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Comparaison de technologie de capteur de position pour le retour de cylindre hydraulique

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À mesure que la demande du contrôle et de la fonctionnalité accrus a augmenté au cours des années, la sonde a équipé des cylindres deviennent plus importante dans les mondes d'industrie lourde, sous-marins et mobiles d'équipement.

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Les capteurs de retour de position pour les cylindres hydrauliques ou pneumatiques ont les la plupart utilisées généralement de trois technologies : Résistance magnétostrictive (MLDTs) et variable (pots), et capteurs variables d'inductance (LVITs). Tandis que d'autres technologies des sondes ont été de temps en temps employées dans cette application, ici nous comparerons ces trois technologies le plus populairement utilisées. Finalement, un utilisateur ou un intégrateur de systèmes doit déterminer les conditions de l'application et que le meilleur de technologie le satisfait sur un coût installé total contre la base de représentation. Les forces et les faiblesses de la résistance magnétostrictive et variable et les capteurs variables d'inductance sont examinés ci-dessous, avec un diagramme pour des comparaisons de caractéristique-par-caractéristique.

D'abord, un point à noter est que toutes ces trois technologies de détection communes utilisent une longue sonde qui avance à un trou borgne profond et de faible diamètre arme à feu-foré dans l'extrémité interne de la tige de cylindre.

La technologie magnétostrictive a traditionnellement été la technologie préférée pour l'usage dans les applications de grande précision. Ces capteurs, ont souvent appelé LDTs ou MLDTs, incorporent une sonde tubulaire d'acier inoxydable et une assemblée à un aimant permanent toroïdale courte autour de elle qui est installée dans un renfoncement contre-alésé dans le piston. Le paquet le plus commun filète le logement de l'électronique des capteurs dans un port de joint circulaire derrière un cylindre, avec la longue sonde mince insérée dans le trou de la tige.

Cette technologie emploie « période le principe de vol » de déterminer la position de l'aimant avec le temps de réponse très de grande précision et modéré. En fonction, l'aimant est utilisé pour refléter une impulsion mécanique de torsion transmise le long d'un fil spécial appelé un guide d'ondes à l'intérieur de la sonde. Typiquement chaque fabricant magnétostrictif de capteur a leur propre style d'aimant avec les éléments de montage uniques comme le nombre de trous, de modèle de trou, etc.

Les capteurs magnétostrictifs peuvent consommer juste ce qu'il faut de puissance et ne sont pas les capteurs le plus mécaniquement rocailleux. Ils offrent la représentation électrique au-dessus de la robustesse mécanique, parce qu'ils rencontrent souvent des questions de choc et de vibration. Cependant, même avec ces inconvénients potentiels mécaniquement, le paquet d'un capteur de position magnétostrictif est fait sur mesure pour l'usage port-monté de dans-cylindre.

Comparaison de la détection de position technologie-pour-hydraulique de cylindre de capteur

Des capteurs de type potentiomètre de résistance variable, généralement appelés les pots, sont habituellement choisis où le coût d'achat est un conducteur et de grande précision n'est pas primordial. Un pot de résistance est habituellement enfoncé dans le chapeau de l'extrémité arrière du cylindre, par opposition au support gauche d'un capteur magnétostrictif. Il utilise un transporteur rond isolé attaché à l'extrémité interne de la tige arme à feu-forée de cylindre soutenant un essuie-glace électriquement conducteur qui entre en contact avec la surface d'une sonde en plastique partiellement conductrice. Comme l'essuie-glace se déplace le long de cet élément en plastique, ses changements de résistance d'une mode linéaire, le rendant assez facile de déterminer la position du transporteur et, ainsi, la position de la tige.

Des pots ont été vus comme bonne solution de mesure de position pour l'usage dans des cylindres en raison de leur rugosité, rapport de la longueur de la course favorable, et de leur grande sortie analogue de tension CC, qui est un grand pourcentage de la tension d'entrée.

L'inconvénient principal dans des pots de résistance est wearout, particulièrement si le cylindre est actionné à une haute fréquence, ou même d'une manière primordiale, a hésité au-dessus d'un à courte portée pour améliorer les caractéristiques de dynamique de système. Depuis la résistance un pot est enfoncé dans le cylindre, le remplacement d'un pot usé de sortie peut être très long et cher, et pourrait même avoir comme conséquence le besoin de cylindre complètement nouveau.

Des capteurs de position variables linéaires du transducteur d'inductance (LVIT) ont été utilisés dans l'industrie de cylindre mais n'ont pas eu la reconnaissance à l'échelle industrielle des capteurs ou des potentiomètres magnétostrictifs de résistance. Cette technologie de non contact a beaucoup d'avantages significatifs par rapport aux potentiomètres de résistance concernant la durée de vie du produit et la fiabilité à long terme, et habituellement peut concurrencer favorablement la représentation des capteurs magnétostrictifs en termes de linéarités, résolution et réponse en fr3quence, mais sensiblement à un plus peu coûteux. Également important est le fait que les transducteurs variables d'inductance puissent résister à des chocs et à une vibration beaucoup plus grands, comme ceux généralement trouvés dans la transmission d'énergie par fluide industrielle lourde et les applications mobiles d'équipement.

Les capteurs de LVIT couvrent la position de compromis entre le de plus haut niveau de la représentation et la flexibilité de montage gauche externe liée à un capteur magnétostrictif et au prix de rugosité et inférieur meilleur d'un potentiomètre incorporé de résistance. Ces capteurs fonctionnent en mesurant la fréquence de résonance d'un circuit d'oscillateur d'une sonde inductive dont l'inductance est variée par la position de la tige arme à feu-forée conductrice au-dessus de lui, utilisant l'électronique intégrée. Typiquement offert dans les gammes complètes de 4 à 36 po. (100 les paquets port-montés et inclus de 900 millimètres), sont disponibles, avec des arrêts de connecteur et de câble. Les capteurs de LVIT offrent une tension CC analogue ou la sortie actuelle, avec quelques types de sortie numérique disponibles pour des applications d'OEM. Le capteur de LVIT présente une solution sans contact qui n'exige pas un aimant d'anneau. En fait, si un capteur de LVIT étaient installés pour remplacer un capteur magnétostrictif existant, l'aimant peut être laissé en place dans l'embout à rotule de cylindre sans interférer l'opération de base du capteur.

Au cours des dernières années, les conditions pour les cylindres équipés pour des applications sous-marines ont considérablement augmenté. Des capteurs de LVIT sont offerts dans une version autoclavée qui permet à un utilisateur d'installer le capteur et le cylindre dans les environnements sous-marins sur des profondeurs de 10 000 pi (3 000 m), avec 3 000 psig de pression interne.

Le calibrage de champ à distance est une fonctionnalité standard offerte sur beaucoup de capteurs variables d'inductance. Cette caractéristique permet à un utilisateur de mesurer la sortie du capteur après qu'elle soit installée sur le cylindre. Avec un processus simple pour placer les points zéro et complets de sortie, le capteur donnera la sortie complète désirée sur sa gamme nouvellement réglée, ainsi il n'est plus nécessaire de mesurer l'unité dans le système de contrôle associé.

Dans une application relative de transmission d'énergie par fluide, bien que n'impliquant pas les cylindres hydrauliques, le retour de position de bobine sentant dans des valves hydrauliques à deux étages est souvent fait avec de la pression a scellé LVDT. Un capteur à courte portée de LVIT avec sa sonde inductive simple insérée dans un trou borgne à la fin de la bobine principale est souvent une installation plus facile que le LVDT qui exige d'un tube d'isolement d'isoler le noyau de la pression pilote de la valve, et l'électronique externe pour actionner le LVDT.

Là où il restent beaucoup d'applications de transmission d'énergie par fluide où les potentiomètres de résistance et les capteurs magnétostrictifs sont une bonne solution, ces applications tendent à tomber à l'un ou l'autre de côté d'une courbe de cloche. Les avancements électroniques récents et la flexibilité des designs d'emballage rendent LVIT les capteurs variables d'inductance très rentables pour des applications de dans-cylindre de courant principal, particulièrement ceux qui tendent à être près de la crête de cette courbe de cloche.