A magnetosztrikciós lineáris elmozdulású érzékelők balluff micropulse működésének elve
Magnetosztrikusságot csak ferromágneses anyagokban figyeltek meg, mint például: vas, nikkel, kobalt és ezek ötvözetei. A magnetostrikus elv ezen anyagok magnetomechanikai tulajdonságaira épül. Például ha egy ferromágnes a mágneses térben van, akkor szerkezetének mikroszkopikus deformációját okozza, ami a ferromágnes fizikai méreteinek megváltozásához vezet. Ezt a viselkedést azzal magyarázza, hogy számtalan darab kisméretű elemi mágnes létezik, amelyből ferromágneses anyag áll. Nyilvánvaló, hogy a korlátozott térbeli régiókon belül párhuzamosan állnak fenn, már nincs külső mágneses mező. # 1042; ezek az úgynevezett tartományok, az összes elemi mágnes ugyanúgy irányul. De a domének kezdeti eloszlása kaotikusan és kifelé nézve a ferromágneses test nem mágnesesnek tűnik. Amikor egy mágneses mezőt alkalmaznak, a tartományok e mező irányába sorakoznak, és egymással párhuzamosak. Így szerezzük be saját mágneses mezőnket, amelyek több száz alkalommal képesek meghaladni a külső mágneses mezőt.
Például ha egy ferromágneses ötvözetből készült rudat a tengelyével párhuzamos mágneses mezőbe helyezünk, akkor a rúd mechanikus deformáción esik át, és lineáris megnyúlást kap. # 1042; a magnetosztrikus hatás megnyúlása nagyon kicsi (lásd 1. ábra).
A magnetostrikciós hatás a ferromágneses anyagok mágneses és mechanikai tulajdonságainak kombinációjának köszönhető, ezért speciális ötvözetek létrehozásával optimalizálható és egy külső mágneses mező irányított hatása révén vezérelhető. # 1042; ipari mérőrendszerek A Micropulse és a Temposonics egy magnetostrikciós hatást használ, amelyet az effektusnak neveznek # 1042, idemana. Ez leírja a mechanikus deformáció (kanyargós) egy hosszú, vékony ferromágneses rúd, amely hatása alatt a két mágneses tér a külső és a belső létrehozott vezeték, amelyen keresztül villamos áram folyik. # 1042; Lineáris kódolók Balluff MicroPulse külső mágneses mező által generált pozicionális mágnes, amely koncentrikus a keresztezi a mágneses mező által termelt villamos áram, ez okozza a mechanikus deformáció egy kis terület a mérőtest formájában egy rúd. Ezenkívül a Micropulse érzékelők az úgynevezett magnetoelasztikus hatást (vagy effektust) használják # 1042, Illari). A ferromágnes mágneses tulajdonságainak megváltozásával jár, például egy ferromágneses sáv mágnesezésével, amelyet hosszanti deformáció okoz.
Annak érdekében, hogy a fenti fizikai elveket megbízható mérési rendszerré alakítsuk, a 3. ábrán bemutatott érzékelőtervet javasoljuk, a Micropulse lineáris elmozdulás-érzékelő 5 fő részből áll:
- mérőelem (hullámvezető);
- érzékelő elektronika;
- pozícionáló állandó mágnes formájában;
- a torziós impulzus átalakító;
- Csillapító rész (a rúd végén, amelynél a torziós impulzus második része kialszik).
A mérőrendszer "magja" egy ferromágneses mérőelem, amelyet hullámvezetőként használnak, amellyel torziós ultrahangos hullám halad az impulzus átalakítóhoz. A mért pozíciót a hullámvezetőt körülvevő állandó mágnes helyzetével határozzuk meg. Ez a mágnes mágneses mezőt hoz létre a hullámvezetőben, és összekapcsolódik a mérés tárgyával. Itt hangsúlyozni kell, hogy nincs mechanikus kapcsolat a pozícionáló (mágnes) és a mérőelem (hullámvezető) között. Ez biztosítja a Ballouff Micropulse (MTS Temposonics) érzékelőinek hosszú élettartamát ezen mérési elv alapján. # 1042, a mikroszál a lineáris elmozdulás érzékelőben A Micropulse külső átmérője 0,7 mm, belső átmérője pedig 0,5 mm. A rézvezető a hullámvezető teljes hosszában fut.
A mérési folyamatot egy rövidáramú impulzus indítja el, amelyet az érzékelő elektronikus részéről a rézvezető mentén továbbítanak. Amikor az impulzus mozog, sugárirányú mágneses mező keletkezik a hullámvezető köré (lásd a 3. ábrát). Amikor egy mágneses mezővel keresztezünk, egy állandó mágneses pozícionáló jelenik meg a hatás szerint # 1042; edemann, a magnetostrikciós hullámvezető műanyag deformációja, ami dinamikus folyamat, az aktuális impulzus sebessége miatt. Emiatt van egy torziós ultrahanghullám, amely terjed a származási hely mindkét végén a hullámvezető, azonban, az egyik végén van teljesen kialszik, és így, interferencia és a torzítás kiszűrésre kerülnek. A hullámvezetési hullám terjedési sebessége 2830 m / s, és a külső tényezők (szennyezés, hőmérséklet, hatások stb.) Gyakorlatilag nem befolyásolják. A torziós impulzus észlelése és feldolgozása a hullámvezető másik végén egy speciális átalakítóban történik. A torziós impulzus-átalakító keresztirányú hullámvezetőből és merev kötésű magnetostrikciós fémcsíkból áll; induktivitást és egy álló álló mágnest észlel.
# 1042; egy torziós impulzus jelátalakító, egy szuperszonikus hullám megváltoztatja a fémszalag mágnesezését a hatás szerint # 1042, már említett az illari. Az állandó mágneses mező ezen átmeneti változásának következő része villanyáramot indukál az induktorhoz. Ez a keletkező elektromos jel végül feldolgozza az érzékelő elektronikáját. A pontos pozíció meghatározása az áramimpulzus indításának és az elektromos jel válaszidejének közötti idő mérésével érhető el, amelyet a torziós impulzus átalakító határoz meg az ultrahangos hullám detektálásakor.
A mérési elv látszólagos külső összetettségével, amelyen a Balluff Micropulse Lineáris Mozgásérzékelők létrejöttek. Számos előnye van, hogy rendelkeznek: a távolság a legmagasabb pontossággal mérhető; a fém magnetostrikciós anyagok hosszú távú és nagyon stabil paramétereket tartalmaznak; az érzékelő speciális kialakításának és konstrukciójának köszönhetően a teljes mérőrendszer megbízhatóan védett a külső hatásoktól, például a gép rezgésétől. Ezen előnyök összegeként a Balluff Micropulse mozgás nagy pontosságú érzékelőit kapjuk. A legmagasabb mérési reprodukálhatósággal és rendkívül magas megbízhatósággal rendelkeznek.
# 1042; oploschenie Magnetosztrikciós mérés elve az, hogy a rendszer megfelel a zord ipari termelés magas követelményeket támaszt a képességeit és kompetenciáját az érzékelő gyártója. A Balluff mérnökei alapvető fizikai ismeretekkel rendelkeznek, amelyek több évtizedes laboratóriumi kísérletek során felhalmozódtak a magnetostrikus anyagokról. Például, különböző kiviteli alakjai az átalakító áramkör torziós impulzusok vizsgálták részletesen, amelyeket bemutatnak a 4. ábrán Azt találtuk, hogy az optimális jelátalakító design kell, mint például a 3. kiviteli Magától így kapott a leginkább abban és pontos jel került rögzítésre csak torziós részét a mechanikai hullám és a hosszanti oszcilláció nem befolyásolja a mérés eredményét. Használata torziós hullámok és rögzítő rendszer, amely választ csak a torziós (csavaró) hullám segítségével nem kell félni a rezgés a mérési folyamatot, mivel a torziós impulzus nem okoz külső mechanikus vibráció. Annak érdekében, hogy a mérés elvének minden fizikai folyamata a külső hatások hatására megy végbe, a gyártó a ház különleges mechanikai kialakítását és a jelfeldolgozás elektronikus áramkörét használja. A Balluff magnetostrikciós szenzorok minden generációjában a design és az áramkör javul és fejlett, a legmodernebb szinten.