1、传感器本身测量误差大: 1)设备自身问题: 现象:现场应用时发现温度值偏高,返回厂家检验结论为合格。 原因:产品设计缺陷 温度传感变送器出厂前的校验按国家标准规定,是在风速1m/S 的条件下进行的,此时传感器探头自身的发热量大部分被风带走,所测量标定的温度一般就是实际温度。而在楼控系统的应用中,室内温度传感器安装位置基本都处于无风环境。因现代传感器探头为降低成本,过分追求小、轻、薄,设计时很难规避探头自热,凡现场测试温度比实际温度高出0.5~1℃,而拿回厂家检验又是合格的产品大多为此项设计不过关。 此类问题是较普遍现象,即使在一些进口品牌中也是存在的。 解决办法:1) 熟悉各家品牌产品不同特点后再做出选择; 2) 可选用带有现场自校正功能的产品,根据使用环境对温差自行校正; 2) 检测仪表问题: 现象:用户检测表测量的温湿度数据与现场传感器监测数据不符。 原因:检测仪表存在误差 各类仪表特别是电子类检测仪表都存在一定数值偏差,当两块仪表一个为正偏差一个为负偏差进行比对时则会感觉误差过大。另外有时用户会拿房间挂装的毛发式指针湿度计来进行对比,由于其精度与电子产品完全不在一个数量级,只能是各说各话; 解决办法:1) 尽量选择“维萨拉”等行业内较认可的知名品牌仪表做为检测表; 2) 每年在国家指定专业检测机构对检测仪表进行标定; 3) 水银温度计、干湿球温度计也具有较高的测量精度,对于楼宇级系统温湿度精度要求不高时(例如温度误差±1℃、湿度误差±5% RH),其测量值也可以做为第三方参照数据。但对电子厂、制药厂、实验室等温度要求测量值±0.1℃、湿度±2% RH等场合的对比检测,必须使用专用仪表设备。 采用专用仪表并不意味着一定高投入,比如我们给用户推荐的用于±0.1℃精度温度传感器对比监测的就是150元具有0.01℃刻度的专用水银温度计,十余年来一直正常发挥作用。
3) 检测方法问题: 现象:使用标准仪表对温湿度传感器的温度或湿度进行现场校验时,发现误差超出允许范围,但传感器确认是经过标定的合格产品。 原因:检测方法不正确 无论温度或湿度的对比检测,校验表都应该紧靠被测设备,以免因测量位置的不同导致测量误差。另外,校验表及被检验对象均应在同一位置放置3分钟以上再行测量。如校验表从室外较冷或较热环境拿入室内,则应放置五分钟以上,以免两个仪表反映灵敏度的不同导致测量误差。 以青岛某化纤厂腈纶车间安装的中央空调监控系统为例,投入使用一个月后用户反映系统湿度检测值与手持检测仪表检测值相差达7%RH,超出了技术条件规定的湿度标准。到现场后,先比对所带检验表与用户使用的检验表。品牌相同、校验时间均未超过一年,两者之间显示值只差1% ,说明检测仪表是一致的。到车间后见用户测量方式,就发现问题了。因车间内设备密集且有各种巡检车辆穿行,其监测温湿度的传感器探头安装在了约4m高的车间吊顶上,而检测工的检测是站在传感器下方将手持表弯臂拿在手里看,举都没举起来,测量位置与传感器位置差出2m以上。站到巡检车上贴近传感器再测,自带表与传感器测量值之差为2%,业主表两者之差为3%,均在合格范围。 解决办法:严格按照操作规程进行检测。 2、系统问题: 1) 现象:温度或湿度失控。 原因:系统测控点设计缺陷 理论上,组合式空调的回风温度基本可视为被控空间温度的平均值(忽略管道传输引起的温度变化),楼控系统通过控制机组回风温度间接控制房间温度,成本较低且施工方便。但在大空间特别是层高较高的场合,由于室内空气的不均匀,上下层的温差可能相差很大。例如一个层高6m的房间,夏季供冷时,在2m以下区域人的感觉已经很冷了,但在5~6m高度的顶部区域温度可能还很高,此时如根据回风的平均温度来控温,数值可能也是偏高的,系统就会得出错误的结论而继续降温。 笔者曾受某机场业主委托,对其候机楼空调控制系统问题进行诊断,其状态为,空调机组手动控制时可正常工作,一投入自动控制则完全失控。夏季乘客候机区域温度低于设定温度3~4℃冷水阀仍处于全开状态,冬季状态正好相反,候机区域温度已高于设定温度3~4℃热水阀仍处于全开状态。系统选用的很知名的进口品牌,PID调节设定正常。唯一原因就是施工单位为了省钱省事没有在被控区域安装室内温度传感器,而是控制回风,因监控点位置不当导致失控。 当然,并不是所有的系统监控点都必须选择室内。如湿度控制,选择控制回风点位置要优于控制房间点,对实验室等受控面积较小的快速反应系统控制回风有时也是更好的选择,而医院手术室正确的控制点应为送风温度。任何传感器的设计错误都会导致系统应用无法取得良好的效果。 解决办法:1) 根据不同的需求采用不同的控制方案; 2) 尽量选择专业公司进行设计及深化设计工作; 2) 现象:系统不能反映客户希望的真实数值,但所有设备本身经检查均无问题 原因:传感器安装位置不当。 温湿度传感器的使用中,排除测控点选择不当,最多的现象就是安装位置不当。 除应安装于空气流通处如送回风口之间,距地面1.4m~1.6m,不应处于太阳直晒处,不应安装于房间死角等基本要求外,还应注意安装位置的特殊情况。例如某楼宇控制系统,每台空调机组都在新风口安装了温度传感器,但在工作中发现除机组位于南侧北侧不同方向导致温度的差异外(南侧比北侧温度略高),某安装于北侧的传感器温度值比其它传感器高出4℃左右。在排除了传感器本身有问题后,我们仔细观察了现场,发现在墙外这台空调的新风口仅挨着另一台机组的排风口,排风出来的空气直接进入了本机组的新风导致数据异常。 更特殊的案例,在某大型电子厂房,在厂房中间的一排柱子上分别安装有温湿度传感器,夏季系统投入使用后发现车间内6个传感器中的5个温度值都在22℃±0.5℃范围内,只有一只始终在16~18℃之间变化,但此处位置的温度就为22℃。现场人员连续更换了两只传感器现象仍如此,把这个位置的传感器换到其它位置则立刻正常。直至调试工程师到现场拆下传感器仔细观察,发现安装设备的柱子内部是空的且有为工艺设备使用的冷风通过,工人安装时钻孔较深打出一个小洞,冒出的风正好吹在传感器上。 其它还有在系统设备全部正常情况下,空调机组不加湿时显示数据正常,越加湿湿度显示值越低、停止加湿又恢复正常等现象,因极为特殊,不再赘述。
3) 现象:温度或湿度值跳动 原因:现场干扰 弱电系统的应用现场经常存在强电干扰源,如交流接触器通断瞬间在供电系统回路产生的尖峰、变频器产生的谐波干扰都会对传感器的稳定工作造成影响。 解决办法:1)凡长距离传输场合及有变频器工作的场合建议使用电流输出型传感变送器。不推荐使用电压输出型传感变送器,禁止使用电阻输出型传感器。 2)变频器干扰是较难处理的干扰源,应对其的方法大约有六、七种,对综合性能较好的变频器,采用接地处理等简单方法即应能解决问题。但对某几个欧美品牌,有时需用上全部手段。 六、设备异常损坏: 现象:传感器使用仅数月即损坏(对接线、供电等低级失误导致的设备损坏及传感器本身质量问题不在讨论范围) 原因:安装位置或安装方法不当 1)吸顶安装导致损坏:当传感器需顶部安装时,特别是有吊顶的现场,如传感器直接安装在吊顶上,当吊顶内温度与房间温度存在温差时,会产生凝水导致传感器浸泡在水中损坏; 解决办法:传感器固定在专用安装支架上且做防水处理。 2)送风口凝水导致传感器损坏:组合空调的自控系统在送风口一般都设计有一组温湿度传感器。由于空调机组加湿系统的工作异常或表冷除湿设计不周,经常会出现送风口空气含水现象。由于湿度传感器是开放式设计必须直接接触空气,导致被水浸泡损坏几率大增,连带造成温度传感器损坏。 解决办法:a) 从系统控制原理上,除新风机组外,送风口安装湿度传感器意义不大,湿度完全可以通过室内或回风的传感器完成控制,在送风口只安装全封闭型的管道温度传感器即可; b)有湿度控制要求的新风机组最好能将送风湿度控制改为室内湿度控制,如无法做到时,宜将温湿度传感器分开设置并将湿度传感器安装于尽量远离送风口的位置; 3)安装不规范导致损坏:此现象经常发生于安装在送风管道的温湿度传感器。当传感器安装孔开的过大且无密封措施时,管道风外漏会引起该处冷热空气交汇结露,将传感器探头甚至变送电路浸泡在水中损坏。此问题与传感器与空调机组送风口距离远近无关。 早期的风道温湿度传感器在其与风道的交界面其实是带有密封保护衬垫的,由于市场低价竞争,现在厂家已把其只做为附件供选购。因要增加采购成本,往往被工程商忽略。 解决办法:由专业公司在招标文件中特殊说明、提出相关安装及产品性能要求。
八、温湿度传感器选型建议: 1)尽量选用直流电压供电且具有较宽工作范围(例如DC 15V~35V均能使用)的产品; 2)尽量选用0~10V或4~20mA标准信号输出的产品,有变频器使用的场合一定要选电流输出的产品; 3) 推荐选择温度范围可现场灵活设定(例如0~50℃/-20~60℃可设定)的产品; 4) 推荐选择具有偏差(零点、斜率)现场校正功能的产品; 5) 高精度温湿度传感变送器首选数字式电路产品; 6) “一室多点”测温的场合建议选用带有标准通讯协议的主从式温湿度传感器系列,精度高且施工大大简化; 7) 室内温湿度传感器应用着重看外壳通风效果,美观其次; 8) 风道温湿度传感器应用着重看探头保护方式、进入风道长度是否匹配?是否带有保护密封垫? 9) 水管温度传感器重点注意电路安装部分壳体密封效果。
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