）

材料

过程连接、接线盒和护套

在空气中连续使用的推荐最高温度：

¹⁾ 在低压缩载荷和非腐蚀性介质下，最高可使用至 800 °C (1472 °F)。

过程连接

• 螺纹连接：
  • G ½" DIN / BSP：螺纹长度 0.6 英寸，对边宽度 1.06 英寸。在 +400 °C (+752 °F) 时，最大静压：400 bar (5 802 psi)。
  • NPT ½"：螺纹长度 0.32 英寸，对边宽度 0.87 英寸。
• 卡套接头： 提供不锈钢材质，配备 FEP 或 SS 卡套，有多种管径和过程螺纹选项（¹⁄₈" NPT、¹⁄₄" NPT、½" NPT）。

外壳

接线盒

• 通用型： 符合 DIN EN 50446 标准，平端面，带 ½" NPT 温度计接口。
• TA30H： 隔爆型 (XP)，防爆保护。防护等级：IP 66/68 (Ex：IP 66/67)。温度：–50 至 +150 °C (–58 至 +302 °F)。材质选项：铝或不锈钢 316L。螺纹：NPT ½"、NPT ¾"、M20x1.5、G½"。重量：铝约 860 g，不锈钢约 2 900 g。
• TA30R： 防护等级：IP69K（标准），IP66/68（显示窗）。温度：–50 至 +130 °C (–58 至 +266 °F)。材质：不锈钢 316L。螺纹：NPT ½"、M20x1.5。重量：360 g（标准），460 g（显示窗）。
• TU401： 防护等级：IP65 (NEMA Type 4x)。温度：–40 至 130 °C (–40 至 266 °F)。材质：铝合金。螺纹：M20x1.5 或插头 M12x1 PA。接口：M24x1.5、G 1/2" 或 NPT 1/2"。重量：300 g。
• TU401（TA30D 样式）： 防护等级：IP66/68 (NEMA Type 4x)。温度：–50 至 +150 °C (–58 至 +302 °F)。材质：铝。螺纹：G ½"、½" NPT 和 M20x1.5。接口：M24x1.5。重量：390 g。
• TU401（TA30S 样式）： 防护等级：IP65 (NEMA Type 4x)。温度：–40 至 +85 °C (–40 至 +185 °F)。材质：聚丙烯 (PP)。螺纹：¾" NPT、M20x1.5。接口：½" NPT。重量：约 100 g。因静电充电风险，不建议用于危险场所。

现场变送器

• iTEMP TMT162： 防护等级：IP67，NEMA type 4x。材质：压铸铝或不锈钢 316L。电缆入口：2x ½" NPT。提供 SIL 认证。
• iTEMP TMT162（卫生型应用）： 材质：不锈钢 1.4435 (AISI 316L)。防护等级：IP69K。
• iTEMP TMT142B： 防护等级：IP66/67，NEMA type 4x。材质：压铸铝或不锈钢 316L。可选集成蓝牙®接口。

证书与认证

当前证书和认证信息可在 Endress+Hauser 网站上获取。

订购信息

详细的订购信息可从当地销售机构或 Endress+Hauser 在线产品选型工具获取。

附件

设备专用附件

• 安装支架 (SS316L)
• 备件包盖板 (TA30R)
• 电缆格兰头 (½" NPT)
• 配置套件 TXU10
• 集成过压保护模块（适用于 TMT162 外壳）

服务专用附件

• Applicator： 用于选择和确定测量设备规格的软件。
• FieldCare SFE500： 用于 Endress+Hauser 及第三方现场设备的配置工具（支持 HART、PROFIBUS、FOUNDATION Fieldbus 等）。
• DeviceCare SFE100： 使用 HART、PROFIBUS、FOUNDATION Fieldbus 等协议的现场设备配置工具。
• Netilion： 用于优化工厂性能的 IIoT 生态系统。

系统组件

• 过程显示器 RIA15： 用于 4 至 20 mA 或 HART® 信号的回路供电显示器。
• RN42 有源隔离器： 宽范围电源和用于 4 至 20 mA 信号回路的有源隔离器。
• RMA42 带控制单元的过程变送器： 通用变送器、回路电源、隔离器和限位开关。

文档

可用的文档包括：

• 技术资料 (TI)：技术数据和附件概览。
• 简明操作指南 (KA)：快速入门指南。
• 操作手册 (BA)：涵盖所有生命周期阶段的综合指南。
• 设备参数描述 (GP)：详细的参数说明。
• 安全指南 (XA)：适用的安全信息。
• 补充性设备相关文档 (SD/FY)。

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