Jste zde

Zajímavost - Malé zapisovače průběhů teploty, tlaku, anal. signálů

Myslíte si, že už odzvonilo všem klasickým zapisovačům, které zapisují průběh analogového signálu, např. ze senzorů, do papírových grafů ? Ne úplně. Ještě existuje několik firem, které vyrábějí tyto zapisovače i v malých velikostech a v přenosném provedení napájené bateriemi a vhodné nejen pro meteorologii či zdravotnictví.

Digitalizace již neotřesitelně vládne celým vyspělým světem v oblasti spotřební i průmyslové elektroniky a všude, kde to alespoň trošku jde, nahrazuje analogové měření, regulaci i zpracování informací. To samé platí i v záznamu naměřených informací, kde jsou naměřené a odečtené hodnoty ukládány do pamětí, případně zobrazovány na displeji. Jenže papír je papír a stále ještě existuje několik výrobců, kteří vyrábějí a nabízejí přístroje pro analogový záznam hodnot pomocí zakreslování křivek do grafů, tzv. zapisovače (chart recorders). Ty zaznamenávají průběh libovolné veličiny v čase, například průběh teploty v určitém časovém úseku (den, měsíc apod.).

Většina lidí si pravděpodobně vybaví zapisovače meteorologických stanic, které zaznamenávají teplotu, rychlost větru a další veličiny do papírového grafu obepnutého okolo válce, který se pomalu otáčí. Existují však i menší, střední a malé zapisovače, kde se průběh veličiny zakresluje v čase na papírové kotouče ne nepodobné tachografům nákladních automobilů. A právě takové zapisovače stále vyrábí a prodává americká firma Dickson.

Použití

  • měření a zápis teploty
  • měření a zápis tlaku
  • měření a zápis vlhkost
  • měření zatížení a síly
  • záznam průběhů analogových signálů (0/4-20 mA, 0-10 V, 0-5 V)
  • zdravotnictví - např. hlídání teploty léků a vakcín
  • meteorologie - dlouhodobé měření
  • stavebnictví - dlouhodobé měření průhybu nosníků, zatížení apod.
  • monitorování tlaku páry
  • apod.

 

Zapisovače DICKSON

V nabídce firmy DICKSON lze nalézt zapisovače různých velikostí, daných hlavně průměrem kotouče, na které se průběh zapisuje, a různých provedení, v závislosti na tom, jakou veličiny zakreslují.

Typické jsou zapisovače:

  • teploty
  • tlaku
  • vlhkosti
  • kombinované (často teplota/vlhkost) s dvěma záznamovými pery
  • univerzální s analogovými proudovými a napěťovými vstupy

Všechny však mají zhruba stejnou strukturu a vzájemně se liší jen v detailech. Základem je většinou plastová skříň s průhledným víkem, aby bylo vidět na kotouč grafu (chart), na který je jedním nebo dvěma pery (pen) zaznamenávaný měřený průběh veličiny v čase. Dle konkrétní výbavy lze po otevření víka, posunu pera do klidové pozice a po sundání zaznamenávacího kotouče z jeho držáku (Chart Hub), nalézt přepínač rozsahu zaznamenávaného signálu i času na jeden oběh kotouče (Dip Switches Setting Chart), LCD displej (Digital Display zobrazující aktuální hodnoty), světelnou (LED), příp. akustickou indikaci překročení definovaných úrovní. Ty se nastavují na displeji tlačítky (Keypad). Na zadní straně pak často bývají vyvedené výstupy relé (relay contacts), vstup pro externí senzor (termočlánek = K-Thermocouple Jack) nebo AC/DC adaptér.


 

Přední strana typického zapisovače firmy DICKSON

Zadní strana zapisovače

 

Zapisovače teploty (Temperature Chart Recorders)

Zapisovače teploty (Temperature Chart Recorders) jsou v široké nabídce ve velikostech (průměrech kotoučů) 3, 4, 6 a 8 palců. K měření teploty se využívá buď snímačů přímo upevněných v zapisovači (měří tedy okolní teplotu) nebo analogových externích snímačů, obvykle termočlánků, měřících bodově teplotu na určeném místě. Dnešní zapisovače mohou být napájeny, díky použité moderní elektronice s nízkou spotřebou, jen bateriemi, na které mají výdrž až 1 rok nepřetržitého provozu a volit lze měření v různých rozsazích. Jednodušší a menší přístroje umožňují zakreslovat jen průběh teploty v jediném rozsahu a je tedy nutné vždy volit ten správný rozsah již při koupi, větší a komplexnější zapisovače naopak mají vícerozsahový přepínatelný systém. Ke zvolenému rozsahu je pak jen nutné nainstalovat správný souřadnicový kotouč.

 

S4" zapisovače řady SL4xxx s displejem, vnitřním senzorem teploty a bateriovým napájením

Mimo ty nejmenší 3" pouze bateriově napájené modely řady SC3xx, které umí zaznamenávat teplotu v daném rozsahu v čase 24hodin nebo 7 dní, mohou být ostatní navíc vybaveny i displeji, které číselně ukazují právě zakreslovanou, minimální nebo maximální hodnotu a některé i výstupními relé, které se sepnou při překročení nastavených limitních hranic. Lze tak uvést v činnost či nečinnost další zařízení. Spustit poplach mohou i přímo některé zapisovače. Například největší řada přístrojů KT8xx má navíc ještě vestavěnou optickou i akustickou indikaci překročení nastavených úrovní. Ovládání displeje i nastavování úrovní se provádí tlačítky pod krytem zapisovače.

 

Nejmenší zapisovač firmy DICKSON - 3" řady SC3xx s rozlišením 1°C a napájený pouze 1x tuž. baterií

Zajímavý je také speciální malý 4" zapisovač VFC70 (měřící rozsah 0 až 70°C) nebo VFC21 (měřící rozsah -18 až 21°C) určený pro zdravotnictví, konkrétně dlouhodobé hlídání teploty vakcín v rozsahu 24 hodin nebo 7 dnů. Přístroj má vestavěný teplotní senzor a celý se tedy umisťuje například do lednice k hlídaným lékům. Každé sestře či lékaři je jednoduše hned viditelné, zda příslušné medikamenty nebyly vystaveny nepřípustnému zahřátí či zchlazení a navíc je možné kotouče snadno archivovat přímým přiložením k léku.

 

Příklad - parametry největšího zapisovače KT805/KT855:

  • Měřící teplotní rozsah: -50 až 50°C; 0 až 500 °C; přepínaný DIP přepínači
  • Přesnost: +/- 1°C
  • Zaznamenávací časový rozsah: 24 hodin, 7 nebo 31 dní
  • Měření teploty: 1 nebo 2 externími termočlánky typu K
  • Velikost kotouče 8 palců
  • Zobrazení hodnot na 3 a 1/2 znakové LCD displeji
  • Zvuková a světelná indikace překročení nastavených hranic teploty
  • Výstupní relé spínající při překročení nastavených hranic teploty
  • Celkové rozměry: 23.4cm x 23.4cm x 7.9cm
  • Hmotnost: 1.8 kg
  • Krytí IP20
  • Napájení: 120 V AC nebo 9 V baterií
  • Cena: 599 dolarů

 

Zapisovače tlaku (Pressure Chart Recorders)

Podobně jako zapisovače teploty pracují i zapisovače tlaku. Ke snímání mají buď vyvedenou 1/4" NPT připojovací trubici pro namontování na tlakové potrubí nebo externí tlakový senzor z nerezové oceli pro rozsah 0 až 300 nebo až 600 psi.

V prvém případě lze zvolit z rozsahů 0 až 100/150/200/300 nebo 500 psi v případě řady 4" zapisovačů PW4xx nebo až 1000 psi u 8" řady PR8xxx. Malá spotřeba elektroniky umožňuje u bateriově napájených verzí na jednu AA baterii provoz až 1 rok. Navíc řada PW4xx je zapouzdřena ve vodotěsném pouzdru s krytím NEMA 4x.

Příklad - parametry zapisovače PW4xx:

  • Měřící rozsah: pevný, dle typu 0 až 100/150/200/300/500 psi
  • Přesnost: +/- 2% z celého rozsahu
  • Zaznamenávací časový rozsah: 7 nebo 31 dní
  • Měření tlaku: Bourdonova trubice
  • Velikost kotouče 4 palce
  • Reakční doba: 1 sekunda
  • Zobrazení hodnot na 3 a 1/2 znakové LCD displeji
  • Provozní teplota: -30 to +50°C
  • Celkové rozměry: 6.25” x 6.0” x 2.9”
  • Hmotnost: 1.8 kg
  • Voděodolné zapouzdření NEMA 4x
  • Napájení: jedna tužková baterie
  • Cena: 399 dolarů

 

Kombinované zápisníky

V nabídce DICKSONu jsou i kombinované zápisníky teploty a vlhkosti (menší 6" řada TH6xx a větší 8" řada TH8xx), které na jeden kotouč zapisují 2 pery zároveň oba průběhy. Zatímco přístoje TH601 a TH602 zaznamenávají vždy jen jeden rozsah (0 až 50 °C s přesností lepší než 1°C u teploty a 0 až 95 % u vlhkosti s přesností +/- 2 %), přístroj TH603 umožňuje měřit teplotu až do 85 °C, má externí sondu, displej, akustický alarm, i přepínací relé pro indikaci překročení nastavené spínací hranice.

Dvě různá provedení zápisníků řady TH6xx - jednodušší TH602 s interními senzory a lépe vybavený TH603 s externím senzorem teploty

Větší model, využívající 8" kotouče, již má přepínatelné jak teplotní rozsahy (-20°C - 50°C a 0°C - 85 °C), tak zaznamenácí dobu (24h, 7 nebo 31 dní). Typ TH800 je v provedení pro bateriové napájení, ale neobsahuje ostatní prvky (relé, optická a akustická signalizace překročení hranic, displej a externí senzor), které obsahují typ TH803 a TH805.

Menší 6" zápisník řady TH6xx (vlevo) a větší 8" zápisník řady TH8xx (vpravo)

Univerzální zápisník

Dvoukanálový univerzální 8" zápisník DICKSON ET855 umožňuje zároveň zaznamenávat na kotouče dva vstupní analogové signály proudové smyčky 0-20 mA, 4-20 mA nebo stejnosměrné napěťové signály 0-5 V, 1-5 V s přesností 0,3 % ze zvoleného vykreslovaného rozsahu. Na výběr jejich 8, od nejmenšího 0 až 14 nebo -10 až 10 až po největší 0 až 1000. Pro připojení vstupů jsou zde šroubovací terminály. Displej přístroje zobrazuje maximální a minimální zaznamenanou hodnotu a dva optické LED indikátory signalizují překročení nastavené nižší a vyšší hranice. Ovládání pera, nastavení spínacích hranicí alarmu a zapnutí/vypnutí se provádí šesti tlačítky na přední a zadní straně přístroje.

Ovládací tlačítka na přední straně zapisovače (vlevo) a tlačítka a přepínače na jeho zadní straně (vpravo)

Závěr

Rozhodně klasické analogové papírové zapisovače mají méně výhod než jejich digitální kolegové. Ty navíc mohou zobrazováním průběhů na velkém displeji zdařile zajistit i onu přehlednost kontroly naměřených dat. Přesto jsou aplikace, kde prostě platí, že "papír je papír" a ten si může přečíst kdokoliv a kdykoliv bez potřeby elektronických zařízení a znalosti práce s počítačem. Tak jako mnoho techniků stále ještě nedá dopustit na klasické ručičkové měřící přístroje, protože jim dávají lepší přehled o změnách měřené veličiny, tak i zapisovače ještě stále mají svá uplatnění ("právo na život"). Pro bližší technické i jiné informace odkazuji na přehledné a pěkné stránky výrobce.

Antonín Vojáček
vojacek@ hwg.cz

DOWNLOAD & Odkazy

Hodnocení článku: