TH53、TH54、TH55

摘要

产品识别

TH53、TH54 和 TH55 是氧化镁绝缘热电偶组件，设计用于安装在棒料热电偶套管中。由于其坚固的设计，它们适用于所有类型的流程工业，包括重工业。

应用领域

这些传感器组件适用于以下流程工业：

• 化工
• 石化
• 发电厂
• 炼油厂
• 海上平台

测量原理

传感器利用塞贝克效应，即当两种不同材料的电导体处于温度梯度下时，会产生电压。该热电压取决于材料以及测量端与冷端之间的温差。通过已知或测量冷端温度来确定绝对温度。

测量系统组件

Endress+Hauser 提供用于温度测量点的完整系统，包括：

• 电源/隔离栅
• 显示单元
• 过电压保护

输入

被测变量

• 温度（温度线性传输特性）

测量范围

对于护套外径为 ⌀¼" 的各种热电偶类型，其温度上限：

• 采用 316 SS 护套的热电偶以及采用 316 SS 热电偶套管的组件，其额定最高温度为 927 °C (1 700 °F)。
• 所述温度限值仅供参考，不保证令人满意的使用寿命或性能。

输出

输出信号

• 直接接线传感器： 传感器测量值直接传输，无需变送器。
• 通过 iTEMP 温度变送器： 支持多种常见协议。

温度变送器系列

与直接接线传感器相比，Endress+Hauser iTEMP 变送器具有更高的精度和可靠性，可降低接线和维护成本。

• 4 至 20 mA 头部变送器： 提供灵活性，可通过 PC 使用提供的软件快速配置。
• HART® 头部变送器： 2 线制设备，具有一个或两个测量输入和一个模拟输出，支持电阻和电压信号。可选配蓝牙®接口。
• PROFIBUS® PA 头部变送器： 通用可编程，采用 PROFIBUS® PA 通信，提供高测量精度。
• FOUNDATION Fieldbus™ 头部变送器： 通用可编程，采用 FOUNDATION Fieldbus™ 通信，已获准用于主要过程控制系统。
• 带 PROFINET® 和 Ethernet-APL™ 的头部变送器： 2 线制设备，具有两个测量输入，支持 PROFINET® 协议。
• 带 IO-Link® 的头部变送器： IO-Link® 设备，具有一个测量输入和用于数字通信的 IO-Link® 接口。

iTEMP 变送器的优势

• 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。
• 数学函数。
• 温度计漂移监测以及传感器备份/诊断功能。
• 传感器-变送器匹配。

现场变送器

采用 HART®、FOUNDATION Fieldbus™ 或 PROFIBUS® PA 通信的现场变送器具有背光功能，便于在各种条件下读取。它们提供双传感器输入、在恶劣环境下的高可靠性、数学函数和监测功能。

电气隔离

Endress+Hauser iTEMP 变送器提供电气隔离（U = 2 kV AC），以防止接地回路等问题，特别是在需要快速响应时间的接地热电偶应用中。

电源

请参阅接线图了解头部安装式变送器（TMT8x 双输入、TMT7x 单输入）和现场安装式变送器（TMT162 双输入、TMT142B 单输入）的端子分配。

集成过压保护

可选配的过压保护模块可将信号电缆和电源产生的浪涌电流泄放至大地，同时不影响变送器功能。

• 连接数据：
  • 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 80 °C / 176 °F 时）
  • 浪涌电流耐受能力：Iimp = 1 kA（每根导线），In = 5 kA（每根导线）/ 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 %

现场总线连接器

• 类型： PROFIBUS®-PA 或 FOUNDATION Fieldbus™
• 尺寸： 高度 190 mm（7.48 in），直径 26.5 mm（1.040 in），NPT 1/2”
• 连接器： PROFIBUS®-PA 采用 M12，FOUNDATION Fieldbus™ 采用 7/8-16 UNC
• 环境温度： –40 至 150 °C（–40 至 300 °F）
• 防护等级： IP 67

导线规格

• 热电偶级，TFE 绝缘 20AWG，7 股绞合，末端剥线。
• 电气连接： 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

响应时间

• 热电偶组件 TH55（不带温度计套管）：
  • 接地端（⌀¹⁄₄"）：1.3 s
  • 非接地端（⌀¹⁄₄"）：2.9 s
• 带温度计套管的热电偶组件（TH53、TH54）：
  • 阶梯式温度计套管：15 s
  • 锥形温度计套管：20 s
  • ¾" 直型温度计套管：25 s

响应时间受温度计套管壁厚、插入件与套管间隙、传感器填充物以及工艺参数的影响。

最大测量误差（根据 ASTM E230 标准的热电偶）

变送器长期稳定性

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

绝缘电阻

• 对于 MgO 绝缘、非接地热端的热电偶，在 25 °C（77 °F）时为 1000 MΩ（测试电压 500 VDC）。

校准规格

• 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 标准，并符合 ASTM E220 标准。
• 如果指定温度在推荐范围内，可提供三点校准。

安装条件

安装方向

• 无限制。

安装说明

• 温度计套管的插入深度应至少为管道直径的一半，以最大程度减少热传导引起的测量误差。
• 带温度计套管组件的最小插入深度：
  • 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）
• TH55 组件设计用于现有温度计套管。

环境条件

环境温度范围

• 未安装变送器的接线盒： 取决于接线盒、电缆接头或现场总线连接器。
• 安装有头部变送器的接线盒： –40 至 85 °C（–40 至 185 °F）。
  • SIL 模式（HART 7 变送器）：–40 至 70 °C（–40 至 158 °F）。
• 安装有头部变送器和显示单元的接线盒： –20 至 70 °C（–4 至 158 °F）。
• 现场型变送器：
  • 不带显示单元：–40 至 85 °C（–40 至 185 °F）。
  • 带显示单元和/或过压保护：–40 至 +80 °C（–40 至 +176 °F）。
  • SIL 模式：–40 至 +75 °C（–40 至 +167 °F）。

抗冲击与抗振动能力

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

工艺过程

热电偶保护管用于流动流体中。其极限值取决于温度、压力、介质流速、插入长度和材料。可根据 ASME PTC 19.3-2016 标准进行应力和振动计算。

机械结构

设计、尺寸

尺寸以英寸为单位提供。

热端或测量端

• 接地端： 热电偶端焊接在护套末端，响应速度比非接地端更快。不推荐用于 T 型热电偶。需要使用带电气隔离的变送器。
• 非接地端： 热电偶端与护套隔离。提供电气隔离以抵抗干扰，推荐用于极端温度、快速热循环和耐腐蚀环境。

重量

• 1 至 30 磅。

材料

过程连接和热电偶保护管材料：

• 1. 在低压缩载荷和非腐蚀性介质中，可有限地使用至 800 °C (1472 °F)。

过程连接

可用的过程连接包括：

• TH53： 螺纹 (NPT 1/2", 3/4", 1")，承插焊用 NPS (3/4", 1")，焊接用 NPS (3/4", 1")。
• TH54： 法兰 (ASME B16.5 额定)。
• TH55： 带延伸颈长度的热电偶保护管连接 (N 型：1/2" NPT 外螺纹；NUN 型：1/2" NPT 外螺纹，带各种延伸长度)。

外壳

接线盒：

• 内部形状和尺寸符合 DIN EN 50446 标准，平面，带 1/2" NPT 温度计连接。
• TA30H： 隔爆型，防爆保护，可带一个或两个电缆入口。
  • 防护等级：IP 66/68，NEMA Type 4x (防爆型：IP 66/67)。
  • 温度：–50 至 +150 °C (–58 至 +302 °F)。
  • 材料：铝或不锈钢 316L。
  • 显示窗：安全玻璃。
  • 螺纹：NPT 1/2"，NPT 3/4"，M20x1.5，G1/2"。
  • 重量：铝约 860 克，不锈钢约 2 900 克。
• TA30R：
  • 防护等级：IP69K (标准)，IP66/68 (带显示窗)。
  • 温度：–50 至 +130 °C (–58 至 +266 °F)。
  • 材料：不锈钢 316L。
  • 电缆入口螺纹：NPT 1/2"，M20x1.5。
  • 重量：标准型 360 克，带显示窗型 460 克。
• TU401：
  • 防护等级：IP65 (NEMA Type 4x)。
  • 温度：–40 至 130 °C (–40 至 266 °F)。
  • 材料：铝合金或橡胶/硅胶密封。
  • 电缆入口：M20x1.5 或插头 M12x1 PA。
  • 重量：300 克。
• TU401 (TA30D 样式)：
  • 防护等级：IP66/68 (NEMA Type 4x)。
  • 温度：–50 至 +150 °C (–58 至 +302 °F)。
  • 材料：铝。
  • 电缆入口：G 1/2"，1/2" NPT，M20x1.5。
  • 重量：390 克。
• TU401 (TA30S 样式)：
  • 防护等级：IP65 (NEMA Type 4x)。
  • 温度：–40 至 +85 °C (–40 至 +185 °F)。
  • 材料：聚丙烯 (PP)，符合 FDA 标准。
  • 电缆入口：3/4" NPT，M20x1.5。
  • 重量：约 100 克。

现场变送器：

• iTEMP TMT162：
  • 防护等级：IP67，NEMA type 4x。
  • 材料：压铸铝或不锈钢 316L。
  • 显示：可旋转，带背光。
  • 电缆入口：2x 1/2" NPT。
  • SIL 认证符合 IEC 61508:2010 (HART 协议)。
• iTEMP TMT142B：
  • 防护等级：IP66/67，NEMA type 4x。
  • 材料：压铸铝或不锈钢 316L。
  • 显示：可旋转，带背光。
  • 集成蓝牙® 接口 (可选)。

证书与认证

当前有效的证书和认证信息可在 Endress+Hauser 官网查询。

订购信息

详细的订购信息可向销售机构索取，或通过 Endress+Hauser 在线产品选型工具获取。

附件

提供多种附件，包括安装支架、电缆接头、配置套件以及集成式过电压保护模块。

系统组件

附件

• RIA14 回路供电现场指示仪
• RN42 有源隔离器，宽范围电源
• RMA42 带控制单元的过程变送器

文档资料

可提供的文档包括技术资料 (TI)、简明操作指南 (KA)、操作手册 (BA)、设备参数描述 (GP) 以及安全指南 (XA)。

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