如何正确选择LVDT线性位移传感器

2019-04-16 16:02:49 admin
测量范围是什么?
传感器设计为在特定测量范围内使用。LVDT 线性位移传感器最适合的测量范围在大约 ±0.010 英寸到 ±10 英寸之间。可能会有一些获准的特殊情况超出了该范围,但绝大多数都处于该范围内。
 
应用条件是什么?
了解各种应用条件有利于缩小最佳类型 LVDT 机械接口的选择范围。例如,在使用自动化系统对装配线执行质量测量检查时,或者不是完美线性运动以及可能存在某些侧向移动的情况下,弹簧装载式 LVDT 是一个很好的选择。这些传感器适合用于装配操作、机床和生产线检查以及质量控制和测试实验室中。
对于线性阀门位置测量,最好是使用铁芯分离式 LVDT(见图 1)。纤芯可自由活动的 LVDT 在操作中不会产生摩擦,成本通常低于纤芯导向型(弹簧装载式)设备,并提供多种范围和尺寸。
图 1:铁芯分离式 LVDT 中包括一个活动元件,该元件是透磁性材料的独立管状电枢,称为纤芯。其可在线圈的中空孔内沿轴向自由移动,并通过机械方式耦合到需测量位置的物体上。LVDT 的输出特性随纤芯的位置不同而变化。
 
是否有空间限制?
有时候,客户的 LVDT 固定装置中的空间十分有限。对于空间紧凑的位置,可以考虑安装尺寸较小的 LVDT,例如 TE Connectivity 小型 3/8" LVDT。
 
需考虑哪些环境因素?
如果传感器要面临严重的灰尘、污垢问题,或者周围湿度较高、喷射压力过大或将安装在室外,则推荐使用密封式 LVDT 以确保外部介质不会侵入绕组而导致传感器使用寿命缩短或可靠性降低。在更为温和的环境或室内实验室环境中,使用前期投入更低的标准非密封式传感器即可。
 
对于包含液压油的气缸内应用,“通风式”LVDT 可满足要求。带有通风孔的 LVDT 线性位移传感器可以承受高压、高温、剧烈冲击和振动的多重影响,因为传感器的线圈配件具有很好的通风条件,可以平衡 LVDT 线性位移传感器的内外压力。
 
当浸没在水下或者处于高压或大气条件下时,LVDT 的特殊结构还能在轻微程度上抵御辐射和操作。例如,当传感器要与海水直接接触时,某些类型的不锈钢不能用于 LVDT 构造中。为了适应海底环境,LVDT 的外壳应采用专用合金制成,以增强对海水的耐化学性。这些超级合金可进一步增强 LVDT 总成的高可靠性,以确保其满足使用寿命延长的要求,甚至在器件完全浸没在深达 15,000 英尺的海水中并承受约 7,500 psi 的外部压力时,也能正常工作。
 
合金 400 是一种特殊的镍基合金,可有效抵御微生物的点蚀和侵袭,从而使传感器能够在氧含量丰富的温暖浅水中正常运行,而不会受到附着在其上的海洋生物的威胁。在深度达到 7,500 ft。 且外部压力超过 3,500 psi 的海底应用中,铬镍铁合金、钛和哈氏合金可有效避免腐蚀,因为其中含有较高的镍、铬和钼。
 
当设计采用合金 625 或 718 来提供抗压性和耐腐蚀性时,LVDT 总成可连续多年保持可靠运行,即使完全浸没在海水中也是如此。虽然这些合金的成本高于不锈钢,但可以有效防御局部腐蚀以及元件的氧化和还原作用。钴、镍和铬等特殊合金具有矿物绝缘性,可在类似技术不可行的情况下使 LVDT 具有更高的性能。
图 2:直流供电 LVDT 包括内部信号调节,可消除外部交流励磁的数量、重量和成本,但会对其工作温度范围产生限制。
 
工作温度是多少?
直流供电 LVDT 的可用温度不超过 85°C。虽然直流供电 LVDT 可消除传统外部交流励磁、解调制和放大设备的数量、重量和成本,但直流供电设备会受到传感器中所含电子信号调节模块的材料属性限制(见图 2)。
另一方面,交流供电 LVDT 可处理高达 200°C 以上的温度,在环保控制区域内,有远程信号调节电子设备在交流供电设备外运行。输出可显示在适当的读出器上并/或输入到基于计算机的数据采集系统中,以进行统计过程控制。
 
有哪些认证要求?
选择要在危险操作环境中使用的线性位置传感器时,传感器用户必须充分知晓其应用的预期环境和位置,因为每个国家/地区的监管和安全性要求都有所不同。
在美国通过 UL 等级认证的传感器并不一定就能在海外使用,尤其在石油和天然气应用、核电站、海底以及采矿等危险区域中更是如此。在许多国家/地区,传感器必须遵守特定的国内要求,以确保安全性并防范事故或灾难。
 
 
 
以欧洲市场为例,指定用于潜在爆炸性环境中的传感器必须通过 ATEX 标准的认证。即使传感器是设计为在危险条件下使用,也必须依据最新的 ATEX 标准对设备进行测试和评估。
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