Hidrolik Silindirler için Konum Geri Besleme Sensörleri

Hidrolik veya pnömatik silindirler için konum geri besleme sensörleri en yaygın olarak üç teknolojiden birini kullanmıştır: manyeto-sınırlayıcı (MLDT’ler), değişken dirençli (potlar) ve değişken endüktanslı (LVIT’ler) sensörler. Bu uygulamada zaman zaman diğer sensör teknolojileri kullanılmış olsa da, bu makalenin odak noktası en popüler üç teknolojiyi karşılaştırmaktır.

Hidrolik Silindir Konum Geri Besleme Sensörü
Hidrolik Silindir Konum Geri Besleme Sensörü

Sonuç olarak, bir kullanıcı veya sistem entegratörü, uygulamanın gereksinimlerini ve toplam kurulu maliyet-performans temelinde hangi teknolojinin onu en iyi şekilde karşıladığını belirlemelidir. Manyeto-sınırlayıcı, değişken dirençli ve değişken endüktans sensörlerinin güçlü ve zayıf yönleri, özellik bazında karşılaştırmalar için bir grafikle birlikte aşağıda incelenmiştir

Doğrusal değişken endüktans dönüştürücü (LVIT) sensörleri, manyeto-sıkılayıcı bir sensörle ilişkili daha yüksek performans düzeyi ile harici bağlantı noktası montaj esnekliği arasındaki orta yolu kaplar.

Manyeto-Sıkı Teknoloji

İlk olarak, dikkat edilmesi gereken bir nokta, bu algılama teknolojilerinin üçünün de, silindir çubuğunun iç ucuna tabancayla delinmiş, derin, küçük çaplı bir kör deliğe uzanan uzun bir sonda kullanmasıdır. 

Manyeto-kısıtlayıcı teknoloji, geleneksel olarak yüksek hassasiyetli uygulamalarda kullanım için tercih edilen teknoloji olmuştur. Genellikle LDT’ler veya MLDT’ler olarak adlandırılan bu sensörler, paslanmaz çelik boru şeklinde bir sonda ve pistonda havşalı bir girintiye monte edilmiş, etrafına kısa bir toroidal kalıcı mıknatıs tertibatı içerir. En yaygın paket, sensörlerin elektronik aksamını, uzun ince prob çubuğun deliğine yerleştirilmiş olarak, bir silindirin arkasındaki bir O-ring bağlantı noktasına geçirir. Bu teknoloji, mıknatısın konumunu çok yüksek doğruluk ve orta düzeyde tepki süresi ile belirlemek için “uçuş süresi” ilkesini kullanır.

Çalışmada, mıknatıs, probun içindeki özel bir tel (dalga kılavuzu olarak adlandırılır) boyunca iletilen burulma mekanik darbesini yansıtmak için kullanılır. Tipik olarak, her manyeto-sınırlayıcı sensör üreticisi, delik sayısı ve delik düzeni gibi benzersiz montaj özelliklerine sahip kendi mıknatıs stiline sahiptir.

Manyeto-sınırlayıcı sensörler, makul miktarda güç tüketebilir ve mekanik olarak en sağlam sensörler değildir. Genellikle şok ve titreşim sorunlarıyla karşılaştıklarından, mekanik sağlamlığa göre elektrik performansı sunarlar. Yine de, mekanik olarak bu potansiyel dezavantajlara rağmen, manyeto-sınırlayıcı bir konum sensörünün paketi, bağlantı noktasına monte edilmiş silindir içi kullanım için özel olarak üretilmiştir.

Değişken Direnç Potansiyometreleri

Genellikle pot olarak adlandırılan değişken dirençli potansiyometre tipi sensörler, genellikle satın alma maliyetinin bir etken olduğu ve yüksek doğruluğun çok önemli olmadığı durumlarda seçilir. Bir manyeto-striktif sensörün bağlantı noktası montajının aksine, genellikle silindirin arka uç kapağına bir direnç kabı gömülür. Kısmen iletken bir plastik probun yüzeyine temas eden elektriksel olarak iletken bir siliciyi destekleyen tabanca ile delinmiş silindir çubuğunun iç ucuna takılan yalıtılmış bir yuvarlak taşıyıcı kullanır. Silecek bu plastik eleman boyunca hareket ettikçe, direnci doğrusal bir şekilde değişir, bu da taşıyıcının konumunu ve dolayısıyla çubuğun konumunu belirlemeyi oldukça kolaylaştırır.

Tencereler, sağlamlıkları, uygun strok-uzunluk oranı ve giriş voltajının büyük bir yüzdesi olan büyük analog DC voltaj çıkışı nedeniyle silindirlerde kullanım için iyi bir konum ölçüm çözümü olarak görülmüştür. Direnç kaplarının en büyük dezavantajı, özellikle silindir yüksek bir frekansta çalıştırılırsa veya daha da önemlisi, sistemin dinamik özelliklerini iyileştirmek için kısa bir aralıkta titreştirilirse, aşınmadır. Silindirin içine bir direnç kabı yerleştirildiğinden, aşınmış bir kabın değiştirilmesi çok zaman alabilir ve pahalı olabilir ve hatta tamamen yeni bir silindire ihtiyaç duyulmasına neden olabilir.

Yukarıdaki tablo manyeto-sınırlayıcı sensörleri LVIT’ler, potansiyometreler, LVDT’ler ve manyeto-dirençli sensörlerle karşılaştırır.

Lineer Değişken Endüktans Dönüştürücü

Lineer değişken endüktans dönüştürücü (LVIT) konum sensörleri, silindir endüstrisinde kullanılmıştır, ancak endüstri çapında manyeto-striktif sensörler veya direnç potansiyometreleri tanınmamıştır. Bu temassız teknolojinin, ürün ömrü ve uzun vadeli güvenilirlik açısından direnç potansiyometrelerine göre birçok önemli avantajı vardır ve genellikle lineerlik, çözünürlük ve frekans tepkisi açısından manyeto-striktif sensörlerin performansıyla olumlu bir şekilde rekabet edebilir, ancak önemli ölçüde daha düşük bir değerde. maliyet.

Aynı derecede önemli olan, değişken endüktans transdüserlerinin, ağır endüstriyel akışkan gücü ve mobil ekipman uygulamalarında yaygın olarak bulunanlar gibi çok daha büyük şoklara ve titreşime dayanabilmesidir.

Lineer Değişken Endüktans Dönüştürücü

Lineer değişken endüktans dönüştürücü (LVIT) sensörleri, manyeto-sınırlayıcı bir sensörle ilişkili daha yüksek performans düzeyi ve harici bağlantı noktası montaj esnekliği ile gömülü bir direnç potansiyometresinin daha iyi sağlamlığı ve daha düşük fiyatı arasındaki orta yolu kaplar. Bu sensörler, yerleşik elektronikler kullanılarak, endüktansı, üzerindeki iletken tabancayla delinmiş çubuğun konumu ile değişen endüktif bir probun osilatör devresinin rezonans frekansını ölçerek çalışır. Tipik olarak 4 inç (100 mm) ila 36 inç (900 mm) arasında tam ölçek aralıklarında sunulur, konektör ve kablo sonlandırmaları ile hem bağlantı noktasına monteli hem de gömülü paketler mevcuttur.

LVIT sensörleri, OEM uygulamaları için bazı dijital çıkış türleri ile birlikte bir analog DC voltaj veya akım çıkışı sunar. LVIT sensörü, halka mıknatıs gerektirmeyen temassız bir çözüm sunar. Aslında, mevcut bir manyeto-striktif sensörün yerine bir LVIT sensörü takılmışsa, mıknatıs, sensörün temel çalışmasına müdahale etmeden silindir çubuğu ucunda yerinde bırakılabilir.

Son birkaç yılda, deniz altı uygulamaları için aletli silindirlere yönelik gereksinimler önemli ölçüde artmıştır. LVIT sensörleri, bir kullanıcının sensörü ve silindiri denizaltı ortamlarında 3.000 PSIg dahili basınçla 10.000 fit (3.000 m) derinliğe kadar kurmasına olanak tanıyan basınca dayanıklı bir versiyonda sunulmaktadır.

Akışkan Uygulamalarında Sensörler

Uzak alan kalibrasyonu, birçok değişken endüktans sensöründe sunulan standart bir özelliktir. Bu özellik, kullanıcının, sensör silindire takıldıktan sonra çıktısını ölçeklendirmesine izin verir. Sıfırı ve tam ölçekli çıkış noktalarını ayarlamak için basit bir işlemle, sensör yeni ayarlanan aralığı üzerinden istenen tam ölçekli çıktıyı verecektir, bu nedenle üniteyi ilgili kontrol sisteminde ölçeklendirmek artık gerekli değildir.

İlgili bir akışkan gücü uygulamasında, hidrolik silindirleri içermemesine rağmen, iki kademeli hidrolik valflerde makara konumu geri besleme algılaması genellikle basınç sızdırmaz bir LVDT ile yapılır. Ana makaranın ucundaki kör bir deliğe yerleştirilmiş basit endüktif probu ile kısa menzilli bir LVIT sensörü, çekirdeğini valfin pilot basıncından ve harici elektronikten yalıtmak için bir izolasyon tüpü gerektiren LVDT’den genellikle daha kolay bir kurulumdur. LVDT’yi çalıştırmak için.

Direnç potansiyometrelerinin ve manyeto-striktif sensörlerin iyi bir çözüm olduğu hala birçok akışkan gücü uygulamasının olduğu yerlerde, bu uygulamalar çan eğrisinin her iki tarafına da düşme eğilimindedir. Son elektronik gelişmeler ve paket tasarımlarının esnekliği, LVIT değişken endüktans sensörlerini ana akım silindir içi uygulamalar için, özellikle de çan eğrisinin zirvesine yakın olma eğiliminde olanlar için çok uygun maliyetli hale getirir.

Yorum yapın