Bir uygulama için doğru hız sensörünün seçilmesi, doğru ve güvenilir bir ölçüm için çok önemlidir. Sonuçta, sensörün sinyali aşırı hız koruma sistemi için bir girdidir. Hatalı bir sensör, güvenilir olmayan bir giriş sinyaline yol açar ve koruma sisteminin doğruluğu ve güvenilirliği üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir.
Doğru sensörü seçerken dikkat edilmesi gereken çeşitli hususlar vardır ve bunlar çevresel ve makine hususları olarak kategorize edilebilir.
Makine ile ilgili hususlar:
- Beklenen RPM erişimi nedir?
- Ölçülen hedef nedir ve özellikleri nelerdir?
- Montaj yerindeki ağırlık ve boyut konusunda herhangi bir sınırlama var mı?
- Gerekli kablo uzunluğu nedir?
Çevresel hususlar:
- Beklenen ortam sıcaklığı nedir?
- Ölçüm patlama tehlikesi olan alanlarda (ATEX) mı yapılıyor?
- Güçlü elektromanyetik alanlar mevcut mu?
- Ölçüm aşındırıcı bir ortamda mı gerçekleşiyor?
Endüstriyel hız ölçümleri için üç ana tip ölçüm prensibi vardır:
- Elektromanyetik sens örler - pasif sensörler, değişken relüktans (VR) sensörleri veya manyetik alıcılar olarak da bilinir
- Yakınlık sens örleri - eddy current sensörleri veya yer değiştirme sensörleri olarak da bilinir
- Hall etkili sensörler - aktif sensörler olarak da bilinir
Elektromanyetik sensörler
Bir elektromanyetik sensör, sensör ucu ile hedef nesne arasındaki mesafedeki değişiklikleri ölçmek için bir manyetik alan kullanır. Sensör, bir dişlinin dişleri sensörü geçerken manyetik akımda (akı) ve bobinde bir değişikliğe neden olan bir mıknatısın etrafına sarılmış bir bobin içerir. Hareket eden dişli, bobinde frekansı dönüş hızıyla ilişkili olan orantılı bir voltaj indükleyen değişken bir akı oluşturur. Sinyal, genliği hedefin boyutuna, hızına ve mesafesine bağlı olan sinüzoidal bir dalgadır.
Avantajlar
Elektromanyetik sensörlerin bir avantajı da yüksek sıcaklık uygulamalarına uygulanabilirliğidir. 300°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda çalışmaya uygun belirli sensör türleri vardır. Ayrıca, elektromanyetik sensörlerin kullanımı kolay ve son derece güvenilirdir. Bir diğer büyük avantaj ise sensörün iki telli bir bağlantıya sahip olması ve bu nedenle genellikle mevcut altyapılara uymasıdır.
Dezavantajlar
Elektromanyetik sensörlerin en büyük dezavantajı, sinyalin genliğinin hedefin boyutu, hızı ve mesafesine bağlı olmasıdır. Hız çok düşük, dişli dişi çok küçük veya hedef malzemeye olan mesafe çok büyükse, sinyal çok düz olacaktır. Öte yandan, hız yüksekse, dişli dişi büyükse veya mesafe küçükse, sinyal büyük darbeler gösterecektir (80V'a kadar). Elektromanyetik sensörlerin uygulanması ve konumlandırılması, sensörlerin düzgün çalışması için çok fazla dikkat ve uzmanlık gerektirir. Bu tip sensörler düşük hızlarda iyi çalışmadığından, sıfır hız tespiti için uygun değildir.
Yakınlık sensörleri
Bir proximity sensörü, bir nesneye olan mesafedeki değişiklikleri ölçmek için elektromanyetik bir alan kullanır. Bir dişli sensörün yanından geçerken, yakın (diş) ve uzak (çentik) mesafe değişimini ölçer. Dönüş hızı, bu olaylar arasındaki süreye bağlı olarak belirlenebilir.
Avantajlar
proximity problarının önemli bir avantajı, ölçüm prensibinin hem darbeleri hem de dişlere göre konumu göstermesidir. Bu, hedefin dişlerine olan ayarlanmış mesafe hakkında bilgi sağlar.
Yakınlık sensörleri, çok uzun kablo uzunluklarına (1000m+) olanak tanıyan dinamik akım çıkışlı olarak da mevcuttur. Dinamik akım çıkışlı sensörler, gerilim sinyallerine, Hall etkisine ve elektromanyetik sensörlere dayalı proximity sensörlerde olduğu gibi kablo empedansından etkilenmez.
Dezavantajlar
Hız ölçümleri için proximity sensörlerinin kullanılmasının bir dezavantajı vardır. Yüksek bir hızda (RPM), sinüzoidal çizginin giderek düzleşmesinin bir sonucu olarak doygunluk meydana gelebilir. Dişli dişi yüksek hızlarda sensörün yanından geçerken, proximity sensörü mesafelerdeki farkı zar zor algılar. Hız ne kadar yüksek olursa proximity sensörün hız ölçümlerindeki etkinliği o kadar azalır.
Bir diğer dezavantaj ise proximity sensörünün hedefin eksantrikliğini iyi idare edememesidir. Hedefin eksantrikliği (sallanan bir dişli) sinüs içinde sinüs üretir. Bu durum, özellikle ilgili sinyalde sinyal doygunluğu oluştuğunda sorunlara yol açar. Sensör, diş ve çentiklerin sinüsü yerine dişlilerin eksantrikliğinin sinüsünü çıkarabilir.
Hall etkili sensörler
Hall etkili bir sensör, mıknatıs ile hedef malzeme arasındaki manyetik akıdaki değişiklikleri ölçer. Sensörler, net bir kare dalga sinyali üreten dahili sinyal koşullandırıcılara sahiptir. Elektromanyetik sensörlerin aksine, Hall etkili sensörler manyetik akının değişme hızından ziyade boyutuna duyarlıdır. Hall etkili hız sensörleri geniş bir ölçüm aralığına sahiptir ve hem düşük hızlı veya sabit parçaları hem de yüksek hızlı parçaları ölçmek için kullanılabilir.
Avantajlar
Hall etkisi sensörünün bir avantajı, sensörün doğrudan iletilmesi ve işlenmesi kolay bir dijital çıkış sağlamasıdır. Diğer bir avantajı ise Hall etkili sensörlerin genellikle dahili sinyal işleme özelliğine sahip olmasıdır. Sinyal dijitalleştirilir ve çok hızlı bir şekilde yükseltilir, bu da EMI (elektromanyetik girişim) gibi parazitlere karşı daha az savunmasız hale getirir.
Dezavantajlar
Dahili elektronikler nedeniyle, Hall etkili sensörler -40 °C ila + 150 °C arasında değişen sıcaklıklarda çalışan uygulamalarla sınırlıdır. Ayrıca, Hall etkili sensörler 3 telli bir bağlantı gerektirir.
Hall etkili sensörler neden tercih edilir?
- Duruştan itibaren güvenilir hız kaydı. Bu, 0,1 Hz kadar düşük frekanslarda ölçüm yapmayı mümkün kılar.
- Dijital sinyaller uzun mesafeler için uygundur (300 m'ye kadar).
- Kare dalga sinyallerinin hız sistemleri tarafından işlenmesi kolaydır.
- Tek bir sensör muhafazasında iki sensör elemanı oluşturmak mümkündür, böylece yön ölçümleri yapılabilir.
- Sensörün yapısı diğer hız sensörlerinden daha küçük ve daha hafiftir (ağırlık).
- Hall etkili bir sensörün doğru konumlandırılması elektronik bir sensöre göre daha zordur ve hedefin eksantrikliğine proximity sensörlerine göre daha az duyarlıdır.
- Bu sensör tipi titreşimlere ve sıcaklık dalgalanmalarına karşı en az hassas olanıdır.
Ayrıca bakınız: Aşırı hız koruma sistemleri »
