320 likes | 456 Views
Mire használható a magnetostrikció?. Piezoelektromosság. Magnetostrikció. Elektromos ↔mechanikai jelátalakítás. Mágneses ↔mechanikai jelátalakítás. Történelem: 1847 A jelenség felfedezése (Joule) 1929 Alkalmazás csöves oszcillátorban mint frekvencia meghatározó rezonátor (Pierce)
E N D
Piezoelektromosság Magnetostrikció Elektromos↔mechanikai jelátalakítás Mágneses ↔mechanikai jelátalakítás Történelem: 1847 A jelenség felfedezése (Joule) 1929 Alkalmazás csöves oszcillátorban mint frekvencia meghatározó rezonátor (Pierce) 1943 Ultrahang keltés és érzékelés (sonar) 1948 Késleltető művonalas digitális tároló 1960 Elektromechanikus szűrő 1970 Pozíció érzékelők útadók (MTS cég) 1980 Szintmérők, szinttávadók
A A magnetostrikció l
A Δl A magnetostrikció l
Hengeres rúd longitudinális rezgése d F Δl l
Hengeres rúd torziós rezgése M d φ l
A vas-nikkel ötvözet hőmérsékletfüggése ppm/°C 400 200 A rugalmassági modulus hőmérsékleti együtthatója 0 -200 -400 40 10 20 30 50 60 % Nikkel tartalom
H H r Strikciós szál I
H I
H I
H I
H I
Csavaró deformáció
ε Csavaró deformáció Ui Ui t
Ig Ui [mV] Ui 0 t [μs] x [cm]
Ig Csillapító gumi Ui [mV] Ui 0 t [μs] x [cm]
Ui [mV] Ui 0 t [μs] Holtzóna A szál vége Érzékelt távolság x [cm] Holtzóna
Ig [A] 2 1 Ti = 2-6 μs 0 td t [μs] Ui [mV] 20 A szál vége 10 0 t [μs] -10 th2 th1 -20 Elektromos holtzóna Elektromos holtzóna
A tekercsben indukált feszültséget befolyásolja: • - a strikciós huzal átmérője, • - a mágnes indukciója és a tér alakja, • - az áramlökés amplitúdója időtartama és alakja, • - a tekercs hossza, • - a tekercs saját lengése.
Rt Ui Csz Lt Ui0 Az érzékelő tekercs modellje N = 2000 Lt = 7 mH Csz = 45 pF Rt = 166 Ω
Ui [mV] td 10 Strikciós zavarjelek 0 t [μs] -10 th1 Elektromos holtzóna
Csavaró deformáció
Kiindulási paraméterek és konstrukciós szempontok, szintmérőben való alkalmazásnál • Mérési tartomány • Holtzónák • Úszó mérete • Védőcső (merev, flexibilis) • Vegyszerállóság • Teljesítmény felvétel (<40 mW) • Robbanásbiztonság (gyújtószikramentesség és nyomásálló tokozás) • Szerelhetőség • Szigetelés a védőcsőtől • A szigetelő cső hőtágulása • A strikciós szál feszítése
Mágnes Úszó Strikciós szál Nyomásálló védőcső
Problémák • A hasznos jelet csillapítja: • Mechanikai feszültség a szálban • Maradó deformáció a szálban • Érintkezés a szigetelő csővel, távtartókkal, visszavezető szállal • A szál nagy ellenállása: ~ 5-6 Ω/m • Az érzékelő tekercs impedanciája: • Saját lengés • Zavaró jelet kelt: • A szál felmágneseződése • A védőcső vagy a környezet felmágneseződése • A parazita longitudinális jel (gyorsabb)
Főhibaforrások • Komparálási pontatlanság: • a szuperponált zavaró jelek miatt • a hasznos jel amplitúdójának igadozása miatt • Hiszterézis • Szál egyenetlenségek: • hőkezelési, geometriai, utólagos mechanikai behatás ?
Szintmérés Mérési tartomány: 1 – 20 m Felbontás: 0,2 – 5 mm Linearitási hiba: Hiszterézis hiba: < 0,2 mm Ismétlőképesség: < 0,2 mm Hőmérsékletfüggés: < 40 ppm Pozíció érzékelés Mérési tartomány: L=0,15 – 2 m Felbontás: 0,01 – 0,1 mm Linearitási hiba: 5x10-4L Hiszterézis hiba: < 0,05 mm Ismétlőképesség: < 0,01 mm Hőmérsékletfüggés: < 10 ppm Jellemző méréstechnikai paraméterek
Mérési, hitelesítési lehetőségek • Mérőszalag • Optikai pad (OMH) • Vízszintes vagy függőleges • MOL • Árak