Priemyselná oblasť má mnoho aplikácií senzorov, snímanie teploty, snímanie tlaku, snímanie vlhkosti a tak ďalej. A vzhľadom na náročnejšie prostredie v priemyselnej oblasti výkon snímačov prináša aj množstvo výziev, napríklad snímače NTC musia byť v prostredí s vysokou-teplotou na meranie teploty, ale musia tiež spoľahlivo vykonávať funkciu ochrany obvodu.
Aký účinok majú tieto rôzne senzory v priemyselných scenároch a čomu je potrebné venovať pozornosť?
Priemyselné aplikácie NTC
Z hľadiska priemyselných aplikácií možno povedať, že NTC je veľmi široký rozsah aplikácií, ako sú niektoré obvody na konverziu energie, UPS, pohony, ovládacie skrine a požiarne hlásiče atď. Pri konverzii energie je bežnejšie IGBT distribuované monitorovanie teploty. Kvôli použitiu IGBT, MOSFET týchto zariadení na premenu energie zahŕňa AC/DC, DC/DC, DC/AC tieto procesy sa zahrievajú, toto teplo je potrebné monitorovať, aby sa predišlo poškodeniu IGBT, MOSFET v dôsledku prehriatia.
Pri distribuovanom monitorovaní teploty IGBT je najbežnejšia aplikácia NTC namontovaná na chladiči dosky plošných spojov, ktorá sa veľmi jednoducho inštaluje a dá sa upevniť skrutkami. Vo všeobecnosti sa v tejto aplikácii používajú skrutkovacie-inštalátory NTC, čo uľahčuje nasadenie a umožňuje prispôsobené návrhy snímačov na základe dĺžok vodičov po upevnení prednej časti pomocou skrutkovacieho krúžku. V tejto aplikácii musí byť NTC utesnený kovovým štítkom, aby sa zabezpečilo dobré tepelné spojenie NTC. Všeobecne povedané, odolnosť NTC voči vysokej teplote 125 stupňov je možné prispôsobiť väčšine aplikácií, ale ak má priemyselný scenár prísnejšie požiadavky na vysokú teplotu, je potrebné posilniť sondu snímača.
V kombinácii s praktickými prípadmi použitia bude mať scenár rôzne požiadavky na monitorovanie teploty. Napríklad v systéme UPS sa vyžaduje, aby NTC monitorovalo teplotu najmenej troch miest, jedno je v chladiči, aby monitorovalo teplotu usmerňovača a meniča; druhá je v BMS na monitorovanie teploty BMS, najmä na monitorovanie lítium-iónových batérií, pretože lítium-iónové batérie nie sú odolné voči teplu-, a takmer každú teplotu batérie treba monitorovať, aby sa zabezpečilo, že sa BMS neprehreje; treťou je monitorovanie teploty celého systému UPS vo vnútri skrine, čo si vyžaduje použitie NTC na sledovanie teploty. Po tretie, teplota celého systému UPS sa monitoruje vo vnútri skrine a počet použitých NTC závisí od veľkosti UPS.
V týchto aplikáciách premeny energie je trend modularizácie veľmi zrejmý, aby sa v súlade s týmto trendom NTC pri návrhu a výrobe venovala veľká pozornosť miestu. V prvom rade je potrebné použiť polovodičový proces spekania a spájania na pripojenie čipových NTC k doske. Aby sa zlepšil tepelný výkon NTC, niektorí výrobcovia budú používať aj technológiu sieťotlače na vykonanie náteru, aby sa zabezpečila spoľahlivosť priemyselného obdobia vysokej teploty. Tieto NTC spájateľné čipy môžu byť namontované priamo na IPM na meranie teploty v blízkosti IGBT, a pretože sú pripevnené priamo k doske, majú vynikajúce vlastnosti tepelného spojenia.
Snímanie tlaku v priemysle
Ďalšou hlavnou kategóriou snímacích aplikácií sú tlakové snímače. Existuje mnoho priemyselných aplikácií, ktoré využívajú hydraulické alebo pneumatické zariadenia, ktoré vyžadujú tlakové snímače na riadenie tlaku plynov a kvapalín. Kremíkový piezorezistívny prvok na snímanie tlaku sa často používa pri snímaní tlaku v priemyselných scenároch, princípom činnosti je vlastne Wheatstoneov mostík, keď tlak plynu alebo tekutiny pôsobí na membránu prvku tak, že deformácia membrány, niekoľko odporov spôsobuje deformáciu, čo má za následok výstup rôznych výstupov a potom určí veľkosť výstupu na určenie veľkosti tlaku.
Meranie tlaku je rozdelené na mnoho druhov tlaku, niektoré merajú merací tlak, niektoré merajú zadnú stranu absolútneho tlaku, niektoré merajú prednú stranu absolútneho tlaku, každý typ merania má iný merací rozsah. Je potrebné poznamenať, že časť meraného telesa je korozívna, je potrebné zvoliť jadro naplnené olejom-, čiže čip je zapuzdrený v jadre naplnenom olejom- a následne celé jadro do tlakového snímača, aby sa predišlo priamemu kontaktu s komponentom korózie meraného telesa a následnému poškodeniu. V skutočnosti to súvisí aj s výberom zadného skla, manometrom, zadným absolútnym tlakom, predným absolútnym tlakom je potrebné zvoliť výber zadného skla nie sú rovnaké.
Schopnosť pretlaku snímača tlaku je veľmi intuitívny výkon, aby sa zvýšila schopnosť pretlaku, môže byť realizovaná zmenšením objemu dutiny alebo zväčšením lepiacej plochy silikónového skla. Toto vylepšenie je významné a niekedy môže zdvojnásobiť pretlakovú schopnosť zariadenia.
Hliníkové elektrolytické kondenzátory pre priemyselné invertorové aplikácie
Využitie meničov možno nájsť všade v priemyselnej oblasti, a to ako na dosiahnutie úspory energie, tak aj na zníženie strát motora, čím sa zlepší životnosť motora. Invertorová časť frekvenčného meniča bude počas modulácie generovať veľké zvlnenie a absorpciu a uvoľňovanie energie počas procesu modulácie je potrebné podporiť dostatočnou kapacitou DC-LINK.
Hliníkové elektrolytické kondenzátory sú bežnou voľbou v priemyselných invertoroch, vieme, že v rodine kondenzátorov je množstvo rôznych kondenzátorov a najväčšou črtou hliníkových elektrolytických kondenzátorov je najväčšia kapacita na jednotku objemu a najnižšie náklady na jednotku kapacity, tieto dve vlastnosti z nich robia prvú voľbu pre priemyselné invertory. Je potrebné venovať pozornosť menovitému napätiu štvorjadrového invertorového kondenzátora, ktoré si musí rezervovať bezpečnostnú rezervu, zvyčajne vyhradenú od 5 % do 10 %, pričom niektoré sú na vrchole základne plus 50 V alebo dokonca vyššie.
Servomeniče sú podobné všeobecným -invertorom, ale keďže servomeniče reagujú rýchlejšie a presnejšie, vyžadujú väčšie požiadavky na kapacitu preťaženia. Preto hliníkové elektrolytické kondenzátory používané v servomeničoch budú mať vyššie menovité napätie ako rovnaký typ invertorov na všeobecné použitie{2}} a táto požiadavka je v priemysle známa ako požiadavka rýchleho nabíjania/vybíjania. Súčasný priemysel nemá spoločný štandard pre rýchle nabíjanie a vybíjanie, ale v zásade sa od neho bude vyžadovať splnenie nasledujúcich podmienok, aby kondenzátory typu bullhorn, nabíjacie a vybíjacie napätie rozdielového napätia do 150 V, frekvencia 6 Hz, boli schopné splniť 50 miliónov cyklov, pre skrutkový -typ kondenzátora je rozdielové napätie 20 Hz tiež do 150 miliónov Hz, frekvencia cyklov. Jednoducho povedané, všeobecné invertorové 220V hliníkové elektrolytické kondenzátory používané v 400V, zatiaľ čo rovnaké servo musí byť vyžadované v prípade 450V.
Zhrnutie
Spracovateľský priemysel má veľký zhluk strojov alebo systémov a prepojení, ktorých správne fungovanie závisí od senzorov a senzory v priemyselných aplikáciách zohrávajú zásadnú úlohu. Tieto snímače je potrebné vybrať tak, aby zohľadňovali náročné požiadavky priemyselného prostredia a boli dostatočne spoľahlivé, aby eliminovali slepé miesta v továrenskom procese, čím sa dosiahne vysoká kvalita výroby.