Glavne razlike elektromagnetnog senzora
- elektromagnetni senzor nije osjetljiv na debljinu sloja smjese koja stvara šljaku koja pokriva površinu rastopljenog metala u CCM kalupu;
- Širina pojasa elektromagnetnog senzora značajno premašuje analogni parametar radioizotopskog senzora;
- Nivo unutrašnje buke radioizotopskog senzora je relativno visok. Njegova standardna devijacija je oko 1,5 mm. Šum senzora je jasno vidljiv kada je kalup prazan prije livenja. Stabilizacijski sistem u osnovi ne može obezbijediti stabilizacijsku grešku manju od unutrašnjeg nivoa buke senzora.
Procedura ispitivanja
Magnetna glava plejera je veoma osetljiva. Da bi se suprotstavila osjetljivosti, magnetna glava je obično uzemljena na kućište. Nemojte grubo povlačiti ili trzati senzor jer to može izvući žice iz njega. Pokušajte da pokrenete hakovani kasetofon na monitoru, kućištu ili tastaturi vašeg računara. Ako jeste, prijeđite na sljedeći korak da naučite kako snimiti zvukove koje prikupite.
Da biste snimili otkrivene zvukove, morat ćete kupiti audio razdjelnik od 5 mm za povezivanje na priključak za slušalice. Provjerite ima li vaš diktafon ulaz od 5 mm! Senzori blizine detektuju prisustvo ili odsustvo objekata koristeći elektromagnetna polja, svetlost i zvuk. Postoji mnogo tipova, od kojih je svaki pogodan za specifične aplikacije i okruženja.
Glavne metrološke karakteristike elektromagnetnog senzora (faktor konverzije i nivo metala u kalupu, pri kojem se smatra da je 100% ispunjen) postavljene su jednake odgovarajućim pokazateljima izotopskog senzora. Elektromagnetski senzor je naknadno opremljen analognim izlazom u obliku struje od 4-20 mA. Preko ovog izlaza, elektromagnetski senzor je spojen na sistem za stabilizaciju nivoa metala umjesto na senzor radioizotopa. Tokom procesa livenja, bilo je moguće promeniti senzore koji se koriste za kontrolu nivoa metala u kalupu. U svim režimima rada sistema za stabilizaciju nivoa očitavanja oba senzora su sinhrono snimana brzim digitalnim mjernim sistemom. Podaci mjerenja u obliku apsolutnih vrijednosti nivoa metala, mjerenih od gornjeg reza bakrenih ploča kalupa, izraženi u milimetrima, pohranjeni su u arhivi. Statistička obrada svih rezultata mjerenja obavljena je ujednačeno. Za obradu su korišćene EXCEL tabele u koje su uvezeni podaci iz arhiva dobijenih tokom procesa prelivanja. Za odabrane fragmente zapisa izračunata je standardna devijacija.
Ove senzori blizine aproksimacije otkrivaju željezne mete, idealno meki čelik debljine više od jednog milimetra. Sastoje se od četiri glavne komponente: feritnog jezgra sa zavojnicama, oscilatora, Schmittovog okidača i izlaznog pojačala. Oscilator stvara simetrično, oscilirajuće magnetsko polje koje zrači iz feritnog jezgra i zavojnice na površini senzora. Kada željezna meta uđe u ovo magnetsko polje, malo nezavisno električne struje koje se nazivaju vrtložnim strujama.
rezultate
23. januara 2003. godine obavljena su ispitivanja prilikom izlivanja peritektičkog čelika. Sistem za stabilizaciju nivoa metala je u početku radio sa senzorom radioizotopa, a elektromagnetski senzor nivoa bio je povezan na kraju livenja. Najbolji rezultat postignut je pri radu sa elektromagnetnim senzorom. Da bi se to postiglo, bilo je potrebno smanjiti (četiri puta u odnosu na radioizotopski senzor) vremensku konstantu niskopropusnog filtera na izlazu elektromagnetnog. U nastavku je prikazan fragment arhivskog zapisa o završetku livenja. Signal izotopskog senzora je prikazan kao crna linija, a signal elektromagnetnog senzora je prikazan kao siva linija.
To mijenja otpor magnetskog kola, što zauzvrat smanjuje amplitudu oscilacija. Kako više metala ulazi u senzorno polje, amplituda oscilacija se smanjuje i na kraju kolabira. Schmitt okidač reagira na ove promjene amplitude i prilagođava izlaz senzora. Kada se cilj konačno pomakne izvan dometa senzora, kolo počinje ponovo oscilirati i Schmitt okidač vraća senzor na prethodni izlaz.
Ako senzor ima normalno otvorenu konfiguraciju, njegov izlaz je signal uključenosti kada cilj uđe u zonu senzora. U normalnom zatvaranju, njegov izlaz je signal isključenja s prisutnom metom. Njihove brzine variraju od 10 do 20 Hz in naizmjenična struja ili 500 Hz do 5 kHz in DC. Zbog ograničenja magnetsko polje induktivni senzori imaju relativno uzak raspon osjetljivosti od frakcija od milimetra do 60 mm u prosjeku, iako su dostupni i veći specijalni proizvodi.
Standardna devijacija nivoa metala u kalupu, mjerena elektromagnetnim senzorom nivoa, u navedenom vremenskom intervalu je manja od 1 mm. Sličan signalni parametar radioizotopskog senzora u istom vremenskom intervalu neznatno prelazi 2 mm. U prikazanom fragmentu jasno su vidljivi momenti dovoda smjese koja stvara šljaku u kalup. Nakon što se unese mješavina koja stvara trosku, izlazni signal izotopskog senzora naglo raste, a zatim polako opada kako se troši.
Geometrijski i montažni stilovi dostupni su u oklopljenom, nezaštićenom, cevastom i pravougaonom "ravnom pakovanju" kako bi se obezbedile male udaljenosti unutar uskih granica industrijske opreme. Cjevasti senzori su daleko najpopularniji, s promjerom od 3 mm do 40 mm.
Ali koji induktivni senzori nemaju domet, oni predstavljaju prilagodljivost okruženje i svestranost. Bez pokretnih dijelova, pravilno podešavanje garantira dug vijek trajanja. Treba napomenuti da metalni zagađivači ponekad ometaju performanse senzora.
Sljedeća slika prikazuje fragment implementacije od 20 sekundi. Signal Berthold senzora je prikazan crnom bojom, signal senzora TECHNOAP (TA) je prikazan sivom bojom. U to vrijeme nivo se kontrolirao preko TECHNOAP senzora.
Takvi sistemi su najčešći. Elektromagnetski senzori se mogu koristiti za određivanje položaja spoja bez reznih rubova, ruba gornjeg lista preklopnog spoja, zakošenih ivica; izmjeriti udaljenost do površine elemenata koji se zavaruju, širinu razmaka, veličinu viška rubova; za određivanje položaja početka i kraja zavarenog proizvoda ili kvačica.
Kapacitivni senzori blizine mogu detektovati i metalne i nemetalne mete u prahu, granulama, tečnom i čvrstom obliku. Ovo, zajedno sa njihovom sposobnošću da čitaju obojene materijale, čini ih idealnim za posmatranje stakla, detekciju nivoa tečnosti u rezervoaru i prepoznavanje nivoa praha u kanti.
Kod kapacitivnih senzora, dvije provodne ploče su postavljene u senzorsku glavu i postavljene da djeluju kao otvoreni kondenzator. Vazduh deluje kao izolator; u mirovanju postoji mali kapacitet između dvije ploče. Poput induktivnih pikapova, ove ploče su povezane na oscilator, Schmittov okidač i izlazno pojačalo. Kada cilj uđe u zonu sondiranja, kapacitivnost dvije ploče se povećava, uzrokujući promjenu amplitude oscilatora, mijenjajući stanje Schmittovog okidača i stvarajući izlazni signal.
Odabirom različitih položaja senzora u odnosu na površine elemenata koji se zavaruju, ovi senzori se mogu koristiti u zavarivanju različita jedinjenja(Slika 4.34).
Najjednostavniji elektromagnetski senzor sastoji se od magnetnog sistema u obliku slova W i tri namotaja (slika 4.35, a). Namotaj 2, koji se nalazi na srednjem štapu, napaja se izvorom struje visoke frekvencije. Naizmjenično magnetsko polje koje stvara namotaj inducira vrtložne struje u radnom komadu koji se zavariva. Neprovodni jaz između dijelova dijeli vrtložne struje u dva kruga (slika 4.35, b). Rezultirajuće magnetsko polje senzora stvara ne samo struja koja teče u namotu 2, već i vrtložne struje.
Obratite pažnju na razliku između induktivnih i kapacitivnih senzora: induktivni senzori osciliraju dok cilj nije prisutan, a kapacitivni senzori će oscilirati kada je meta prisutna. Dostupne su mnoge vrste stanovanja; ukupni prečnici se kreću od 12 do 60 mm u opcijama oklopljene i neoklopljene montaže. Kućište je robusno, što omogućava da se instalira veoma blizu procesa koji se kontroliše. Ako senzor ima normalno otvorene i normalno zatvorene opcije, smatra se da ima slobodan izlaz.
Zbog svoje sposobnosti da detektuju većinu vrsta materijala, kapacitivni senzori se moraju držati podalje od neciljanih materijala kako bi se izbjegle lažne uzbune. Iz tog razloga, ako ciljana meta sadrži željezni materijal, induktivni senzor je pouzdanija opcija.
Kada je jaz simetričan u odnosu na senzor, konture vrtložne struje su jednake, simetrične i I 1 =I 2 . Shodno tome, magnetni tokovi F 1 i F 2 i njima indukovana EMF u mernim namotajima 1 i 3 su jednaki. Kada su namotaji 1 i 3 uključeni u suprotnom smeru, EMF indukovana u njima se kompenzuje, a signal na izlazu senzora je nula.
Fotoelektrični senzori su toliko raznovrsni da rješavaju većinu problema povezanih s industrijskim senzorima. Razvrstano prema metodi u kojoj se svjetlost emituje i dostavlja prijemniku, postoji mnogo fotonaponskih konfiguracija. Međutim, svi fotoelektrični senzori se sastoje od nekoliko osnovnih komponenti: svaka ima izvor emitera, fotodiodu ili fototranzistorski prijemnik za detekciju emitirane svjetlosti i pomoćnu elektroniku dizajniranu da pojača signal prijemnika.
Emiter, koji se ponekad naziva i pošiljatelj, prenosi snop vidljive ili infracrvene svjetlosti do prijemnika za detekciju. Svi fotoelektrični senzori rade na sličnim principima. Ako je izlaz napravljen u nedostatku svjetla, senzor je taman. Izlaz iz primljenog svjetla i svijetli.
a - kolo senzora; b, c - simetričan i asimetričan raspored vrtložnih struja u odnosu na spoj; 1, 3 - mjerni namotaji; 2 - pobudni namotaj; F 1 , F 2 - magnetni fluksovi; I 1, I 2 - vrtložne struje; Ε - EMF
Slika 4.35 - Princip rada elektromagnetnog senzora
S asimetričnom lokacijom senzora u odnosu na spoj (slika 4.35, c), krugovi vrtložnih struja su različite struje I 1 i Ι 2. To dovodi do narušavanja jednakosti magnetnih tokova F 1 i F 2 i pojave EMF E na izlazu senzora, signalizirajući odstupanje prosječne ravni senzora od ravni spoja. Smjer odstupanja senzora od spoja može se vidjeti iz faznog pomaka EMF-a u odnosu na struju koja teče u namotu 2. Kada se smjer odstupanja obrne, fazni pomak EMF-a se mijenja za 180°.
U svakom slučaju, potrebna je odluka o uključivanju ili zatamnjivanju prije kupovine ako senzor nije podesiv korisniku. Najpouzdaniji fotoelektrični senzori su senzori snopa. Emiter koji emituje iz prijemnika odvojeno kućište obezbeđuje stalan snop svetlosti; detekcija se dešava kada objekat koji prolazi između njih razbije snop. Uprkos svojoj pouzdanosti, prolazni snop je najmanje popularna fotonaponska instalacija. Kupovina, montaža i poravnanje.
Emiter i prijemnik na dvije suprotne lokacije, koje mogu biti udaljene jedna od druge, skupe su i radno intenzivni. Sa novorazvijenim dizajnom. Novi modeli emitera laserske diode mogu odašiljati dobro kolimirani snop od 60m radi poboljšane preciznosti i detekcije. Na ovim udaljenostima, neki laserski senzori snopa mogu otkriti objekt veličine muhe; na blizinu, koja postaje 01 mm.
Elektromagnetski senzori se najčešće koriste za određivanje položaja spoja pri zavarivanju čeonih spojeva bez reznih rubova.
Na izlaz senzora utiču koordinate šava; odstupanja geometrijskih parametara spoja pripremljenog za zavarivanje; kvalitet pripreme izratka; razlike u električnim i magnetskim svojstvima materijala obratka uzrokovane promjenama hemijski sastav i uslove preliminarne mašinska obrada; okolišne i procesne karakteristike.
Ali dok ovi laserski senzori poboljšavaju preciznost, brzina odgovora je ista kao kod nelaserskih senzora - obično oko 500 Hz. Jedna od jedinstvenih mogućnosti za fotoćelije kroz snop svjetlosti je efikasno otkrivanje u prisustvu gustih zagađivača zraka. Ako se zagađivači nakupljaju direktno na predajniku ili prijemniku, postoji veća šansa za lažni alarm. Međutim, neki proizvođači sada uključuju alarme u krug senzora koji kontroliraju količinu svjetlosti koja pada na prijemnik.
Prilikom zavarivanja sučeonih zavara, na izlazni signal senzora značajno utječe međusobni višak rubova. Da bi se smanjila greška senzora koja se javlja kada su ivice prekoračene, koriste se različite metode kompenzacije kola i dizajna. Jedan od njih se zasniva na razlici u fazi signala primljenog od senzora ako je pomaknut u odnosu na spoj u odsustvu ili prisustvu viška ivica. Za kompenzaciju prekoračenja, faza referentnog signala primijenjenog na fazni detektor je odabrana tako da se razlikuje za 90° od fazne komponente izlaznog signala senzora uzrokovane prekoračenjem ruba. U ovom slučaju, izlazni signal senzora je praktički nezavisan od veličine viška ruba.
Poprečni fotoelektrični senzori imaju komercijalne i industrijska primjena. Na primjer, kod kuće otkrivaju prepreke na putu do garažnih vrata; senzori su spasili mnoge bicikle i automobile od razbijanja. S druge strane, objekti na industrijskim transporterima mogu se detektovati negdje između emitera i prijemnika ako između nadziranih objekata postoje praznine, a svjetlo senzora ih ne "otjera".
Radeći slično kao i senzori za prolazni snop, koji ne postižu iste udaljenosti senzora, izlaz se događa kada je konstantni snop prekinut. Ali umjesto odvojenih kućišta za predajnik i prijemnik, oba su smještena u istom kućištu, okrenuta u istom smjeru. Emiter stvara laserski, infracrveni ili vidljivi snop svjetlosti i usmjerava ga na posebno dizajnirani reflektor, koji zatim odbija snop natrag do prijemnika.
AT poslednjih godina pojavljuju se sistemi sa skenirajućim elektromagnetnim senzorima koji (u kombinaciji sa obradom senzorskog signala pomoću kompjuterske tehnologije) omogućavaju proširenje mogućnosti metode elektromagnetnog mjerenja.
Frekvencija napona napajanja uzbudnog namotaja elektromagnetnih senzora može biti od jednog do nekoliko desetina kiloherca. Ovo omogućava minimiziranje uticaja na izlazni signal (senzor) elektromagnetnih polja industrijske frekvencije i omogućava da senzori rade na magnetnim i nemagnetnim materijalima.
Detekcija se dešava kada je put svetlosti prekinut ili na drugi način poremećen. Jedan od razloga za korištenje reflektivnog senzora iznad senzora kroz snop je pogodnost jedne lokacije ožičenja; suprotna strana zahtijeva samo pričvršćivanje reflektora. Ovo rezultira velikim uštedama u dijelu i vremenu. Međutim, vrlo sjajni ili reflektirajući predmeti kao što su ogledala, plastične limenke i kutije predstavljaju problem za reflektirajuće fotoelektrične senzore.
Ove mete ponekad reflektiraju dovoljno svjetla da zavaraju prijemnik da misli da snop nije prekinut, što uzrokuje pogrešne izlaze. Kao i kod reflektirajućih senzora, difuzni senzori i prijemnici su smješteni u istom kućištu. Ali meta djeluje kao reflektor, tako da se detekcija svjetlosti reflektuje sa udaljenosti.
Za realizaciju zadataka geometrijske i tehnološke adaptacije aparata i robota za zavarivanje, uz rješavanje problema orijentacije alata za zavarivanje na spoj, potrebno je i pribaviti podatke o geometrijskim parametrima spoja. Za rješavanje ovih problema omogućava diferencijalni elektromagnetski senzor, koji se sastoji od dvije paralelne šipke pravokutne feritne jezgre 1 (slika 4.36). Na krajevima jezgara namotana je jedna sekcija namotaja generatora 2, spojena u seriju suprotno od generatora sinusoidnog visokofrekventnog napona U na. Izmjenični magnetski tok koji oni stvaraju u magnetskim krugovima ima suprotan smjer. Indikatorski namotaji 4 i 5 su pričvršćeni koaksijalno između polova magnetskog kruga koji se nalazi iznad zavarenog spoja. Na donjim krajevima feritnog jezgra namotana su još dva indikatorska namotaja 3 i 6. Os senzora je okomita na ravan spoja koji čine dijelovi.
Emiter šalje snop svjetlosti koji se raspršuje u svim smjerovima, ispunjavajući područje detekcije. Meta tada ulazi u područje i odbija dio zraka natrag do prijemnika. Detekcija se javlja i izlaz se uključuje ili isključuje kada dovoljno svjetla pogodi prijemnik.
Difuzni senzori se mogu naći na javnim sudoperima gdje kontroliraju automatske slavine. Ruke ispod glave za prskanje djeluju kao deflektor, uzrokujući otvaranje ventila za vodu. Budući da je meta reflektor, difuznim fotoelektričnim senzorima često dominiraju svojstva materijala i površine mete; nereflektirajuća meta kao što je mat crni papir imat će znatno smanjen raspon osjetljivosti u poređenju sa svijetlo bijelom metom.
1 - jezgro; 2 - generatorski (uzbudljivi) kalem; 3-6 - zavojnice indikatora; 7 - neravne ivice; a je rastojanje između ivica; h je udaljenost od senzora do spoja; Δχ - pomak spoja u odnosu na os senzora; DA - višak rubova; U on - referentni napon; U 1 - U 6 - napon na zavojnicama
Ali ono što se čini kao nedostatak "na površini" zapravo može biti korisno. Budući da difuzni senzori donekle ovise o boji, neke su verzije prikladne za razlikovanje tamnih i svijetlih meta u aplikacijama koje zahtijevaju sortiranje ili kontrolu kvalitete kontrastom. Kada se za ugradnju koristi samo sam senzor, difuzna instalacija senzora je obično lakša nego kod prolaznih i reflektirajućih tipova. Osetljivo odstupanje udaljenosti i lažno pozitivnih, uzrokovan reflektirajućim pozadinama, doveo je do razvoja difuznih senzora koji fokusiraju; oni "vide" mete i ignorišu pozadinu.
Slika 4.36 - Šema elektromagnetnog diferencijalnog senzora položaja zavarenog spoja
U nedostatku proizvoda, magnetni tok koji stvara zavojnica 2 zatvara se kroz zračni raspor na polovima magnetnih kola, formirajući zatvoreni krug. Različiti signali kalemova indikatora EMF 4, 5 i 3, 6 jednaki su nuli. Magnetski fluks u senzoru može se podijeliti na dva fluksa zavisna jedan o drugom: glavni fluks, koji se zatvara duž cijele konture između krajeva magnetnih jezgri, i fluks curenja, koji je koncentriran uglavnom između unutrašnjih strana na stubovi. Kada se proizvod sa spojem uvede ispod senzora, glavni tok sa kraja ulazi u metal i izaziva vrtložne tokove u njemu, koji stvaraju suprotni (demagnetizirajući) magnetni tok. Dakle, glavni tok sa krajeva magnetnih kola je inverzna funkcija demagnetizirajućeg toka vrtložnih tokova, a protok curenja sa unutrašnjih strana je direktna funkcija. Ako se os senzora nalazi u ravnini spoja, tada su diferencijalni signali zavojnica indikatora 4, 5 i 3, 6 jednaki nuli. Pomicanje spoja Δχ iz ravni simetrije senzora dovodi do preraspodjele demagnetizirajućeg djelovanja ploča ispod polova magnetskih kola i stoga se mijenja glavni tok curenja (njihove promjene su bipolarne). Tok magnetskog kola, prema kojem se spoj pomiče, doživjet će veću demagnetizaciju zbog veće koncentracije vrtložnih tokova ispod njega. Diferencijalni signali će se pojaviti na indikatorskim zavojnicama 4, 5 i 3, 6.
