Mis onPlaatinatakistustemperatuuri detektorid?
Vaata, kui sa seda loed, siis ilmselt tead juba, et temperatuur on patareide puhul oluline. Kuid siin on asi, mida enamik inimesi teile ei ütle: ÕIGE temperatuuri saavutamine on palju raskem, kui see kõlab, ja selle valesti määramine maksab teile. Palju.
Õppisime seda kõvasti tagasi 2019. aastal. Ühel meie tõstukipargi kliendil Põhja-Hiinas töötas 40+ ühikut meie akusid. Talv tabas, temperatuur langes -25 kraadini ja järsku helistatakse kell 2 öösel. Veoautod ei võta tasu. BMS annab pidevalt üle-ajutisi hoiatusi. Miinus kahekümne viie pärast. Jah.
Selgus, et NTC termistorid, mida kasutasime, triivisid külma ilmaga peaaegu 8 kraadi. BMS arvas, et rakud kuumenevad üle, kui need tegelikult külmusid. Laadijad lülituvad välja. Kogu laevastik on laos surnud. Trahvid, asenduskulud, lennud vabandage isiklikult... ütleme nii, et kellelgi meie ettevõttes on see leping ikka veel seinal meeldetuletuseks raamitud. See läks meile maksma üle 2 miljoni RMB.
Siis lõi meie ülemus sõna otseses mõttes käega vastu lauda ja ütles: "Nüüdsest plaatina RTD kõigele ja kui keegi soovitab raha säästmiseks uuesti NTC-d, siis see tuleb nende boonusest."
Nii et jah. Sellepärast me seda kirjutame. Mitte sellepärast, et plaatina RTD-d on väljamõeldud. Sest meid on põletatud (raudselt halbade temperatuurinäitude tõttu) ja me ei tee seda enam.
Põhitõed (aga tegelikult kasulikud)
Platinum RTD tähistab Platinum Resistance Temperature Detector. Põhimõte on lihtne: plaatinatraat muutub kuumenedes elektrile vastupidavamaks. Mõõtke takistust, teate temperatuuri. See on kõik.
Tööstusstandardit nimetatakse Pt100, mis tähendab lihtsalt 100 oomi 0 kraadi juures. Samuti on olemas Pt1000 (1000 oomi 0 kraadi juures), mis annab teile töötamiseks suurema signaali, mis on mugav, kui teil on pikk juhe või mürarikas keskkond. Me kasutame Pt1000 praegu kõigis, mille kaablid on pikemad kui 2 meetrit, kuna tüdinesime 0,5 kraadiste vigade tagaajamisest, mis osutusid pliijuhtme takistuseks, mille unustasime kompenseerida.
Miks just plaatina? Tegelikult proovisime varakult niklit ja vaske. Muidugi odavam. Kuid nikkel läheb hulluks üle 300 kraadi ja vask oksüdeerub, kui seda valesti vaadata. Plaatina lihtsalt... töötab. -200 kraadist kuni +850 kraadini, ei korrodeeru, ei triivi. Igav ja töökindel – see on täpselt see, mida soovite, kui teie akupank istub 3-tonnises tõstukis, mis liigutab laoaluseid.
Ühele meie inseneridest meeldib öelda, et "plaatina on kallis, sest see on laisk" - ta ei reageeri millegagi, ei muuda meelt, vaid istub täpselt. Võtame laiska.
Kolm viisi nende ehitamiseks (ja millised neist tegelikult töötavad)
Seal on traat{0}}haav, mähitud element ja õhuke kile. Siin on see, mida me tegelikult igaühe kohta arvame:
Traadi-haav
Vana kooli viis. Keraamilise südamiku ümber mähitud plaatinatraat. Super täpne, super stabiilne. Samuti ülikallis ja kuidagi habras. Me kasutame neid kalibreerimise viitena ja see on kõik. Ühel kliendil, kes nõudis traati{5}}, keris kogu oma autopark, sest "ainult parim". Kuus kuud hiljem olid pooled neist triivinud, sest tema kareda laopõranda vibratsioon vabastas mähised. Nüüd kasutab ta keritud elemente nagu kõik teisedki.
Õhuke kile
Odav, väike, kiire reageerimine. Suurepärane tarbekaupade või madalate{1}}panuste jälgimiseks. Kasutame neid oma 12V/24V väikepakkides, kus kui midagi läheb valesti, ei saa keegi viga ja miski ei sütti. Kas paneksime need 600 V tõstukipakki? Absoluutselt mitte. Keraamiline substraat ja plaatinakile paisuvad erineva kiirusega ning pärast paari tuhandet termotsüklit hakkate nägema triivi. Üks imporditud bränd, mida proovisime - ka kallis, - triivis alla aastaga 1,5 kraadi. Tarnija süüdistas meie paigaldamist. Me süüdistasime nende QC-d. Mõlemal juhul lõpetasime nende kasutamise millegi olulise jaoks.
Keritud element
See on meie kõrgepinge{0}}pakettide spetsifikatsioon. Plaatinapoolid asetsevad lõdvalt pulbriga täidetud keraamilistes torudes, nii et need võivad laieneda ja kokku tõmbuda ilma traati pingutamata. Nad saavad hakkama vibratsiooniga, saavad termorattasõiduga hakkama, ei kurda. Kallim kui õhuke kile, kuid me magame öösel paremini. Kõik tööstuslike rakendustega tegelevad liitiumaku tarnijad peaksid neid tõsiselt vaatama.
2-juhtmeline, 3-juhtmeline, 4-juhtmeline: arutelu, mis meie meeskonna peaaegu lõhestas
See tekitas meie kontoris tõsiseid vaidlusi. Meie riistvarajuht soovis kõigele 4-juhtmelist. Meie kuluinsener sai peaaegu löögi, kui arvutas välja lisapistiku tihvtid ja kaablikulud. Nad ei rääkinud teineteisega umbes nädal aega.
Siin on tehing:
2-juhtmelinesobib, kui su kaabel on lühike ja sa ei hooli sellest, kas pool kraadi siit või sealt. Traadi enda takistus suurendab teie lugemist. 10-meetrisel kaablijooksul võite olla 1–2 kraadi võrra eemal. Pole hea, kui teie BMS teeb otsuseid selle numbri põhjal.
3-juhtmelinekompenseerib pliikindlust ja seda kasutab enamik tööstuslikke seadistusi. Piisavalt hea 90% rakendustest. See on praegu meie vaikeseade.
4-juhtmelinekõrvaldab täielikult pliitakistuse. Kasutame seda raku-taseme jälgimiseks uurimis- ja arendustegevuse ning valideerimise ajal ning kõigi klientide jaoks, kes maksavad esmaklassilise täpsuse eest. Kohustuslik ka kõigi liitiumaku OEM-lahenduste puhul, mille puhul klient läbib oma ohutussertifikaadi - audiitoritele meeldib näha 4-juhtmelist.
Vaidlus lõppes sellega, kui meie riistvaramees ütles: "Ma saan kaks lisajuhet vedada või võin kliendile selgitada, miks nende termiline kaitse 3 kraadi hilinemisega käivitas." Nüüd juhime kõigis kõrgepingepakettides 4-juhet. Lisatasu on umbes 0,3% paki hinnast. Und ei tasu kaotada.
Kuhu need kleepida (paigutus on tegelikult oluline)
Oleme näinud metsikut kraami teistelt tööstuslike akude tootjatelt. Andurid on juhuslike kohtade külge-seotud. Andurid surutud vahutükiga vastu korpust. Üks meeldejääv audit, kus leidsime anduri, mis oli täielikult maha kukkunud ja lihtsalt rippus korpuse sees, lugedes õhutemperatuuri rakkude küpsemise ajal.
Meie reeglid nüüd:
Rakkude peal
Otsene kontakt ümbrise, termopasta või 3M VHB teibiga (meile meeldib 9888T), seejärel kaetud epoksiidiga. Jah, ümbertegemine on tüütu. Selles ongi asja mõte. Kui keegi peab anduri liigutamiseks läbi epoksiidi meiseldama, mõtleb ta kaks korda, kas tal on seda vaja.
Rakkude vahel
Püüab kuumad kohad rakkudest, mis lagunevad kiiremini kui nende naabrid. Nii leidsime tarnijalt partii rakke, millel olid sisemised defektid - üks rakk töötas 8 kraadi kuumem kui tema naabrid. Sai selle kinni enne, kui midagi halba juhtus, vahetas mooduli välja, otsis selle tootmispartii juurde, lükkas kogu partii tagasi. Andur tasus end selle päevaga umbes 10 000 korda ära.
Siinid ja ühendused
Lahtised poldid kuumenevad. Palju. Meil oli pakk, kus peakontaktori klemm ei olnud korralikult pöördemomendiga ja suure voolu all lõi see 85 kraadi, samas kui läheduses olevad elemendid olid 35 kraadi juures. Klient kaebas "juhusliku" võimsuse vähenemise üle. Ei olnud üldse juhuslik - BMS tegi täpselt seda, mida ta tegema pidi. Ühendus parandatud, probleem kadunud. Nüüd on igal pakendil andur voolu põhiteel, mis pole-kaubeldav.
Jahutusvedelik sisse/välja
Kui teil on aktiivne jahutus, peate teadma, kas see tegelikult töötab. Nähtud liiga palju süsteeme, kus pump suri ja keegi ei märganud enne, kui rakud hakkasid paisuma.
Asjad, mida nad andmelehtedele ei pane
Siin on mõned asjad, mida me rikkudes õppisime:
Isekuumutamine-on tõeline
Vool, mille surute läbi RTD, et seda mõõta, soojendab seda ka. Standard on 1mA Pt100 jaoks. Meil oli kunagi nooreminsener, kes väntas selle 5 mA peale, sest "suurem signaal, parem täpsus, eks?" Vale. Andur näitas 2 kraadi kõrgust. 48 V golfikäru pakendis tähendas see lihtsalt ventilaatori pisut varajast sisselülitamist{8}}. 400 V tööstuslikus pakendis oleks see tähendanud häirivaid seiskamisi. Kasutage 1 mA. Või vähem kui 1000 Pt.
Juhtmete suunamine on oluline
Hoidke RTD juhtmed eemal toitekaablitest, mootoriajamitest, inverteritest - kõigest, mis lülitab suuri voolusid. Kasutame nüüd varjestatud keerdpaari pärast seda, kui kulutasime kolm päeva siludes "mürarikka temperatuurisignaali", mis osutus 20 cm kaugusele paigaldatud VFD-st EMI-ks. Liitiumpatareide hulgimüüjad võtavad teadmiseks: kui müüte pakendeid edasi ja integraator asetab BMS-i otse mootorikontrolleri kõrvale, on temperatuurinäidud prügi.
Tolerantsiklass ei ole täpsus
B-klassi Pt100 võib vastavalt spetsifikatsioonile olla välja lülitatud ±0,8 kraadi 100 kraadi juures. See on LUBATUD viga. Kui teie BMS eeldab, et see on täiesti täpne ja seab soojuspiirangud 60 kraadile, võite tegelikult piirata 59,2 kraadi või 60,8 kraadi. Kujundage oma piirid sallivust silmas pidades. Kõikidele kaitselävedele lisame 2 kraadi varu.
Odavad andurid triivivad. Head andurid mitte
Jälgime kolme erineva tarnija andureid 2-aastase välitöö ajal. Eelarvelised (nt 0,80 dollarit igaüks) triivisid keskmiselt 0,6 kraadi . Kesk-jaapani omad (2,50 dollarit) triivisid 0,1 kraadi. Šveitsi esmaklassilised (8 dollarit) ei triivinud põhimõtteliselt muud, kui noh, 8 dollarit sensori kohta? Meie kasutame Jaapani omasid. Parim hinna ja kvaliteedi suhe tööstuslike asjade jaoks.
Miks me standardiseerisime Pt100 kõiges?
Varem oli meil segu: NTC-termistorid madalate{0}}hinnaga pakettidel, Pt100 esmaklassilistel, mõned veidrad KTY-andurid pärandtoodetel. See oli õudusunenägu. Erinevad kalibreerimiskõverad, erinevad BMS-i püsivara harud, erinevad varuosade laoseisud.
Nüüd on see kõikjal Pt100. Sama andur, sama tarnija, samad käsitsemisprotseduurid. Kui midagi läheb valesti, ei pea me küsima "oot, mis tüüpi andur selles pakendis on?" Akusüsteemi integreerimine muutub palju lihtsamaks, kui te ei žongleeri viie erineva anduritüübiga.
NTC ja Pt100 kulude erinevus on umbes 1,50 dollarit anduri kohta. 3000-dollarilise tõstuki aku puhul on see müra. Töökindluse ja tugikulude osas on kõik.
Kõigile, kes otsivad praegu andureid
Kui olete disainiinsener, kes seda loeb, on siin lühike versioon:
Kasutage Pt100 või Pt1000. Keritud element kõigele üle 100 V või kõigele, mis vibreerib. Õhuke kile sobib hästi katsestendil testimiseks ja madala-panusega jälgimiseks. 3-minimaalselt 4-juhtmeline, kui teete sertifitseerimis- või täppistööd.
Ostke väljakujunenud andurite tootjatelt, kellel on tegelik jälgitavus. Oleme näinud võltsitud Pt100, mis olid tegelikult võltsitud märgistusega NTC-d. Kui hind tundub liiga hea, et tõsi olla, on see nii.
Pange oma andurid sisse. Kasutage termilise liidese materjali. Pingutage-kaableid. Dokumenteerige oma andurite asukohad, et vaene tehnik 5 aasta pärast teaks, kust otsida.
Ja igaüks, kes hankib pakendeid: küsige oma tarnijalt, milliseid andureid nad kasutavad ja miks. Kui nad ei saa teile otsest vastust anda, ütleb see teile midagi. Kui nad ütlevad, et "me kasutame plaatina RTD-sid, sest õppisime kõvasti, mis juhtub siis, kui te seda ei tee", on see tarnija, kes on olnud piisavalt kaua, et teada, mis on oluline.
Oleme liitiumakusid valmistanud juba üle kümne aasta - kahveltõstukitele, golfikärudele, AGV-dele, põrandapesuritele. Temperatuuri tuvastamine moodustab võib-olla 0,5% materjalimaterjalide maksumusest ja 50% meie diagnoositud väljatõrke algpõhjustest. See ei ole lihtsalt väärt allahindlust.
Kui otsite meeskonda, kes tegelikult selliste asjadega seotud üksikasjadega tegeleb, teate, kust meid leida. Meil on alati hea meel rääkida soojusjuhtimisest kõigiga, kes soovivad seda tõsiselt parandada.
Ja kui keegi teie meeskonnast soovitab NTC-dele üleminekuga säästa 1,50 dollarit paki kohta, saatke talle see artikkel. Või arve sellest 2019. aasta juhtumist. Mis iganes töötab.
