Hidrolik Basınç Sensörü Nasıl Seçilir?
Hidrolik Basınç Sensörü Nasıl Seçilir?
Hidrolik Uygulamalar için Basınç Sensörleri Nasıl Belirlenir
50 bar'dan (725 psi) daha yüksek basınçlara sahip hidrolik sistemler için basınç sensörleri seçerken göz önünde bulundurulması gereken genel zorluklar ve temel özellikler hakkında bilgi edinin.
Basınç sensörleri, akışkan pompalarının kontrolüne yardımcı olmak ve sistem basıncının belirli bir aralıkta olmasını sağlamak için bir Program Mantık Denetleyicisi (PLC) ile bir kontrol döngüsünde kullanıldıkları akışkan güç sistemlerindeki kritik bileşenlerdir. Bu tür uygulamalarda bir basınç sensörü başarısız olursa, bir motorun kontrolüne geri bildirim kesintiye uğrayacaktır. Bu, ekipmanı kullanan işçiler için ekipman arızasına, maliyetli arıza sürelerine veya potansiyel güvenlik sorunlarına yol açabilir.
Seçim için dikkate alınması gereken zorluklar ve en önemli 5 özellik
Bir uygulamanın ortamını ve çalışma koşullarını anlamak, bir sistem için en iyi basınç sensörünü belirlemek için gereklidir. Hidrolik uygulamalarda, en yaygın zorluklardan bazılarının ele alınması, iş için doğru özelliklerin belirlenmesine yardımcı olacaktır.
Yüksek Basınç - Bu uygulamalar, 50 bar'dan (725 psi) daha yüksek yüksek sıvı basınçlarıyla karakterize edilir; bu, güvenli ve güvenilir çalışmayı sürdürmek için özel olarak daha yüksek basınçlarla başa çıkmak için tasarlanmış sağlam bileşenlerin gerekli olduğu anlamına gelir. Bu sistemlerin çoğunda, sıvılar tehlikeli olabilir ve yüksek basınç ve sıcaklıklarla birlikte, bir sızıntının çok tehlikeli olabileceği anlamına gelir.
Algılama elemanı teknolojileri - 50 bar'dan (725 psi) daha büyük yüksek basınç aralığı uygulamalarında basınç sensörleri için yaygın olarak kullanılan ve her birinin artıları ve eksileri olan birkaç sensör teknolojisi vardır.
Kalın Film Seramik algılama elemanları, bir Wheatstone köprüsü oluşturacak şekilde düzenlenmiş dört rezistörün bir seramik substratın işlemsiz tarafına basılmasıyla yapılır. Proses tarafına basınç uygulandığında, seramik substrat deforme olur ve dirençlerde fiziksel değişikliğe ve dolayısıyla elektriksel çıkış sinyalinde bir değişikliğe neden olur. Hidrolik uygulamalar gibi yüksek basınçlı sistemlerde, seramik substrat, alternatif metal substrat teknolojilerine göre tekrarlanan yüksek basınç döngüsü ve yüksek basınç artışlarından kaynaklanan çatlama ve kırılmaya karşı daha hassastır. Ek olarak, seramik algılama elemanları proses bağlantısına kaynaklanamaz ve bu nedenle sızdırmazlığı oluşturmak için eşlik eden bir O-ring ve kilitleme mekanizması gerektirir. Bu, sensör tasarımına karmaşıklık katar ve olası sızıntıların ve arızaların bir noktası olabilir.
İnce Film Metal algılama elemanları, alt tabaka üzerinde bir Wheatstone direnç köprüsü modeli oluşturmak için ince film biriktirme işlemini kullanır. Bu durumda, sensörün elektroniklerinin çalışması kalın film seramiğe benzer. İnce film teknolojisinin bir yararı, püskürtme işleminin çok sayıda malzeme türüne kolaylıkla uygulanabilmesidir. Ayrıca, algılama elemanı metal (genellikle paslanmaz çelik) olduğu için proses portu tasarımına kaynaklanabilir ve O-ringlere gerek kalmadan hermetik bir sızdırmazlık oluşturabilir. Bu tür algılama elemanı tasarımında, ince film algılama elemanı ile giriş malzemesi arasındaki zayıf bağ, dayanıklılık basınç döngüsü ile erken bileşen arızasına neden olacak bir sorun olabilir. Ek olarak, ince film üretimi, maliyetli püskürtme işlemi ekipmanı ve temiz bir oda gerektirir ve bu da üretimi daha pahalı hale getirir.
Mikro-kaynaşmış Gerinim Ölçer (MSG) algılama elemanları, bir silikon gerinim ölçerin bir metal alt tabakaya (tipik olarak 17-4PH veya 316L paslanmaz çelikler) camla bağlanmasıyla yapılır. Bu substrat, bir O-ring kullanılmadan hermetik bir proses bağlantısı oluşturarak basınç portuna kaynaklanır, bu da sensöre potansiyel proses sıvısı sızıntısını önler. MSG algılama elemanları, gerinim ölçerlerin küçük boyutu nedeniyle diğer algılama elemanı teknolojilerine göre daha fazla tasarım esnekliği sağlar. Ayrıca, MSG sense elemanları, gösterge ile paslanmaz çelik bağlantı noktası arasında mükemmel cam bağına sahiptir, bu da bu tür teknolojiyi, basınç döngüsü açısından ince filmden daha dayanıklı kılar. İnce film algılama elemanları daha doğrusal bir ham çıktı sağlasa da, MSG teknolojisi kalibrasyon yoluyla sensör düzeyinde karşılaştırılabilir doğruluk sağlayabilir ve aynı veya daha iyi doğrulukla daha uygun fiyatlı bir sensör yaratabilir.
MSG teknolojisinin bir başka avantajı, ince filme kıyasla görece daha yüksek hassasiyettir (mV / V). Bu daha yüksek hassasiyet nedeniyle, basınç algılama elemanı membranı daha kalın tasarlanabilir ve bu da patlama mukavemetini artırır.
Yüksek basınç yükselmeleri ve patlama gücü
Basınç olayı bir bileşenin nominal patlama veya prova basıncını aşarsa, yüksek basınç artışları bileşen hasarına ve arızaya neden olabilir. Patlama basıncı, bir cihazın kopmadan iki dakika boyunca maruz kalabileceği maksimum basınçtır ve tipik olarak cihazın çalışma basıncı aralığının üst sınırının bir katı olarak belirtilir. Bir bileşenin nominal dayanımını ve patlama basınçlarını aşmayan tekrarlanan yüksek basınç artışları, yine de zamanla kopmaya ve hasar görmüş basınç diyaframlarına yol açarak potansiyel sensör arızasına ve sistem sızıntılarına neden olabilir.
Algılama elemanının dahili port geometrisi ve diyafram kalınlığı, bir sensörün dayanabileceği patlama basıncına katkıda bulunur. Ayrıca, basınç sensörünü tekrarlanan yüksek basınç yükselmelerinden korumak için tamponlar kullanılabilir. Snubber'lar sıvının içinden aktığı açıklığın boyutunu küçültür ve sıvı algılama elemanına çarpmadan önce basınç artışını azaltır. Örneğin, inşaat makinelerinde, büyük çatalları veya kovaları hareket ettirmek için kullanılan hidrolik, sıklıkla ani durmalara veya hareketlere neden olur veya araç hızlı bir şekilde döner. Bu durumların her birinde, sistem ve bileşenler, 10 kat patlama mukavemeti derecesinin bileşenlerin yapısal ve operasyonel bütünlüğü korumasını sağlayacağı büyük basınç artışlarına maruz kalır.
Şok ve titreşim
Hidrolik sistemler tipik olarak tümü hareket eden ve titreşim üreten pompalar, motorlar ve büyük silindirleri içerir. Ayrıca, bu sistemler genellikle daha yüksek seviyelerde şok ve titreşime neden olabilen veya maruz kalabilen daha büyük sistemlere dahil edilir. Bir bileşen, dayanması için üretildiğinin ötesinde bir seviyeye aşırı maruz kalırsa, mekanik yapı ve elektronik parçalar zarar görebilir. Arazi ekipmanları, makaslı platformlar veya forkliftler gibi ağır araç uygulamaları, özellikle şoklara ve daha yüksek titreşim seviyelerine maruz kalmaya eğilimlidir.
Mekanik şok, nakliye veya kaba kullanım gibi olaylardan bir bileşene bir enerji patlaması aktarabilen kısa, anlık bir etki iken, titreşim, motorlar gibi çalışan makinelerden meydana gelebilecek veya bir başlangıçtan kaynaklanabilecek daha sürekli bir mekanik salınımdır. şok. Basınç sensörleri genellikle hidrolik uygulamalarda ve sistemleri oluşturan mobil makine, kompresör ve motorlarda mekanik şok ve titreşime maruz kalır.
Bu uygulamalarda kullanılmak üzere bir basınç sensörü seçerken, bileşenlerin sistemin potansiyel şok ve titreşimine dayanacak şekilde derecelendirildiğinden emin olmak için tedarikçilerin sensörlerini derecelendirmek için kullandıkları test standartlarını değerlendirmek önemlidir. Çoğu zaman, basınç sensörü tedarikçileri, sensörlerinin yapabileceği mekanik şok seviyesinin bir göstergesini göstermek için sensörlerini IEC 60068-2-27 standartlarına göre test edeceklerdir. Örneğin, 500 g dakikalık bir derecelendirme sınıfının en iyisi olacaktır ve muhtemelen hidrolik uygulamalarda potansiyel hasarı ve bileşen arızasını önleyecektir.
Ek olarak, bu sistemlerdeki kompresörlerin ve motorların sık çalışması, tüm bileşenlerin uzun süre titreşime maruz kalması anlamına gelir. Daha sıkı testler ve titreşim derecelendirmeleri sunan tedarikçilerin sensörleri, sensörlerini IEC 60068-2-6'ya göre test edecektir. Bir sensörün 30 g (10… 2.000 Hz) olarak nitelendirilmesi, uygulamada daha güvenilir ve uzun ömürlü algılama çözümleri sağlayacaktır.
Elektromanyetik Uyumluluk (EMC)
Hidrolik uygulamalarda sıklıkla kullanılan yüksek güç seviyeleri ve karmaşık makineler, ekipmanın, bileşenlerin uygun şekilde derecelendirilmemesi durumunda sisteme zarar verebilecek elektromanyetik emisyonlara ve elektrostatik boşalmalara maruz kalacağı anlamına gelir. Örneğin, iyi bir toprak bağlantısına sahip olmayan bir hidrolik pompa, elektriksel gürültü veya atmosfere parazit yayabilir veya mobil bir havai çalışma platformunda, makaslı kaldırma üzerinde iyi bir toprak bağlantısı olmadan bir elektrikli kaynak makinesi kullanılabilir. Bu örneklerin her birinde, sensörün sinyalini bozabilecek yüksek bir elektromanyetik emisyon riski vardır. Bu tür senaryolarda, en az 150 V + / m'lik Gelişmiş Radyasyon Bağışıklık (EMI) derecelendirmeleri ve ± 8kV temas veya ± 15kV hava olan gelişmiş Elektrostatik Deşarj (ESD) derecelendirmeleri dahil olmak üzere sıkı EMC standartlarına sahip sensörlerin belirlenmesi, yeterli korumanın sağlanmasına yardımcı olacaktır.
Basınç Sensörlerinin Endüstriyel Uygulamalardaki Kritik İşlevleri
Makaslı Platformlarda Güvenlik
Makaslı platformlar gibi uygulamalarda, basınç sensörleri ana silindirin hidrolik basıncını kontrol etmeye yardımcı olur ve yumuşak, sabit bir sürüş için asansörü dengeler. Ek olarak, bir açı sensörü ile birleştirildiğinde, ANS192 ve EN280 güvenlik standartlarına uygun olarak bir basınç sensörü platform aşırı yük durumunu kontrol etmeye yardımcı olabilir. Bu uygulamalarda, basınç sensörünün fazlalığını dikkate almak özellikle önemlidir.
Genel anlamda enjeksiyon kalıplama makaslı platformlarda olduğu gibi aynı tip hidrolik sistemi içermesine rağmen, kullanılan sıvılar ile motor ve silindir boyutları gibi uygulamalar arasında farklılık gösteren parametreler vardır. Enjeksiyon kalıplamada, hidrolik sistem, kalıpların birbirine kenetlenirken ve birbirinden ayrılırken çalıştırılmasını kontrol eder. Basınç sensörü, genellikle, hareketin mümkün olduğunca tekrarlanabilir ve verimli olması için pompalara geri bildirim sağlayarak, kalıp çalıştırmasının hidroliği ile ilgili geri bildirimi algılar. Bir sensör arızası, kalıbın çalışmama süresine ve ürün çıktısının azalmasına neden olurken, sağlam ve yeterince derecelendirilmiş bir basınç sensörü kullanmak, zayıf enjeksiyon kalıplı parça kalitesini ve pro-uzun takım ömrünü en aza indirmeye yardımcı olabilir.
Bu temel bileşenler, ekipmanın güvenli ve verimli bir şekilde çalışmasını sağlamaya yardımcı olur - tasarım sürecindeki yanlış spesifikasyonlardan kaynaklanan bir arıza, tehlikeli çalışma koşullarına veya maliyetli arıza sürelerine yol açabilir. Tasarım mühendisleri, bu tür sistemler için basınç sensörleri seçerken hidrolik uygulamalarda sık karşılaşılan zorlukları ve algılama teknolojisi, patlama mukavemeti, şok ve titreşim ve Elektromanyetik Uyumluluk gibi temel özellikleri dikkatlice göz önünde bulundurmalıdır. Daha katı derecelendirmelere sahip bileşenlerin seçilmesi, bileşen arızalarını önlemeye yardımcı olabilir ve ekipmanın güvenliğini ve güvenilirliğini artırabilir.