При заказе магнитострикционного преобразователя линейного перемещения Novotechnik серии TH1, TM1 или TP1 фактическая длина стержня или профиля превышает номинальный измерительный ход. Разница обусловлена нерабочими зонами на концах волновода. Игнорирование этого конструктивного фактора приводит к установке датчика, который физически занимает больше места, чем требуется для измерения, либо к потере сигнала при выходе магнита за пределы активной зоны.
Физика возникновения слепых зон
Чувствительный элемент датчика — волновод из специального сплава. Электрический импульс, проходя по нему, создаёт магнитное поле, которое взаимодействует с полем постоянного магнита позиционера. Возникает магнитострикционная волна, распространяющаяся к электронной головке. Время её прихода преобразуется в сигнал положения.
На концах волновода измерение невозможно по двум причинам. Со стороны электронной головки расположены элементы преобразования и подключения. На противоположном конце установлен демпфер, гасящий механическую волну для предотвращения отражённого сигнала. В этих зонах положение магнита не преобразуется в достоверные данные.
Нулевая точка и зона демпфера: значения для Novotechnik
Документация Novotechnik для серии TH1 указывает диапазон измерения до 4250 мм. Для серии TP1 в профильном исполнении максимальный диапазон также составляет 4250 мм, рабочие температуры от -40 до +85 °C, степень защиты IP67/IP68. Серия TM1 в стержневом исполнении для мобильной гидравлики рассчитана на диапазон до 2000 мм и температуру до 105 °C.
Конкретные значения нулевой точки и зоны демпфера зависят от исполнения корпуса, диаметра стержня и типа присоединения. Параметр требует проверки по документации на выбранный артикул. В общем случае зона электроники всегда уже зоны демпфера, поскольку демпфер занимает часть длины стержня для гашения волны.
Рабочая длина и конструктивная длина: практическая разница
Номинальная длина — участок волновода, на котором датчик формирует корректный выходной сигнал. Конструктивная длина включает эту рабочую зону плюс нулевую точку со стороны электроники плюс зону демпфера на конце стержня.
При монтаже в гидроцилиндр стержень датчика занимает пространство, превышающее зону активного измерения. Магнит на штоке должен перемещаться в пределах рабочей зоны. Если ход штока выходит за эти границы, преобразователь линейного перемещения либо теряет сигнал, либо выдаёт недостоверные данные.
Критерии подбора при замене датчиков Novotechnik
При замене вышедшего из строя преобразователя измерения линейного положения или подборе аналога Novotechnik одной совместимости по измерительному диапазону недостаточно. Проверяются следующие параметры:
-
- полная конструктивная длина и положение нулевой точки;
- зона демпфера и допустимое удаление магнита от торца стержня;
- механическое исполнение (стержневое или профильное), присоединительные размеры;
- выходной интерфейс (аналоговый, SSI, CANopen, IO-Link) и напряжение питания;
- условия эксплуатации: температура, вибрация, ударные нагрузки, давление рабочей среды;
- требования системы управления к типу и формату сигнала.
Аналоги Novotechnik, включая продукцию GEFRAN, WayCon, TR-Electronic, также имеют собственные значения слепых зон. Для датчика TR-Electronic LMRS 27 указано соотношение мёртвой и слепой зон — 59 мм и 34 мм. Для серии GEFRAN SK4A заявлены уменьшенные мёртвые зоны, но конкретные значения зависят от длины хода.
Практическое применение и подбор замены
На гидроцилиндрах мобильной техники датчик TM1 встраивается напрямую, и запас по конструктивной длине ограничен внутренней геометрией цилиндра. Для серии TH1 с ходом до 4250 мм при горизонтальном монтаже требуется промежуточная поддержка стержня для предотвращения контакта с магнитом.
Для замены импортных преобразователей линейного положения и перемещения можно узнать о работе магнитострикционных датчиков в статье компании ТрейсЛайн. ТрейсЛайн — российский производитель промышленных датчиков и технических аналогов импортного оборудования. В каталоге представлены серии ТЛ-С1 и ТЛ-СВ4, охватывающие диапазоны от 25 до 5500 мм и от 25 до 2500 мм соответственно. При подборе замены сопоставляются неизмеряемые зоны, монтажные размеры и электрические параметры.
Вывод
Слепые зоны — конструктивная особенность магнитострикционного метода, а не дефект конкретной модели. При заказе Novotechnik TH1, TM1 или TP1 сначала определяется требуемый рабочий ход, затем к нему прибавляются нулевая точка и зона демпфера, и только после этого проверяется возможность физического монтажа. Такой порядок исключает ошибки при выборе преобразователя измерения линейного положения и обеспечивает корректную работу датчика в системе управления.