Რატომ გამოვიყენოთ კაბელის სენსორი გრძელვადი გაზომვისთვის?
Ინდუსტრიებში, რომლებიც მშენებლობიდან რობოტიკამდე მერყეობს, ზუსტი გრძელ დიაპაზონში გაზომვა აუცილებელია უსაფრთხოების, ეფექტუანობისა და სიზუსტის უზრუნველსაყოფად. არის ან მართვის მისი გაშლის ჰიდრავლიკური ცილინდრის ან გაზომვის მოძრაობის ზოლიანი ტრანსპორტიორის, უფრო ტრადიციული სენსორები ხშირად გაუმკლავდებიან მანძილს 10 მეტრზე მეტი. აქ სადაც გამოტანის სენსორები —ასევე ცნობილი როგორც კაბელით მოქმედებული სენსორები—გამოირჩევა. განკუთვნილია გაშლილი დიაპაზონების სანდო მომსახურებისთვის, ამ მოწყობილობები საშუალებას გვაძლევს მივიღოთ სიზუსტე, მარჯვება და მრუდის უნიკალური კომბინაცია, რაც საშუალებას გვაძლევს გავხადოთ ისინი გამოუყენებელი გრძელვად გაზომვის ამოცანებში. მოდით გამოვლინდეთ რატომ გამოტანის სენსორები არიან გრძელვად გამოყენების აპლიკაციებისთვის სასურველი არჩევანი.
Როგორ მუშაობს კაბელით მოქმედებული სენსორები: მარტივი მაგრამ ეფექტური დიზაინი
Ბირთვში, კაბელით მოქმედებული სენსორები მუშაობს მარტივი პრინციპით: თხელი, ძლიერი კაბელი (როგორც წესი დამზადებულია გამაგრებული პოლიმერისგან) გადახვიდა ზამბარიან ბარაბანზე. როდესაც ობიექტი მოძრაობს, კაბელი გაშლილია ან შეკუმშულია, ბარაბანის ბრუნვით. ეს ბრუნვა გარდაიქმნება ელექტრულ სიგნალში (ანალოგური, ციფრული ან სერიული) ენკოდერით ან პოტენციომეტრით რომელიც შემდეგ გადაიყვანს მანძილზე.
Ეს დიზაინი ბუნებრივად გათვლილია გრძელ მანძილზე გაზომვისთვის. ლაზერული სენსორებისგან განსხვავებით, რომლებსაც შეიძლება ჰქონდეთ პრობლემები არხების ან გარემოს შეფერხების შემთხვევაში, ან ულტრაბგერითი სენსორებისგან, რომლებიც კარგავენ სიზუსტეს მანძილის გაზრდისას, კაბელის სენსორები შენარჩუნებენ კონტაქტს მოძრავ ობიექტთან კაბელის მეშვეობით. ეს პირდაპირი კავშირი უზრუნველყოფს სანდო გაზომვას 50+ მეტრის მანძილზეც კი, რაც ხდის მათ იდეალურს შემდეგ გამოყენებებისთვის:
1, ხიდის მბრუნავი კრანების სიმაღლის მონიტორინგი (რომელიც ივრცელება 30–100 მეტრზე).
2, სამუშაო მასპინძლების ტელესკოპული ბაზების გაშლის გაზომვა.
3, მილსადგურების ან სამრეწველო საწარმოების კარების ან მილების პოზიციის მონიტორინგი დიდი გახსნილობებით.
Დიზაინის მარტივობამ კი ნიშნავს იმას, რომ გასაუმჯობესებელი კომპონენტები იშვიათად გვხვდება, რაც ამაღლებს სიმაგრეს მძიმე პირობებში – ეს კი მნიშვნელოვანი უპირატესობაა გრძელ მანძილზე გამოყენებისთვის, სადაც სენსორის შეცვლა ხარჯიანი ან დროში მომჭირნეა.
Სიზუსტე გაშლილ მანძილზე
Ერთ-ერთი მთავარი მიზეზი, რის გამოც არჩეულია კაბელური სენსორი გრძელ დიაპაზონში გაზომვისთვის, მისი მუდმივი სიზუსტეა. ზოგი ტექნოლოგიისგან განსხვავებით, რომლის სიზუსტე კლებულობს მანძილის გაზრდისას, კაბელური სენსორები შეინარჩუნებენ მკაცრ დაშვებებს 100 მეტრზე მეტი მანძილის გასწვრივ.
Უმეტესობა კაბელური სენსორების წრფივობის შეცდომა არის ±0.1% -დან ±0.5%-მდე სრული სკალის, რაც ნიშნავს, რომ სენსორი, რომელიც დარეიტინგებულია 50 მეტრზე, გაზომავს 5–25 მილიმეტრის სიმართლის მანძილზე. სიზუსტის ეს დონე საკმარისია უმეტესი ინდუსტრიული აპლიკაციებისთვის, დიდი მანქანების გასწორებიდან დაწყებული და მზის პანელების მაქსიმალურად ეფექტუანი პოზიციონირებით დამთავრებული.
Ზუსტი მნიშვნელობის რამდენიმე ფაქტორი უწყობს წვლილს:
1. მაღალი ხარისხის კაბელები: კაბელის დაბალი გაჭიმვა (იტვირთვის დროს 0.1%-ზე ნაკლები) უზრუნველყოფს გაზომვის მცირე გადახრას, მაშინაც კი, როდესაც იგი სრულ სიგრძემდე გაიშლება. ამასთან, დამაგრებული ფოლადის კაბელები შეინარჩუნებენ მათ დაჭიმულობას და ფორმას ათასობით ციკლის განმავლობაში.
2, ზუსტი ენკოდერები: საუკეთესო მოდელები ოპტიკურ ან მაგნიტურ ენკოდერებს იყენებენ მაღალი გამძლეობით (16 ბიტამდე), რომლებიც ბარათის ბრუნვის სიშორის ზუსტ ინტერვალებში გადააქცევენ — ზოგი შეიძლება გამოიჩნდეს 0.1 მილიმეტრზე ნაკლები მოძრაობა, 100 მეტრზე მეტი მანძილის შემთხვევაშიც კი.
3, მდგრადი ზამბარის მექანიზმები: კაბელის შემაბრუნებელი ზამბარა დაკალიბრებულია მუდმივი დაჭიმულობის შესანარჩუნებლად, რათა თავიდან იქნას აცილებული შესაძლო შეცდომების შესავალი. ეს მნიშვნელოვანია იმ აპლიკაციებისთვის, სადაც მოძრავი ობიექტი აჩქარებს ან ანელებს, მაგალითად, ასასვლელ-გამოსასვლელ ღონეებში ან მასალების მართვის სისტემებში.
Წინაგად, ლაზერულ სენსორებს შეიძლება ჰქონდეთ ასახვის პრობლემები გრძელ მანძილზე, ხოლო ულტრაბგერითი სენსორები დამახასიათებელია შეცდომებით ხმაურიან გარემოში. ხოლო საზომი სენსორები პირდაპირი ფიზიკური კავშირით არიან დამზადებული და ასეთი პრობლემები არ აქვთ.
Მდგრადობა მძიმე გარემოებისთვის
Მანძილზე გაზომვა ხშირად მიმდინარეობს რთულ პირობებში: მშრალი ადგილები მტვრის და ნარჩენების გარეშე, გარე სადგურები, სადაც წვიმს და ტემპერატურა არის კრიტიკულ წერტილზე, ან ინდუსტრიული საწარმოები ხმაურით და ქიმიკატებით. ძაფის სენსორები აგებულია იმგვარად, რომ გაუძლონ ასეთ გარემოში, რაც უფრო სანდოს ხდის მათ სხვა ნაზი ალტერნატივებთან შედარებით.
Მნიშვნელოვანი სიმაგრის მახასიათებლებია:
1，დახურული საყრდენი საშენი მასალები: ინდუსტრიული სიმაგრის ძაფის სენსორების უმეტესობა IP65, IP67 ან უფრო მაღალი IP68 კლასის დამცავი საყრდენი საშენი მასალებით არის დამზადებული, რაც იცავს შიდა კომპონენტებს წყალს, მტვარს და მტკიცე დაბინძურებას წინააღმდეგ. ეს აუცილებელია გარე გამოყენებისთვის, მაგალითად, ყურების დონის მონიტორინგისას ან ზღვის მანქანების პოზიციის დასაკვირვებლად.
2，ხახუნის მიმართ მედეგი კაბელები: კაბელები დაფარულია მასალებით, როგორიცაა ტეფლონი ან პოლიურეთანი, რაც უზრუნველყოფს ხახუნის მიმართ მედეგობას და უზრუნველყოფს მათ მთლიანობას მილიონზე მეტი გაშლის ციკლის შემდეგც.
3, ხანგრძლივობა და შოკის წინაღობა: სენსორები შემოწმდა იმ განხარჯზე, რომ გაუძლონ რხევებს 100 ჰც-მდე და შოკს 1000 G-მდე, რაც მათ საშუალებს მძიმე მანქანების ან ტრანსპორტირების აპლიკაციებში გამოყენების საშუალებას აძლევს (მაგალითად, სატვირთო მისაბმელის პოზიციის გაზომვა ჩატვირთვის დროს).
4, გაშლილი ტემპერატურული დიაპაზონი: მუშაობის ტემპერატურა -40°C-დან 85°C-მდე საშუალებს საზომი სენსორების მუშაობას პოლარულ კლიმატში, უდაბნოში ან ინდუსტრიულ იაგნებში.
Მაგალითად, ფოლადის ქარხანაში, სადაც ტემპერატურა 60°C-ს აღემატება და მტვერი არის მუდმივი, საზომი სენსორი უზრუნველყოფს როლიკური მანქანის ჰიდრავლიკური პრესის პოზიციის ზუსტ გაზომვას, მაშინ როდესაც ლაზერული სენსორი შეიძლება მოვარდეს სითბოს გამო დისტორსიის ან მტვრის მიერ სხივის დაბლოკვის გამო.
Მოქნილობა და მარტივი დაყენება
Მანძილზე გასაზომ სცენარებში იშვიათად ხვდებიან სწორი, არაფრით დაბრკოლებული გზები, ამიტომ კაბელის სენსორების მოქნილობა მნიშვნელოვან უპირატესობას წარმოადგენს. ფიქსირებული პოზიციის სენსორებისგან განსხვავებით (მაგ., ლაზერული ან რადარი), კაბელის სენსორები შეიძლება დამაგრდეს არაიდეალურ ადგილებში – კუთხეებში, მოძრავ ნაწილებზე ან მჭიდრო სივრცეებში – გამართულობის გარეშე.
Ინსტალაცია მარტივია:
1，დაამაგრეთ სენსორი ფიქსირებულ სტრუქტურაზე (მაგ., კედელზე ან ჩარჩოზე).
2，მიამაგრეთ კაბელის ბოლო მოძრავ ობიექტზე (გამოიყენეთ ჩამრთველი, ბრაკეტი ან მაგნიტი).
3，სენსორის კალიბრაცია სასურველ დიაპაზონში მარტივი პროგრამული უზრუნველყოფით ან პოტენციომეტრის კორექტირებით.
Ეს მარტივობა ამცირებს დაყენების დროს ლაზერული სისტემებთან შედარებით, რომლებსაც საჭიროებენ ზუსტ გასწორებას, ან ულტრაბგერითი სენსორების შემთხვევაში, რომლებსაც საჭიროებენ ხილული ხაზებს. მაგალითად, კაბელის სენსორის დაყენება 50-მეტრიანი ტელესკოპური ბუმის გაშლის გასაზომად იღებს ნახევარ საათზე ნაკლებს, ხოლო იმავე ამოცანისთვის ლაზერული სენსორის გასწორება შეიძლება დასჭირდეს ნახევარი დღე.
Გადატანის სენსორები ხოლმოკლებული მოძრაობებისთვის ასევე შესაფერისია. თუ მოძრავი ობიექტი ჰორიზონტალურად ან ვერტიკალურად იწევს მცირედ, კაბელის მოქნილობა საშუალებას აძლევს მას მოჰყვეს მოძრაობას შეცდომების გარეშე — ეს უპირატესობა სასარგებლოა რობოტის მუხლების მსგავს გამოყენებებისთვის, სადაც მოძრაობის რამდენიმე ღერძი არსებობს.
Ხანგრძლივი დიაპაზონებისთვის ხარჯთაღნობა
10 მეტრზე მეტი მანძილისთვის გადატანის სენსორები ხშირად უფრო ხარჯთაღნობას გულისხმობს ვიდრე ალტერნატივები. ლაზერული სენსორები, რომლებსაც შეუძლიათ 100 მეტრიანი დიაპაზონის მიღწევა, შეიძლება 2–3-ჯერ მეტი დაჯდეს ვიდრე შედარებითი გადატანის სენსორი, მაშინ როდესაც ინდუსტრიულ პირობებში ზუსტი უპირატესობა არ გვაძლევს.
Ეს ეკონომია გავრცელდება მომსახურებაზეც. გადატანის სენსორებს აქვთ ნაკლები სახსნელი კომპონენტები ლაზერულ ან სხივის სისტემებთან შედარებით, რაც ამცირებს სარემონტო ხარჯებს. კაბელები, რომლებიც ყველაზე მეტად იხსნებიან, იაფია შეცვლა (საშუალოდ
50– 200), და ბევრი მოდელი უზრუნველყოფს კაბელის შეცვლას დამაგნიტების ადგილზე სპეციალური ხელსაწყოების გარეშე.
Მაღალი მოცულობის გამოყენების შემთხვევაში — როგორიცაა 100+ ტრანსპორტიორის სენსორების დაყენება ლოგისტიკის ცენტრში — ძაფიანი სენსორების დაწყებით და შემდგომი მოვლის დაბალი ხარჯების შედეგად შეიძლება დაზოგვა მოხდეს ათასობით დოლარის ოდენობაში.
Ხშირად დასმული კითხვები: გრძელი დიაპაზონის გასაზომად ძაფიანი სენსორების შესახებ
Რა არის ძაფიანი სენსორის მაქსიმალური დიაპაზონი?
Სავაჭრო მოდელები ხელმისაწვდომია დიაპაზონისთვის 1 მეტრიდან 500 მეტრამდე, ხოლო სპეციალური ამონახსნები უფრო გრძელი მანძილებისთვის. პრაქტიკული ლიმიტი დამოკიდებულია კაბელის სიმტკიცეზე — უფრო გრძელი კაბელებისთვის საჭიროა უფრო სქელი და ძლიერი მასალების გამოყენება ჩამოშლის თავიდან ასაცილებლად.
Შეიძლება თუ არა ძაფიანმა სენსორებმა არაწრფივი მოძრაობის გაზომვა?
Დიახ, მაგრამ ზოგიერთი შეზღუდვით. მიუხედავად იმისა, რომ სენსორი ზომავს წრფივ მანძილს, კაბელი შეიძლება მოჰყვეს მცირე გვერდით მოძრაობას (სენსორის ღერძიდან მაქსიმუმ 10°), რომ შეცდომა არ მოხდეს მნიშვნელოვნად. საუკეთესოდ არაწრფივი ტრაექტორიის შემთხვევაში, შეიძლება გამოვიყენოთ რამდენიმე სენსორი მოძრაობის 2D ან 3D სივრცეში საზომად.
Რამდენად ხშირად სჭირდება ძაფიანი სენსორების კალიბრაცია?
Სენსორების უმეტესობას კალიბრაცია სჭირდება მხოლოდ დაყენებისას. მდგრადი კომპონენტებით, წანაცვლება მინიმალურია - საშუალოდ წელზე 0.1%-ზე ნაკლები. განსაკუთრებულად დაბინძურებულ გარემოში ან ძლიერი ვიბრაციის პირობებში შესაძლოა წელზე ერთხელ ხელახლა კალიბრაცია მოხდეს.
Შეესაბამება თუ არა საზომი სენსორები მაღალი სიჩქარის გამოყენებას?
Დიახ, მაგრამ რეაგირების დრო დამოკიდებულია ენკოდერზე. ოპტიკური ენკოდერები შეძლებენ 5 მ/წმ-მდე სიჩქარის მართვას, რაც უზრუნველყოფს სწრაფად მოძრავი საგნების, მაგალითად ლიფტის კაბინების ან მაღალი სიჩქარის ტრანსპორტიორების მართვას. უფრო სწრაფი გამოყენებისთვის (მაგ., 10+ მ/წმ), ხელმისაწვდომია სპეციალური მაღალი სიჩქარის მოდელები.
Რა მოხდება თუ დაიშლება კაბელი?
Ბევრი საზომი სენსორი უზრუნველყოფს კაბელის გასვლის დეტექტორს, რაც გამოიწვევს სიგნალიზაციას ან სისტემის გასართველს უსაფრთხოების დასაცავად. ზოგიერთ მოდელს ასევე ჰქონდა ხელით გახვეული ფუნქცია კაბელის შესაცვლელად. სენსორის გამოყენება დუბლირებული კაბელით (ხელმისაწვდომია ინდუსტრიულ ვერსიებში) უზრუნველყოფს დამატებით უსაფრთხოების დონეს.
EN
