Датчики и первичные преобразователи
Датчики предоставляют важную информацию о таких параметрах, как давление, температура, поток, газ и положение.Датчики (первичные преобразователи) предоставляют важную информацию о таких параметрах, как давление, температура, скорость потока, состав газов или положение, которые могут иметь сильное влияние на ряд процессов или систем.
Поддержка различных приложений является ключом к развитию новых технологий.
Например, датчик уровня жидкости может применяться в разных отраслях промышленности - от химической, целлюлозно-бумажной, нефтяной до пищевой промышленности и производства напитков. Конкретные области применения в этих отраслях могут включать использование датчиков в градирнях, сосудах для ферментации, емкостях для хранения топлива, емкостях для контроля уровня смесей и растворителей и т. д.
Автоматизация или автоматическое управление — это использование различных систем для управления оборудованием, таким как машины, заводские процессы, котлы и печи для термообработки, переключение телефонных сетей, управление и стабилизация кораблей, самолетов, транспортных средств и других приложений с минимальным вмешательством человека.
Промышленность всегда тяготела к технологиям. От анализа и структурирования данных до продвинутой робототехники, каждое такое новшество дает производителям возможность уменьшить влияние человека, увеличить производительность и обеспечить конкурентное преимущество на своем производстве.
Сенсорная технология играет важную роль в автоматизации машин, предоставляя информацию непосредственно во время производства. Это позволяет получать информацию о состоянии оборудования и упреждать простои; дает обратную связь о движении двигателя для точного позиционирования.
Существует целый ряд сенсорных технологий для различных приложений и сред.
Датчики являются частью стремительно развивающегося рынка и разработки в этой области происходят с феноменальной скоростью. Эта технология незаменима для широкого круга отраслей, предоставляя важную информацию о таких параметрах как давление, температура, поток, газ и состояние, которые могут иметь огромное влияние на ряд процессов или систем.
Датчики контроля состояния
Современное производство делает акцент на максимальном повышении эффективности рабочего оборудования (OEE) и увеличении времени безотказной работы.
Мониторинг состояния - важный инструмент для достижения этой цели. Такие данные позволяют получить общую картину о состоянии, работе и производительности оборудования, помещений и даже производимых продуктов. Обычно сюда входят такие факторы как температура, давление, влажность, вибрация, а также ток или напряжение. Например, повышение температуры двигателя может указывать на нехватку смазочного материала, увеличение частоты вибрации насоса - на разрушение лопастей, а повышенное потребление тока - на изношенные подшипники или шестерни. Благодаря такому анализу команды технического обслуживания могут более эффективно устранять неисправности и первую очередь помогать их предотвращать.
RFID-датчик
Системы RFID-датчиков передают данные с помеченных объектов на RFID-считыватели. Система RFID состоит из двух частей: RFID-метки и RFID-считывателя. Метки могут быть только для считывания, для однократного считывания/записи или многоразовые. Они делятся на активные, пассивные или пассивные с поддержкой аккумулятора.
Пассивная метка должна быть опрошена радиочастотным сигналом от активного считывающего устройства. Для успешного считывания устройство считывания должно находиться в непосредственной близости от метки.
Пассивная метка с аккумулятором может отправлять данные на большее расстояние.
Активная метка включает источник питания, чтобы передавать свои данные считывающему устройству.
Точно так же считывающие устройства можно классифицировать как активные или пассивные. Обычно пассивная метка объединена с активным считывателем и наоборот. Для приложений, с работой на больших расстояниях или с наличием помех, системы датчиков с активными метками могут быть лучшим выбором.
Пьезоэлектрический датчик вибрации (акселерометр)
Пьезоэлектрический датчик вибрации (также известный как пьезодатчик) использует эффект механической деформации, вызванной высокочастотным движением оборудования, для обнаружения ускорения и, следовательно, вибрации. Некоторые материалы, такие как кварц, демонстрируют пьезоэлектрический эффект, при котором приложение механического напряжения к материалу создает положительное или отрицательное напряжение. В таком датчике вибрации пьезоэлектрический материал зажат между несвязанной контрольной массой и рамой датчика. Датчик, в свою очередь, прикреплен к тестируемому устройству, так что вибрация двигателя или объекта вызывает перемещение корпуса датчика. Инерция контрольной массы заставляет ее деформировать пьезоэлектрический материал, создавая напряжение.
В вибрационном оборудовании датчик генерирует импульсный поток. Сигнал может быть представлен как форма волны, изменяющаяся во времени или обработан БПФ (программой быстрого преобразования Фурье) для преобразования данных в частотный спектр для дополнительного анализа вибраций.
Пьезоэлектрические датчики вибрации эффективны и хорошо зарекомендовали себя. Они работают с частотами до 20 кГц и точностью до 1%. С другой стороны, они дорогостоящие. Один только механизм датчика стоит от $300 до $500 за одну ось. В случае применения трехосного вибромониторинга, одни только датчики могут стоить более $1500. Однако только одного датчика недостаточно.
Пьезоэлектрические датчики вибрации по своей сути аналоговые, поэтому для их оцифровки требуется дополнительная обработка. С одной стороны, это позволяет команде, интегрирующей сенсорный механизм и электронику, определять частотные характеристики, выбирая аналого-цифровой преобразователь. С другой стороны - увеличивает сложность, размер и энергопотребление.
Повышенное энергопотребление может быть проблемой для беспроводных датчиков вибрации, работающих от батарей. Замена батареи на одном датчике каждые несколько лет кажется несложной задачей, однако замена сотен батарей в беспроводных датчиках, установленных по всему объекту, может занять значительное время. Это важный фактор для промышленных отделов технического обслуживания, которые, как правило, и так перегружены.
Альтернативой являются акселерометры на основе MEMS.
Акселерометр Chengtec CT11000L
Пьезоэлектрический низкочастотный акселерометр Chengtec CT11000L
Акселерометр Ronds RH113
Низкочастотный акселерометр 500 мВ/г для мониторинга состояния оборудования Ronds RH113
Акселерометр Ronds RH103
Акселерометр компактного размера 18.5×47.7(mm) Ronds RH103
Вибрационный шлюз Advantech WISE-750
Интеллектуальный шлюз обнаружения вибрации Advantech WISE-750
Акселерометр Advantech BB-HS-104T2505402
Датчик температуры/вибрации с низким энергопотреблением Акселерометр 250 мВ/г, выход 0–3,3 В, сверхмалое энергопотребление, M12 Advantech BB-HS-104T2505402
Isolation
Military T range
Stainless Steel