Een fluorescentieglasvezel-puntsensor meet een optische respons aan de sondetip. Een PT100-weerstandsthermometer meet de weerstand van een platina-element.
Glasvezeltemperatuursensoren en PT100-sensoren kunnen beide de temperatuur op een punt meten, maar gebruiken verschillende meet- en signaalmethoden. Een PT100 gebruikt de voorspelbare weerstandsverandering van platina en geleidende draden naar de meetelektronica. Een glasvezelsonde voert het meetsignaal optisch af. Dat is nuttig wanneer elektrische isolatie of hoge bestendigheid tegen elektromagnetische interferentie belangrijk is.
Een PT100 is vaak een praktische keuze voor conventionele industriële temperatuurmeting. Glasvezelmeting kan beter passen wanneer het meetpunt zich in of bij hoogspanningsapparatuur, sterke elektromagnetische velden, RF- of microgolfomgevingen, sterke magnetische velden of elektrisch geïsoleerde constructies bevindt.
Glasvezeltemperatuursensor versus PT100: meting en installatie
| Vergelijkingspunt | Temperatuursensor met glasvezel | PT100 |
|---|---|---|
| Meetprincipe | Optische temperatuurmeting op een punt | Temperatuurmeting met platinaweerstand |
| Signaalpad | Optische vezel | Elektrische aansluitdraden |
| Elektrische geleiding | Niet-geleidend meetpad | Geleidend meettraject |
| Bestendigheid tegen EMI/RFI | Het optische meettraject is sterk bestand tegen elektromagnetische interferentie | Elektrische bekabeling en meetkringen kunnen passende afscherming en installatiemaatregelen vereisen |
| Hoogspanningsmetingen | Geschikt voor directe meting bij spanningvoerende constructies | Geschikt wanneer isolatie en bekabeling goed zijn ontworpen |
| Sterke magnetische velden | Geen magnetische koppeling langs de optische vezel | Mogelijk extra aandacht nodig voor afscherming of kabelroute |
| Sondeafmetingen | Compacte sondetip; afmetingen hangen af van de configuratie | Veel constructies beschikbaar, van compacte elementen tot sondes met beschermmantel |
| Route van kabel of vezel | Optische vezel tussen sonde en meetinstrument | Koperen aansluitdraden naar transmitter of regelaar |
| Meting op meerdere punten | Meerdere sondes aangesloten op één meerkanaals instrument | Meerdere RTD's aangesloten op meerkanaals gegevensverzameling of besturing |
| Signaalconditionering | Glasvezeltemperatuurtransmitter of meetinstrument vereist | RTD-ingangsmodule of temperatuurtransmitter vereist |
| PLC- en SCADA-integratie | Via RS485, Modbus, analoge uitgang of relais van het meetinstrument | Via een RTD-ingangsmodule of transmitter |
| Typische toepassingen | Transformatorwikkelingen, hoogspanningsapparatuur en RF-/EMI-gevoelige locaties | Conventionele industriële en procesapparatuur |
Hoe meten beide sensoren de temperatuur?
Temperatuursensor met glasvezel
Licht loopt via een optische vezel naar een vastgelegde sondetip, waar de meting plaatsvindt. Het optische retoursignaal gaat via dezelfde vezel terug naar het meetinstrument, dat het omzet in een temperatuurwaarde. Op het meetpunt zelf is geen elektrisch meetsignaal nodig.
PT100-temperatuursensor
Een PT100-element bestaat uit platina, waarvan de elektrische weerstand voorspelbaar verandert met de temperatuur. De meetelektronica stuurt een kleine stroom door het element en berekent de temperatuur uit de gemeten weerstand. Elektrische aansluitdraden verbinden het RTD-element met het meetinstrument en vormen zo een geleidende meetkring naar de schakelkast of regelruimte.
Elektrische isolatie en hoogspanningsomgevingen
Dit is een van de belangrijkste verschillen. Een PT100 gebruikt geleidende bedrading tussen het sensorelement en het meetinstrument. Een glasvezelsonde gebruikt een optisch traject, zodat er geen elektrisch meetsignaal door de meetverbinding loopt.
Dit onderscheid is van belang bij transformatorwikkelingen, hoogspanningstestapparatuur, spanningvoerende onderdelen, elektrische isolatiestructuren en geselecteerde meetpunten in schakelinstallaties. PT100-sensoren zijn geschikt voor veel elektrische toepassingen wanneer installatie, isolatie en meetkring goed zijn ontworpen. Voor directe meting op punten waar een niet-geleidend signaaltraject nodig is, kan glasvezelmeting geschikter zijn.
EMI, RFI en sterke elektromagnetische velden
Glasvezelmeting gebruikt geen elektrische signaaloverdracht langs de meetvezel; het optische traject ondervindt daarom geen elektromagnetische koppeling zoals geleidende bedrading. Een PT100 meet weerstand via geleidende draden. In elektrisch ruisrijke omgevingen vragen de kabelkeuze, afscherming, aarding en instrumentatie daarom extra aandacht.
Optische meting kan de voorkeur hebben bij transformatorwikkelingen, generatoren, railsystemen met hoge stroom, RF-apparatuur, microgolfverwarming, MRI-systemen en hoogspanningstestlaboratoria.
Temperatuurbereik, nauwkeurigheid en responstijd
Beide technologieën kunnen bruikbare industriële temperatuurmetingen leveren. De werkelijke prestaties hangen af van sensorconstructie, meetinstrument en toepassing.
Een gebruikelijke glasvezelpuntsensor heeft, afhankelijk van de configuratie, een bereik van ongeveer -40 tot 260 °C, een nauwkeurigheid van circa ±0,5 tot ±1 °C en een responstijd korter dan 1 seconde. PT100-sensoren zijn verkrijgbaar in uiteenlopende industriële constructies en temperatuurbereiken. De bruikbare specificatie hangt sterk af van het RTD-element, de beschermmantel, bekabeling en transmitter.
| Parameter | Glasvezel | PT100 |
|---|---|---|
| Temperatuurbereik | Afhankelijk van de configuratie van de optische sonde | Afhankelijk van de RTD-constructie |
| Nauwkeurigheid | Afhankelijk van sonde en meetinstrument | Afhankelijk van RTD-klasse, bekabeling en transmitter |
| Responstijd | Compacte sondes kunnen snel reageren | Sterk afhankelijk van element en beschermmantel |
| Signaalpad | Optisch | Elektrische weerstand |
Sondeformaat en installatieruimte
Glasvezeltemperatuursondes kunnen compacte tips hebben, vaak met een diameter van ongeveer 2–3 mm afhankelijk van de configuratie. Dat kan handig zijn in krappe wikkelingsruimten. PT100-sensoren zijn leverbaar in veel uitvoeringen, van compacte elementen tot industriële sondes met metalen mantel, en passen daardoor ook bij uiteenlopende installatieruimten.
Eén technologie is niet altijd kleiner. De sondevorm moet passen bij het specifieke meetpunt, de bereikbaarheid en de vereiste mechanische bescherming.
Vezelroute versus elektrische bekabeling
Glasvezelsonde
De optische vezel loopt van het meetpunt naar het meetinstrument. Bij veel installaties zijn lengtes van ongeveer 3–5 m praktisch; langere trajecten zijn mogelijk wanneer nodig. Omdat de vezel een optisch signaal voert, biedt de route elektrische isolatie. Let bij installatie op de buigradius en mechanische bescherming.
PT100
PT100-sensoren gebruiken 2-, 3- of 4-draads meetopstellingen met geleidende kabels tussen het element en het meetinstrument. Vooral bij een 2-draads aansluiting kan de draadweerstand de nauwkeurigheid beïnvloeden. Afhankelijk van de installatie kunnen afscherming en zorgvuldige kabelgeleiding nodig zijn.
De bekabelingsopbouw is een praktisch selectiepunt: niet alleen de elektrische isolatie telt, maar ook welke kabelroute op de installatielocatie haalbaar is.
Meerpunts-temperatuurbewaking
Bij glasvezelmeting hoort één puntsensor doorgaans bij één vastgelegd temperatuurmeetpunt. Meerdere sondes worden aangesloten op een meerkanaals temperatuurtransmitter of meetinstrument en vormen zo een glasvezeltemperatuurmonitoringsysteem.
Ook meerdere PT100-elementen kunnen worden aangesloten op meerkanaals gegevensverzameling of besturing. Het verschil zit minder in de mogelijkheid van meerpuntsmeting en meer in sensorbekabeling, kanaalaantal, instrumentopbouw en de vereiste elektrische isolatie per meetpunt.
| Vereiste | Glasvezelopstelling | PT100-opstelling |
|---|---|---|
| Eén meetpunt | Eén sonde op één instrumentkanaal | Eén RTD op één ingangskanaal |
| Meerdere meetpunten | Meerdere sondes op een meerkanaals instrument | Meerdere RTD's op een meerkanaalsmodule |
| Veel meetpunten op apparatuur | Meerkanaals meetinstrument met elektrische isolatie per meetpunt | Meerkanaals RTD-gegevensverzameling |
| PLC- en SCADA-integratie | Via de uitgang van het meetinstrument | Via transmitter of RTD-ingangsmodule |
Integratie met PLC, SCADA en monitoringsystemen
Of de sensor nu PT100 of glasvezel gebruikt, de meting wordt via een geschikte transmitter of meetinstrument met het besturingssysteem verbonden.
Glasvezelmeetinstrumenten kunnen, afhankelijk van het model, RS485, Modbus RTU, analoge uitgangen, alarmrelais en een lokaal display bieden. PT100-metingen worden doorgaans via een RTD-ingangsmodule, temperatuurtransmitter of PLC met RTD-/analoge ingang in het besturingssysteem opgenomen.
De integratiemethode verschilt, maar beide technologieën kunnen in moderne industriële monitoringsystemen worden gebruikt.
Wanneer is een PT100 vaak de praktische keuze?
Een PT100 blijft een bekende, praktische optie voor onder meer conventionele industriële machines, procesapparatuur, HVAC-systemen, tanks, leidingen en lagerhuizen.
Een PT100 is vaak praktisch wanneer:
elektrische isolatie geen primaire eis is; EMI beheersbaar is; conventionele sensorbekabeling volstaat; bestaande PLC- of transmitterinfrastructuur RTD-ingangen ondersteunt; en een standaard industriële sonde op het meetpunt past.
Wanneer heeft temperatuurmeting met glasvezel vaak de voorkeur?
Puntmeting met glasvezel wordt vaak gebruikt in droge en oliegevulde transformatorwikkelingen, hoogspanningsapparatuur, generatorwikkelingen, RF- en microgolfomgevingen, MRI-systemen en hoogspanningstestopstellingen.
In deze omgevingen kan optische meting aantrekkelijker zijn omdat de signaalverbinding op het meetpunt geen geleidende bedrading nodig heeft. Dit biedt elektrische isolatie, bestendigheid tegen elektromagnetische interferentie, een compacte sonde en aansluiting op een meetinstrument op afstand.
Glasvezel of PT100 per toepassing
| Toepassing | Glasvezel | PT100 | Belangrijkste selectiepunt |
|---|---|---|---|
| Transformatorwikkeling | Vaak de voorkeurskeuze | Afhankelijk van de installatie | Elektrische isolatie in de wikkeling |
| Droge transformator | Vaak de voorkeurskeuze | Afhankelijk van de installatie | EMI en nabijheid van spanning |
| Schakelinstallaties | Veelgebruikte optie | Veelgebruikte optie | Positie ten opzichte van spanningvoerende delen |
| Railverbinding | Vaak de voorkeurskeuze | Afhankelijk van de installatie | Nabijheid van hoge stroom of spanning |
| Motor of generator | Veelgebruikte optie | Veelgebruikte optie | Toegang tot de wikkeling en EMI-niveau |
| Industriële machines | Afhankelijk van de installatie | Veelgebruikte optie | Mogelijkheid voor conventionele bekabeling |
| Procesapparatuur | Afhankelijk van de installatie | Veelgebruikte optie | Bestaande instrumentatie |
| Microgolven en RF | Vaak de voorkeurskeuze | Geschikt bij een passende systeemopbouw | RF-interferentie op de bekabeling |
| MRI / sterk magnetisch veld | Vaak de voorkeurskeuze | Geschikt bij een passende systeemopbouw | Wisselwerking met het magnetische veld |
| Hoogspanningstests | Vaak de voorkeurskeuze | Geschikt bij een passende systeemopbouw | Directe nabijheid van hoogspanning |
| Laboratoriumtestopstelling | Veelgebruikte optie | Veelgebruikte optie | Flexibiliteit en bestaande opstelling |
Kiezen tussen een glasvezeltemperatuursensor en een PT100
Kies een PT100 wanneer:
de elektrische omgeving conventioneel is; standaard sensorbekabeling volstaat; bestaande instrumentatie RTD-ingangen ondersteunt; een gangbare industriële sonde op het meetpunt past; en elektrische isolatie op het meetpunt geen belangrijke eis is.
Overweeg glasvezelmeting wanneer:
de sensor dicht bij hoogspanning zit; directe elektrische isolatie belangrijk is; sterke EMI/RFI aanwezig is; RF- of microgolfvelden voorkomen; sterke magnetische velden aanwezig zijn; geleidende sensorbekabeling ongewenst is; of het meetpunt zich in een transformator- of elektrische wikkelingsconstructie bevindt.
Vragen voordat u kiest tussen PT100 en glasvezelmeting
Welk temperatuurbereik is vereist? Waar bevindt het meetpunt zich precies? Staat de meetlocatie onder spanning? Is elektrische isolatie nodig? Zijn er sterke EMI- of RF-velden? Is een niet-metalen sonde vereist? Hoeveel montageruimte is beschikbaar? Hoe ver staat het meetinstrument van de sonde? Hoeveel meetpunten moeten worden bewaakt? Accepteert het besturingssysteem rechtstreeks RTD-ingangen? Is RS485/Modbus, 4–20 mA, een alarmrelais of een lokaal display vereist?
Veelvoorkomende misverstanden over glasvezelsensoren en PT100
‘Glasvezelsensoren zijn altijd nauwkeuriger.’ Niet per se. De nauwkeurigheid hangt af van de volledige sensor- en instrumentconfiguratie, niet alleen van de meetmethode.
‘PT100 kan niet in elektrische apparatuur worden gebruikt.’ Onjuist. PT100-sensoren worden veel gebruikt in elektrische en industriële apparatuur; de geschiktheid hangt af van isolatie, bekabeling en meetlocatie.
‘Glasvezelmeting is alleen voor transformatoren.’ Ze wordt ook toegepast bij RF, microgolven, generatoren, hoogspanningstests, MRI en industriële testomgevingen.
‘Alleen de sensorspecificatie is van belang.’ Ook sondeconstructie, kabel- of vezelroute, kanaalaantal en meetinterface spelen mee.