Bezstykowe czujniki do pomiaru drogi

Do grupy czujników bezstykowego pomiaru drogi zaliczane są wszystkie te, które pozwalają na zmierzenie drogi (odległości od obiektu) bez bezpośredniego kontaktu z mierzonym obiektem. Do tego celu wykorzystuje się kilka technik pomiarowych takich jak: ultradźwięki, pomiar optyczny za pomocą lasera, z wykorzystaniem metody triangulacyjnej, konfokalne, indukcyjne, pojemnościowe, wiroprądowe. Każdy z czujników oparty na konkretnej metodzie pomiarowej posiada swoje zalety jak i wady, a dobranie czujnika zależy głównie od aplikacji w jakiej ma być zastosowany dany czujnik.

Bezstykowe czujniki drogi coraz częściej nabierają znaczenia w rozwiązywaniu trudnych problemów pomiarowych. Postęp technologiczny i podwyższone własności czujników są przewodnikiem tego trendu. W praktyce stawia się na pomiar bezstykowy, gdy

mają być mierzone szybkie zmiany drogi,
nie mogą być przez czujnik wywierane żadne siły na mierzony obiekt,
nie można uszkodzić wrażliwych powierzchni,
wymagana jest długa żywotność czujnika, tzn. czujniki nie powinny wykazywać żadnego zużycia.

Czujniki indukcyjne (seria induNCDT)
	Indukcyjne czujniki drogi z serii induNCDT są specjalnie opracowanymi czujnikami do pomiaru drogi i dystansu względem stali ferrytowych (ferromagnetyczne materiały) na bazie bezstykowej metody indukcyjnej. Pomiary względem materiałów nieferromagnetycznych (np. aluminium) są możliwe przy ograniczonym zakresie i zredukowanej dokładności. Bardzo atrakcyjne cenowo systemy czujników znajdują zastosowanie głównie w przemysłowych procesach produkcyjnych i wyposażeniu maszyn. Właściwości: dokładne stabilne i odporne (na kurz, wilgoć) optymalizowane dla obiektów ferromagnetycznych małe obudowy czujników atrakcyjne cenowo zakresy pomiarowe 0,4mm....16mm Krótki opis czujników serii induNCDT Przejdź na stronę o czujnikach indukcyjnych
Czujniki wiroprądowe (seria eddyNCDT)
	Czujniki do bezstykowego pomiaru drogi z serii eddyNCDT (Non-Contact Displacement Transducer) bazują na efekcie wiroprądowym. Efekt ten polega na ucieczce z obwodu rezonansowego energii, która jest konieczna do indukcji prądów wirowych w przewodzącym obiekcie mierzonym. Są stosowane do pomiaru na obiektach z materiałów przewodzących elektrycznie. Te mogą mieć własności zarówno ferromagnetyczne jak i nieferromagnetyczne. Duża odporność na np. oleje, kurz, wodę lub elektromagnetyczne pola zakłócające predestynują ten typ pomiaru do zastosowań w najcięższych warunkach przemysłowych. Właściwości: do zastosowania we wszystkich metalach elektrycznie przewodzących, z własnościami ferromagnetycznymi lub bez; małe formy obudowy; zakresy pomiarowe 0,4–80 mm; wysoka rozdzielczość: 0,005%; nieczułe na brud, kurz, wilgoć, olej, dielektryczne materiały w szczelinie pomiarowej; odporne na zakłócenia w otoczeniu elektromagnetycznym; szeroko sięgający zakres temperatur pracy; wysoka dokładność pomiarowa, liniowość 0,2%. Krótki opis czujników serii eddyNCDT Przejdź na stronę o czujnikach wiroprądowych
Czujniki pojemnościowe (seria capaNCDT)
	Pojemnościowe czujniki drogi bazują na sposobie działania idealnego kondensatora z płaskimi okładzinami. Jedna elektroda kondensatora tworzona jest przez czujnik, a druga przez leżący naprzeciwko mierzony obiekt. Bezstykowe czujniki pojemnościowe drogi z rodziny capaNCDT mierzą odległości, długości, rozmiary lub pozycję względem elektrycznie przewodzących mierzonych obiektów (np. metali). Dzięki zastosowaniu zasady kondensatora z pierścieniem ochronnym doskonale realizuje się liniowe charakterystyki. Doskonała rozdzielczość stabilność wyróżniają dodatkowo system capaNCDT. Dla pomiarów względem materiałów izolujących wbudowano funkcje linearyzacji. Właściwości: bardzo dokładne zakresy pomiarowe 0,2mm....10mm niezwykle stabilne temperaturowo szybkie i o wysokiej rozdzielczości bardzo stabilne w czasie niezależne od materiału dla metali nadaje się do wszystkich przewodzących materiałów łatwe w obsłudze daleko sięgający zakres temperatur pracy Krótki opis czujników serii capaNCDT Przejdź na stronę o czujnikach pojemnościowych
Czujniki optyczne konfokalne (seria optoNCDT 24XX)
	Czujniki konfokalne działają na zasadzie pomiaru odległości między poszczególnymi barwami odbitego od mierzonej powierzchni światła. Polichromatyczne światło (białe) jest ogniskowane na obiekcie mierzonym przez wielosoczewkową optykę. Soczewki są tak uporządkowane, że przez kontrolowane chromatyczne odchylenie, światło podzielone jest na monochromatyczne podzakresy. Każdej długości światła przypisany jest określony dystans. Odbite od mierzonego obiektu światło poprowadzone jest przez optyczny układ do układu fotoczułego i odpowiednio rozpoznane spektralnie. Ten unikalny sposób pomiaru pozwala mierzyć drogę i dystans niezwykle precyzyjnie zarówno od rozpraszających jak i odbijających powierzchni. Właściwości: ekstremalnie wysoka rozdzielczość (nanometry) dla wszystkich powierzchni mała, stała plamka pomiarowa kompaktowe wejście promieni świetlnych jednostronny pomiar grubości ( np. szkła) czujnik jest całkowicie pasywny, nie emituje ciepła, ani fal radiowych zakresy pomiarowe: 0,08...24 mm rozdzielczość: 0,004% zakresu Średnica plamki pomiarowej: 7 do 100µm Typowe zastosowania: pomiar dystansu do powierzchni zwierciadlanych i przejrzystych grubość materiałów przejrzystych pomiary w otworach (np. głębokości) pomiar konturu powierzchni topografia powierzchni Przejdź na stronę o czujnikach konfokalnych
Czujniki optyczne laserowe triangulacyjne (seria optoNCDT 14XX, 16XX, 17XX, 18XX, 22XX)
	Czujniki te wykorzystują zasadę optycznej triangulacji do bezstykowego pomiaru drogi. Wychodzący z czujnika promień lasera produkuje na powierzchni mierzonego obiektu mały punkcik. Ten poprzez odbiorczą optykę projektowany jest na ekstremalnie czułą linijkę detektora mierzącą kat padania odbitej plamki. W ten sposób obliczana jest odległość od mierzonej powierzchni. Właściwości: badanie najmniejszych detali dzięki punktowemu pomiarowi duże zakresy pomiarowe (nawet do 750mm) duży dystans do mierzonej powierzchni wysoka rozdzielczość znakomita liniowość odporne na światło otoczenia wysoka częstotliwość pomiaru klasa lasera 2 Krótki opis czujników triangulacyjnych serii optoNCDT Katalog czujników optoNCDT (język angielski) Przejdź na stronę o czujnikach laserowych triangulacyjnych
Czujniki optyczne laserowe (seria optoNCDT ILR)
	Czujnik działa na zasadzie pomiaru czasu przelotu krótkiego impulsu światła laserowego odbitego od zwierciadła umieszczonego na obiekcie, do którego odległość jest mierzona. Zegar czujnika uruchamiany jest w momencie wygenerowania krótkiego impulsu światła, a zatrzymuje go powracający impuls odbity od obiektu wyznaczając długość drogi. Zliczony czas odzwierciedla drogę przebytą przez impuls światła. Właściwości: bardzo duże zasięgi pomiarowe (nawet do 250m z wykorzystaniem lustra) dobra powtarzalność szybki czas odpowiedzi różne interfejsy wyjściowe Przejdź na stronę o czujnikach laserowych

Porównanie 3 metod pomiaru drogi:

Metoda pomiaru	Wiroprądowa	Pojemnościowa	Laserowo-optyczna triangulacyjna
dokładność	+++	+++	+++
rozdzielczość	+++	+++	+++
Zakres temperatur 40^oC 60^oC 90^oC 150^oC >150^oC	+++ +++ +++ +++ ++	+++ +++ +++ +++ ++	+++ + / - - - -
Wielkość czujnika	+++	++	+ / -
Wielkość plamki pomiaru	+	+	+++
Odporność na warunki	++	-	-
Długość kabla	+	+ / -	++
Częstotliwość graniczna	+++	++	++
Mierzony obiekt Metale Izolatory Struktura powierzchni/kolor	+++ - ++	+++ ++ ++	+++ +++ ++
Elektryczna utrata energii *	-	+++	+++
+++ znakomicie ++ bardzo dobrze +dobrze + / - znośnie - problematycznie

Głównym czynnikiem doboru czujnika jest zakres pomiarowy, rozdzielczość, a także warunki pracy czujnika (np. możliwość pracy w wysokiej temperaturze itp). Zachęcamy do zapoznania się niniejszym artykułem pokazującym idee działania czujników wiroprądowych, laserowych i pojemnościowych oraz wady i zalety poszczególnych czujników, a także przykłady zastosowań.

Przejdź na stronę o czujnikach:

>> pojemnościowych <<

>> wiroprądowych <<

>> ultradźwiękowych <<

>> indukcyjnych <<

>> konfokalnych <<

>> laserowych triangulacyjnych <<

>> laserowych <<