Η μέτρηση απόστασης, θέσης και μετατόπισης χωρίς επαφή είναι μια βασική τεχνολογία για βιομηχανικές εφαρμογές όπου η ταχύτητα της διαδικασίας, η ευθραυστότητα του υλικού ή η δυσπρόσιτη θέση του σημείου μέτρησης καθιστούν τις παραδοσιακές μεθόδους ακατάλληλες. Οι αισθητήρες λέιζερ, οι χωρητικοί, οι επαγωγικοί και οι οπτικοί αισθητήρες μπορούν να λάβουν χιλιάδες μετρήσεις ανά δευτερόλεπτο σε κινούμενες επιφάνειες, θερμά υλικά, προϊόντα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ή ευαίσθητα αντικείμενα, εξαλείφοντας τη μηχανική φθορά και τα σφάλματα επαφής.
Θέλετε βοήθεια στην επιλογή του προϊόντος;
Αρχές μέτρησης χωρίς επαφή
Οι πιο συνηθισμένες τεχνικές είναι: η τριγωνοποίηση με λέιζερ, κατά την οποία μια δέσμη με ευθυγράμμιση προβάλλεται στον στόχο και η ανακλώμενη εικόνα λαμβάνεται από έναν αισθητήρα CMOS/CCD τοποθετημένο σε μια συγκεκριμένη γωνία, λαμβάνοντας την απόσταση από τη θέση του σημείου στη διάταξη· ο χρόνος πτήσης (ToF), ο οποίος μετρά τον χρόνο πτήσης ενός παλμού φωτός με διαμόρφωση φάσης ή πλάτους· η συμβολομετρία λέιζερ για μετρήσεις πολύ υψηλής ανάλυσης· οι χρωματικοί ομοεστιακοί αισθητήρες, οι οποίοι χρησιμοποιούν χρωματική διασπορά για τη μέτρηση της απόστασης και του πάχους διαφανών υλικών· και οι χωρητικοί και επαγωγικοί αισθητήρες για εφαρμογές μικρής εμβέλειας σε βιομηχανικά περιβάλλοντα.
Τύποι οργάνων
Η γκάμα προϊόντων περιλαμβάνει φορητά αποστασιόμετρα λέιζερ για γρήγορες μετρήσεις σε εργοτάξια και στη βιομηχανία, βιομηχανικούς αισθητήρες απόστασης λέιζερ (τριγωνισμός και ToF) για ενσωμάτωση σε μηχανήματα και συστήματα, αισθητήρες θέσης και μετατόπισης υψηλής ανάλυσης (χωρητικοί, επαγωγικοί, δινορευμάτων) για εφαρμογές ακριβείας, εξειδικευμένους ανιχνευτές οπών για οπές και ασυνέχειες σε κινούμενους μεταφορικούς ιμάντες, γραμμές λέιζερ και επίπεδα για ευθυγράμμιση και σήμανση. Κάθε οικογένεια καλύπτει διαφορετικά εύρη, αναλύσεις και κλάσεις ακρίβειας, ανάλογα με την εφαρμογή.
βιομηχανικές εφαρμογές
Οι αισθητήρες χωρίς επαφή χρησιμοποιούνται για τη συνεχή μέτρηση προϊόντων σε διεργασίες εξώθησης, έλασης, έλξης και καλανδραρίσματος, για τον έλεγχο θέσης ρομπότ και ενεργοποιητών στη βιομηχανική ρομποτική, για την επαλήθευση στάθμης σε δεξαμενές και χοάνες, για την τοποθέτηση γερανών και βιομηχανικών περονοφόρων, για την προγνωστική συντήρηση περιστρεφόμενων μηχανημάτων για τη μέτρηση εκκεντρότητας και για την ανίχνευση σημειακών ελαττωμάτων σε συνεχείς ιστούς (ελασματοποιημένα υλικά, πλαστικές μεμβράνες, μη υφασμένα υφάσματα). Η ενσωμάτωση πολλαπλών αισθητήρων επιτρέπει την τρισδιάστατη ανακατασκευή σύνθετων προφίλ.
Ασφάλεια και κανονισμοί λέιζερ
Η χρήση πηγών λέιζερ ρυθμίζεται από το πρότυπο IEC 60825-1, το οποίο ορίζει τις κλάσεις ασφαλείας (1, 1M, 2, 2M, 3R, 3B, 4) και τα απαιτούμενα προστατευτικά μέτρα. Οι βιομηχανικοί αισθητήρες ανήκουν κυρίως στις κλάσεις 1 και 2, οι οποίες είναι εγγενώς ασφαλείς. Για τη σήμανση CE και τη χρήση σε ταξινομημένα περιβάλλοντα, ισχύουν τα πρότυπα EN 60204-1 (ηλεκτρική ασφάλεια μηχανημάτων) και για εκρηκτικές ατμόσφαιρες, οι οδηγίες ATEX 2014/34/EU. Οι προδιαγραφές των αισθητήρων ακολουθούν επίσης το πρότυπο VDI/VDE 2634 για την οπτική μέτρηση σχήματος και μεγέθους.
Κριτήρια επιλογής
Η επιλογή του σωστού αισθητήρα εξαρτάται από το εύρος μέτρησης, την απαιτούμενη ανάλυση, το εύρος ζώνης λήψης (Hz/kHz), τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας που μετράται (ανακλαστικότητα, τραχύτητα, χρώμα, γεωμετρία), το περιβάλλον λειτουργίας (θερμοκρασία, σκόνη, κραδασμοί), τη διεπαφή εξόδου (αναλογική, ψηφιακή, fieldbus) και τις απαιτήσεις ασφαλείας. Κάθε τεχνολογία περιγράφεται λεπτομερώς στις υποσελίδες, συμπεριλαμβανομένων των τυπικών παραμέτρων και των συστάσεων εφαρμογής.
Η επιλογή ενός συστήματος μέτρησης πρέπει να λαμβάνει υπόψη την ισορροπία μεταξύ ακρίβειας, ταχύτητας, πολυπλοκότητας ενσωμάτωσης και κόστους κύκλου ζωής. Ένα σύστημα κατάλληλου μεγέθους όχι μόνο μειώνει τα απόβλητα και αυξάνει την παραγωγικότητα, αλλά παράγει επίσης δεδομένα διεργασιών που τροφοδοτούν τα εταιρικά συστήματα ανάλυσης και επιτρέπουν τη λογική προγνωστικής συντήρησης. Η τεχνολογική επιλογή πρέπει πάντα να επικυρώνεται από μια μελέτη σκοπιμότητας σε ένα πραγματικό δείγμα, συμπεριλαμβανομένης της MSA (Ανάλυση Συστήματος Μετρήσεων), της Gage R&R και του υπολογισμού εκτεταμένης αβεβαιότητας σύμφωνα με το GUM.