Newsletter WObit

Produkcja indukcyjnych czujników przemysłowych do pomiaru drogi po wielu latach doświadczeń owocuje kompetencjami w zakresie dostosowywania niezawodności i ceny, do potrzeb klientów korporacyjnych również w innych dziedzinach jak np. produkcji pojazdów i sprzętu masowego użytku.

Ustalenie pozycji tłoka w zamkniętej pętli poprawia wydajność zaworów hydraulicznych
W napędach servo i hydraulicznych proporcjonalne zawory są wykorzystywane do kontroli przepływu oleju hydraulicznego poprzez tłoki. Czujniki przemieszczeń mogą zostać zintegrowane z zaworami w celu zapewnienia kontroli ruchu, a co za tym idzie, właściwego dozowania oleju.

Producent napędów hydraulicznych i zaworów firma Moog zlokalizowana w Niemczech, wykorzystuje sprzężenie zwrotne zamkniętej pętli stosując indukcyjny czujnik przemieszczeń firmy Micro-Epsilon, w celu otrzymania informacji dotyczącej dokładnej pozycji tłoka kontrolnego na jego proporcjonalnym zaworze.

Celem rozwiązania z wykorzystaniem czujnika Micro-Epsilon i pierwszoplanową przyczyną, z powodu, której Moog zdecydował się współpracować z opisywaną firmą, była zdolność Micro-Epsilon do wynalezienia przystosowanego rdzenia i wyprodukowania go łącznie z osprzętem, po niskich kosztach, wykorzystując możliwość wyprodukowania dużych ilości w oddziale Micro-Epsilon o nazwie Micro Sensor, który znajduje się w Czechach.

Opisywana jednostka posiada zdolność wyprodukowania do 1 miliona czujników rocznie wykorzystując w pełni zautomatyzowane nawijanie, produkcję i techniki składania. Zdaniem Chris’a Jones’a zarządzającego dyrektora Micro-Epsilon w Wielkiej Brytanii: „Umożliwia to powstanie produktu w ilości 20 tys. sztuk rocznie, które mogą być sprzedane za cenę 15 euro, co jest bardzo niskim kosztem za ten poziom dokładności i precyzji.”

Guenther Schallmoser, manager do spraw sprzedaży OEM Micro-Epsilon w Niemczech wyjaśnia: „Moog musi poprawnie mierzyć i monitorować dokładną pozycję tłoka (lub szpuli) we własnym serwie i proporcjonalnych zaworach. Tłok kontroluje przepływ oleju do cylindrów hydraulicznych. W trakcie ruchu tłoka w tył i w przód otwory wywiercone w zaworach są odkrywane i zakrywane.
„Tłok jest poruszany przez silnik liniowy, dlatego czujniki, które dostarczyliśmy musiały posiadać wysoką rozdzielczość i precyzję, być bezkontaktowe i dynamicznie mierzyć pozycję tłoka.„

W ukończonym projekcie indukcyjny czujnik przemieszczeń (LVDT induSENSOR) firmy Micro-Epsilon został umieszczony na komorze ciśnieniowej, poza sekcją zaworu Moog’a znajdującą się pod ciśnieniem, co również wpłynęło na niski koszt prezentowanego rozwiązania.

Schallmoser skomentował: „W komorze ciśnieniowej znajduje się poruszający rdzeń, który jest na stałe połączony z kontrolnym tłokiem. Opisywany rdzeń zachowuje się jak pasywny przekaźnik pozycji, posiada wiele technicznych korzyści. Po pierwsze, pomiar wykonywany jest bezkontaktowo, więc nie występuje zużycie. Po drugie, czujnik nie jest wystawiony na działanie ciśnienia i dlatego został skonstruowany z efektywnego kosztowo inżynieryjnego polimeru, który jest odporny na temperatury do 100 stopni Celsjusza. Dostarczyliśmy również specjalny płaski kabel.”

Czujniki z serii induSENSOR działają zgodnie z metodą LVDT (linear variable differential transformer) i zawierają pierwotne i wtórne uzwojenie ze wspólnym ruchomym, magnetycznym rdzeniem. Elektronika oscylatora wzbudza pierwotne uzwojenie za pomocą prądu przemiennego o stałej częstotliwości. W wyniku tego prąd przemienny jest indukowany w obydwu wtórnych uzwojeniach z amplitudą zależną od pozycji rdzenia. Przemieszczenie rdzenia powoduje wzrost napięcia w jednym wtórnym uzwojeniu oraz jego obniżenie w przeciwnym. Różnica pomiędzy dwoma wtórnymi napięciami jest proporcjonalna do przemieszczenia.

Czujnik przemieszczeń firmy Micro-Epsilon działa z wykorzystaniem swobodnie poruszającego się suwaka bez jakiegokolwiek mechanicznego kontaktu z czujnikiem. Suwak musi zostać przymocowany do celu za pomocą gwintu mocującego. Tak samo jak z zaworami hydraulicznymi, ten typ czujników wykorzystywany jest do pomiaru i monitorowania ruchu, przemieszczenia, pozycji, skoku, ugięcia, przemieszczenia w maszynach, pojazdach i innym wyposażeniu przemysłowym.

Czujniki indukcyjne w sprzęcie AGD
Przemysł nie jest jednak jedynym odbiorcą takich czujników. Czujniki indukcyjne z powodzeniem stosowane są w obszarach sprzętu powszechnego użytku, gdzie cena jest dominującym czynnikiem obok niezawodności i odporności na wpływy środowiskowe. Czujniki do pralek produkowane są masowo po dopasowaniu konstrukcji czujnika do konstrukcji amortyzatora pralki. Czujniki te pozwalają na pomiar ilości załadowanej masy prania, na przeciwdziałanie drganiom bębna. 

Czujniki testowane są w sposób zautomatyzowany. Zautomatyzowane urządzenie bada jakość i parametry uzwojonych cewek czujnika dzięki czemu producent pralki uzyskuje pewność co do jakości produktu finalnego.

Pokazanie drogi rozwoju konstrukcji czujnika na przykładzie zastosowania w pralce pozwala na uzmysłowienie konstruktorom końcowego produktu jak ścisłej współpracy pomiędzy dostawcą czujnika a producentem wyrobu finalnego wymaga doskonalenie produktu. Czasami zadanie prawie nierealne na początku drogi wdrożenia ( kilkudziesięciokrotne zredukowanie ceny jednostkowej czujnika) staje się możliwe dzięki przekonstruowaniu rozwiązania z wykorzystaniem wieloletniej wiedzy i doświadczeń producenta a także ścisłej współpracy z klientem i wzajemnemu zrozumieniu potrzeb.