Датчики та первинні перетворювачі

Датчики надають важливу інформацію про такі параметри як тиск, температура, потік, газ і положення, які можуть мати сильний вплив на ряд процесів або систем.

Датчики та первинні перетворювачі

Датчики (первинні перетворювачі) надають важливу інформацію про такі параметри, як тиск, температура, швидкість потоку, склад газів чи положення, які можуть мати сильний вплив на ряд процесів чи систем.

Підтримка різноманітних додатків є ключем до розвитку новітніх технологій. Наприклад, датчик рівня рідини може застосовуватись у різних галузях промисловості - від хімічної, целюлозно-паперової, нафтової до харчової промисловості та виробництва напоїв. Конкретні області застосування у цих галузях можуть містити використання датчиків в градирнях, ємностях для ферментації, для зберігання палива або для контролю рівня суміші та розчинників і т. п.

Автоматизація чи автоматичне управління — це використання різноманітних систем для управління обладнанням, таким як машини, заводські процеси, котли та печі для термообробки, перемикання телефонних мереж, управління та стабілізація кораблів, літаків, транспортних засобів та інших додатків з мінімальним втручанням людини.

Промисловість завжди прагнула до технологій. Від аналізу та структурування даних до просунутої робототехніки, кожне таке нововведення дає виробникам можливість зменшити вплив людини, збільшити продуктивність та забезпечити конкурентну перевагу власному виробництву на ринку.

Сенсорна технологія відіграє важливу роль в автоматизації машин, надаючи інформацію безпосередньо під час виробництва. Це дозволяє отримувати інформацію про стан обладнання та упереджувати простої; надає зворотний зв'язок про рух двигуна для точного позиціювання.

Існує цілий ряд сенсорних технологій для різноманітних додатків та середовищ.

Датчики є частиною ринка, що стрімко розвивається, а розробки у цій області відбуваються з феноменальною швидкістю. Ця технологія незамінна для широкого кола галузей, надаючи важливу інформацію про такі параметри як тиск, температуру, потік, газ та стан, які можуть мати значний вплив на ряд процесів чи систем.

Датчики контролю стану

Сучасне виробництво робить акцент на максимальному підвищенні ефективності робочого обладнання (OEE) та збільшенні часу безвідмовної роботи.

Моніторинг стану - важливий інструмент для досягнення цієї мети. Такі дані дозволяють отримати загальну картину про стан, роботу та продуктивність обладнання, приміщень та навіть продукції. Зазвичай сюди входять такі фактори як температура, тиск, вологість, вібрація, а також струм чи напруга. Наприклад, підвищення температури двигуна може сигналізувати про нестачу мастильного матеріалу, збільшення частоти вібрації помпи - на руйнування лопастей, а підвищення споживання струму - на зношені підшипники чи шестерні. Завдяки такому аналізу команди технічного обслуговування можуть більш ефективно знешкоджувати несправності та упереджувати їх виникнення.

RFID-датчик

Системи RFID-датчиків передають дані з помічених об'єктів на RFID-зчитувачі. Система RFID складається з двох частин: RFID-мітки та RFID-зчитувача. Мітки можуть бути лише для зчитування, для однократного зчитування/запису чи багаторазові. Вони діляться на активні, пасивні чи пасивні з підтримкою акумулятора.

Пасивна мітка має бути опитана радіочастотним сигналом від активного зчитувального пристрою. Для успішного зчитування пристрій зчитування має знаходитись поряд безпосередньо з міткою.

Пасивна мітка з акумулятором може відправляти дані на великі відстані.

Активна мітка містить джерело живлення, щоб передавати свої дані зчитувальному пристрою.

Так само зчитувальні пристрої можна класифікувати як активні чи пасивні. Зазвичай пасивна мітка об'єднана з активним зчитувачем і навпаки. Для додатків, з роботою на великих відстанях чи за наявності перепон, системи датчиків з активними мітками можуть бути кращим вибором.

П'єзоелектричний датчик вібрації (акселерометр)

П'єзоелектричний датчик вібрації (також відомий як п'єзодатчик) використовує ефект механічної деформації, викликаної високочастотним рухом обладнання, для виявлення прискорення та, відповідно, вібрації. Деякі матеріали, такі як кварц, демонструють п'єзоелектричний ефект, за якого застосування механічного впливу до матеріалу створює позитивну чи негативну напругу. В такому датчику вібрації п'єзоелектричний матеріал затиснутий між незв'язаною контрольною масою та рамою датчика. Датчик, в свою чергу, прикріплений до пристрою що тестується, так що вібрація двигуна чи об'єкту викликає переміщення корпусу датчика. Інерція контрольної маси змушує її деформувати п'єзоелектричний матеріал, створюючи напругу.

У вібраційному обладнанні датчик генерує імпульсний потік. Сигнал може бути представлений як форма хвилі, що змінюється в часі чи оброблений ШПФ (програмою швидкого перетворення Фур'є) для перетворення даних в частотний спектр для додаткового аналізу вібрацій.

П'єезоелектричні датчики вібрації ефективні та добре зарекомендувати себе. Вони працюють з частотами до 20 кГц та точністю до 1%. З іншого боку, вони досить коштовні. Один тільки механізм датчика коштує від $300 до $500 за одну вісь. У випадку застосування триосьвого вібромоніторинга, лише датчики можуть коштувати понад $1500. Проте тільки одного датчика недостатньо

П'єзоелектричні датчики вібрації за своєю суттю аналогові, тому для їх оцифровки потрібна додаткова обробка. З одного боку це дозволяє команді, яка інтегрує сенсорний механізм та електроніку, визначати частотні характеристики, обираючи аналого-цифровий перетворювач. З іншого боку - збільшує складність, розмір та енергоспоживання.

Підвищене енергоспоживання може бути проблемою для бездротових датчиків вібрації, які працюють від батарей. Заміна батарей на одному датчику кожні кілька років не здається складним завданням, проте заміна сотень батарей в бездротових датчиках, встановлених по всьому об'єкту, може зайняти значний час. Це важливий фактор для промислових відділів технічного обслуговування, які, як правило, перевантажені.

 Альтернативою є акселерометри на основі MEMS.

П'єзоелектричний низькочастотний акселерометр Chengtec CT11000L

Акселерометр CT11000L

П'єзоелектричний низькочастотний акселерометр Chengtec CT11000L

Низькочастотний акселерометр 500 мВ / г для моніторингу стану обладнання Ronds RH113

Акселерометр RH113

Низькочастотний акселерометр 500 мВ / г для моніторингу стану обладнання Ronds RH113

Датчик вібрації з боковим входом Ronds RH102

Акселерометр RH102

Датчик вібрації з боковим входом Ronds RH102

Акселерометр Ronds RH103 компактного розміру 18.5×47.7(mm)

Акселерометр RH103

Акселерометр Ronds RH103 компактного розміру 18.5×47.7(mm)