Elektromagnit induksiyaya əsaslanan kabel eksentrizitet ölçməsinin inkişafı: titrəmələrin üstələnilməsi və dəqiqliyin artırılması
Onlayn kabel eksentrisi ölçməsinin əsas çətinliyi kabelin sürətli hərəkətidir. Bu, kabel titrişləri ilə başa çəkə bilən kontakt olmayan ölçmə aparati tələb edir. Röntgen kabel eksentrimetrleri optik nəql imajlanmasına əsaslanır və multiqat kontur ölçülərini hesablamalıdir ki, izolyasiya eksentrisi nəzərə alınaraq kondüktorların həndəsi mərkəzi hesablanacaq. Amma onların zəiflikləri var: yavaş ölçmə sürəti (saniyədə bir neçə dəfə), kabel titrişlərinə səbəb olan səhv artırılması və yüksək xərclər.
1 Elektromaqnit induksiya əsaslı kabel eksentrimetrlərin prinsipi
Elektromaqnit induksiya əsaslı kabel eksentrimetrləri optik diametr ölçməsi və kondüktorlar üçün elektromaqnit induksiyasını birləşdirir. Onlar kondüktorun elektrik mərkəzini (həndəsi eksentriklikdən üstündür) ölçür və saniyədə minlərlə ölçümdən ibarət tez sürətə malikdir. Tez ölçümlər titriş təsirlərini azaldır və multiqat ölçülər tələb olunanlarda deyilən vəziyyətlərdə röntgen cihazlarını əvəz edir.
İmport olunan məhsullar (ictimai prinsiplərə əsasən) dörd indüktiv bobdan istifadə edərək maqnit sahələri aşkarlayır (Şəkil 1-dəki kimi). Bəziləri eyni sinyal gücündən istifadə edərək kondüktorun mərkəzlənməsini müəyyənləşdirirlər (eşit deyilsə motorlarla pəncərəni ayarlamaqla); digərləri aşkarlanan sinyal gücündən kondüktorun mərkəzinin hesablanmasını edirlər.
2 Ölçmə dəqiqliyinin idarə edilməsi
Motor ayarları proseslidir, bu da gecikməyə səbəb olur. Bu, izolyasiya və kondüktor ölçümləri arasında desinkronizasiya yaratır və gecikmə səhvlərinə səbəb olur - daha ciddi kabel titrişləri daha böyük səhvlərə səbəb olur. Praktikada bu kəmir, kabel titrişi baş verdikdə, eksentrisi ölçmə nəticələri qalıqsızlaşır və 1%-dən çox dalğalanır. Bu, cihazın ölçmə səhvinin, amma faktiki kabel vəziyyətinin deyil, göstəricisidir.
Amma eyni sinyal gücü ilə kondüktorun mərkəzlənməsini müəyyənləşdirmək həmişə etibarlı deyildir. Biot-Savart qanunu deyir ki, hər hansı bir nöqtədə B maqnit induksiyası gücünü, Idl elektrik elementi tərəfindən r məsafədə tətiklənən maqnit sahası:
Bu düstur, maqnit induksiyası gücünün məsafənin kvadratına ters orantılı olduğunu və istiqamət bucağının sinusuna orantılı olduğunu göstərir, Şəkil 2-dəki kimi.
Buna əsasən, fəzadakı dörd nöqtədəki maqnit sahaların intensivlikləri arasındakı münasibətin simulasiya hesablanması aparılır. Müraciət üçün Şəkil 3-dəki model yaradılır.
Nöqtələr 1, 2, 3 və 4 ortoqonal və simmetrik paylanır, O mərkəz nöqtəsidir. Elə edək ki, elektrik elementi 2 və 3 oxlarının orta xəttində OP-nin üzərində hərəkət edir. Formula (1)-ə görə, elektrik elementi OP-da hər hansı bir nöqtədə olduqda, B1 = B4 və B2 = B3 doğru olur. Beləliklə, sadəcə B1/B2 ∠θ-ya görə dəyişməsin araşdırılması lazımdır. Hesablama sonunda bir set məlumat əldə edilir və bir scatter trend şəkili yaradılır, Cədvəl 1 və Şəkil 4-dəki kimi.
Şəkil 4-dən görünür ki, trend nizami olmayan qarisıdır. ∠θ artarkən, B1/B2 1-dən ~0.268 (minimum) kimi endirilir, sonra yenidən 1-ə qalxır. Maqnit sahalar dörd nöqtədə bərabərləşdiyi zaman, elektrik elementi O mərkəzindən uzaqdadır. Bu intervalda, hər bir dəyər (minimumdan başqa) iki nöqtəyə malikdir - minimuma daha yaxın olan nöqtələr daha yaxınlardır.
Bu bir kvadranta aid olur və digərləri üçün də eyni doğrudur. Dörd nöqtədəki maqnit sahaların gücündən istifadə edərək kondüktorun mərkəzlənməsini və ya mərkəzini (maqnit saha vektor, skalyar deyil) müəyyənləşdirmək mümkün deyil.
Beləliklə, daha yaxşı eksentrimetr yaratmaq üçün xarici firmaların ardına salmaq lazımdır. Yeni prinsip: P₁/P₂ nöqtələrində maqnit sahanın istiqamət bucaqlarını (θ₁, θ₂) ölçməklə mənbə mərkəzi O-nu müəyyənləşdirmək (Şəkil 5).
Bu prinsip həndəsi olaraq ümumiləşdirilir: Üçbucaq, bir tərəfi və iki bitişik daxili bucağı ilə yeganə olaraq müəyyənləşdirilir. Bu, praktikada zəif maqnit sahaların sürətli və dəqiq ölçülərini tələb edir.
Kabel kondüktorları, tərəfindən yaradılan ~10mA elektrik akımı, sensorlar, kabeldən uzaqlaşdıqlarında, zəif (~dozens of nT) maqnit sahaları aşkarlayır - bu, yüksək hassasiyyət, frekans cavabı və aşağı səssizlik (özünə malik səssizlik dəqiqliğə təsir edir) tələb edir.
3 Elektromaqnit induksiya əsaslı eksentrimetrlərin tətbiqi
Əksər import olunan məhsullar boblu sensordan istifadə edir; bu məqalə maqnitrezistiv sensordan istifadə edir. Kiçik ölçülü sensorlar eyni kəsrədə elektromaqnit və optik ölçümləri birləşdirir (səhvləri minimala endirir) və sensorlar arasında yüksək uyğunluğa malikdir. Litografiya əsaslı maqnitrezistiv sensorlar idealdir. Müqayisədə, import olunan boblu sensor məhsulları ölçümləri ayrı-ayrı edir, optik olmayan kondüktor hissələrini eyni kimi qeyd edir - bu, səhvləri artırır.
Maqnitrezistiv əsaslı ölçümlər: 1000/s ölçümlər, ±2% təkrarlananlıq (100–200nT), 1000 ölçümlərin ortalaması ±0.2%, xətti <0.5%. İmport olunan məhsullarla müqayisələr məhduddur (heç bir məlumat yoxdur).
Tez LED×CCD optik ölçmələrlə birləşdirmə real zamanlı eksentrisi ölçməsini imkan verir (Şəkil 6).
Hər bir ölçmə zamanı, izolyasiya qatında olan dörd nöqtənin (A, B, C, D) və kondüktor mərkəzi nöqtəsinin P pozisiyası eyni zamanda əldə edilir. X və Y istiqamətlərindəki və ümumi eksentrisi aşağıdakı düsturlarla hesablanır:
Hər bir ölçmə üçün, ex, ey, və e nümunələrin sayına görə ortalanır (son nəticə kimi final eksentrisi nəticəsi). Koncentriyanı göstərmək üçün Concentricity = 1 - Eccentricity istifadə edilir. Δx/Δ y (X/Y istiqamətindəki sapmalar) real zamanlı ekstruder başının düzəlişləri üçün avtomatik kabel eksentrisi düzəlişinə imkan verir.
Sürətli ölçümlər titriş səhvlərini azaldır: 1000 ölçmə/saniyə bininci yerə dəqiqlik verir. Çoxsaylı import olunan məhsullar (yüzölçüsü/saniyə) merkezi kondüktor (xaricəvi diametr dəqiqliyinə uyğun, mutlak ±μm dəyərləri, faizi deyil - uyğun deyil) əsasında eksentrisi dəqiqliğini iddia edir.
3.1 LED×CCD diametr ölçməsi
Telezentrik optika əsasında, işığın bloklaşması ilə CCD bölgələrində parlaq-tutaq bölgələr yaradılır. Alqoritmlər kenarları təhlil edərək ölçmələri hesablayır. Global CCD maraqlandırma (hamısı bir anda piksellərə maraqlanır) titrişlərə səbəb olan kenar bulanıklığına (vertikal → eğik xətlər) səbəb olur, amma alqoritmlər kenarları təhlil edir və səhvləri aradan qaldırır.
3.2 Optik diametr ölçmə notları
Fokus deyil, amma əhəmiyyətli: Kabel eksentrisi ölçməsi, dörd izolyasiya qatının təpə nöqtələrinin (yalnız ölçmələr deyil) real zamanlı optik saxlanılmasını tələb edir. Motorla sükan lazer metodları asinxron ölçmə səhvlərini risk edir. Beləliklə, optik və elektromaqnit ölçümlərinin sinxronlaşdırılması cihazın inkişafı üçün əhəmiyyətliyə malikdir.
4 Nəticə
Elektromaqnit induksiya əsaslı cihaz, kondüktorun elektrik mərkəzini tez ölçür, aşağı xərclər və üstünlüklərə malikdir. İmport olunan məhsulların elektromaqnit ölçmə zəifliklərini həll etmək üçün, yeni fotoelektromaqnit kabel eksentrisi metre (bininci yer dəqiqliyi) inkişaf etdirilir. Texnologiya inkişaf edir - gələcəkte materialların inkişafı daha yüksək dəqiqlikləri mümkün edəcək və bu, sənayenin inkişafını təmin edəcəkdir.
