Koltso-Energo

Выходной сигнал и интерфейс

известный производитель и поставщик систем тестирования и моделирования для автомобильной промышленности, аэрокосмической области, научно-исследовательских институтов, медицины и различных производителей специализированного оборудования, магнитострикционных датчиков линейных перемещений MTS Sensors Temposonics.

Компания MTS Systems была основана в 1966 году в США, штат Минессота в качестве производителя механических систем тестирования материалов и механизмов. В 1970 году компанией был впервые применен и реализован принцип магнитострикции в датчиках Temposonics – преобразователях линейных перемещений и датчиках уровня жидкостей. В MTS определено два направления: оборудование для тестирования механических свойств материалов и направление сенсоров для линейных перемещений для термопластавтоматов, сталелитейной промышленности, гидроцилиндров, точных поплавковых уровнемеров и т.д. MTS Sensors (МТС Сенсорс) с датчиками Temposonics (Темпосоникс) является пионером и новатором в производстве высокоточных магнитострикционных датчиков линейных перемещений. Благодаря своей высококачественной и уникальной продукции, предлагаются инновационные решения для всемирно известных брендов в самых разных отраслях промышленности.

Компанией постоянно проводятся фундаментальные исследования, которые воплощаются в практические решения при производстве. являются во всем мире синонимом надежности и точности, можно встретить работоспособные экземпляры преобразователей линейных перемещений ранних поколений. В номенклатуре поставок представлены несколько серий преобразователей Temposonics: R-Series, T-Series, GB-Series, G-Series,  E-Series и L-Series. Доступны разнообразные варианты исполнений корпусов: профильные, стержневые, с гибким стержнем и бескорпусные для oem- решений. Широкий выбор выходных сигналов как аналоговых (4-20 мА или 0-10 В и их модификаций), так и цифровых интерфейсов: Start/Stop, IO-Link, CANopen, SSI, Profibus-DP, CANbus, EtherCAT, Profinet.

В настоящее время, около 420 струдников в городах Люденшайд (Германия), Кэри (Северная Каролина, США) и Токио (Япония) задействованы в  производстве и продажах датчиков перемещений Temposonics и магнитострикционных уровнемеров. MTS Sensors предлагает свои инновационные технологии датчиков линейных перемещений для широкого диапазона промышленного и непромышленного применения. В нашей компании Вы можете купить напрямую от производителя оригинальные преобразователи линейных перемещений MTS Sensors и всевозможные магниты Temposonics, разъемы и другие аксессуары к датчикам Темпосоникс.

Главным и самым дорогим элементом любого акустического противонакипного устройства является магнитострикционный преобразователь.
Другое его название – излучатель ультразвука.
Ультразвуковой преобразователь преобразует электромагнитные колебания в механические ультразвуковые и передаёт их теплообменному оборудованию,
которое необходимо защитить от накипи.

Внутри излучателя находится сердечник из магнитострикционного сплава, обладающего способностью менять свои размеры под действием электрического тока, проходящего по обмотке сердечника.
Сердечник припаян к стальному наконечнику, которым излучатель приваривается к защищаемому оборудованию.

Преобразователь получает от генератора по кабелю электрические импульсы с несущей частотой от 18 до 25 кГц.
Этот электрический сигнал преобразуется магнитострикционным сердечником в механические колебания той же частоты – таким образом генерируется ультразвук.
А поскольку излучатель приварен к защищаемому агрегату и представляет с ним единое целое, ультразвуковые колебания возбуждаются во всей конструкции теплообменника или котла,
распространяются во всей теплообменной поверхности и переизлучаются в воду.
Таким образом, мы создали в металле и воде непрерывные микроколебания с амплитудой в несколько микрон, которые безопасны для сварки и вальцовки, но разрушительны для карбоната кальция и других твёрдых отложений.

Магнитострикционный преобразователь – сложное в производстве и дорогое изделие, требующее немалых технологических ухищрений.
Особенно, если в качестве магнитострикционного материала используется пермендюр – сплав кобальта с железом и ванадием.
Именно этот материал с прекрасными магнитострикционными свойствами используется в акустических противонакипных устройствах «Акустик-Т».
Магнитострикционные преобразователи не только сложны в производстве, но и требуют для своего возбуждения мощного токового сигнала.
Что требует, во-первых, соответствующего генератора, а во-вторых, ограничивает длину соединительного кабеля – не более 8 метров.

Возникает резонный вопрос – почему бы не использовать в противонакипных устройствах преобразователи, сделанные из пьезокерамики?
Пьезокерамика представлена на рынке в большом разнообразии, преобразователи из керамики сравнительно дёшевы, компактны и возбуждаются сигналом не тока,
а напряжения, что снимает ограничения на длину кабеля от генератора к излучателю ультразвука.
Но здесь есть один секрет.
Дело в том, что амплитуда колебаний, переданная нагрузке пьезокерамическими преобразователями, сильно зависит от присоединенной массы нагрузки.
Это физическое свойство пьезокерамики, ничего не поделаешь. Пьезокерамический преобразователь, работающий на большую присоединенную массу, очень плохо передает нагрузке акустическую энергию.
Поэтому, для создания ультразвуковых колебаний в кожухотрубных теплообменниках и котлах, магнитострикционные преобразователи намного более эффективны.
Магнитострикционные преобразователи отлично излучают ультразвук в массивные крупногабаритные конструкции.
А вот для защиты от накипи пластинчатых теплообменников, где излучение производится в воду, можно использовать излучатели ультразвука на базе пьезокерамики,
что мы и делаем в устройствах серии «Акустик-Т ПК».

Магнитострикционный и пьезокерамический преобразователи

До недавнего времени мы использовали преобразователи ПМСИ-3 в характерном перфорированном корпусе, которые вы можете видеть на фотографиях на нашем сайте.
Сейчас на смену им пришли новые, технически более совершенные преобразователи ТМС-30 и с 2015 года акустические противонакипные устройства «Акустик-Т» комплектуются преобразователями ультразвука ТМС-30.

Базовые характеристики ПМСИ-3 и ТМС-30 аналогичны, так как они оптимальны для предотвращения накипи. Резонансная частота обоих излучателей ультразвука – 22 кГц, потребляемая электрическая мощность 100 Вт.
Но ТМС-30 отличается от ПМСИ-3 конструктивным совершенством, большей эффективностью преобразования электрического сигнала в ультразвуковой, более чистым сигналом без паразитных гармоник.
У ТМС-30 более высокая рабочая температура: ТМС-30 – 220°С (у ПМСИ-3 – 180°С). Более длинный и тонкий клинообразный наконечник ТМС-30 упрощает приварку излучателя ультразвука к защищаемому оборудованию.

ПМСИ-3 (в центре) и два излучателя ТМС-30

Кроме того, нами создан уникальный магнитострикционный преобразователь ТМС-40 мощностью 180 Вт с увеличенным магнитострикционным пакетом. Его мощность избыточна для защиты от накипи, он предназначен для технологических процессов.

ТМС-40 (слева) и ТМС-30 (справа)

На фотографии ниже мы видим преобразователи ТМС-30 и ТМС-40 без корпусов. Обратите внимание, на разницу размеров магнитострикционных пакетов.

Свяжитесь с нами для приобретения магнитострикционных преобразователей.

MSI датчики перемещений. Каталог MultiSystem Integration

Компания MSI – MultiSystem Integration является российским интегратором, разработчиком и производителем разнообразных преобразователей линейных перемещений на основе магнитострикционной технологии. В ассортименте поставок представлены высококачественные отечественные магнитострикционные датчики линейных перемещений, линейные потенциометры, тросиковые преобразователи линейных перемещений, шаговые двигатели. Продукция отличается высоким качеством, а так же характеристиками, не уступающими оборудованию именитых зарубежных производителей. Модели и модификации магнитострикционных датчиков в профильных и стержневых корпусах специально подобраны так, чтобы полностью заменить аналогичные от известных европейских и американских производителей. Сборка конечного продукта в России позволяет предложить магнитострикционные датчики линейных перемещений высокого качества с быстрыми сроками поставки и конкуретной стоимостью. Преобразователи в профильных и стержневых корпусах получили широкое распространение в различных отраслях промышленности, в том числе, деревообрабатывающей, на инжекционно-литьевых машинах, термопластавтоматах, а так же в любых других приложениях, где требуется надежное и точное измерение пройденного пути. Благодаря широкому ассортименту модификаций корпусов и локальному сборочному производству в нашей стране, мы можем подобрать прямую замену к большинству магнитострикционным преобразователям.

Сравнение разных типов уровнемеров

В таблице приведено сравнение по основным потребительским качествам уровнемеров, основанным на различных физических принципах.

Назначение датчиков линейных перемещений MST

Магнитострикционный датчик OPKON предназначен для контроля уровня технологических жидкостей или измерения перемещения различных осевых механизмов. Прочный корпус из анодированного алюминия позволяет устройству работать под высоким давлением и не бояться небольших механических воздействий.

Датчик положения устанавливается на зонд из нержавеющей стали. Беспрепятственно двигаясь по штоку, сенсор имеет высокую точность и скорость измерений, которая достигает 10 метров в секунду. Именно скорость позволяет применять серию MST для контроля положения таких устройств, как гидравлические цилиндры, широко применяемые в строительстве и сельском хозяйстве.

Применение датчиков линейного перемещения OPKON MSS

Благодаря своему быстродействию и малой погрешности измерения датчики линейных перемещений OPKON широко применяются в производственных станках для обработки металла и древесины, в испытательных стендах, а также в обрабатывающих комплексах различного назначения.

Примеры применения преобразователей OPKON MSS

В качестве примера использования датчиков перемещения MSS OPKON можно привести установку датчика в производственном агрегате для изготовления кирпичной продукции.

В данном случае магнитострикционный преобразователь служит для определения положения рабочей матрицы агрегата и пуансона.

Для обеспечения требуемой толщины кирпичной продукции при её прессовании необходимо контролировать ход прессовального механизма в рамках заданных границ. Для определения момента остановки пресса используются датчики MSS, с необходимой точностью и быстродействием подавая сигнал на остановку механизма в систему управления.

Преимущества датчиков перемещений OPKON MSS

Датчики положения серии MSS обладают рядом преимуществ, которые позволяют применять датчики OPKON во многих сферах промышленности:

• Магнитострикционные преобразователи обладают повышенной точностью измерения;
• Высокое быстродействие датчика MSS;
• Встроенные защиты от неверной полярности и перенапряжения;
• Бесконтактный принцип определения положения не приводит к механическому износу датчика;
• Простой монтаж и удобная установка датчика на место крепления;
• Высокая разрядность ЦАП датчика – 16 бит;
• Прочный корпус, позволяющий применять прибор в условиях промышленной эксплуатации.

Особенности магнитострикционных датчиков MST

Датчик линейный перемещений OPKON MST обладает следующими положительными особенностями при эксплуатации:

• Высокоточный 16-битный ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь).
• Рабочая скорость измерения до 10 м/сек.
• Встроенные электрические защиты: от неправильного подключения, от перенапряжения.
• Высокий эксплуатационный ресурс, за счет отсутствия механических взаимодействий между элементами измерительной системы.
• Прочный измерительный зонд из нержавеющей стали.
• Возможность работать под давлением до 500 бар.
• Легкий и оперативный монтаж с помощью резьбового соединения М18х1,5.
• Электрическое подключение осуществляется через разъем, который позволяет при необходимости быстро заменить датчик.
• Подвижный элемент выполняется в виде бегунка или поплавка из нержавеющей стали, для пищевых или химических применений.

Технические характеристики датчика линейных перемещений OPKON MST

Магнитострикционный преобразователь расстояния имеет отличные эксплуатационные характеристики, которые обеспечивают широкий диапазон применений. Его параметры:

Габаритные размеры

Габаритные размеры зависят от выбранного диапазона измерения. При этом диаметр измерительного штока и корпуса преобразователя остается неизменным.

Принцип действия магнитострикционных уровнемеров

Принцип действия этого типа уровнемеров основан на использовании явления магнитострикции, характерном для ферромагнитных материалов (железо, никель, кобальт, ряд сплавов). Волновод датчика выполняется из ферромагнитного материала. Зонд с волноводом погружается в контролируемую среду. Поплавок со встроенными магнитами имеет возможность свободно перемещаться вдоль волновода (зонда) в соответствии с уровнем жидкости в резервуаре.

Работает устройство следующим образом. Электронный блок датчика генерирует импульс тока, протекающего по волноводу. Ток создает вокруг волновода концентрическое магнитное поле. В том месте, где поле волновода-проводника взаимодействует с полем постоянных магнитов, встроенных в поплавок, возникает торсионное (скручивающее волновод) усилие, приводящее к местной деформации материала волновода. В силу упругих свойств материала волновода, деформация начинает распространяться в виде волны в обе стороны с ультразвуковой скоростью. На нижнем конце волновода волна затухает, а на верхнем – фиксируется специальным устройством. По времени запаздывания прихода волны относительно момента формирования импульса тока можно судить о расстоянии до поплавка, то есть до поверхности жидкости в резервуаре.

Использование описанных выше физических принципов создает очевидные преимущества магнитострикционных уровнемеров:

• отсутствие механических связей между движущимися частями устройства обеспечивает высокую отказоустойчивость и надежность и минимизирует эксплуатационные затраты;
• измерение уровня происходит посредством измерения временных промежутков, этим обеспечивается высочайшая разрешающая способность и точность измерений;
• поскольку импульс тока и волна механической деформации распространяется по проводнику волновода, состояние окружающей и контролируемой сред очень мало влияет на результаты измерений. Устройство может работать при высоких температурах и давлениях среды, при кипении жидкости и газообразовании в резервуаре;
• внешние механические воздействия не могут вызывать торсионных деформаций волновода, поэтому результаты измерений мало зависят от вибраций, толчков, ударов и акустических воздействий на датчик.

Применение магнитострикционных уровнемеров

Технические характеристики магнитострикционных уровнемеров позволяют использовать эти устройства для решения технологических задач, где требуется надежная бесперебойная работа датчиков с высокой точностью измерений:

• в пищевом, фармацевтическом и химическом производствах для высокоточной оценки и дозирования исходного сырья, дорогостоящих составляющих рецептур и коммерческого учета выходного продукта;
• в химическом производстве для работы с агрессивными и пенящимися жидкостями;
• в нефтегазоперерабатывающей промышленности для коммерческого учета сжиженного газа и легких нефтепродуктов;
• в топливной промышленности для контроля количества бензина на заправочных станциях;
• в металлургии и на судовом транспорте – для целей контроля уровня воды в резервуарах и баках технологических, хозяйственных и бытовых нужд, измерения объёма и массы топлива в топливных баках, определения уровня использованной воды в резервуарах.

Документация

Руководства по эксплуатации:

Преимущества магнитострикционных уровнемеров

Ряд преимуществ магнитострикционных датчиков, которые предопределяют круг решаемых ими задач:

• высокая точность и разрешающая способность метода измерения;
• непрерывность измерений, обусловленная быстродействием метода;
• высокая надежность и отказоустойчивость конструкции.

Поэтому магнитострикционные уровнемеры целесообразно применять в следующих случаях:

• в установках коммерческого учета выпускаемой и потребляемой продукции и исходного сырья;
• в установках, работающих при низких температурах и высоких давлениях;
• в установках, работающих с агрессивными материалами и пенящимися жидкостями;
• при необходимости контроля границ раздела двух сред или контроля двух продуктов одновременно.

Датчики – преобразователи линейных перемещений

Каталог надежных и точных магнитострикционных датчиков – преобразователей линейных перемещений MSI отечественного производства, а так же европейских Balluff Micropulse BTL5, BTL6, BTL7, MTS Sensors Temposonics, Novotechnik, Pepperl+Fuchs, Turck для гидроцилиндров и станков с аналоговыми выходными сигналами 4-20 мА или 0-10 В и цифровыми интерфейсами SSI, CANopen, Profibus на различные диапазоны измерения. Датчики линейного положения позволяют непрерывно измерять перемещение движущихся частей деталей механизмов станков с ЧПУ, для гидроцилиндров, пневмоцилиндров, лабораторного оборудования и т.п. Подбор замен магнитострикционных преобразователей линейных перемещений известных немецких производителей и их замен на датчики российского производства.

Датчики линейных перемещений, как следует из названия, предназначены для преобразования перемещения объекта вдоль одной оси в нормированный аналоговый сигнал 4-20 мА, 0-10 В или цифровой интерфейс SSI, PROFIBUS и т.д. Наиболее широкое распространение получили потенциометрические датчики линейных перемещений, однако, их вытесняют преобразователи с бесконтактным принципом измерения, такие как: магнитострикционные и магнитоиндуктивные. Мы предлагаем использовать в новых задачах именно бесконтактные датчики, поскольку отсутствие механической связи с измерительным элементом в конструкции современных преобразователей напрямую влияет на их надежность и долговечность. К примеру, часто встречаются установленные на производстве магнитострикционные датчики линейных перемещений компании MTS Sensors Temposonics,  BTL5, BTL6, BTL7 Micropulse, Novotechnik, прослужившие в тяжелых условиях 7-8 лет. Перед началом выбора, необходимо определится с наиболее удобной конструкцией преобразователя линейных перемещений для интеграции в уже существующее или новое приложение. Наиболее распространенные типы конструкции датчиков линейных перемещений: с выдвижным штоком, когда из неподвижного датчика выступает шток, пропорционально изменяя сигнал на выходе преобразователя; профильный датчик с позиционным курсором, магнитом. В этой схеме сам преобразователь неподвижен, а курсор, связанный с объектом измерения, ходит по поверхности преобразователя, изменяя сигнал на выходе. Стержневой, с кольцевым магнитом – данный тип датчика линейного перемещения предназначен и используется для установки в гидроцилиндры, для работы в условиях высокого давления с целью контролирования хода поршня. Так же применяется в качестве высокоточного датчика уровня жидких веществ, при использовании позиционного магнита-поплавка. В качестве магнитострикционных преобразователей линейных перемещений заслуживают внимания измерители пути отечественного производства – MSI, в их линейке доступны датчики для гидроцилиндров, различных станков и механизмов. Возможен подбор замен или аналогов датчиков вышедших из строя и снятых с производства. Из производителей магнитострикционных преобразователей и магнитоиндуктивных датчиков линейных перемещений мы рекомендуем российские MSI, MTS Sensors Temposonics, Balluff BTL5, BTL6, BTL7 серии Micropulse, , Pepperl+Fuchs и Turck которые Вы можете подобрать и купить в нашем каталоге.

Теги:  /  /  /  / датчик линейного перемещения 4 20 ма

Принцип функционирования преобразователя перемещения OPKON MSS

Принцип функционирования датчиков перемещения MSS основан на явлении магнитострикции, который заключается в физическом свойстве проводника менять свои размерные характеристики при воздействии на него электромагнитного поля. Вследствие этого, в проводнике создаются колебания определенной частоты, специальный детектор распознает данные колебания и определяет фактическое положение источника возникновения электромагнитного поля.

В магнитострикционном преобразователе MMS OPKON в качестве проводника применяется ферромагнитный волновод, а специальный внешний бегунок играет роль излучателя магнитного поля. Чувствительный элемент датчика положения детектирует возникающие колебания и подает на выход датчика в виде унифицированного сигнала.

Технические характеристики датчика линейных перемещений OPKON MSS

Технические характеристики, которыми обладает датчик перемещения серии MSS, представлены ниже:

Размерные характеристики магнитострикционных датчиков приведены на рисунке ниже:

Примеры использования датчиков OPKON MST

Сферы применения датчиков линейного перемещения можно разделить на 2 основные категории:

• Контроль уровня жидкостей в технологических емкостях закрытого или открытого типа с применением поплавка OP-MCR-F03, который приобретается отдельно.
• Измерение положения осевых рабочих механизмов.

Назначение датчиков линейных перемещений MSS

Магнитострикционные преобразователи MSS предназначены для измерения линейных  характеристик контролируемого устройства, в том числе, широко применяются в качестве датчиков положения, обладая высокой точностью и скоростью срабатывания.

Внешний корпус прибора произведен из анодированного алюминия повышенной прочности для возможности установки и работы датчика в условиях промышленной эксплуатации. Датчики перемещения MSS выполняются в нескольких модификациях, отличающихся конструктивом корпуса, методом измерения, конфигурацией выходных сигналов.

Принцип работы датчика положения OPKON MST

Действие датчика линейных перемещений OPKON основывается на магнитострикционном эффекте, который заключается в изменении формы и размеров проводника под влиянием магнитного поля. Этот эффект приводит к появлению колебаний, распространяющихся по проводнику. Фиксируя их, можно вычислить положение бегунка (источник магнитного поля), по которому определяется расстояние или уровень.

Проводником для колебаний является волновод из нержавеющей стали. При подаче питающего напряжения на магнитострикционный преобразователь, по волноводу начинают идти импульсы с определенной частотой. Это приводит к появлению магнитного поля у проводника. Бегунок или поплавок обладает собственным магнитным полем. При взаимодействии двух магнитных полей происходит деформация волновода, из-за чего возникают высокочастотные колебания.

Электроника фиксирует время между первым импульсом и появлением ответных колебаний. По этому времени и скорости распространения волны, которая является постоянной, вычисляется расстояние между нулевой точкой и местом расположения бегунка. На выходе устройства выдается унифицированный сигнал, который пропорционален положению поплавка.

Рекомендации по выбору магнитострикционных уровнемеров

Поплавковая конструкция и используемый магнитострикционный метод измерений, наряду с очевидными преимуществами, обладают рядом недостатков, накладывающих ограничения на применение датчиков в конкретных технических случаях. Останавливая свой выбор на магнитострикционных уровнемерах, потребитель должен обязательно учитывать следующие основные ограничения:

• образование волн и турбулентности жидкости в резервуаре влияет на точность измерений. Поэтому датчики должны устанавливаться на максимальном удалении от устройств заполнения и дренирования ёмкости;
• использование поплавковой конструкции неприемлемо в случаях жидкостей, обладающих высокой вязкостью и таких, где может образовываться налипание продукта, отложение осадка и примесей на зонде и поплавке;
• поскольку взаимодействие поплавка и зонда происходит посредством электромагнитного поля, использование таких датчиков недопустимо вблизи излучателей сильных электромагнитных полей, а так же в случае присутствия в измеряемой среде металлических частиц и опилок.

Соблюдение этих ограничений позволит в максимальной степени использовать полезные качества приборов. При выборе конкретного типа датчиков следует ориентироваться на основные параметры, характеризующие качество работы – диапазон измерений, давление и температуру контролируемой среды, погрешность измерений. При необходимости работы с агрессивными жидкостями следует выбирать зонды с пластиковым покрытием. В тех случаях, когда необходимо производить замеры в высоких резервуарах с большим диапазоном измерений, или при необходимости перемещений прибора, желательно выбирать гибкий зонд. Эта опция доступна в семействе магнитострикционных преобразователей типа NivoTrack. Для небольших ёмкостей следует выбирать жесткий зонд.

Для всех компаний-производителей характерен примерно одинаковый набор выходных параметров сигналов, позволяющий использовать датчики в автоматизированных системах контроля. Практически одинаков и набор сертификатов по взрывобезопасности и искробезопасности. В отношении аттестаций выгодно отличается семейство уровнемеров NivoTrack, зарегистрированное в Регистре Средств Измерений РФ и соответствующее требованиям Международной Организации Законодательной Метрологии (OIML R85). Это позволяет без сомнений использовать уровнемеры NivoTrack для целей коммерческого учета продукции и точного дозирования составляющих рецептур.

Компании-производители дают возможность при заказе приборов достаточно разнообразно сочетать требования к датчикам, не сильно ограничивая потребителя стандартным набором параметров. Только линейка приборов EG компании FineTek несколько больше структурирована по функциональным признакам. Различают модели «стандартной» серии EG1, высокоточных серий EG32 и EG34, взрывозащищенных и предназначенных для работы в агрессивных средах серий EG36 и EG37. Среди последних – прибор EG371, единственный, позволяющий осуществлять контроль границы раздела двух сред или одновременный контроль уровня двух продуктов.

Приборы типа MLT, при сохранении на достаточно высоком уровне прочих параметров, отличаются адаптивностью к весьма высоким уровням давлений (до 50 бар).

Датчики всех компаний-производителей комплектуются наборами разных типов поплавков, подбираемых, в основном, по плотности рабочей среды.