Главная страница
  • Products
  • О нас

    Belimo

    • Профиль
    • Наши ценности
    • Устойчивое развитие
    • История
    • Awards & Recognitions
    • Поставщики
    • Аффилированные организации
    • Качество Belimo

    Jobs & Careers

    • Jobs
    • Culture@BELIMO
    • Benefits
    • Recruitment process
    • Careers
    Navigation_Teaser_1

    Investor Relations

    • Key Figure Comparison
    • Reports and Presentations
    • Ad hoc and Corporate News
    • Belimo Share
    • Corporate Governance
    • Annual General Meeting
    • Financial Calendar
    • Contact

    Media

    • News
    • Важное
    • Success Stories
    • Videos
    • Изображения и логотипы
    • Event Schedule
    • Contacts
    Navigation_Teaser_2
  • Свяжитесь с нами
  • Выбрать свое месторасположение

    Северная и Южная Америка

    • Бразилия
    • Канада
    • Карибские острова, Латинская Америка и США

    Европа, Ближний Восток и Африка

    • Австрия
    • Албания
    • Беларусь
    • Бельгия
    • Болгария
    • Босния и Герцеговина
    • Венгрия
    • Германия
    • Греция
    • Грузия
    • Дания
    • Израиль
    • Ирландия
    • Испания
    • Италия
    • Казахстан
    • Латвия
    • Литва
    • Нидерланды
    • Норвегия
    • Объединенные Арабские Эмираты (ОАЭ)
    • Польша
    • Румыния
    • Саудовская Аравия
    • Северная Македония
    • Сербия и Черногория
    • Словакия
    • Словения
    • Соединенное Королевство Великобритании и Северной Ирландии
    • Турция
    • Украина
    • Финляндия
    • Франция
    • Хорватия
    • Чешская Республика
    • Швейцария
    • Швеция
    • Эстония
    • Южно-Африканская Республика

    Азиатско-тихоокеанский регион

    • Cпециальный административный район Макао, Китай
    • Австралия
    • Вьетнам
    • Индия
    • Индонезия
    • Камбоджа
    • Китай
    • Корея
    • Малайзия
    • Мьянма
    • Новая Зеландия
    • Сингапур
    • Специальный административный район Гонконг, Китай
    • Таиланд
    • Тайвань, Китай
    • Филиппины
    • Япония
    Русский

    Deutsch

    English

    中文

    Português

    Français

    Español

    English

    Français

    Norsk

    Svenska

    Suomalainen

    Magyar

    Italiano

    Türkçe

    Español

    Polski

    Nederlands

    Eesti keel

    Русский

    Latviski

    Lietuvių

    български

    language.el_GR

    עִברִית

    Română

    Slovenščina

    Slovenský

    Srpski

    Mакедонски

    Hrvatski

    Shqiptare

  • Выбрать свое месторасположение

    Северная и Южная Америка

    • Бразилия
    • Канада
    • Карибские острова, Латинская Америка и США

    Европа, Ближний Восток и Африка

    • Австрия
    • Албания
    • Беларусь
    • Бельгия
    • Болгария
    • Босния и Герцеговина
    • Венгрия
    • Германия
    • Греция
    • Грузия
    • Дания
    • Израиль
    • Ирландия
    • Испания
    • Италия
    • Казахстан
    • Латвия
    • Литва
    • Нидерланды
    • Норвегия
    • Объединенные Арабские Эмираты (ОАЭ)
    • Польша
    • Румыния
    • Саудовская Аравия
    • Северная Македония
    • Сербия и Черногория
    • Словакия
    • Словения
    • Соединенное Королевство Великобритании и Северной Ирландии
    • Турция
    • Украина
    • Финляндия
    • Франция
    • Хорватия
    • Чешская Республика
    • Швейцария
    • Швеция
    • Эстония
    • Южно-Африканская Республика

    Азиатско-тихоокеанский регион

    • Cпециальный административный район Макао, Китай
    • Австралия
    • Вьетнам
    • Индия
    • Индонезия
    • Камбоджа
    • Китай
    • Корея
    • Малайзия
    • Мьянма
    • Новая Зеландия
    • Сингапур
    • Специальный административный район Гонконг, Китай
    • Таиланд
    • Тайвань, Китай
    • Филиппины
    • Япония
  • DE EN 中文 PT FR ES EN FR NO SE FI HU IT TR ES PL NL ET RU LV LT BG EL HE RO SL SK SR MK HR SQ
Добро пожаловать на корпоративный сайт Belimo.
Оставайтесь на глобальном сайте или выберите региональный сайт ниже.
Выбрать свое месторасположение
Главная страница
  • Products
  • О нас

    Belimo

    • Профиль
    • Наши ценности
    • Устойчивое развитие
    • История
    • Awards & Recognitions
    • Поставщики
    • Аффилированные организации
    • Качество Belimo

    Jobs & Careers

    • Jobs
    • Culture@BELIMO
    • Benefits
    • Recruitment process
    • Careers
    Navigation_Teaser_1

    Investor Relations

    • Key Figure Comparison
    • Reports and Presentations
    • Ad hoc and Corporate News
    • Belimo Share
    • Corporate Governance
    • Annual General Meeting
    • Financial Calendar
    • Contact

    Media

    • News
    • Важное
    • Success Stories
    • Videos
    • Изображения и логотипы
    • Event Schedule
    • Contacts
    Navigation_Teaser_2
  • Свяжитесь с нами
BELIMO_US-Sensor-Header_1920x530px_WEB

Скрытые сложности, возникающие при разработке комнатных датчиков

Купить комнатные устройства управления
  1. Главная страница
  2. Важное
  3. Датчики качества воздуха ОВиК для создания здорового и оптимального микроклимата в помещении

Разработка комнатных датчиков

Скрытые сложности, возникающие при разработке комнатных датчиков

Комнатные датчики являются неотъемлемой, но часто недооцениваемой частью систем ОВиК. Мало кто знает, сколько проектирования и работы уходит на создание устройства, предназначенное для точных замеров температуры – вплоть до десятых долей градуса – с учетом различных внешних условий. Доктор Себастьян Эберле, руководитель отдела разработки технологий контроля параметров окружающей среды и Йорам Моттас, системный инженер по разработке датчиков

компании Belimo рассказывают о трудностях, возникающих в этой области, и о том, как компания использует инновационные решения в целях их преодоления и предложения оперативных и точных комнатных датчиков.

Высокие требования к результатам работы

Человек чувствует себя комфортно только в узком коридоре параметров окружающей среды. Температура помещения не может быть слишком высокой или слишком низкой – невероятно, но многие люди могут различать изменения температуры в пределах ±0,5 °C – и относительная влажность должна быть оптимальной (рис. 1). Данные предпосылки обусловливают высокие требования к системам ОВиК, а поскольку большинство высокоэффективных сенсорных элементов обеспечивают точность в пределах ±0,2 °C, то при разработке комнатного датчика, отвечающего требованиям комфорта и соответствующего промышленным стандартам погрешность не может превышать пределы ±0,3 °C.

Belimo_Comfort_Graph_EN

Рисунок 1

Окно температуры и влажности, в котором человек чувствует себя комфортно. (Иллюстрация проф. д-ра инж. Вольфрама Франка, заведующего кафедрой гидромеханики и почетного профессора факультета естественных наук и технологий Зигенского университета, Германия)

Тестирование и компенсация

Понимание того, какой механизм теплопередачи – проводимость, конвекция или излучение – отвечает за конкретное явление, может помочь направить инженеров-проектировщиков в правильном направлении. Этот тип испытаний требует точного контроля параметров окружающей среды с использованием системы, подобной той, что показана на рисунке 2.

Belimo_Room_Sensor_Test_Rig_RGB_960x854

Рисунок 2

Окно температуры и влажности, в котором человек чувствует себя комфортно. (Иллюстрация проф. д-ра инж. Вольфрама Франка, заведующего кафедрой гидромеханики и почетного профессора факультета естественных наук и технологий Зигенского университета, Германия)

Измерение температуры с такой точностью сложно само по себе, но еще больше осложняется такими внешними факторами, влияющими на показания температуры, как воздушные потоки, влажность воздуха, источники тепла и колебания напряжения в разных точках мира. Кроме того, результат измерения должен отображать температуру в центре помещения, в то время как сам датчик установлен на стене. Это вносит дополнительные сложности, поскольку производители датчика практически не могут повлиять на способ его установки, а значит, устройство должно быть спроектировано таким образом, чтобы этот дополнительный параметр не влиял на его показания.

В испытательную камеру, где находится датчик, подается постоянный ламинарный поток воздуха, который можно точно регулировать в диапазоне от 0,05 м/с до 0,3 м/с, имитируя среду в помещении. Затем это устройство помещается в теплоизолированный корпус, который способен регулировать температуру с точностью до 0,1 °C. Поскольку воздушный поток внутри корпуса намного выше, чем внутри испытательной камеры, желаемая температура может быть достигнута (или изменена) очень быстро. Эта система также обеспечивает контроль таких параметров, как влажность воздуха и напряжение питания, предоставляя мощный инструмент для создания подробного калибровочного профиля и отдельного анализа индивидуального вклада каждого механизма теплообмена.

Обоснованный дизайн

Обширные данные, собранные с помощью испытательной установки, могут быть использованы при проектировании датчиков для максимизации их производительности, уменьшения влияния излучения и устранения самонагрева. Например, испытания показали, что оптимизация конструкции вентиляционных отверстий в корпусе может улучшить связь между чувствительным элементом датчика и фактической температурой в помещении. Оптимизация может также включать в себя изменение формы и положения каналов воздушного потока внутри устройства.

Еще одним важным фактором при разработке датчиков комнатной температуры является то, что на измерения не должно оказывать воздействие тепло, выделяемое электронными компонентами внутри самого устройства. Это требует разработки возможности изоляции сенсорного элемента без воздействия на общие характеристики всей конструкции. Один из подходов к достижению этой цели показан на тепловой карте на рисунке 3.

Belimo_Room_Sensors-Heat-Map_rgb_960x450

Рисунок 3

 Тепловая карта, показывающая изменения температуры на печатной плате датчика.

Печатная плата датчика (PCB) состоит из двух физически разделенных секций, соединенных тонкими основами. В нижней части находится сенсорный элемент, а в верхней – электронные компоненты, такие как микроконтроллер и источник питания, которые выделяют тепло при нормальной работе. Как видно, эта область печатной платы нагревается гораздо сильнее, чем та часть, на которой находится сенсорный элемент. Благодаря физическому разделению при помощи небольших основ и тому, что медные плоскости заземления двух контуров не соединены между собой, тепло перестает воздействовать на сенсорный элемент посредством проводимости. Поскольку медь является очень эффективным проводником тепла, эта деталь может значительно снизить эффект самонагревания.

Несмотря на то что многие проблемы можно решить на этапе проектирования, все же существуют такие внешние факторы, как воздушные потоки, влажность, различные источники тепла и разные источники питания, на которые производитель не может повлиять. Последний упомянутый фактор, например, решается с помощью внутреннего измерения в режиме реального времени и алгоритма компенсации. При этом, однако, слишком большой расчет на компенсацию может привести к снижению чувствительности и реакции устройства.

Заключение

К комнатным датчикам предъявляется множество требований; они должны быть точными, быстрыми и пригодными для использования по всему миру и во множестве областей применения. Это требует тщательного планирования при разработке устройства в целях устранения потенциальных внутренних источников погрешности, а также компенсации неизбежных внешних колебаний. В данной статье рассматривались только трудности, связанные с измерением температуры, при ее составлении не затрагивались вопросы мониторинга и контроля других параметров, необходимых для обеспечения комфорта и безопасности внутренних помещений, таких как влажность, уровень CO2, частичный материал или летучий органический компонент. Составители данной статьи надеются, это им удалось осветить сложности разработки высокопроизводительного датчика комнатной температуры и дать заслуженную оценку этому обычно игнорируемому устройству.

Д-р Себастьян Эберле, руководитель отдела разработки технологий контроля параметров окружающей среды

Йорам Моттас, системный инженер по разработке датчиков

Скачать профессиональное издание
Room_Sensor_Full_Range_2022_300x168

ПодробнееВесь ассортимент наших комнатных блоков

Belimo_schools_300x170

ПодробнееУровень CO2 в школьных помещениях

Room Sensor Virtual Display AM

ПодробнееКомнатные блоки управления с виртуальным дисплеем

Добро пожаловать в Belimo {{js-currentCountryName}}

{{js-currentCountryText}}
Свяжитесь с нами Свяжитесь с нами Privacy Policy Изменить настройки конфиденциальности Imprint
'+41 43 843 61 11
Subscribe
BELIMO Holding AG, Brunnenbachstrasse 1, 8340 Hinwil (Switzerland)