Большая энциклопедия нефти и газа. Принцип работы электромагнитных датчиков

Основные отличия электромагнитного датчика

  • Электромагнитный датчик не чувствителен к толщине слоя шлакообразующей смеси, покрывающей поверхность расплавленного металла в кристаллизаторе МНЛЗ;
  • Ширина полосы пропускания электромагнитного датчика существенно превышает аналогичный параметр радиоизотопного датчика;
  • Уровень собственного шума радиоизотопного датчика относительно высок. Его стандартное отклонение составляет около 1,5 мм. Шум датчика хорошо виден при пустом кристаллизаторе перед началом разливки. Система стабилизации принципиально не может обеспечить ошибку стабилизации меньше уровня собственного шума датчика.

Методика проведения испытаний

Как и в каждом поршневом компрессоре, изменение интенсивности накачки запускается определенной конфигурацией положения поршня относительно цилиндров. Ключом к максимальной эффективности является управление движением поршня с помощью поворотного кулачкового диска. Изменение шага кулачка относительно вала компрессора увеличивает ход поршней и, следовательно, уровень поршня.

Соленоидный клапан, расположенный в компрессоре, управляет контактной областью областей высокого и низкого давления. Когда клапан закрыт, давление между картером и цилиндрами сбалансировано, а кулачковый диск удерживается в вертикальном положении пружиной сжатия, чтобы обеспечить минимальную мощность удара. количество экструдированного агента.

Основные метрологические характеристики электромагнитного датчика (коэффициент преобразования и уровень металла в кристаллизаторе, при котором он считается наполненным на 100%) были установлены равными соответствующим показателям изотопного датчика. Электромагнитный датчик был дооснащен аналоговым выходом в виде тока 4-20 мА. Через этот выход электромагнитный датчик подключался к системе стабилизации уровня металла вместо радиоизотопного датчика. В процессе разливки была предусмотрена возможность переключать датчики, использующиеся для управления уровнем металла в кристаллизаторе. Во всех режимах работы системы стабилизации уровня показания обоих датчиков регистрировались синхронно быстродействующей цифровой измерительной системой. Данные измерений в виде абсолютных значений уровня металла, отмеренных от верхнего среза медных плит кристаллизатора, выраженные в миллиметрах сохранялись в архиве. Статистическая обработка всех результатов измерений проводилась единообразно. Для обработки использовались электронные таблицы EXCEL, в которые импортировались данные из архивов, полученных в процессе разливки. Для выбранных фрагментов записей вычислялось стандартное отклонение.

Когда клапан открывается - давление между участками больше не сбалансировано. Теперь давление в цилиндрах выше, чем в отсеке коленчатого вала. Поворот кулачка увеличивает возвратно-поступательное движение поршней, что приводит к повышению производительности компрессора. Чем больше открывается управляющий клапан, тем глубже экран. В результате смещение увеличивается до максимума, увеличивая количество разряда.

Когда клапан закрывается, процесс меняется на обратное, давление в цилиндрах уменьшается, а комбинация более высокого давления в картере и пружинного давления отбрасывает диск обратно в вертикальное положение. Таким образом, управляющий клапан направляет качание качания, движение которого увеличивает или уменьшает смещение компрессора, если требуется.

Результаты

23 января 2003 испытания проводились при разливке перитектической стали. Система стабилизации уровня металла работала первоначально с радиоизотопным датчиком, а под конец разливки был подключен электромагнитный датчик уровня. Наилучший результат был достигнут при работе с электромагнитным датчиком. Для этого потребовалось уменьшить (в четыре раза по сравнению с радиоизотопным датчиком) постоянную времени фильтра нижних частот на выходе электромагнитного. Фрагмент архивной записи окончания разливки приведен ниже. Сигнал изотопного датчика отображается линией черного цвета, а сигнал электромагнитного датчика - серого.

Компьютер в кабине транспортного средства определяет процесс открытия или закрытия клапана. Когда потребность в охлаждении ниже, рабочий цикл компрессора уменьшается, и клапан открывается на более низкой частоте. Напротив, когда температура в кабине слишком высока, рабочий цикл увеличивается, и клапан открывается намного чаще. В очень простом виде можно сказать, что он обеспечивает низкое или высокое давление в картере, что позволяет поршню расширяться более или менее, тем самым меняя емкость сока цилиндров компрессора.

Принимая во внимание практический процесс управления давлением, отклоняющим кулачок вала, ход этого цикла выглядит как серия импульсов полного открытия и закрытия электромагнитного клапана. И переменное число отверстий полного цикла и закрытие электроклапана в фиксированный интервал времени изменяет количество жидкости, которое является давлением, доставляемым в картер. При постоянном напряжении пружины распределительного вала коленчатого вала это регулирование давления позволяет плавно регулировать смещение коленчатого вала.

Стандартное отклонение уровня металла в кристаллизаторе, измеренное электромагнитным датчиком уровня, на указанном временном интервале менее 1 мм. Аналогичный параметр сигнала радиоизотопного датчика на том же временном интервале немного превышает 2 мм. На представленном фрагменте хорошо видны моменты подачи шлакообразующей смеси в кристаллизатор. После подачи шлакообразующей смеси выходной сигнал изотопного датчика резко возрастает и далее медленно уменьшается по мере ее расхода.

Вопрос в том, как компьютер принимает правильное решение о регулировании работы клапана? Он выполнен на основе считывания нескольких датчиков, расположенных в автомобиле. Датчик температуры испарителя Датчик температуры наружного воздуха Датчик температуры воздуха в помещении Датчик температуры воздуха в салоне. Независимо от того, является ли система или нет, она предназначена для рециркуляции воздуха снаружи. Оба режима работы влияют на показания датчиков температуры. . Другие датчики для охлаждения.

Датчик давления охлаждающей жидкости Датчик температуры охлаждающей жидкости. . Оба этих датчика обеспечивают компьютерные сигналы для снижения уровня охлаждения и поддержания высокого давления на высокой стороне системы на оптимальном уровне, что также помогает предотвратить перегрев двигателя.

На следующем рисунке приведен 20 секундный фрагмент реализации. Сигнал датчика Berthold показан черным цветом, датчика ТЕХНОАП (ТА) - серым. Управление уровнем в это время производилось от датчика ТЕХНОАП.

Такие сис­темы наиболее распространены. Электромагнитные датчики могут быть использованы для определения положения стыка без раздел­ки кромок, кромки верхнего листа нахлесточного соединения, скосов кромок; для измерения расстояния до поверхности свари­ваемых элементов, ширины зазора, величины превышения кро­мок; для определения положения начала и конца свариваемого изделия или прихваток.

Датчики парковки не обеспечивают 100%. защита. Некоторые чувствуют, что стена хорошо, но они не видят баров! Мы тестируем 8 наборов, и мы советуем монтировать датчики. Фактически, все датчики парковки, которые показывают расстояние от препятствия, могут быть немедленно сброшены или почернены. И поэтому они не стоят многого - лучше остановиться на звуковом сигнале.

Реверсивные датчики показывают правду?

Наборы, оборудованные цифровыми дисплеями, обеспечивают только правильное расстояние при приближении к задней части большого плоского и перпендикулярного препятствия, такого как стена. Когда мы приближаемся к углу здания, показания уже нарушены, и мы должны быть счастливы, если со временем получим какое-либо предупреждение. Это не тот случай, когда каждый набор работает примерно так же, и что по низкой цене мы можем получить продукт, действующий точно так же, как и на заводе.

Выбирая разные положения датчиков относительно поверхно­стей свариваемых элементов, можно использовать эти датчики при сварке разных соединений (рисунок 4.34).

Простейший электромагнитный датчик состоит из Ш-образной магнитной системы и трех обмоток (рисунок 4.35, а). Обмотка 2, расположенная на среднем стержне, питается от источника тока повышенной частоты. Переменное магнитное поле, создаваемое обмоткой, наводит в свариваемом изделии вихревые токи. Непро­водящий зазор между деталями разделяет вихревые токи на два контура (рисунок 4.35, б). Результирующее магнитное поле датчика создается не только током, протекающим в обмотке 2, но и вих­ревыми токами.

Патенты для быстрого ремонта автомобилей

Наши комплекты только что прошли еще один тест - как выясняется, для многих не пройти: ощущения присутствия тонкого металлического стержня, к которому мы приближаемся к машине. Перерыв спас много поездок, гонок или гонок. Изобретательность этих ребят не знает границ. Цифровые расстояния здесь также были неправильными, но, прежде всего, препятствие было обнаружено относительно поздно. Хуже того, когда автомобиль подкрепляется плохими датчиками, когда мы приближаемся к столбу, мы слышим звуковой сигнал около 70 см перед препятствием, а затем молчание, потому что пост уходит в мертвых.

При симметричном относительно датчика расположении зазо­ра контуры вихревых токов равны, симметричны и I 1 =I 2 . Соот­ветственно равны магнитные потоки Ф 1 и Ф 2 и наводимые ими ЭДС в измерительных обмотках 1 и 3. При встречном включении обмоток 1 и 3 наводимые в них ЭДС компенсируются, и сигнал на выходе датчика равен нулю.


Один из проверенных наборов правильно видел столбы, только когда он находился перед одним из датчиков. Когда бар двигался между датчиками, он стал для них невидимым. Мы также протестировали такие наборы, которые достаточно четко предупреждали почти в каждой ситуации.

Выбор хорошего набора не так важен, как детали, такие как возможность замены одного датчика без необходимости удалять бампер и тянуть длинный кабель к центральному - работа такая же, как и сборка нуля. Поэтому мы продвигаем такие наборы, в которых датчики имеют кабели без свинца или витой пары, которые могут быть отсоединены от остальной части установки или отсоединенные кубы рядом с датчиком. Если это так, сломанный датчик иногда можно просто взять с бампера без его демонтажа и буквально заменить в течение пяти минут.

а - схема датчика; б, в - симметричное и несимметричное расположение вих­ревых токов относительно стыка; 1, 3 - измерительные обмотки; 2 - обмотка возбуждения; Ф 1 , Ф 2 - магнитные потоки; I 1 , I 2 - вихревые токи; Ε - ЭДС

Рисунок 4.35 – Принцип работы электромагнитного датчика

При несимметричном расположении датчика относительно сты­ка (рисунок 4.35, в) контуры вихревых токов оказываются различны­ми токи I 1 и Ι 2 . Это приводит к нарушению равенства магнитных потоков Ф 1 и Ф 2 и возникновению на выходе датчика ЭДС Е, сигнализирующей об отклонении средней плоскости датчика от плоскости стыка. Направление отклонения датчика от стыка вид­но по сдвигу фазы ЭДС относительно тока, протекающего в об­мотке 2. При изменении направления отклонения на противопо­ложное фазовый сдвиг ЭДС изменяется на 180°.

Разрываются ли датчики заднего хода?

Это не элементы, которые, безусловно, продлится несколько лет. Самые дешевые и худшие могут не выжить в первую зиму! Обратите внимание, что сами датчики имеют хорошие защелки, которые обеспечивают надежное крепление к бамперу. В противном случае отверстие, сформированное или с самого начала слишком большое на четверть миллиметра, предотвратит надежное закрепление датчика. Даже лучший набор может испортить, установив его так же хорошо.

Просто поставьте датчики в неправильное положение, чтобы оборудование работало неправильно. Далее: правильный угол вложения датчиков и расположение датчиков определяют, попадают или игнорируются незначительные препятствия. Наконец: контроллер должен быть установлен в таком месте, где вода не может войти.

Электромагнитные датчики наиболее широко применяют для определения положения стыка при сварке стыковых соединений без разделки кромок.

На выходной сигнал датчика влияют координаты стыка; от­клонения геометрических параметров соединения, подготовлен­ного под сварку; качество подготовки заготовок; различия элект­рических и магнитных свойств материала заготовок, вызванные изменениями химического состава и условиями предварительной механической обработки; характеристики окружающей сре­ды и процесса.

Как мы проверили работу датчиков заднего хода?

Давайте вспомним, что, хотя сами датчики дешевы, замена их стоит много денег или много работы, но не всегда заменяет их другими ошибками - у бампера уже есть отверстия, которые не обязательно будут соответствовать новому набору. Если вам нужно сохранить, то на сборке - сделайте это самостоятельно. Мы протестировали комплекты датчиков для трех ситуаций: причаливали к стене, переходили в угол в гараже и, наконец, приближались к тонкой колонне. Мы протестировали датчики на мобильном тестовом устройстве, построенном специально для этой цели.

При сварке стыковых швов значительное влияние на выход­ной сигнал датчика оказывает взаимное превышение кромок. Чтобы уменьшить погрешность датчика, возникающую при пре­вышении кромок, используют различные схемные и конструк­тивные способы компенсации. Один из них основан на различии фазы сигнала, получаемого от датчика, если он смещен относи­тельно стыка при отсутствии или при наличии превышения кро­мок. Для компенсации превышений фаза опорного сигнала, пода­ваемого на фазовый детектор, подбирается так, чтобы она отли­чалась на 90° от составляющей фазы выходного сигнала датчика, вызванной превышением кромок. При этом выходной сигнал дат­чика практически не зависит от величины превышения кромок.

Многие наборы не видят самого угла, но только фоновая стена, следовательно, поздняя сигнализация и ненормальные расстояния автомобиля от препятствия. Сообщение задерживается, а затем скрывается в мертвой зоне датчиков. Чем больше мертвая зона, тем ниже рейтинг набора. Добраться до стены - это легкая конкуренция. Однако чем меньше расстояние от непрерывного сигнала, тем выше оценка, потому что его легче парковать.

В этом случае датчики заднего хода не помогут!

Датчики парковки - это устройства, которые неразумны и могут вывести нас из строя во многих ситуациях. Очень многое зависит от качества установки и угла датчика от земли. Вместе с нашим помощником мы проводим серию тестов - и мы уже знаем, сколько стоят наши датчики. Прибытие на склон - для областей, отличных от вертикальных предупреждений, может появиться слишком поздно.

В последние годы появляются системы со сканирующими элек­тромагнитными датчиками, которые (в сочетании с обработкой сигнала датчика средствами вычислительной техники) позволя­ют расширить возможности электромагнитного метода измерения.

Частота напряжения питания обмотки возбуждения электро­магнитных датчиков может быть от одного до нескольких десят­ков килогерц. Это позволяет свести к минимуму влияние на вы­ходной сигнал (датчика) электромагнитных полей промышлен­ной частоты и сделать датчики работоспособными на магнитных и немагнитных материалах.

Разорванный угол. Датчики низкого качества имеют узкое поле действия, которое не может защитить нас от угла. Вход в воду - никаких стен и других препятствий нет! Даже лучший набор не поможет! Высокий свес - Ультразвуковые волны обычно сплющиваются и не видят свесов и низких, опасных препятствий.

Применение высокой частоты создает колебательное магнитное поле вокруг чувствительной головки. Магнитное поле контролируется внутренней схемой. Когда металлический объект попадает в магнитное поле, поле индуцирует электрический ток в объекте, который должен быть обнаружен. Величина индуцированного тока возрастает по мере приближения объекта к передней поверхности датчика. Этот ток вызывает эффект трансформатора. В результате как энергия, так и колебания уменьшаются в катушке. В конце концов, колебание полностью прекращается по мере приближения подхода.

Для реализации задач геометрической и технологической адап­тации сварочных автоматов и роботов наряду с решением задачи ориентации сварочного инструмента на стык необходимо также получать информацию о геометрических параметрах стыка. Решить эти задачи позволяет дифференциальный электромагнитный дат­чик, состоящий из двух параллельно расположенных стерж­невых прямоугольных ферритовых сердечников 1 (рисунок 4.36). На концах сердечников намотаны по одной секции генераторных ка­тушек 2, последовательно встречно подключенных к генератору синусоидального высокочастотного напряжения U on . Создаваемый ими переменный магнитный поток в магнитопроводах имеет про­тивоположное направление. Индикаторные катушки 4 и 5 закреп­лены соосно между полюсами магнитопровода, расположенными над свариваемым стыком. На нижних концах ферритового сердеч­ника намотаны две другие индикаторные катушки 3 и 6. Ось датчика располагается перпендикулярно плоскости стыка, образо­ванного деталями.

Внутренняя схема отмечает прекращение колебаний и переключает выход. Поскольку работа основана на электромагнитном поле, воздействие на окружающую среду меньше влияет на работу бесконтактных датчиков по сравнению с фотоэлектрическими датчиками. На работу датчика приближения не влияют вода, нефть и другие загрязнения.

Сенсоры экрана имеют экранирующий цилиндр, расположенный вокруг ферритового сердечника. В результате электромагнитное поле уменьшается перед чувствительной головкой. Датчик может быть установлен спереди с металлической поверхностью. Таким образом, механическая защита датчика может быть обеспечена.

1 - сердечник; 2 - генераторная (возбуждающая) катушка; 3-6 - индикатор­ные катушки; 7 - разновысокие кромки; а - расстояние между кромками; h - расстояние от датчика до стыка; Δχ - смещение стыка относительно оси датчи­ка; ДА - превышение кромок; U on - опорное напряжение; U 1 - U 6 - напряже­ние на катушках

Это ограничивает расстояние обнаружения, но датчик может быть установлен таким образом, чтобы металлические предметы рядом с ним не влияли на него. Неэкранированные датчики, в отличие от экранированных датчиков, в этом случае вокруг ферритового сердечника нет защитного цилиндра. Разницу между двумя типами датчиков можно увидеть невооруженным глазом. Неэкранированный датчик обеспечивает более высокое расстояние обнаружения, чем экранированный датчик с тем же диаметром. При том же диаметре расстояние срабатывания неэкранированного датчика приблизительно удваивается.

Рисунок 4.36 – Схема электромагнитного дифференциального датчика поло­жения свариваемого стыка

При отсутствии изделия создаваемый катушкой 2 магнитный поток замыкается через воздушный зазор у полюсов магнитопроводов, образуя замкнутый контур. Разностные сигналы ЭДС индикаторных катушек 4, 5 и 3, 6 равны нулю. Магнитный поток в датчике можно разделить на два зависящих один от другого потока: основной поток, который замыкается по полному кон­туру между торцами магнитопроводов, и поток рассеяния, кото­рый сосредоточен в основном между внутренними гранями у по­люсов. При введении изделия со стыком под датчик основной поток с торца входит в металл и вызывает в нем появление вих­ревых потоков, которые создают противодействующий (размаг­ничивающий) магнитный поток. Таким образом, основной по­ток с торцов магнитопроводов - это обратная функция размаг­ничивающего потока вихревых потоков, а поток рассеяния с внутренних граней - прямая функция. Если ось датчика распо­ложена в плоскости стыка, то дифференциальные сигналы ин­дикаторных катушек 4, 5 и 3, 6 равны нулю. Смещение стыка Δχ от плоскости симметрии датчика приводит к перераспределе­нию размагничивающего действия пластин под полюсами магнитопроводов и, следовательно, изменяется основной поток рассеяния (изменения их разнополярные). Поток магнитопровода, в сторону которого наблюдается смещение стыка, будет испы­тывать большее размагничивание в силу большей концентрации вихревых потоков под ним. Появятся разностные сигналы на индикаторных катушках 4, 5 и 3, 6.