أجهزة استشعار LVDT: أداة قوية لاكتشاف التسطيح

في ظل التطور السريع للإنتاج الصناعي، يُعدّ تسطيح أسطح المنتجات مؤشرًا بالغ الأهمية على جودتها. ويُستخدم كشف التسطح على نطاق واسع في مختلف الصناعات، مثل صناعة السيارات والفضاء والإلكترونيات. ومن الأمثلة على ذلك فحص تسطيح البطاريات أو أغلفة الهواتف المحمولة في صناعة المحركات، وفحص تسطيح شاشات LCD في صناعة أشباه الموصلات.

مع ذلك، تعاني طرق الكشف عن تسطح الأجسام التقليدية من مشاكل مثل انخفاض الكفاءة وضعف الدقة. في المقابل، تُستخدم مستشعرات المحول التفاضلي المتغير الخطي (LVDT)، بمزاياها المتمثلة في الدقة العالية والموثوقية العالية والقياس الخالي من الاحتكاك (على سبيل المثال: تستخدم أجهزة LVDT مسبارًا للاتصال بسطح الجسم، مما يُحرك إزاحة القلب لتحقيق قياس خالٍ من الاحتكاك وعالي الدقة)، على نطاق واسع في الكشف الحديث عن تسطح الأجسام.

مبدأ التشغيل:

مستشعر LVDT هو مستشعر حثي كهرومغناطيسي، ويعتمد مبدأ تشغيله على قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي. يتكون LVDT من ملف ابتدائي وملفين ثانويين، جميعها ملفوفة حول قلب مغناطيسي حديدي. عندما يكون القلب في وضع المركز، تكون جهدا خرج الملفين الثانويين متساويتين في المقدار ومتعاكستين في الطور، يلغي أحدهما الآخر وينتج عنه جهد خرج صفري. عندما يتحرك القلب محوريًا، يتغير جهدا خرج الملفين الثانويين، ويتناسب الفرق خطيًا مع إزاحة القلب. بقياس التغير في جهد الخرج، يمكن قياس إزاحة القلب بدقة.
 
عادةً ما يُصنع غلاف LVDT من غطاء واقٍ من الفولاذ المقاوم للصدأ، مع طبقة حماية مغناطيسية عالية النفاذية، وطبقة عازلة للرطوبة في المنتصف. هذا يسمح باستخدامه في بيئات قاسية، مثل المجالات المغناطيسية القوية، والتيارات العالية، والرطوبة، والغبار. تستخدم بعض أجهزة LVDT الصناعية مواد خاصة (مثل الأختام الخزفية أو أغلفة Hastelloy)، ويمكنها العمل في بيئات ذات درجات حرارة عالية تصل إلى 250 درجة مئوية أو بيئات ذات ضغط عالٍ يصل إلى 1000 بار.

الميزات الرئيسية لـ LVDT

القياس بدون احتكاك:لا يوجد عادة أي اتصال مادي بين القلب المتحرك وهيكل الملف، مما يعني أن LVDT هو جهاز خالٍ من الاحتكاك. وهذا يسمح باستخدامه في القياسات الحرجة التي لا يمكنها تحمل تحميل الاحتكاك.

حياة ميكانيكية غير محدودة:نظرًا لعدم وجود اتصال عادةً بين قلب LVDT وهيكل الملف، فلا يمكن لأي أجزاء أن تحتك ببعضها البعض أو تتآكل، مما يمنح LVDTs عمرًا ميكانيكيًا غير محدود بشكل أساسي. وهذا مهم بشكل خاص في التطبيقات عالية الموثوقية.

دقة لا نهائية:تستطيع أجهزة LVDT قياس التغيرات الصغيرة للغاية في موضع القلب لأنها تعمل على مبادئ الاقتران الكهرومغناطيسي في بنية خالية من الاحتكاك. والحد الوحيد على الدقة هو الضوضاء في معالج الإشارة ودقة شاشة الإخراج.

إمكانية تكرار النقطة الصفرية:إن موقع نقطة الصفر الجوهرية لـ LVDT مستقر للغاية وقابل للتكرار، حتى على نطاق واسع للغاية من درجات حرارة التشغيل. وهذا يجعل أجهزة LVDT تعمل بشكل جيد كأجهزة استشعار موضع الصفر في أنظمة التحكم ذات الحلقة المغلقة.

الرفض عبر المحاور:تعتبر أجهزة LVDT حساسة للغاية للحركة المحورية للنواة وغير حساسة نسبيًا للحركة الشعاعية. وهذا يسمح باستخدام أجهزة LVDT لقياس النوى التي لا تتحرك في خط مستقيم دقيق.

استجابة ديناميكية سريعة:إن غياب الاحتكاك أثناء التشغيل العادي يسمح لمستشعر LVDT بالاستجابة بسرعة كبيرة للتغيرات في موضع القلب. إن الاستجابة الديناميكية لمستشعر LVDT نفسه محدودة فقط بالتأثيرات بالقصور الذاتي للكتلة الطفيفة للنواة.

الناتج المطلق:مخرج LVDT هو إشارة تناظرية مرتبطة مباشرةً بالموضع. في حال انقطاع التيار الكهربائي، يُمكن استئناف القياس دون الحاجة إلى إعادة المعايرة (يلزم إعادة تشغيل الطاقة للحصول على قيمة الإزاحة الحالية بعد انقطاع التيار الكهربائي).

تطبيق LVDT الشائع [كشف التسطيح]:

  • كشف تسطح سطح قطعة العمل:من خلال ملامسة سطح قطعة العمل باستخدام مسبار LVDT، يمكن قياس الاختلافات في الارتفاع على السطح، وبالتالي تقييم تسطيحه.
  • كشف تسطيح الصفائح المعدنية:أثناء إنتاج الصفائح المعدنية، يمكن لتخطيط LVDT المصفوف، جنبًا إلى جنب مع آلية المسح الآلي، تحقيق رسم خرائط تسطيح كامل السطح للصفائح ذات الحجم الكبير.
  • كشف تسطح الرقاقة:في صناعة أشباه الموصلات، يؤثر تسطح الرقاقات بشكل كبير على أداء الشريحة. يمكن استخدام أجهزة قياس تسطح الرقاقات (LVDTs) لقياس تسطح أسطح الرقاقات بدقة. (ملاحظة: عند اكتشاف تسطح الرقاقة، يجب أن تكون أجهزة قياس تسطح الرقاقات (LVDT) مزودة بمجسات خفيفة الوزن وتصميم منخفض قوة التلامس، مما يجعلها مناسبة للحالات التي لا يُسمح فيها بإتلاف السطح.)

يوصى باستخدام مستشعر LANBAO LVDT

LVDT

 

  • إمكانية التكرار على مستوى الميكرومتر
  • نطاقات متعددة متاحة من 5 إلى 20 ملم
  • خيارات إخراج شاملة، بما في ذلك الإشارة الرقمية، والتناظرية، و485.
  • ضغط رأس الاستشعار منخفض يصل إلى 3N، وقادر على الكشف غير الكاشط على كل من الأسطح المعدنية والزجاجية.
  • أبعاد خارجية غنية لتناسب مساحات التطبيقات المختلفة.
  • دليل الاختيار
يكتب اسم القطعة نموذج رن الخطية القدرة على التكرار الناتج درجة الحماية
نوع المسبار المشترك المضخم LVA-ESJBI4D1M / / / تيار 4-20 مللي أمبير، مخرج رقمي بثلاث طرق IP40
مسبار الاستشعار LVR-VM15R01 0-15 ملم ±0.2%FS
(25 درجة مئوية)
8 ميكرومتر (25 درجة مئوية) / IP65
LVR-VM10R01 0-10 مم
LVR-VM5R01 0-5 مم
النوع المتكامل الاستشعار المتكامل prbe LVR-VM20R01 0-20 مم ±0.25%FS
(25 درجة مئوية)
8 ميكرومتر (25 درجة مئوية) RS485
LVR-VM15R01 0-15 ملم
LVR-VM10R01 0-10 مم
LVR-VM5R01 0-5 مم
LVR-SVM10DR01 0-10 مم

 


وقت النشر: ١١ فبراير ٢٠٢٥