Sensoren spelen een grote rol in industriële toepassingen: meten, bewaken en detecteren van een willekeurig aantal stoffen of processen. Naarmate meer fabrieken geavanceerde automatiserings- en controlesystemen implementeren als onderdeel van Industrie 4.0 en industriële IoT-automatisering en connectiviteitsverbeteringen, worden sensoren slimmer en bieden ze nieuwe mogelijkheden.
De wereldwijde industrie sensor Volgens de verwachting zal de markt in 35.5 2027 miljard dollar bereiken, tegen 18.8 miljard dollar in 2019 Geallieerd marktonderzoek. De grootste groeifactoren zijn IoT en Industry 4.0, evenals de opkomst van industriële automatisering, die voortkomt uit de kritische parameterinformatie die deze sensoren bieden en die een grote impact hebben op processen en systemen.
Er is een verscheidenheid aan sensoren die worden gebruikt in industriële toepassingen. Deze omvatten sensoren voor nabijheid, druk, beweging, trillingen, omgeving, niveau, stroming, vochtigheid, gas en temperatuur. Ze spelen allemaal een cruciale rol om ervoor te zorgen dat processen en systemen foutloos verlopen. Hier is een greep uit verschillende soorten sensoren die prestatieverbeteringen en nieuwe mogelijkheden voor industriële toepassingen bieden.
Balluff Inc. heeft er onlangs twee gelanceerd foto-elektrische sensoren die conditiebewakingswaarneming bieden. De twee nieuwe sensoren claimen mogelijkheden die voorheen niet op de markt waren en bieden veel programmeerbare functies, evenals de conditiebewaking en geavanceerde IO-Link-functies van Balluff's Smart Automation and Monitoring System (SAMS) -portfolio. Dit portfolio is ontworpen om downtime te elimineren door probleemoplossing, omschakeling en configuratie van machines te vereenvoudigen, aldus het bedrijf.
Balluff's BOS0285 / BOS0286 foto-elektrische sensoren (Afbeelding: Balluff)
De nieuwe toevoegingen zijn de BOS0285 diffuse sensor met triangulatie en laserrood licht, waardoor deze geschikt is voor detectie van kleine onderdelen dankzij achtergrondonderdrukking en de BOS0286 retroflectieve sensor met een LED, die op betrouwbare wijze heldere objecten kan detecteren. De BOS0285- en BOS0286-sensoren bieden een detectiebereik van respectievelijk 30–250 mm en 8 meter.
Via de apparaatbeheersoftware leveren deze sensoren interne en omgevingsgegevens in realtime, inclusief temperatuurbewaking, relatieve vochtigheid, hellingsdetectie en trillingsbewaking.
De sensoren bieden vier bedieningsmodi voor objectdetectie: standaard aan / uit, snelheidsmodus, transparante modus voor het detecteren van heldere materialen zoals glas en verbeterde detectiemodus. De signaalkwaliteit van de sensor wordt weergegeven via leds op de sensor en via IO-Link zijn bedrijfsuren en tijdfuncties beschikbaar. Een tweede LED geeft diagnostische informatie.
Beide sensoren zijn ontworpen voor veeleisende toepassingen, met name die in de voedingsindustrie en algemene fabrieksautomatiseringstoepassingen waarbij agressieve media en hoge druk worden gebruikt voor reiniging. Ze hebben Ecolab-certificering en IP67- en IP69K-classificaties. Bovendien hebben deze sensoren de Washdown Plus-tests doorstaan, die meer dan 1,000 spoelcycli simuleren.
Een andere serie foto-elektrische sensoren die is gericht op het minimaliseren van de onderhoudsvereisten is de E3AS-HL-reeks van foto-elektrische CMOS-sensoren van Omron Automation Americas. De nieuwe serie voegt de functionaliteit van voorgrond- en achtergrondonderdrukking toe om de sensoren in staat te stellen het object nauwkeurig te detecteren, en ze zijn configureerbaar via IO-Link. Met IO-Link kan de E3AS-HL-serie afstandswaarden in millimeters communiceren en op afstand worden aangeleerd om detectiedrempels in te stellen. Uitgangsbewaking is ook mogelijk.
De E3AS-HL CMOS-foto-elektrische sensoren van Omron Automation (Afbeelding: Omron Automation Americas)
De sensoren bieden dankzij hun CMOS-beeldarray een stabiele detectie, zelfs als objecten variëren technologie en de optie om een line beam- of een spot beam-model te gebruiken, aldus Omron. De sensoren zijn geschikt voor de detectie van kleine onderdelen voor de meeste toepassingen en hebben een kleine vlekgrootte voor modellen met een detectieafstand van 500 mm en 150 mm. De detectieafstanden zijn 35–500 mm of 35–150 mm.
Dit is met name gunstig bij uitdagende productielijnen waarin traditionele sensoren vaak gebruikersaanpassingen vereisen om de vorm van een object aan te passen of een vervanging vereisen wanneer de ondoorzichtigheid, kleur of patroon van het object verandert.
Omron zei dat zijn unieke detectietechnologie de invloed van kleurpatronen, glans en vorm aanzienlijk vermindert om betrouwbare detectie te bieden bij veranderende productie-eisen.
De E3AS-HL-serie is voorzien van een leermechanisme dat de installatie eenvoudig maakt, met een OLED-display dat zichtbare en duidelijke statusinformatie biedt. De sensoren bieden een verscheidenheid aan leeropties, waaronder tweepunts objectonderwijs, achtergrondonderdrukking (BGS), voorgrondonderdrukking (FGS) en een vensterinstelling voor zowel FGS als BGS.
De E3AS-HL-sensoren zijn gemaakt van SUS316L roestvrij staal en zijn geschikt voor gebruik in veeleisende omgevingen met IP67- en IP69K-classificaties.
TE's triaxiale versnellingsmeter (Afbeelding: TE Connectivity)
Het lijdt geen twijfel dat stilstand van machines kostbaar kan zijn. Dit betekent dat sensoren nodig zijn om de gezondheid van machines te bewaken. TE Connectivity's 830M1 triaxiale versnellingsmeter biedt geavanceerde ingebouwde versnellingsdetectie voor bewaking van de machinestatus. De piëzo-elektrische sensor kan versnelling meten in drie assen (X, Y en Z).
De op een printplaat te monteren sensor is gehuisvest in een hermetisch LCC-pakket en maakt installatie van één pakket mogelijk, in plaats van drie, voor kosten- en ruimtebesparing. Een RTD-temperatuursensor is inbegrepen in het pakket voor het geval de toepassing zowel een trillings- als een temperatuursensorsignaal vereist.
De 830M1-sensor zou een uitstekende meetbandbreedte bieden, met een brede frequentierespons tot 15 kHz. Het is verkrijgbaar in dynamische bereiken van ± 25 g tot ± 2,000 g en is geschikt voor roterende machines met zowel lage als hoge snelheid. Naast de bewaking van de machinestatus, omvatten andere toepassingen voorspellende onderhoudsinstallaties, ingebouwde trillingsbewaking, impact- en schokbewaking en lagerinstallaties.
Met een innovatief twee-in-één ontwerp, de hoge precisie van First Sensor LHD ULTRA microflow verschildruksensoren Combineer twee sensorelementen met verschillende drukbereiken in één behuizing. De druksensoren, gebaseerd op de thermische meting van microstromen, bieden een maximaal drukbereik tot 5,000 Pa.
Dit is de eerste keer dat het bedrijf twee calorimetrische microflow-kanalen en twee sensorelementen op één chip heeft gecombineerd. Het ene sensorelement zorgt voor een nauwkeurige meting van lage drukverschillen met een hoge resolutie, terwijl het andere is geoptimaliseerd voor druk in het bovenste meetbereik. Hierdoor kunnen gebruikers zeer nauwkeurige metingen uitvoeren in het onderste of bovenste bereik van hun druktoepassingen.
De flow-based druksensoren bieden in totaal drie drukbereiken: 1,250 Pa, 2,500 Pa en 5,000 Pa. Alle modellen zijn verkrijgbaar in unidirectionele en bidirectionele versies.
De serie beschikt ook over een 16-bits analoog-naar-digitaal-omzetter voor het bovenste en onderste drukbereik. Een 24-bits on-board controller levert nauwkeurige meetresultaten over het gehele dynamische meetbereik.
Andere kenmerken zijn onder meer een extreem hoge stroomimpedantie in combinatie met een lage stroomlekkage, wat resulteert in een hoge weerstand tegen stof en vocht. Zelfs bij toepassingen met lange slangaansluitingen blijven de sensorrespons en nauwkeurigheid ongewijzigd, aldus het bedrijf.
De serie claimt uitstekende langetermijn- en offset-stabiliteit dankzij gepatenteerde real-time offset-compensatie en lineariseringstechnologie. De algehele nauwkeurigheid is doorgaans 1.5% van de gemeten waarde over het gehele bereik van 1% tot 100% van de volledige schaalwaarde. De offset-reproduceerbaarheid is ± 0.02 Pa per jaar.
De LHD ULTRA-sensoren zijn zeer geschikt voor flowmeettoepassingen waarbij een hoge mate van nauwkeurigheid vereist is bij lage verschildrukmetingen, aldus het bedrijf. De sensoren worden geleverd met een ingebouwde barometer voor optionele realtime common-mode drukcompensatie. Dit maakt de keuze mogelijk tussen massa- of volumestroommeting zonder dat een extern referentieapparaat voor omgevingsdruk nodig is. Een optionele small-form-factor FFT-connector en lintkabel zijn verkrijgbaar.
Naast de barometrische sensor is elk LHD ULTRA-model uitgerust met een gelineariseerde, digitale I²C- of SPI-uitgang en een geïntegreerde temperatuursensor op de chip. Deze serie kan worden gebruikt in een reeks toepassingen, van medische technologie tot HVAC en volumestroomregelingstoepassingen in industriële omgevingen tot zeer nauwkeurige filterbewaking.
NevadaNano's R-290 koelmiddel gassensor (Afbeelding: NevadaNano)
NevadaNano Systems, een leverancier van gasdetectiesensortechnologie, introduceerde de R-290 koelmiddel gassensor om lekken op te sporen in een reeks toepassingen. Met behulp van de Molecular Property Spectrometer (MPS) -technologie van het bedrijf, detecteert de R-290-gassensor propaanlekken in toepassingen zoals HVAC & R, koelsystemen, wasdrogers en verkoopautomaten.
R-290 propaan is in opkomst als een toonaangevend alternatief voor fluorkoolwaterstofkoelmiddelen met een hoog aardopwarmingsvermogen (GWP), aldus het bedrijf. R-290 heeft een GWP van 3, tegenover meer dan 3,900 voor een R410-koelmiddel.
Als er lekken optreden in R-290-eenheden, die volledig afgedicht en op zichzelf staand zijn en worden blootgesteld aan een ontstekingsbron, kunnen ze brand veroorzaken, waardoor zelfs de kleinste lekken moeten worden opgespoord, zei NevadaNano.
De MPS-propaansensoren rapporteren nauwkeurig 0% tot 100% LEL en vereisen geen veldonderhoud gedurende hun verwachte levensduur van 10 tot 15 jaar. De sensoren integreren realtime metingen en ingebouwde omgevingscompensatie voor temperatuur, druk en vochtigheid. Bovendien zijn ze inherent immuun voor drift, bederf of gif door verontreinigingen, zei het bedrijf.
Stroomsensoren worden over het algemeen gebruikt om de hoeveelheid en het debiet van een vloeistof of gas te meten. Posifa Technologies biedt zijn hoge nauwkeurigheid PLF2000-serie vloeistofstroomsensoren voor watermeting als vervanging voor mechanische turbinestroomsensoren. Door stroomsnelheden tot 700 ml / min (PLF2105) en 10 l / min (PLF2135) te meten, bieden de apparaten extreem snelle responstijden van 5 ms typisch en werken ze bij een temperatuurbereik van 5 ° C tot 75 ° C.
Posifa's PLF2000 vloeistofstroomsensoren (Afbeelding: Posifa Technologies)
De apparaten uit de PLF2000-serie zijn in de fabriek gekalibreerd voor water met een nauwkeurigheid van minimaal 5% en een typische 3% nauwkeurigheid voor volumeberekening. De sensoren voldoen aan NSF / ANSI 61: Drinkwatersysteemcomponenten - Gezondheidseffecten en kunnen veilig worden gebruikt in water- en drankapparatuur. De serie beschikt ook over dubbele digitale I2C en spanningsuitgang voor meer flexibiliteit.
De nieuwe sensoren zijn voorzien van Posifa's derde generatie MEMS thermische stromingsmatrijs, die een paar thermozuilen gebruikt om veranderingen in temperatuurgradiënt veroorzaakt door massastroom te detecteren. Dit levert een uitstekende signaal-ruisverhouding en herhaalbaarheid van 0.5% FS op, zei Posifa, en de thermische isolatiestructuur in vaste toestand op de sensormatrijs elimineert de behoefte aan een oppervlakteholte of kwetsbaar membraan dat wordt gebruikt in concurrerende technologieën. Dankzij deze kenmerken kunnen de sensoren direct in het vloeistofstroompad worden geplaatst met minimale verpakking voor een hogere gevoeligheid.
Bovendien belemmert de sensormatrijs het stromingspad niet, zei het bedrijf, wat een minimale stromingsweerstand mogelijk maakt en het mogelijk maakt om vloeistof te laten circuleren via zwaartekracht, een ketel of een energiezuinige pomp.