산업용 와전류 변위 센서

와전류 변위 센서는 유도 변위 센서 그룹에 속하며 산업 응용 분야에 적합합니다. 기존의 유도형 센서와 달리 와전류 센서의 측정 원리는 비강자성 물질(예:알루미늄) 및 강자성 물질(예:강철)에 대한 측정을 가능하게 합니다. 변위, 거리, 위치, 진동, 진동 및 두께의 비접촉 및 마모 없는 측정을 위해 설계되었습니다. 따라서 기계 및 시스템 모니터링에 이상적으로 적합합니다. 압력, 먼지 또는 온도 변동이 발생하는 열악한 산업 환경에서도 측정할 수 있습니다.

일반적으로 와전류 변위 센서는 높은 측정 정확도가 요구되고 다른 센서가 일반적인 주변 조건에 대처할 수 없는 경우에 사용됩니다. 예를 들어, 광학 센서는 측정 간격의 먼지나 먼지 및 고온의 영향을 받습니다. 기존의 유도 변위 센서는 비교적 높은 선형성 오류와 낮은 주파수 응답을 갖는 페라이트 코어를 사용합니다. 또한 주변 온도의 변화에 ​​따라 측정 정확도가 떨어집니다.

와전류 변위 센서를 사용하여 강자성이든 비강자성이든 전도성 금속 타겟만 측정할 수 있습니다. 비전도성 물질은 와전류 측정 시스템에 보이지 않으므로 측정 결과에 영향을 미치지 않습니다. 이러한 이유로 이러한 센서는 플라스틱 및 오일과 같은 재료를 통해 금속 물체를 측정할 수 있습니다. 이를 통해 플라스틱 필름을 안내하는 롤러에 대한 오일 갭 측정 및 거리 측정과 같은 애플리케이션이 가능합니다.

기존 유도 변위 센서의 한계

고전적인 유도 변위 센서는 강자성 코어 주위에 권선된 코일을 사용합니다. 이 코어로 인해 출력이 비선형이므로 센서 전자 장치에서 선형화되거나 사용자가 플랜트 제어 시스템에서 이러한 비선형성을 고려해야 합니다.

비선형성 외에도 코어 자체가 자기장을 흡수한다는 사실로 인해 발생하는 철 손실이 다른 제한 사항에 포함됩니다. 이러한 손실은 유도 변위 센서가 초당 약 100회 측정에서 성능 한계에 도달하는 정도까지 주파수에 따라 증가합니다.

유도 변위 센서의 또 다른 문제는 페라이트 코어의 높은 열팽창 계수로 인한 극심한 온도 변화에 대한 민감도입니다. 이로 인해 온도 보상이 어려워 일반적으로 높은 열 드리프트가 발생합니다.

와전류 대 용량 변위 센서

와전류 및 용량성 센서는 전기장의 변화를 기반으로 전기 전도성 측정 대상까지의 거리를 감지합니다. 와전류 센서는 센서 코일의 임피던스 변화를 통해 거리를 측정합니다. 정전식 감지를 사용하면 센서와 측정 대상이 커패시터의 판을 형성합니다.

두 유형 모두 서브마이크로미터 범위에서 측정할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 운영 환경에 따라 상당히 다릅니다. 와전류 센서는 먼지, 먼지 및 습도를 포함하는 열악한 산업 환경에 이상적으로 적합합니다. 반면에 정전 용량 센서는 전자 제품 생산, 실험실 및 클린룸에서 볼 수 있는 깨끗한 환경을 필요로 합니다.

와전류 변위 센서

와전류 센서는 유도 변위 및 근접 센서와 동일한 자기 유도 법칙을 사용하지만 에어 코어 코일 구조는 더 높은 정확도, 측정 속도 및 안정성을 가능하게 합니다. 비선형성 및 온도 드리프트는 문제가 되지 않습니다.

장점은 다음과 같습니다.

• 최대 100kHz의 빠른 측정.

• 0.5μm 이상의 고해상도.

• 높은 선형성.

• 내장된 활성 온도 보상으로 향상될 수 있는 변동하는 주변 온도에서의 높은 온도 안정성.

• 강자성 또는 비강자성 대상 물질을 사용하여 측정합니다.

• 고압, 고온, 먼지, 증기 또는 기름의 영향을 받지 않습니다.

와전류 센서 작동 원리

감지 코일의 교류 전류는 변화하는 자기장을 생성합니다. 이 필드는 대상에 전류(와전류)를 유도합니다. 교류 와전류는 감지 코일의 자기장에 반대되는 자체 자기장을 생성하여 감지 코일의 임피던스를 변경합니다. 임피던스 변화량은 타겟과 프로브의 감지 코일 사이의 거리에 따라 다릅니다. 임피던스에 따라 달라지는 감지 코일의 전류 흐름은 프로브에 대한 대상의 위치를 ​​나타내는 출력 전압을 생성하도록 처리됩니다.

온도 보상

Micro-Epsilon에서 다양한 와전류 센서 설계를 사용할 수 있으므로 엔지니어는 특정 응용 분야에 가장 적합한 센서를 선택할 수 있습니다. 예를 들어, 매우 정밀한 측정이 필요한 경우 활성 온도 보상이 필요합니다. 온도 변화에 따라 측정 신호에 영향을 줄 수 있는 두 가지 요소가 있습니다. 기계적 변화, 여기서 센서의 기하학적 치수와 타겟은 센서와 타겟의 확장 또는 수축 형태로 변경됩니다. 그리고 전기적 효과는 전자기적 특성의 변화로 인해 기계적 효과보다 훨씬 더 큰 영향을 미칩니다.

예를 들어, eddyNCDT 3001 시리즈는 기존의 유도 변위 센서가 종종 성능 한계에 도달하는 애플리케이션을 위해 특별히 설계되었습니다. 크기가 작고 M12 및 M18 하우징으로 제공되며 측정 범위는 2mm ~ 8mm입니다. IP67로 보호되어 자동화, 기계 제작 및 설계에 적용할 수 있습니다. 또한 최대 70°C까지 온도 보상됩니다. 높은 측정 정확도와 선형성, 5kHz 주파수 응답 속도를 가지며 알루미늄 및 강철과 같은 강자성 및 비강자성 물체에 대해 공장에서 보정됩니다.

정압 베어링

와전류 변위 센서의 한 응용 분야는 정압 베어링과 함께 작동하는 석재 공장 또는 텔레스코픽 설치와 같은 대형 기계에 있습니다. 이러한 베어링 시스템에는 외부 압력 공급을 통해 액체 윤활제가 지속적으로 공급됩니다. 윤활유는 베어링 표면 사이에서 압착되므로 얇은 윤활막에 의해 서로 연속적으로 분리됩니다. 베어링 표면은 마찰에 노출되지 않으므로 마모 없이 작동합니다. 이것은 서브 마이크로미터 위치 제어를 가능하게 합니다. 그러나 유압 장치의 교란 또는 압력 강하는 비참한 결과를 초래할 수 있습니다. 이로 인해 베어링이 손상되고 궁극적으로 시스템 고장이 발생하여 높은 유지 보수 및 수리 비용이 발생할 수 있습니다. 따라서 정압 베어링의 오일 갭은 지속적으로 신뢰할 수 있는 검사가 필요합니다. 이 애플리케이션의 경우 센서는 베어링 슈에 수평으로 장착되므로 오일 압력에 직접 노출되지 않습니다. 오일 필름을 통해 반대쪽 베어링 표면까지 측정합니다.

연소 엔진

피스톤의 정확한 위치, 피스톤 링 및 기존 압력 조건은 연소 엔진 제조업체에게 필수적인 정보입니다. 시뮬레이션 도구를 사용하여 이 데이터는 주로 마모, 마찰 및 오일 소비에 대한 신뢰할 수 있는 예측을 하는 데 사용됩니다. 와전류 센서는 피스톤 링과 소위 피스톤 2차 운동을 높은 정확도로 측정합니다. 여기에서 와전류 센서의 장점인 연소 엔진의 고온(최대 180°C 및 심지어 단기간 동안 더 높은 온도)에 대한 내성이 분명합니다. 일반적인 진동, 압력, 오일, 연료, 연소 가스 및 지속적인 기계적 움직임은 결과의 정밀도에 영향을 미치지 않습니다. 또한 eddyNCDT 센서는 작은 측정 범위(0 – 0.5mm)와 매우 높은 분해능(1μm 미만)으로 빠른 측정 속도를 제공합니다.

소형화

Micro-Epsilon은 소형화를 위해 임베디드 코일 기술(ECT)을 사용하는 센서를 개발했습니다. 이 생산 기술을 사용하면 센서의 외부 디자인과 기하학적 모양 측면에서 거의 무제한 범위를 허용하는 동시에 평가 전자 장치를 센서에 통합할 수 있습니다. 무기 재료에 2차원 와전류 코일을 내장하여 구성하여 센서의 안정성, 견고성 및 내열성을 향상시킵니다. 이 센서는 반도체 생산의 초고진공과 같은 극도로 열악한 응용 분야에 적합합니다.

와전류 변위 센서 - 작지만 강력한 산업 종사자

이 작은 센서는 환경이 가장 가혹하고 가장 까다롭지만 매우 정밀한 측정이 필요한 산업 환경에 이상적입니다. 대형 기계의 정압 베어링 간극 측정, 피스톤과 실린더 사이의 간극, 플라스틱 필름을 안내하는 롤러에 대한 거리 측정에 이르기까지 모든 분야에 사용할 수 있습니다.

이 기사는 Micro-Epsilon USA(노스캐롤라이나주 롤리)의 전무이사인 Martin Dumberger가 작성했습니다. 자세한 내용은 이 이메일 주소는 스팸봇으로부터 보호되고 있습니다.에서 Mr. Dumberger에게 문의하세요. 그것을 보려면 JavaScript가 활성화되어 있어야 합니다. 또는 여기를 방문하십시오. .