Wytrzymałe czujniki do zastosowań w rolnictwie i maszynach specjalnych
| Prezentacje firmowe PomiaryMaszyny rolnicze, leśne, budowlane czy inne pojazdy specjalne nie mogłoby dziś sprawnie funkcjonować bez systemów kontrolujących masę detalu, wychylenie i wysuw różnych elementów, a także obciążenie całych maszyn. Firma WObit proponuje kompleksową ofertę czujników i modułów pomiarowych pozwalających tworzyć nowoczesne systemy automatyzacji.
Czujniki momentu
Solidne czujniki NCTE stosowane w maszynach rolniczych pozwalają m.in. kontrolować prędkość i moment obrotowy na wale w celu określania poboru mocy osprzętu w czasie rzeczywistym. W prasach belujących pomagają kontrolować prędkość jazdy i dopasować prasę do maksymalnej dopuszczalnej przepustowości prasowanego materiału (siano/trawa/słoma). Czujniki są bardzo wytrzymałe i niezawodnie mierzą siły w pojazdach również w warunkach silnych wibracji, brudu, oleju i wody. Nawet żrące płyny, takie jak sok z roślin, nie są dla nich przeszkodą.
Czujniki momentu NCTE umożliwiają statyczny oraz dynamiczny pomiar momentu ruchomej osi w obu kierunkach w czasie rzeczywistym, a także pomiar sił w wybranych punktach pomiarowych. Standardowo NCTE proponuje czujniki z wyjściem napięciowym (0..5 V, 0..10 V), prądowym 4..20 mA oraz typu PWM – opcjonalnie dostępna jest również komunikacją po USB lub po interfejsie CAN. Czujniki są dostarczane wraz z przewodami oraz klinem zabezpieczającym. Oś czujnika momentu, bezkontaktowy detektor sygnału oraz elektronika kondycjonująca sygnał są zintegrowane w obudowie czujnika.
W maszynach rolniczych i leśnych najpopularniejszą serią dla pomiarów momentu i kąta jest 7300, która gwarantuje szeroki zakres pomiarowy. Bezkontaktowa metoda pomiaru sprawia, że czujniki nie zużywają się mechanicznie, charakteryzują się długą żywotnością i wytrzymałością na warunki zewnętrzne oraz temperaturę. Czujniki z serii 7300 mają stopień ochrony IP65 i mogą pracować w temperaturach od –40 do +85°C. Zakres pomiarowy wynosi do 3000 Nm i generuje sygnał wyjściowy 0..10 V lub 4..20 mA. Dla tej serii dostępny jest również interfejs CAN.
Inklinometry – niezawodny pomiar odchylenia
Jednymi z czujników stosowanych w rolnictwie czy maszynach budowlanych są inklinometry, służące do pomiaru odchylenia w sposób absolutny. Dokładny pomiar kąta na chylenia w poziomie lub wychylenia w pionie jest niezwykle istotny we wszystkich aplikacjach, gdzie konieczne jest zapewnienie bezpieczeństwa w sterowaniu ruchem.
Czujniki przechyłu firmy Gemac, proponowane przez WObit, są w stanie mierzyć odchylenia od osi poziomej w zakresie kątowym do 360°. Mikromechaniczny element krzemowy (MEMS) stanowi rodzaj różnicowego kondensatora. W zależności od położenia kondensatora względem wektora siły przyciągania ziemskiego, zawieszona elektrycznie masa (elektroda wewnętrzna) wpływa na zmianę pojemności kondensatora do wychylenia czujnika. Niewielkie zmiany potencjału, przy zasilaniu precyzyjnym napięciem referencyjnym, dają zmiany napięcia wychwytywane przez układ ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Ten specjalny typ układu scalonego, przeznaczony do określonego zadania, sprawia, że czujniki przechyłu Gemac są szybsze, zużywają mniej energii, charakteryzują się również wysoką niezawodnością.
Inklinometry Gemac mogą realizować pomiary w jednej, dwóch, a także w sześciu osiach. Ich zakres kątowy może być indywidualnie dostosowywany do potrzeb aplikacji (do ±90° lub ±360°). Urządzenia są wykonywane z różnymi interfejsami, w tym z analogowym wyjściem napięciowym, prądowym lub cyfrowym, w standardzie RS232 lub CANopen.
Funkcjonalnym czujnikiem przeznaczonym do zastosowań w przemyśle rolniczym jest 6-osiowy inklinometr 2D GEMAC Motus BLACKLINE XC6MP360-C o zakresie ±360°. Ten czujnik przechyłu ma wysoką rozdzielczość 0.01° i precyzję dynamiczną na poziomie 0.50°. Inercyjny system pomiarowy IMU+ umożliwia pomiar przyspieszenia, prędkości obrotowej i nachylenia w jednym urządzeniu. Inklinometr jest zamknięty w solidnej, kompaktowej obudowie z tworzywa, odpornej na promieniowanie UV oraz wstrząsy. Inklinometry GEMAC spełniają normę EN ISO 14982 dla maszyn rolniczych i leśnych oraz normę EN 13303 dla maszyn budowlanych. Zakres temperatury pracy wynosi od –40° do 85°C, a stopień ochrony dla tego modelu to IP67/69K – dlatego czujniki te idealnie nadają się do pracy w trudnych warunkach przemysłowych i terenowych.
Czujniki linkowe
Wychylenie, a także wysuw elementów maszyn, m.in. w przyczepach i wywrotkach, kontrolowany jest również za pomocą czujników linkowych. Mierzą one liniowe przemieszczenie ruchomej części, poprzez doczepioną linkę – wykonaną z wysoce elastycznej plecionki stalowej, która nawija się precyzyjnie na bęben napędzany silnikiem sprężynowym o długiej żywotności. Bęben zwijający jest osiowo połączony z wieloobrotowym potencjometrem precyzyjnym lub enkoderem inkrementalnym, albo absolutnym. Dzięki linkowej zasadzie pomiarowej ruch liniowy jest przekształcany na obrotowy, a następnie zamieniany na zmiany oporności lub na policzalne impulsy. Czujniki linkowe potencjometryczne ze zintegrowaną elektroniką mają proporcjonalne wyjście napięciowe lub prądowe. Odporna budowa i solidne, wysokiej jakości komponenty gwarantują wysoką niezawodność i długą żywotność, nawet w trudnych warunkach przemysłowych.
Do zastosowań w maszynach mobilnych, w tym rolniczych, dobrym rozwiązaniem jest czujnik WPS-K100 firmy Micro-Epsilon, który występuje w wariantach 1,5/2,5/3,5/5-metrowych i ma liniowość do 0,25% FSO. Czujnik jest dostępny w wersji z wyjściem analogowym (U/I) i potencjometrycznym. Wytrzymała obudowa z tworzywa, wzmocnionego włóknem szklanym o stopniu ochrony IP69K, zapewnia dobrą ochronę przed wpływami środowiska.
Pomiar siły
W przypadku kontroli masy detalu kluczowym elementem systemów pomiarowych są tensometryczne czujniki siły, popularnie nazywane tensometrami. Najszerzej stosuje się czujniki oporowe, które charakteryzują się wieloma zaletami, takimi jak duża czułość i dokładność, małe wymiary, odporność na drgania i wstrząsy oraz możliwość pracy w wysokich temperaturach i ciśnieniach. Najczęściej spotykane są gotowe czujniki, w postaci tensometru foliowego przyklejonego do obudowy. W zależności od konstrukcji elementu nośnego (obudowy) czujnik taki może służyć do pomiaru zarówno małych sił w zakresach pojedynczych niutonów, jak i ogromnych sił liczonych w setkach kiloniutonów.
Czujniki siły – seria KM Megatron
W ofercie WObit dostępne są czujniki siły w wersji z wbudowaną elektroniką (wyjście 0‒10 V, 4‒20 mA, 0,5‒2,5‒4,5 V, 0,5‒4,5 V lub innym indywidualnie przygotowanym wyjściem prądowym albo napięciowym) oraz bez niej (sygnał wyjściowy określany stałą charakterystyczną wyrażoną w mV/V). Czujnik siły ma korpus sprężynowy, najczęściej wykonany ze stali nierdzewnej lub aluminium. Do korpusu przyklejone są elementy pomiarowe, tzw. tensometry. Parametrem tensometru foliowego jest rezystancja elektryczna, która zmienia swoją wartość w wyniku zmiany mechanicznej. Siła działająca na korpus jest zatem przekształcana w zmianę oporu elektrycznego. Na korpusie sprężyny znajdują się zwykle cztery tensometry i są one połączone w mostek elektryczny (mostek Wheatstone’a, mostek tensometryczny).
WObit proponuje tensometry o bardzo szerokim zakresie pomiarowym, począwszy od poziomu 0‒10 N (KM200) aż do 2000 kN. W zależności od serii, czujniki poza zakresem pomiarowym różnią się kształtem korpusu – dostępne są czujniki okrągłe (EMS30, EMS50), belkowe (KM701, KM801), a także S-kształtne (K1505, KM500). Do pomiaru obciążeń ściskających i rozciągających przeznaczone są czujniki cylindryczne (EMS150), okrągłe z wyprowadzonymi gwintami (EMS20, EMS40) oraz S-kształtne (KM1506, KM1603).
Urządzenia współpracujące
Do współpracy z czujnikami tensometrycznymi WObit oferuje moduły pomiarowe własnej produkcji, m.in. jednokanałowy wzmacniacz WDT11, umożliwiający pomiar siły i jej konwersję na sygnał prądowy 4‒20 mA (lub napięciowy 0‒10 V) oraz cyfrowy (RS485). Wbudowany interfejs RS485 z protokołem MODBUS pozwala na bezpośrednią komunikację jednego lub kilku modułów ze sterownikiem PLC czy panelem HMI. Możliwe jest podłączenie do 32 modułów na jednej magistrali.
W przypadku bardziej złożonych aplikacji warto zwrócić uwagę na nowy moduł pomiarowy ADT42ETH, który współpracuje z czterema tensometrycznymi czujnikami siły. Ten 4-kanałowy przetwornik umożliwia pomiary z częstotliwością do 120 pomiarów/sekundę na kanał i efektywną rozdzielczością do 19 bit. Moduł ADT42ETH jest wyposażony w port USB, Ethernet oraz RS485. Dostęp do urządzenia może odbywać się za pomocą protokołu MODBUS-TCP/IP lub MODBUS-RTU, co umożliwia bezpośrednią komunikację jednego lub kilku modułów jednocześnie ze sterownikiem PLC czy panelem HMI. Wraz z możliwością sumowania pomiarów z wybranych kanałów pozwala to na tworzenie aplikacji pomiarowych z wieloma czujnikami siły, np. w systemach wagowych. Port USB służy do odczytu danych w bezpłatnej aplikacji na PC i ich wizualizację na wykresie lub zapis do pliku.
ADT42ETH ma też dwa wejścia, które pozwalają na tarowanie oraz rejestrowanie pomiarów w aplikacji PC "na żądanie". Dwa wyjścia umożliwiają sygnalizowanie progów pomiarowych.
Więcej informacji o czujnikach i ich zastosowaniach można znaleźć na stronie www.wobit.com.pl oraz kontaktując się ze specjalistami firmy pod numerem tel. 61 22 27 422.
P.P.H. WObit E. J. Ober s.c.
Dęborzyce 16, 62-045 Pniewy
wobit@wobit.com.pl
tel. +48 61 22 27 422
fax +48 61 22 27 439
www.wobit.com.pl
