من به عنوان یک تأمین کننده شافت ، این افتخار را داشتم که با صنایع مختلفی که به اندازه گیری دقیق سرعت شافت متکی هستند ، همکاری نزدیکی داشته باشم. سنسورهای سرعت شفت نقش مهمی در این برنامه ها دارند و از عملکرد کارآمد و ایمن ماشین آلات اطمینان می دهند. در این پست وبلاگ ، انواع مختلف سنسورهای سرعت شفت ، اصول کار آنها و کاربردهای آنها را کشف می کنم.
1. سنسورهای وانت مغناطیسی
سنسورهای وانت مغناطیسی یکی از متداول ترین انواع سنسورهای سرعت شفت هستند. آنها بر اساس اصل القاء الکترومغناطیسی کار می کنند. یک سنسور وانت مغناطیسی از یک آهنربای دائمی و یک سیم پیچ تشکیل شده است. هنگامی که یک هدف فرومغناطیسی (مانند دندان دنده) از کنار سنسور عبور می کند ، میدان مغناطیسی را مختل می کند و باعث ایجاد ولتاژ الکتریکی در سیم پیچ می شود. فرکانس ولتاژ ناشی از آن به طور مستقیم با سرعت چرخش شافت متناسب است.
اصل کار
با چرخش شافت ، دندانهای دنده یا هدف فرومغناطیسی از میدان مغناطیسی سنسور عبور می کند. هر بار که دندان عبور می کند ، باعث تغییر در شار مغناطیسی می شود که به نوبه خود پالس الکتریکی در سیم پیچ ایجاد می کند. با شمارش این پالس ها در یک دوره خاص ، سرعت چرخش شافت را می توان به طور دقیق تعیین کرد.
مزایا
- ساده و قوی: سنسورهای وانت مغناطیسی از نظر طراحی نسبتاً ساده هستند و به دلیل دوام آنها شناخته شده است. آنها می توانند در برابر محیط های سخت ، از جمله درجه حرارت بالا ، ارتعاشات و گرد و غبار مقاومت کنند.
- هزینه - مؤثر: آنها به طور کلی در مقایسه با برخی دیگر از سنسورهای سرعت مقرون به صرفه تر هستند و آنها را برای بسیاری از کاربردهای صنعتی انتخابی محبوب می کنند.
معایب
- حساسیت محدود: آنها ممکن است با سرعت کم حساسیت محدودی داشته باشند ، زیرا ولتاژ ناشی از آن می تواند بسیار اندک باشد.
- به هدف فرومغناطیسی نیاز دارد: یک هدف فرومغناطیسی برای کار سنسور ضروری است ، که ممکن است کاربرد آن را در برخی از مواد شفت غیر فرومغناطیسی محدود کند.
برنامه
سنسورهای وانت مغناطیسی برای اندازه گیری سرعت میل لنگ و میل لنگ به طور گسترده ای در موتورهای خودرو استفاده می شوند. آنها همچنین در ماشین آلات صنعتی مانند سیستم های نقاله ، پمپ ها و کمپرسورها برای نظارت بر سرعت شافت استفاده می شوند.
2. سالن - سنسورهای اثر
سنسورهای تالار - اثر دیگر نوع محبوب سنسور سرعت شافت است. آنها بر اساس اثر سالن ساخته شده اند ، که در سال 1879 توسط هال ادوین کشف شد. یک سنسور اثر سالن شامل یک ماده نیمه هادی نازک است که از طریق آن جریان می یابد. هنگامی که یک میدان مغناطیسی عمود بر جریان جریان اعمال می شود ، ولتاژ در سراسر نیمه هادی ، معروف به ولتاژ سالن ایجاد می شود.
اصل کار
در یک برنامه اندازه گیری سرعت شافت ، یک آهنربا به شافت چرخان وصل می شود. با چرخش شافت ، میدان مغناطیسی آهنربا از سنسور اثر عبور می کند. سنسور تغییر در میدان مغناطیسی را تشخیص داده و سیگنال الکتریکی مربوطه را تولید می کند. فرکانس این سیگنال متناسب با سرعت چرخش شافت است.
مزایا
- حساسیت بالا: سالن - سنسورهای اثر می توانند اندازه گیری سرعت دقیق حتی با سرعت کم را ارائه دهند.
- عملکرد غیر تماس با ما: آنها نیازی به تماس فیزیکی با شافت چرخان ندارند که باعث کاهش سایش و پارگی می شود و طول عمر سنسور را افزایش می دهد.
- مصونیت از عوامل محیطی: آنها در مقایسه با برخی دیگر از سنسورها تحت تأثیر گرد و غبار ، خاک و روغن قرار می گیرند.
معایب
- تداخل مغناطیسی: آنها می توانند تحت تأثیر میدان های مغناطیسی خارجی قرار بگیرند که ممکن است منجر به اندازه گیری های نادرست شود.
- هزینه: آنها به طور کلی گران تر از سنسورهای وانت مغناطیسی هستند.
برنامه
سنسورهای تالار معمولاً در برنامه های کاربردی خودرو مانند سیستم های ترمز ضد قفل (ABS) و سیستم های تزریق سوخت الکترونیکی استفاده می شوند. آنها همچنین در رباتیک ، هوافضا و اتوماسیون صنعتی برای نظارت بر سرعت شافت استفاده می شوند.
3. رمزگذارهای نوری
رمزگذارهای نوری سنسورهای دقیق هستند که از نور برای اندازه گیری سرعت شافت استفاده می کنند. آنها از یک منبع نور ، یک دیسک چرخان با الگوهای (یا بازتابنده یا انتقال دهنده) و یک نوری ساز تشکیل شده اند.
اصل کار
در یک رمزگذار نوری انتقال دهنده ، منبع نور از طریق دیسک چرخان نور ساطع می کند. دیسک الگوی مناطق مات و شفاف دارد. با چرخش دیسک ، نوری که از مناطق شفاف عبور می کند توسط فوتودکتور ، که یک سیگنال الکتریکی ایجاد می کند ، تشخیص داده می شود. الگوی روی دیسک به گونه ای طراحی شده است که تعداد پالس های تولید شده در هر انقلاب شناخته شده باشد. با شمارش این پالس ها در یک دوره خاص ، می توان سرعت چرخش شافت را محاسبه کرد.
در یک رمزگذار نوری بازتابی ، نور از منبع از دیسک چرخان منعکس می شود. دیسک دارای الگوی مناطق بازتابنده و غیر بازتابنده است. فوتودکتور نور منعکس شده را تشخیص می دهد و بر این اساس سیگنال الکتریکی تولید می کند.
مزایا
- با دقت بالا: رمزگذارهای نوری می توانند اندازه گیری سرعت وضوح بسیار بالایی را ارائه دهند و آنها را برای برنامه هایی که نیاز به کنترل سرعت دقیق دارند ، مناسب می کند.
- عملکرد غیر تماس با ما: مشابه سنسورهای هال - اثر ، آنها نیازی به تماس فیزیکی با شافت ندارند و باعث کاهش سایش و پارگی می شوند.
معایب
- حساسیت به آلودگی: آنها می توانند نسبت به گرد و غبار ، خاک و روغن حساس باشند که می تواند مسیر نور را مسدود کرده و بر صحت اندازه گیری ها تأثیر بگذارد.
- هزینه: آنها نسبتاً گران هستند ، به ویژه رمزگذارهای با وضوح بالا.
برنامه
رمزگذارهای نوری به طور گسترده ای در دستگاه های CNC ، روباتیک و سیستم های کنترل موتور سروو مورد استفاده قرار می گیرند ، که در آن سرعت و کنترل دقیق موقعیت مورد نیاز است.
4. ادی - سنسورهای فعلی
ادی - سنسورهای فعلی بر اساس اصل القاء الکترومغناطیسی است. هنگامی که یک جریان متناوب از طریق سیم پیچ عبور می کند ، یک میدان مغناطیسی متناوب ایجاد می کند. هنگامی که یک هدف رسانا در این میدان مغناطیسی قرار می گیرد ، جریانهای گردو در هدف القا می شوند. این جریانهای گرداب ، به نوبه خود ، میدان مغناطیسی خود را ایجاد می کنند که با میدان مغناطیسی اصلی سیم پیچ در تعامل است و باعث تغییر در امپدانس سیم پیچ می شود.
اصل کار
در یک برنامه اندازه گیری سرعت شافت ، یک هدف رسانا به شافت چرخان وصل شده است. با چرخش شافت ، سنسور Eddy - جریان تغییر در امپدانس سیم پیچ ناشی از هدف رسانا عبور را تشخیص می دهد. فرکانس تغییر امپدانس متناسب با سرعت چرخش شافت است.
مزایا
- عملکرد غیر تماس با ما: آنها نیازی به تماس فیزیکی با شافت ندارند ، که در برنامه های سرعت بالا و درجه حرارت بالا مفید است.
- می تواند با مواد غیر فرومغناطیسی کار کند: بر خلاف سنسورهای وانت مغناطیسی ، آنها می توانند با مواد رسانا غیر فرومغناطیسی کار کنند.
معایب
- محدوده محدود: آنها در مقایسه با برخی دیگر از سنسورها دامنه سنجش نسبتاً محدود دارند.
- پردازش سیگنال پیچیده: پردازش سیگنال مورد نیاز برای استخراج اطلاعات سرعت از تغییر امپدانس می تواند پیچیده باشد.
برنامه
Eddy - سنسورهای فعلی در برنامه هایی که اندازه گیری سرعت تماس با آن لازم است ، مانند موتورهای توربین ، اسپیندل با سرعت بالا و برخی از برنامه های هوافضا استفاده می شود.
5 سنسورهای اولتراسونیک
سنسورهای اولتراسونیک برای اندازه گیری سرعت شافت از امواج اولتراسونیک استفاده می کنند. آنها با انتشار امواج اولتراسونیک به سمت شافت چرخان و سپس اندازه گیری زمان لازم برای بازتاب امواج کار می کنند.
اصل کار
سنسور اولتراسونیک پشت سر هم موج کوتاه از امواج اولتراسونیک منتشر می کند. هنگامی که این امواج به شافت چرخان برخورد کردند ، آنها به سنسور بازگردند. با اندازه گیری تأخیر زمان بین انتشار و پذیرش امواج ، می توان فاصله تا شافت را تعیین کرد. با چرخش شافت ، امواج منعکس شده دارای تغییر فرکانس داپلر خواهند بود. مقدار تغییر داپلر متناسب با سرعت شافت است.
مزایا
- عملکرد غیر تماس با ما: آنها نیازی به تماس فیزیکی با شافت ندارند ، که در برنامه های کاربردی مفید است که تماس می تواند به شافت یا سنسور آسیب برساند.
- می تواند در محیط های سخت کار کند: آنها می توانند در محیط هایی با گرد و غبار ، خاک و رطوبت کار کنند ، زیرا امواج اولتراسونیک به طور قابل توجهی تحت تأثیر این عوامل قرار نمی گیرند.
معایب
- تداخل: آنها می توانند تحت تأثیر نویز پس زمینه و سایر منابع اولتراسونیک در محیط قرار بگیرند.
- دقت محدود با سرعت زیاد: با سرعت بسیار بالا ، اندازه گیری تغییر Doppler می تواند دقیق تر شود.
برنامه
از سنسورهای اولتراسونیک در برخی از کاربردهای صنعتی استفاده می شود ، مانند اندازه گیری سرعت تجهیزات بزرگ چرخشی ، که در آن اندازه گیری غیر تماس مورد نیاز است.
ملاحظات شافت توخالی
وقتی صحبت از سنسورهای سرعت شافت می شود ، نوع شافت نیز می تواند نقش مهمی ایفا کند. برای برنامه هایی که از شافت توخالی استفاده می شود ، باید ملاحظات ویژه ای در نظر گرفته شود. بوهاشافت توخالیمی تواند مزایایی مانند کاهش وزن و توانایی عبور سایر اجزای را از طریق شافت ارائه دهد. با این حال ، همچنین ممکن است برای برخی از انواع سنسورهای سرعت چالش هایی ایجاد کند. به عنوان مثال ، سنسورهای وانت مغناطیسی ممکن است به یک درج فرومغناطیسی خاص یا یک طراحی هدف متفاوت نیاز داشته باشند تا به طور مؤثر با یک شافت توخالی کار کنند. سنسورهای تالار - اثر و رمزگذارهای نوری نیز ممکن است برای اطمینان از نصب مناسب و اندازه گیری دقیق نیاز به طراحی داشته باشند.
پایان
من به عنوان یک تأمین کننده شافت ، اهمیت انتخاب سنسور سرعت شافت مناسب را برای برنامه شما می فهمم. هر نوع سنسور مزایا و معایب خاص خود را دارد و انتخاب بستگی به عواملی مانند دقت لازم ، دامنه سرعت ، شرایط محیطی و هزینه دارد. این که آیا شما به یک سنسور وانت مغناطیسی برای یک کاربرد صنعتی ساده یا یک رمزگذار نوری با دقت بالا برای دستگاه CNC نیاز دارید ، می توانیم راه حل های مناسب شافت و سنسور را برای شما فراهم کنیم.
اگر در بازار سنسورهای سرعت شافت یا شفت ها هستید ، من شما را تشویق می کنم تا برای بحث دقیق در مورد نیازهای خاص خود به ما مراجعه کنید. تیم متخصصان ما آماده هستند تا در انتخاب بهترین محصولات برای نیازهای خود به شما کمک کنند و بالاترین سطح خدمات را به شما ارائه دهند.
منابع
- "اصول اندازه گیری و ابزار دقیق" توسط آلن S. موریس
- "سنسورها و دفترچه راهنما" ویرایش شده توسط جان دبلیو گاردنر
- مستندات فنی از تولید کنندگان سنسور مانند Honeywell ، Allegro Microsystems و Omron.