Ứng dụng của Cảm biến Mô-men Động

Cảm biến mô-men động sử dụng nguyên lý đo điện trở biến dạng để chuyển đổi biến dạng do mô-men gây ra thành tín hiệu điện, từ đó cho phép đo chính xác mô-men xoắn trong các thiết bị truyền động quay.

A cảm biến mô-men xoắn động , còn được gọi là cảm biến mô-men xoắn hoặc cảm biến mô-men xoắn không tiếp xúc, là một thiết bị chính xác dùng để đo mô-men xoắn, tốc độ quay và công suất cơ học của các thiết bị truyền động quay. Ứng dụng của nó bao gồm việc kiểm tra các thiết bị truyền động quay như động cơ điện, động cơ đốt trong; kiểm tra mô-men xoắn và công suất của quạt, bơm, hộp số, cần siết mô-men xoắn; cũng như các lĩnh vực như đầu máy xe lửa, ô tô, tàu thủy, máy móc khai khoáng, hệ thống xử lý nước thải, sản xuất viscometer và các ngành công nghiệp chế biến.

Cảm biến này sử dụng công nghệ đo điện trở biến dạng, chuyển đổi biến dạng xoắn thành tín hiệu điện thông qua cầu biến dạng được cấu tạo từ trục đàn hồi, sau đó xuất ra tín hiệu tần số sau khi chuyển đổi áp suất sang tần số. Dải đo bao gồm dải tiêu chuẩn 0–10.000 Nm và có thể tùy chỉnh lên đến 200.000 Nm, với sai số nhỏ hơn 0,2% F.S. Cảm biến hỗ trợ cả đo mô-men xoắn tĩnh và động, các tín hiệu đầu ra bao gồm tần số, dòng điện, điện áp và lượng số. Thiết bị có đặc điểm không cần điều chỉnh điểm zero, khả năng chống nhiễu mạnh và kích thước nhỏ gọn. Các loại công nghệ cốt lõi bao gồm loại điện trở biến dạng, loại chênh lệch pha và loại từ đàn hồi.

Khi lắp đặt, cần tránh các trường điện từ mạnh, nhiệt độ môi trường nên duy trì trong khoảng 0–60°C. Bảo dưỡng yêu cầu tra dầu mỡ định kỳ hàng năm, và nên sử dụng khớp nối chốt cứng/linh hoạt để nâng cao độ chính xác đo lường.

Nguyên tắc hoạt động
Nguyên lý cốt lõi của cảm biến mô-men xoắn động dựa trên công nghệ đo điện trở biến dạng. Khi các bộ phận cơ khí (như trục) chịu mô-men xoắn, chúng bị biến dạng nhẹ, gây ra sự thay đổi điện trở của các cảm biến biến dạng. Các cảm biến biến dạng thường được gắn lên trục xoắn của cảm biến và có thể trực tiếp đo mô-men xoắn của trục. Quá trình này như sau:
- Phát hiện bằng cảm biến biến dạng: Cảm biến chứa một hoặc nhiều cảm biến biến dạng, được kết nối trong mạch cầu (ví dụ như cầu Wheatstone), có khả năng phát hiện chính xác các thay đổi điện trở do mô-men xoắn gây ra.
- Chuyển đổi tín hiệu: Sự thay đổi điện trở được chuyển đổi thành tín hiệu điện áp tương ứng. Các tín hiệu này sau đó được khuếch đại, lọc và xử lý để xuất ra tín hiệu điện tỷ lệ với mô-men xoắn.
- Đầu ra tín hiệu: Tín hiệu đầu ra có thể ở nhiều dạng khác nhau, như tần số, dòng điện hoặc điện áp, đặc trưng bởi độ chính xác cao, ổn định tốt và khả năng chống nhiễu mạnh.

Các thành phần cấu tạo
Cảm biến mô-men xoắn động học bao gồm chủ yếu các bộ phận sau:
- Phần tử cảm biến: Đây là bộ phận cốt lõi của cảm biến, thường được làm từ vật liệu có độ đàn hồi cao, độ bền cao, có khả năng chịu được ứng suất lớn mà không bị biến dạng vĩnh viễn.
- Bộ xử lý tín hiệu: Bao gồm bộ khuếch đại tín hiệu, bộ lọc và bộ chuyển đổi tương tự-số, có nhiệm vụ xử lý các tín hiệu yếu đầu ra từ các cảm biến biến dạng.
- Mô-đun truyền dữ liệu: Truyền các tín hiệu đã xử lý đến thiết bị hiển thị hoặc ghi nhận.

Ứng dụng
Cảm biến mô-men xoắn động được sử dụng rộng rãi trong việc phát hiện mô-men xoắn và công suất ở các thiết bị truyền động quay như động cơ điện, động cơ và động cơ đốt trong. Chúng phù hợp với nhiều lĩnh vực như ô tô, hàng hải, máy khai thác mỏ và hệ thống xử lý nước thải. Chúng cũng đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp và quy trình sản xuất, góp phần cải thiện hiệu suất và hiệu quả hoạt động của thiết bị.

Từ phần giới thiệu nêu trên về nguyên lý và cấu trúc, có thể thấy rõ rằng cảm biến mô-men xoắn động đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại và có ứng dụng rộng rãi.