Kodėl naudoti traukos laidinį jutiklį ilgo atstumo matavimams?
Pramonėje, nuo statybų iki robototechnikos, tikslūs ilgalaikiai matavimai yra būtini užtikrinti saugumą, efektyvumą ir tikslumą. Ar tai būtų krano strypo pozicijos sekimas, hidraulinio cilindro išplėtimo stebėsena ar konvejerinės juostos judėjimo matavimas, tradiciniai davikliai dažnai susiduria su problemomis virš 10 metrų ribos. Būtent čia jungiklio jutiklių – taip pat vadinami lyno aktyvuotais davikliais – puikiai tinka. Sukurti taikant ilgesnes atkarpas su patikimumu, šie įrenginiai siūlo unikalų tikslumo, ilgaamžiškumo ir lankstumo derinį, kuris daro juos nepakeičiamus ilgalaikiams matavimams. Panagrinėkime kodėl jungiklio jutiklių yra pirmenybė teikiama ilgalaikėms aplikacijoms.
Kaip veikia laido jutiklių darbo principas: paprasta, bet veiksminga konstrukcija
Pagrindinėje dalyje, laido jutikliai veikia pagal paprastą principą: plonas, stiprus laidas (paprastai pagamintas iš nepridėtinio plieno arba armuoto polimero) yra suvyniotas aplink spyruoklinį būgną. Kai objektas juda, laidas išsitempia arba susitraukia, sukeldamas būgno sukiojimasi. Šis sukiojimasis keičiamas į elektrinį signalą (analoginį, skaitmeninį arba nuoseklųjį) naudojant jutiklio viduje esantį enkoderį arba potenciometrą, kuris vėliau verčiamas į atstumo matavimą.
Tokia konstrukcija natūraliai tinka ilgo atstumo matavimams. Skirtingai nei lazeriniai jutikliai, kurie gali susidurti su kliūtimis arba aplinkos trikdymu, arba ultragarso jutikliai, kurie praranda tikslumą dideliuose atstumuose, laidiniai jutikliai palaiko ryšį su judančiu objektu per laidą. Tai tiesioginis ryšys užtikrina patikimą matavimą net esant 50+ metrų atstumui, todėl jie idealiai tinka tokiose srityse kaip:
1, Tiltinių kranų aukščio stebėsena (kurios gali būti 30–100 metrų ilgio).
2, Matuojant teleskopinių rankų išplėtimą ant aukštinio darbo platformų.
3, Sekant vartų ar durų poziciją pramonės įrenginiuose su dideliais angomis.
Paprasčiausias dizainas taip pat reiškia mažiau komponentų, kurie gali sugesti, todėl padidėja ilgaamžiškumas sunkiose aplinkose – tai svarbus privalumas ilgalaikėms aplikacijoms, kai jutiklių keitimas yra brangus arba užima daug laiko.
Tikslumas per ilgesnius atstumus
Viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl verta pasirinkti lyno jutiklį ilgalaikiam matavimui – tai nuolatinis tikslumas. Skirtingai nei kai kurios kitos technologijos, kurių tikslumas mažėja didėjant atstumui, lyno jutikliai išlaiko glaudžius ribinius nuokrypius net virš 100 metrų.
Daugelyje laidinio jutiklių siūloma tiesiškumo klaida yra ±0,1 % iki ±0,5 % viso diapazono, tai reiškia, kad jutiklis, kurio diapazonas yra 50 metrų, matuos tikslų atstumą ±5–25 milimetrų tikslumu. Toks tikslumas yra pakankamas daugelyje pramonės sritis, nuo didelės įrangos pritaikymo iki saulės kolektorių pozicionavimo maksimaliai našumui.
Į šią tikslumą daro įtaką keli veiksniai:
1, Aukštos kokybės kabeliai: Kabelio mažas ištempimas (mažesnis nei 0,1 % apkrovos metu) užtikrina minimalų matavimo pokytį, net kai jis ištemptas iki visos ilgio. Pavyzdžiui, nerūdijančio plieno kabeliai išlaiko įtampą ir formą per tūkstančius ciklų.
2, Tikslūs enkoderiai: Pažengę modeliai naudoja optinius arba magnetinius enkoderius su aukšta skyra (iki 16 bitų), kurie būgnelio sukiojimą verčia į smulkius atstumo pokyčius – kai kurie gali aptikti judėjimus, mažesnius nei 0,1 milimetro, net esant 100 metrų diapazonui.
3. Stabilūs spyruoklės mechanizmai: Laido atbulinį judėjimą užtikrinanti spyruoklė yra sureguliuota taip, kad palaikytų nuolatinę įtampą ir išvengtų laisvumo, kuris galėtų sukelti klaidų. Tai ypač svarbu ten, kur judantis objektas pagreitėja arba sulėtėja, pvz., liftų šachtose arba medžiagų perdirbimo sistemose.
Palyginimui, lazeriniai jutikliai gali susidurti su atspindžių problemomis ilgesniuose atstumuose, o ultragarsiniai jutikliai linkę klysti triukšmingoje aplinkoje. Laido traukimo jutikliai dėl tiesioginio fizinio ryšio išvengia šių trūkumų.
Atsparumas ekstremalioje aplinkoje
Ilgojo diapazono matavimai dažnai atliekami sunkiomis sąlygomis – statybvietėse, kur yra dulkių ir šiukšlių, lauko įrenginiuose, veikiamuose lietaus ir kraštutinių temperatūrų, arba pramonės įrenginiuose, kuriuose vyrauja vibracijos ir cheminiai elementai. Laido traukimo jutikliai sukurti išlaikyti tokią aplinką, todėl jie patikimesni nei jautresnės alternatyvos.
Pagrindinės atsparumo savybės apima:
1, Sandariai su apsauga nuo aplinkos: Daugelyje pramonės lygio laidų jutiklių yra IP65, IP67 ar net IP68 apsaugos klasė, saugant vidinius komponentus nuo vandens, dulkių ir purvo. Tai ypač svarbu naudojant lauke, pavyzdžiui, stebint potvynių lygmenis ar sekdant jūrinių krano pozicijas.
2, Atsparūs nubrozdinimams laidai: Laidai dengti medžiagomis, tokio kaip teflonas arba poliuretanas, kad atlaikytų mechaninį nubrozdinimą, užtikrindami, kad jie išliks nepažeisti net po 1 mln. ir daugiau ištraukimo ciklų.
3, Vibracijoms ir smūgiams atsparūs jutikliai: Jutikliai testuojami taip, kad atlaikytų vibracijas iki 100 Hz ir smūgius iki 1000 G, todėl tinka sunkiajai įrangai ar transportavimo aplikacijoms (pvz., matuojant sunkvežimių priekabų pozicijas kraunant).
4, Plocios temperatūros diapazonai: Eksplotacijos temperatūros nuo -40°C iki 85°C leidžia laidų jutikliams veikti poliarinėse klimato sąlygose, dykumų aplinkose arba pramonės krosnyse.
Pavyzdžiui, plieno kalykloje, kur temperatūra viršija 60°C ir dulkės nuolatinės, valo jutiklis gali patikimai matuoti valcuojančios krosnies hidraulinio preso poziciją, tuo tarpu lazerinis jutiklis gali sugesti dėl šiluminio iškraipymo ar dulkės, užstojančios spindulį.
Lankstumas ir paprasta įdiegimo procedūra
Ilgo atstumo matavimo scenarijai retai apima tiesius, neužtvarus kelius, todėl valo jutiklių lankstumas yra svarbus privalumas. Skirtingai nei fiksuotos vietos jutikliai (pvz., lazeriniai ar radariniai), valo jutiklius galima montuoti neidealiose vietose – už kampų, judančiuose komponentuose arba siauruose plotuose – nesumažinant našumo.
Įdiegimas yra paprastas:
1, Pris tvirtinkite jutiklį prie fiksuotos konstrukcijos (pvz., sienos ar rėmo).
2, Prisilkite kabelio galą prie judančio objekto (naudojant kabliuką, laikiklį ar magnetą).
3, Nustatykite jutiklio pageidaujamą diapazoną naudodami paprastą programinę įrangą arba potenciometro reguliavimą.
Toks paprastumas sumažina konfigūracijos laiką lyginant su lazeriniais sistemos, kurios reikalauja kruopštaus nustatymo, arba ultragarsiniais jutikliais, kuriems reikia aiškių matomumo linijų. Pavyzdžiui, sumontuoti traukos lyno jutiklį, kad būtų galima išmatuoti 50 metrų teleskopinio strypo išplėtimą, užtrunka mažiau nei valandą, tuo tarpu to paties darbo atlikimui su lazeriniu jutikliu gali prireikti pusės dienos.
Traukos lyno jutikliai taip pat prisitaiko prie netaisyklingų judesių. Jei judantis objektas šiek tiek pasislenka horizontaliai arba vertikaliai, lyno lankstumas leidžia jam sekti judėjimą neįvedant klaidų – tai naudinga tokiose srityse kaip robotų rankos, turinčios kelias judėjimo ašis.
Išlaidų efektyvumas ilgiems atstumams
Atstumams virš 10 metrų traukos lyno jutikliai dažnai yra išlaidų požiūriu efektyvesni nei alternatyvos. Lazeriniai jutikliai, veikiantys 100 metrų atstumu, gali kainuoti 2–3 kartus daugiau nei panašus traukos lyno jutiklis, nors pramonės aplinkoje neteikia reikšmingo tikslumo privalumo.
Ši kaina taip pat apima priežiūrą. Traksių jutiklių konstrukcija turi mažiau jautrių dalių nei lazeriniai ar optiniai įrenginiai, todėl sumažėja remonto išlaidos. Traksių lynai, kaip labiausiai nubildomi komponentai, yra nebrangūs keisti (paprastai – nuo
50 iki 200 eurų), be to, daugelyje modelių galima atlikti lynų keitimą vietoje be specialių įrankių.
Daugelio naudojimo sritis – pavyzdžiui, 100+ transportavimo juostų logistikos centre – traksių jutiklių mažesnė pradinė ir eksploatacijos kaina gali padėti sutaupyti tūkstančius eurų.
DUK: traksių jutikliai ilgalaikiam matavimui
Koks yra maksimalus traksių jutiklio diapazonas?
Komerciniai modeliai siūlomi nuo 1 metro iki 500 metrų diapazonams, o net ilgesniems atstumams – individualūs sprendimai. Praktinis riba priklauso nuo lyno stiprumo – ilgesniams lynams reikia storesnių, tvirtesnių medžiagų, kad būtų išvengta lyno nukarimo.
Ar traksių jutikliai gali matuoti netiesinius judesius?
Taip, tačiau su kai kuriais apribojimais. Nors jutiklis matuoja tiesinį atstumą, lynas gali pakartoti šiek tiek šoninius judesius (iki 10° nuo jutiklio ašies) be reikšmingos klaidos. Sudėtingiems netiesiniams judesioms sekti galima naudoti kelis jutiklius, kad būtų galima stebėti judėjimą 2D arba 3D.
Kaip dažnai reikia kalibruoti traukos lyno jutiklius?
Daugelyje atvejų jutikliams reikia kalibravimo tik įdiegimo metu. Esant stabiliai veikiantiems komponentams, poslinkis yra minimalus – paprastai mažesnis nei 0,1 % per metus. Ekstremalių temperatūros svyravimų ar stipraus virpesio sąlygose gali prireikti kasmetinio perkalinimo.
Ar traukos lyno jutikliai tinka greitaeigėms sistemoms?
Taip, tačiau reakcijos laikas priklauso nuo enkoderio. Optiniai enkoderiai gali išlaikyti greitį iki 5 m/s, todėl tinka greitai judantiems objektams, tokiems kaip liftų kabinos ar greitojo transportavimo konvejerai. Dar didesniems greičiams (pvz., 10+ m/s) prieinami specialūs greitaeigiai modeliai.
Kas nutinka, jei lynas pertrūksta?
Daugelyje laido jutiklių yra kabelio pertraukimo aptikimo funkcija, kuri suaktyvina signalizaciją arba išjungia sistemą, kad būtų išvengta nepastovios veiklos. Kai kurie modeliai taip pat turi rankinio atsukimo savybę, palengvinančią kabelio keitimą. Naudoti jutiklį su rezerviniu kabeliu (prieinamą pramonės versijose) suteikia papildomą saugumo lygmenį.
EN
