Датчик крутящего момента дистанционного измерения

Область применения

Наиболее подходящим является применение телеметрических систем, монтируемых на вал в следующих ситуациях:

• В производственных линиях.
• В тяжелом машиностроении и установках.
• На вращающихся узлах вертолетов.
• В различных узлах автомобилей.
• В узлах железнодорожного транспорта.
• В различные задачах в области ВПК.

• Необходимость контроля стабильности работы при заданных границах;
• Необходимость проведения испытаний в суровых условиях;
• Ограничение по применению классических датчиков измерения крутящего момента из-за особенностей конструкции.

На данный момент наиболее универсальным и гибким решением является использование телеметрических систем.

Проблематика

При проектировании различных установок не всегда является целесообразным применение в конструкции классического датчика крутящего момента, которые чаще применяются на испытательных стендах, калибровочных машинах, либо в установках, где контроль и точность определения крутящего момента является необходимостью (нефтяные, энергетические и подобные установки) ввиду прямой экономической выгоды.

Гораздо чаще необходимо определять крутящий момент в действующих многоступенчатых комбинированных установках. Примером может быть дизель-генератор тепловозов, где при вводе в эксплуатацию необходимо проводить измерения на валу маховика, на валах редукторов, на приводных колесных парах и это только по крутящему моменту. В данном случае существует много ограничений:

• Отсутствие места и возможности установить классический датчик момента;
• Тяжелые условия эксплуатации узлов (пыль, грязь, высокие перепады температуры и пр.);
• Невозможность полной разборки узла, т.е. монтаж по месту испытаний;
• Ограничения по времени подготовки к испытанию.

Этим определяются требования к системе. Она должна быть максимально миниатюрной, так как есть места, где доступно для установки датчика момента всего пара сантиметров испытываемого вала в свободном доступе, система должна быть максимально защищена от негативных воздействий среды, плюс ко всему должна быстро и просто монтироваться и также быстро и просто демонтироваться. 

Существует огромный спектр таких задач, с которыми нам не раз приходилось сталкиваться на практике:

• контроль и измерение крутящего момента на валах ветряных мельниц;
• контроль и измерение крутящего момента в прокатных станах;
• контроль и измерение крутящего момента на валах автомобилей;
• контроль и измерение крутящего момента в редукторах;
• контроль и измерение крутящего момента на специализированном медицинском оборудовании, в том числе ультра высокоскоростном;
• контроль и измерение крутящего момента на приводных валах вертолетов;
• контроль и измерение крутящего момента на кораблях и катерах;
• контроль и измерение крутящего момента в самолетостроении (в тормозных устройствах, на валах и приводах, как в подвижных так и в статичных узлах и механизмах).

Данный список можно продолжать бесконечно, просто углубляясь в любую из перечисленных задач.

Решения с применением бесконтактной телеметрии

TEL1-PCM-IND

Базовая одноканальная 12-битная телеметрическая система TEL1-PCM-IND реализует беспроводную передачу сигналов с датчиков вращающихся валов. Компактный, легкий, прочный энкодер размером 35x18x12 мм и весом 13 г легко фиксируется непосредственно на вал и защищается с помощью специальной армированной ленты. 

• погрешность передачи данных <0,2%;
• подключение аналогового датчика любого типа: тензометрические (по умолчанию 350 Ом, но возможно любое) с полно- и полумостовой конфигурацией, термопары, термосопротивления, вольтовые ±10В, токовые 0(4)..20 мА, потенциометрические;
  
• устойчивая к помехам передача данных в формате ИКМ;
• АЦП и ЦАП 12 бит;
  
• полоса пропускания сигнала 0..1200 Гц;
  
• удобное расположение кнопки обнуления тензоканала и регулирование усиления сигнала на декодере;
  
• IP-LAN интерфейс для передачи данных в цифровом виде (опция);
  
• передача данных индуктивным способом до 35 мм;
  
• бесперебойное индуктивное питание от 220В для продолжительных измерений;
• прочные и влагозащищенные корпуса для работы в жестких полевых и промышленных условиях;
  
• аналоговый выход с BNC разъема декодера, +/- 10В;
• температура эксплуатации -10 …+80°C;
• внесена в реестр СИ РФ.

MT1-PCM

Основным отличием от предыдущей системы является использование радиоканала для передачи данных до 10 метров и аккумулятора для питания, что делает измерительную систему еще более компактной, так как нет необходимости размещать антенну приемник-передатчик, но при этом ограничивается время работы. 

Более подробно можно изучить систему нажав на MT1-PCM

TEL1-PCM-FLEX-IND

Данный тип телеметрического модуля совмещает в себе преимущества TEL1-PCM, при этом обладает гибкостью и малой толщиной в 2 мм при весе 2 гр. Все электронные компоненты размещены на фольговой подложке, что позволяет еще больше сэкономить пространство. Есть лишь одно ограничение - данная система применяется только при подключении к тензорезисторному датчику момента.

Готовые приспособления для систем TEL

Для дополнительного удобства монтажа телеметрической системы существует возможность изготовления накладных колец, изготавливаемых с учетом геометрии посадочного узла, при этом в кольца уже встроен модуль и намечено место под антенну. Данные кольца позволяют еще больше упростить процесс подготовки телеметрии к работе (наклеивание тензорезисторов и затягивание посадочного кольца).