Rozwiązania i Komponenty dla AutomatykiSolutions and Components for Automation

Inklinometry – niezawodna kontrola wychylenia

Inklinometry – niezawodna kontrola wychylenia

Rozwój rynku energii odnawialnej sprawia, że inklinometry powszechnie stosowane w maszynach budowlanych, na statkach czy do kontroli wychylenia mostów znajdują szereg nowych zastosowań takich jak kontrola w systemach parabolicznych paneli słonecznych. Technologią, która zwiększyła możliwości tych urządzeń, ułatwiając ich implementację jest MEMS (Micro Electro- Mechanical Systems). Firma WObit oferuje najnowocześniejsze czujniki kąta wykonane w oparciu o tą technologię.

Inklinometry służą do bezstykowego pomiaru odchylenia w sposób absolutny. Dokładny pomiar kąta nachylenia w poziomie lub wychylenia w pionie jest niezwykle istotny we wszystkich aplikacjach, gdzie konieczne jest zapewnienie bezpieczeństwa w sterowaniu ruchem. Dzięki bezstykowej zasadzie pomiaru nie ma konieczności stosowania mechanicznych połączeń z zewnętrznymi elementami i w łatwy sposób można monitorować położenie obiektów w przestrzeni.  Na przykład można śledzić położenie słońca i zmieniać odchylenie i wysokość systemów fotowoltaicznych i paneli solarnych, a przez to zwiększyć wytwarzanie energii.

Najpopularniejsze obecnie czujniki przechyłu wykorzystują mikromechaniczne elementy krzemowe (MEMS), realizując pomiar na zasadzie pojemnościowej. W ofercie WObit dostępne są inklinometry dwóch niemieckich producentów pracujące w oparciu o tą technologię.

Czujniki przechyłu  firmy Gemac są w stanie mierzyć odchylenia od osi poziomej w zakresie kątowym do 360°. Mikromechaniczny element krzemowy 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 dedykowany 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 lub w dwóch osiach, a 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.

 

Przykładem funkcjonalnego inklinometru przeznaczonego do zastosowań w przemyśle jest jednoosiowy IS1D00P20 o zakresie ±360°, dostępny do pomiaru dwóch osi, wtedy dostępny zakres kątowy wynosi ±90°. Ten czujnik przechyłu ma wysoką rozdzielczość 0.1° i dokładność na poziomie 0.05°. Pomimo elastycznie zawieszonego mikromechanicznego elementu krzemowego inklinometr charakteryzuje się wysoką odpornością na wibracje, którą można dodatkowo regulować. Ten model jest wyposażony w interfejs CAN. Przepustowość łącza wynosi od 10 kB do 1 MB.

Wśród dostępnych funkcji można wyróżnić możliwość wyboru kąta, wyjście cykliczne oraz wyjścia synchroniczne a także konfigurowalną częstotliwość przełączania. Inklinometr jest zamknięty w solidnej, odpornej na promieniowanie UV oraz wstrząsy kompaktowej obudowie z tworzywa sztucznego. Wysoki stopień ochrony IP65/67 oraz szeroki zakres temperatury pracy od -40°C do +80°C pozwalają na łatwą implementację urządzenia w takich aplikacjach jak maszyny budowlane – np. koparki  wielonaczyniowe czy maszyny rolnicze – różnego rodzaju opryskiwacze, kombajny itp.

Zastosowania

Inklinometr pozwala przede wszystkim na precyzyjne sterowanie końcówkami roboczymi maszyn, oraz co niezwykle istotne na zapewnienie bezpieczeństwa. Ponadto utrzymywanie stałego kąta pozwala na zwiększenie wydajności i unikanie awarii powodowanych przez niepożądane zmiany wychylenia. Urządzenie może również posłużyć do zwiększania wydajności wytwarzania energii przez panele solarne poprzez optymalizację ustawienia kolektorów.

Inklinometry charakteryzują się bardzo kompaktową konstrukcją, dzięki czemu można je łatwo zastosować w wielu aplikacjach o ograniczonej przestrzeni montażowej. Innym czynnikiem upraszczającym montaż do istniejących już maszyn są interfejsy komunikacyjne. Standardowo urządzenia te są wyposażone w RS232 czy CANopen.

 

Poprawne pozycjonowanie oraz zabezpieczenie przed przechyleniem odgrywa kluczową rolę w wielu aplikacjach. Jako przykład można podać zastosowanie inklinometrów w celu do  pozycjonowania dźwigów i innych maszyn ładujących. Czujniki przechyłu pełnią również istotną funkcję w prężnie rozwijającej się gałęzi energii odnawialnej w Polsce – elektrowniach wiatrowych. Są tam stosowane m.in. do kontroli ustawienia turbin wiatrowych.
 

×

Przeczytaj także

Jak dobrać odpowiedni czujnik temperatury podczerwieni? 6 najważniejszych wskazówek
Jak dobrać odpowiedni czujnik temperatury podczerwieni? 6 najważniejszych wskazówek

W artykule przedstawiamy najważniejsze czynniki, które należy przeanalizować, aby dobrać właściwy czujnik temperatury.  

Zobacz więcej »
Kontrola temperatury tłumu i pasażerów z TIM40
Kontrola temperatury tłumu i pasażerów z TIM40

Kamera termowizyjna TIM40 firmy Micro-Epsilon to funkcjonalne narzędzie umożliwiające kontrolę podwyższonej temperatury ludzi w miejscach publicznych, takich jak lotniska, dworce czy centra handlowe.

Zobacz więcej »