مستشعرات LVDT: أداة فعالة للكشف عن التسطيح

في ظل التطور السريع للإنتاج الصناعي، يُعدّ استواء أسطح المنتجات مؤشراً بالغ الأهمية لجودتها. ويُستخدم فحص الاستواء على نطاق واسع في مختلف الصناعات، مثل صناعة السيارات والطيران والإلكترونيات. ومن الأمثلة على ذلك فحص استواء البطاريات أو أغلفة الهواتف المحمولة في صناعة السيارات، وفحص استواء شاشات الكريستال السائل في صناعة أشباه الموصلات.

مع ذلك، تعاني طرق الكشف التقليدية عن تسطح الأجسام من مشاكل مثل انخفاض الكفاءة وضعف الدقة. في المقابل، تُستخدم مستشعرات LVDT (المحول التفاضلي الخطي المتغير) على نطاق واسع في الكشف الحديث عن تسطح الأجسام، لما تتميز به من دقة عالية وموثوقية فائقة وقياس بدون احتكاك (على سبيل المثال: تستخدم مستشعرات LVDT مسبارًا لملامسة سطح الجسم، مما يؤدي إلى إزاحة النواة لتحقيق قياس دقيق وبدون احتكاك).

مبدأ التشغيل:

محول الإزاحة التفاضلي الخطي (LVDT) هو مستشعر حثي كهرومغناطيسي، ويعتمد مبدأ عمله على قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي. يتكون LVDT من ملف ابتدائي وملفين ثانويين، جميعها ملفوفة حول قلب مغناطيسي حديدي. عندما يكون القلب في المنتصف، تتساوى جهود الخرج للملفين الثانويين في المقدار وتتعاكس في الطور، مما يلغي بعضها بعضًا وينتج عنه جهد خرج يساوي صفرًا. عند تحرك القلب محوريًا، تتغير جهود الخرج للملفين الثانويين، ويكون الفرق بينهما متناسبًا خطيًا مع إزاحة القلب. من خلال قياس التغير في جهد الخرج، يمكن قياس إزاحة القلب بدقة.
 
يتكون غلاف محول الإزاحة الخطي التفاضلي (LVDT) عادةً من غطاء واقٍ من الفولاذ المقاوم للصدأ، مع طبقة حماية مغناطيسية ذات نفاذية مغناطيسية عالية، وطبقة مقاومة للرطوبة في المنتصف. وهذا ما يسمح باستخدامه في بيئات قاسية مثل المجالات المغناطيسية القوية، والتيارات العالية، والرطوبة، والغبار. تستخدم بعض محولات الإزاحة الخطية التفاضلية الصناعية مواد خاصة (مثل الأختام الخزفية أو أغلفة هاستيلوي) 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 عادةً أي اتصال مادي بين القلب المتحرك وبنية الملف، مما يعني أن محول الإزاحة الخطي التفاضلي (LVDT) هو جهاز عديم الاحتكاك. وهذا يسمح باستخدامه في القياسات الدقيقة التي لا يمكنها تحمل أحمال الاحتكاك.

عمر ميكانيكي غير محدودنظراً لعدم وجود اتصال عادةً بين قلب محول الإزاحة الخطي التفاضلي (LVDT) وهيكل الملف، فلا يمكن لأي أجزاء أن تحتك ببعضها أو تتآكل، مما يمنح محولات الإزاحة الخطي التفاضلي عمراً ميكانيكياً غير محدود عملياً. وهذا أمر بالغ الأهمية بشكل خاص في التطبيقات التي تتطلب موثوقية عالية.

دقة لا نهائيةتستطيع محولات الإزاحة الخطية التفاضلية (LVDTs) قياس التغيرات الصغيرة للغاية في موضع القلب الحديدي لأنها تعمل وفق مبادئ الاقتران الكهرومغناطيسي في بنية خالية من الاحتكاك. القيد الوحيد على الدقة هو التشويش في مُكيّف الإشارة ودقة شاشة العرض.

قابلية التكرار عند نقطة الصفر:يتميز موقع نقطة الصفر الجوهرية لمحول الإزاحة الخطي التفاضلي (LVDT) بثباته وقابليته للتكرار بشكل كبير، حتى في نطاق درجة حرارة التشغيل الواسع للغاية. وهذا ما يجعل محولات الإزاحة الخطي التفاضلي (LVDT) تعمل بشكل جيد كمستشعرات لموضع الصفر في أنظمة التحكم ذات الحلقة المغلقة.

رفض المحور المتقاطع:تتميز محولات الإزاحة الخطية التفاضلية (LVDTs) بحساسية عالية للحركة المحورية للنواة وحساسية منخفضة نسبياً للحركة القطرية. وهذا يسمح باستخدامها لقياس النوى التي لا تتحرك في خط مستقيم دقيق.

استجابة ديناميكية سريعة:إن انعدام الاحتكاك أثناء التشغيل العادي يسمح لمحول الإزاحة الخطي التفاضلي (LVDT) بالاستجابة بسرعة كبيرة للتغيرات في موضع القلب. ولا يحد من الاستجابة الديناميكية لمستشعر LVDT نفسه سوى التأثيرات القصور الذاتي للكتلة الطفيفة للقلب.

الناتج المطلق:يُعد خرج محول الإزاحة الخطي التفاضلي (LVDT) إشارة تناظرية مرتبطة مباشرة بالموقع. في حال انقطاع التيار الكهربائي، يمكن استئناف القياس دون الحاجة إلى إعادة المعايرة (يجب إعادة تشغيل الطاقة للحصول على قيمة الإزاحة الحالية بعد انقطاع التيار).

تطبيق LVDT الشائع [لكشف التسطيح]:

  • الكشف عن استواء سطح قطعة العمل: من خلال ملامسة سطح قطعة العمل بمسبار LVDT، يمكن قياس اختلافات الارتفاع على السطح، وبالتالي تقييم مدى استوائه.
  • الكشف عن استواء الصفائح المعدنيةأثناء إنتاج الصفائح المعدنية، يمكن لتخطيط LVDT المصفوف، بالإضافة إلى آلية المسح الآلي، تحقيق رسم خرائط التسطيح الكامل للصفائح كبيرة الحجم.
  • الكشف عن استواء الرقاقة:في صناعة أشباه الموصلات، يؤثر استواء الرقاقات بشكل كبير على أداء الشريحة. ويمكن استخدام محولات الإزاحة الخطية التفاضلية (LVDTs) لقياس استواء أسطح الرقاقات بدقة. (ملاحظة: في عملية الكشف عن استواء الرقاقات، يجب تزويد محول الإزاحة الخطية التفاضلية (LVDT) بمجسات خفيفة الوزن وتصميم يقلل من قوة التلامس، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في الحالات التي لا يُسمح فيها بتلف السطح).

يوصى باستخدام مستشعر LANBAO LVDT

محول الإزاحة الخطي التفاضلي (LVDT)

 

  • قابلية التكرار على مستوى الميكرومتر
  • تتوفر نطاقات متعددة من 5 إلى 20 ملم
  • خيارات إخراج شاملة، بما في ذلك الإشارة الرقمية، والإشارة التناظرية، و485.
  • ضغط رأس استشعار منخفض يصل إلى 3 نيوتن، قادر على الكشف غير الكاشط على كل من الأسطح المعدنية والزجاجية.
  • أبعاد خارجية غنية لتلبية مختلف مساحات الاستخدام.
  • دليل الاختيار
يكتب اسم الجزء نموذج رنين الخطية قابلية التكرار الناتج درجة الحماية
نوع المسبار المدمج المضخم LVA-ESJBI4D1M / / / تيار 4-20 مللي أمبير، مخرج رقمي بثلاثة اتجاهات IP40
مسبار استشعار LVR-VM15R01 0-15 مم ±0.2%FS
(25 درجة مئوية)
8 ميكرومتر (25 درجة مئوية) / IP65
LVR-VM10R01 0-10 مم
LVR-VM5R01 0-5 مم
نوع متكامل مسبار استشعار متكامل LVR-VM20R01 0-20 مم ±0.25%FS
(25 درجة مئوية)
8 ميكرومتر (25 درجة مئوية) RS485
LVR-VM15R01 0-15 مم
LVR-VM10R01 0-10 مم
LVR-VM5R01 0-5 مم
LVR-SVM10DR01 0-10 مم

 


تاريخ النشر: 11 فبراير 2025