Echipa care recomandă senzorii va trebui să ia în considerare precizia și domeniul lor de măsurare, precum și alte aspecte, cum ar fi robustețea și protecția împotriva pătrunderii prafului și a lichidelor. Cu cât avem nevoie de senzori mai performanți și mai robuști pentru mediul țintă, cu atât crește inevitabil și costul senzorului. Situația creează anumite probleme legate de utilizarea senzorilor, deoarece costurile ridicate de achiziție pot împiedica o utilizare mai largă a acestora.
Un astfel de exemplu este cel al măsurării particulelor, unde senzorii colectează date pentru a cuantifica poluarea aerului. Senzorii gravimetrici potriviți pentru măsurarea de mare precizie a particulelor în suspensie sunt costisitori. Totuși, aceștia sunt de încredere întrucât furnizează datele necesare pentru a facilita elaborarea unor contramăsuri optime, cum ar fi modificarea regulilor de circulație în orașe. Acest aspect capătă o importanță din ce în ce mai mare, deoarece este nevoie de mai mulți senzori la un preț care să permită o implementare mai largă pentru o înțelegere mai detaliată a problemei. Prin urmare, se depun multe eforturi pentru a dezvolta alternative mai ieftine de senzori, dar cu performanțe[1] similare.
Acesta este compromisul cu care se confruntă mulți ingineri proiectanți. Ceva trebuie măsurat, dar costul total, dimensiunea sistemului, robustețea, consumul de energie și alți factori trebuie să fie puse în balanță cu precizia, liniaritatea și histerezisul senzorilor. Echipamentul de testare trebuie să fie procurat astfel încât să rezolve aceste probleme, deoarece senzorul în timpul procesului de dezvoltare poate fi evaluat, comparat și, eventual, calibrat cu ceva mai precis.
Comparați senzorul vostru cu măsurători din mediul înconjurător
Figura 1: Colectarea de date pe termen lung este asigurată de aparatele de măsură pentru mediu Extech 250W, conectate prin Bluetooth la un telefon inteligent sau la o tabletă care conțin aplicația ExView.
Aparatele de măsură portabile sunt ideale pentru proiectele de detecție, permițându-le să fie amplasate sau montate într-o configurație de testare alături de aplicația în curs de dezvoltare. Dispozitivele alimentate de la baterii elimină nevoia unui cablu de alimentare și a unei prize de perete, deși display-ul trebuie să fie mare și clar pentru a facilita citirea măsurătorilor efectuate. O alegere excelentă pentru o gamă largă de sarcini de colectare a datelor o reprezintă aparatele pentru măsurători de mediu conectate prin Bluetooth – Extech 250W[2]. Cinci dispozitive acoperă totul, de la viteza aerului și nivelul de sunet la umiditate, temperatura aerului, viteza de rotație și intensitatea luminii (Figura 1).
Măsurând doar 150 × 53 × 28 mm (5,9 × 2,1 × 1,1 in) și cântărind 80,5 g (2,8 oz), RH250W măsoară umiditatea relativă de la 0 la 100% cu o precizie de ±5% și temperatura aerului ambiant de la -10 la 60°C (14 la 140°F) cu o precizie de ±1°C. La fel ca toate unitățile din serie, alimentarea cu putere este asigurată de trei baterii AAA (1,5V). O funcție de oprire automată protejează, de asemenea, bateria. În partea de sus și în centru se află un ecran LCD mare cu iluminare din spate, care poate afișa citirile maxime și minime, pe lângă măsurarea curentului. Pentru poziționarea corectă a aparatului de măsură în vederea colectării datelor pe termen lung, există un șurub standard pentru montare pe trepied (1/4″).
Pentru măsurători ale intensității luminoase, Extech oferă dispozitivul LT250W. Viteza de colectare a datelor este de două eșantioane pe secundă și acoperă o intensitate luminoasă de până la 100.000 Lux (10.000 Fc). Sub 9999 Lux, rezoluția maximă este de 1 Lux, cu o precizie de ±4% rdg. Peste acest nivel, rezoluția se modifică la 10 Lux pentru o valoare ≥10.000 Lux și la 100 Lux pentru ≥100.000 Lux, ambele cu o precizie de ±5% rdg.
Întreaga gamă de contoare de mediu Extech este dotată cu o interfață Bluetooth, care suportă transmiterea de date pe o rază de 90 m cu vedere directă. Măsurătorile pot fi colectate de pe un telefon inteligent sau o tabletă cu ajutorul aplicației ExView, disponibilă pentru dispozitive iOS[3] și Android[4]. În total, opt contoare pot fi conectate la un singur dispozitiv. De asemenea, pot fi setate alarme sonore pentru valorile minime și maxime. Datele sunt ușor de importat în instrumentele de analiză datorită utilizării formatului comun CSV (valori separate prin virgulă), iar imaginile cu configurația de testare realizate de dispozitivul mobil pot fi integrate în rapoarte PDF.
Figura 2: MachineryMate 800 (MAC800) oferă măsurători portabile pentru monitorizarea vibrațiilor pompelor, motoarelor, ventilatoarelor și rulmenților.
Vibrații și întreținere predictivă
Cu siguranță ați întâlnit ingineri cu abilități extraordinare în a “ști” când o piesă a unui echipament se apropie de sfârșitul vieții sale. După ani de zile de ascultare a sunetelor și de percepere a vibrațiilor motoarelor și ale conveioarelor aceștia au un simț aparte cu privire la apariția unei defecțiuni iminente. Cu toate acestea, sistemele industriale contemporane extrem de automatizate necesită o tehnologie ceva mai digitală. Pentru a determina diferența dintre vibrațiile bune și cele rele în timpul dezvoltării soluțiilor de întreținere predictivă, dezvoltatorii pot apela la gama de kituri portabile de măsurare a vibrațiilor MachineryMate de la Amphenol Wilcoxon.
MachineryMate 200[5] (MAC200) este un instrument portabil de monitorizare și analiză a vibrațiilor, potrivit pentru diagnosticarea defecțiunilor la motoare, pompe, ventilatoare și rulmenți. Instrumentul, clasificat IP67, este alimentat de la două baterii AA (1,5V), are o autonomie de operare de 50 de ore, iar măsurătorile sunt efectuate utilizând citiri bazate pe coduri de culoare. Prima este valoarea ISO, așa cum este specificată în graficul de nivel de viteză ISO 10816-1. Afișată în mm/s sau inch/s, viteza de vibrație este dată pentru banda de frecvență de la 10 Hz la 1 kHz (600 – 60.000 RPM) sau de la 2 Hz la 1 kHz (120 – 60.000 RPM). Zgomotul asociat rulmenților uzați este cea de-a doua măsurătoare oferită, afișată în unități BDU (Bearing Damage Units), cu evidențierea în verde a valorilor sub 50 dintr-un maxim de 100 BDM.
În sfârșit, aparatul de măsură oferă, de asemenea, analiza vibrațiilor, permițând utilizatorului să determine dacă utilajul este dezechilibrat, nealiniat sau dacă șuruburile de montare sau fundațiile sunt slăbite.
Dacă se optează pentru MachineryMate 800 (MAC800), rezultatele de la diverse mașini și punctele de testare ale acestora pot fi înregistrate și încărcate pe un PC printr-o stație de andocare USB (Figura 2). Utilizând software-ul[6] inclus DataMate PC, se pot face comparații între citirile mașinilor și chiar între citirile istorice pentru a detecta probleme și tendințe. Alte dotări opționale includ un accesoriu cu lumină stroboscopică și căști Bluetooth care permit utilizatorului să asculte semnalele accelerometrului.
Supravegherea consumului de energie
Figura 3: Contoarele de energie EMpro II de la Phoenix Contact oferă monitorizare de la distanță în unități cu și fără diplay.
Cu toții trebuie să contribuim la reducerea consumului de energie, indiferent dacă aceasta este ecologică sau nu. Așadar, atunci când construiți echipamente complexe, este util să dispuneți de un contor de energie pentru monitorizare și analiză ulterioară. Unități precum EMpro II[7] de la Phoenix Contact sunt ușor de utilizat și oferă o serie de posibilități de conectivitate pentru a urmări consumul de energie în timp real (Figura 3).
Dispozitivul este disponibil atât în format cu display pentru montare în panou, cât și pentru montare pe o șină DIN, fără display; acesta este util pentru instalații monofazate, bifazate și trifazate. EMpro II dispune de o interfață Modbus TCP, dar este disponibil și cu suport pentru Modbus RTU, PROFINET și EtherNet I/P. Măsurătorile de curent sunt efectuate cu ajutorul transformatoarelor de curent sau al bobinelor Rogowski, în timp ce tensiunea fazelor este monitorizată prin conexiuni directe.
Serverul web integrat multilingv oferă o interfață clară și modernă, care ghidează utilizatorul prin etapele de configurare. Acesta oferă, de asemenea, acces în timp real la măsurători, împreună cu definirea alarmelor și logarea integrată. De asemenea, este furnizat un API REST, care ajută la integrarea în aplicațiile web industriale dezvoltate independent.
Măsurarea temperaturii de la distanță
În timpul dezvoltării sistemului, componentele se încălzesc frecvent, în special în cazul convertoarelor de putere și al invertoarelor pentru motoare. Din cauza tensiunilor ridicate utilizate adesea, este recomandabilă o metodă pentru monitorizarea temperaturii fără contact. Termometrele digitale portabile cu infraroșu, cum ar fi Klein Tools IR1[8] , reprezintă soluția perfectă de măsurare (figura 4).
Unitatea este alimentată de o baterie de 9V și asigură cinci ore de utilizare cu lumina de fundal activată. Durata de viață a bateriei este prelungită datorită unei funcții automate de oprire. Rezultatele măsurătorilor sunt afișate în grade Celsius și Fahrenheit, iar intervalul de temperatură acceptat ajunge de la -20°C la 400°C (-4°F la 752°F). Un laser integrat asigură orientarea corectă a senzorului către componenta dorită. Cu un raport distanță-punct de 10:1, o zonă cu diametrul de 13 mm poate fi țintită de la o distanță de 127 mm, sau, de la o distanță de 254 mm, pentru o zonă cu diametrul de 25 mm. Pentru a facilita transportul, este prevăzută și o husă.
Senzori perfecționați continuu
Pentru a lua decizii mai bune, pentru a detecta mai devreme defecțiunile mașinilor sau pentru a ne proteja mai bine mediul înconjurător, dezvoltatorii construiesc soluții de detecție care se apropie cât mai mult de cele mai bune dispozitive de măsurare disponibile în prezent, reducând în același timp costurile la niveluri care să permită o implementare mai largă.
Echipamentele de testare și măsurare analizate aici contribuie și ele la susținerea acestor eforturi. Cu ajutorul acestor aparate de măsură performante, capabile să livreze date relevante despre diverse mărimi fizice, echipele care dezvoltă soluții de detecție cost eficiente pot îmbunătăți precizia, liniaritatea și histerezisul proiectelor lor.
Autor:
Stuart Cording, Mouser Electronics
Despre autor: Stuart Cording este jurnalist independent, care scrie pentru Mouser Electronics. Este specializat în conținut video și se concentrează pe analize și informații tehnice complexe. Acest lucru îl face să fie foarte interesat de tehnologie, de modul în care aceasta se integrează în aplicațiile finale și de previziuni legate de evoluțiile viitoare. Mouser Electronics este un distribuitor autorizat de semiconductori și componente electronice, axat pe introducerea de noi produse de la principalii săi parteneri producători.
Mouser Electronics
Authorised Distributor
www.mouser.com
Urmărește-ne pe Twitter
[1] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7730878/
[2] https://eu.mouser.com/new/test-measurement/environmental-test-equipment/extech-250w-meters/n-5gfjZ1xvyhc
[3] https://apps.apple.com/us/app/exview/id1547400277
[4] https://play.google.com/store/apps/details?id=com.extech.exview2&hl=en&gl=US
[5] https://eu.mouser.com/new/test-measurement/environmental-test-equipment/wilcoxon-machinerymate-meters/n-5gfjZ30nddy
[6] https://buy.wilcoxon.com/amfile/file/download/file_id/611/product_id/387/
[7] https://eu.mouser.com/new/test-measurement/multimeters-voltmeters/phoenix-contact-empro-ii-energy-meters/n-5gfoZ2w7au4
[8] https://eu.mouser.com/new/test-measurement/environmental-test-equipment/klein-tools-ir1-ir-thermometer/n-5gfjZ1u8d6a