Пт. Мар 1st, 2024

Датчики используются в самых тяжелых эксплуатационных условиях, поэтому технические и конструкторские требования к ним жестко контролируются.

Различные эксплуатационные факторы при воздействии на датчики искажают измерительную информацию о параметре состояния. Степень их влияния во многом зависит от принципа взаимодействия с объектом (датчики навешиваемые – без внедрения в объект диагностирования либо с внедрением в объект; датчики встроенные в объект диагностирования либо в средство диагностирования) и от принципа их взаимодействия с контролируемой (контактные и бесконтактные) средой. Условия работы датчиков, навешиваемых (или временно устанавливаемых) и постоянно встроенных в объект диагностирования, резко отличаются.

Наиболее тяжелые условия характерны для встроенных датчиков на автомобилях, тракторах и других машинах, так как они должны быть работоспособны при значительных температурных перепадах, например в области двигателя – от -50 до -100° С; кроме этого, могут иметь место температурные удары, например при попадании холодной воды на нагретые датчики. Помимо температурных факторов на постоянно встроенные датчики воздействуют значительные ударные нагрузки в процессе эксплуатации машины, резко повышающие требования по вибро-и ударопрочности, а также они могут подвергаться воздействию агрессивной среды (пары бензина, дизельное топливо, масло, всевозможные очищающие жидкости и т. п.). В связи с этим требования по надежности к встроенным датчикам должны предъявляться более жесткие, чем к навешиваемым.

Для уменьшения или полного исключения влияния на датчики; воздействующих факторов необходимо принимать конструктивные и технологические меры при разработке и изготовлении датчиков.

По условиям эксплуатации измерительный канал средства технического диагностирования можно разбить на две части: первичная аппаратура и вторичная или измерительный тракт, так как датчик устанавливается непосредственно на объект диагностирования, а вторичная аппаратура находится вне объекта. Следовательно, и комплекс воздействующих факторов на обе части измерительного канала будет различен.

Эксплуатационно-технические требования, предъявляемые к датчикам средств технического диагностирования, можно представить в виде трех групп признаков, обусловленных: условиями эксплуатации; видом и характером изменений входной (контролируемой) величины; конструктивными особенностями. Каждая из этих групп признаков имеет свои особенности.

Рассмотрим коротко сущность основных указанных требований

В процессе диагностирования на датчик со стороны объекта влияет комплекс эксплуатационных факторов, из которых основными являются механические факторы (вибрационные и ударные нагрузки) и температурные (температура рабочей среды и объекта в месте установки датчика). В соответствии с этим при разработке датчика к нему предъявляются требования механической прочности; устойчивости к механическим и температурным воздействиям.

В зависимости от режима диагностирования, места установки и способа крепления на объекте датчики должны выполняться либо в обыкновенном исполнении, когда повышенные механические, температурные и другие воздействия со стороны объекта отсутствуют, либо в специальном исполнении (вибропрочном, ударопрочном, виброустойчивом и т. д.).

Обыкновенное исполнение датчика – конструктивное исполнение, не предназначенное для работы в условиях интенсивных механических и температурных воздействий, повышенной концентрации пыли, брызг, взрывоопасной среды.

Вибропрочное (ударопрочное) исполнение датчика – конструктивное исполнение, способное противостоять разрушающему действию вибрационных (ударных) нагрузок и сохранять после их воздействия свою работоспособность. Датчики вибропрочного и ударопрочного исполнений должны быть рассчитаны с учетом воздействия вибрационных нагрузок ускорением до 10 в диапазоне частот от 10 до 300 Гц и ударных нагрузок многократного действия с ускорением до 15″ и длительностью импульса 5-10. мс.

Температуропрочное исполнение датчика – конструктивное исполнение, способное противостоять разрушающему действию высоких (низких) температур и сохранять после их воздействия свою работоспособность. Температуропрочное исполнение датчика должно быть рассчитано на воздействие температур от – 50 °С (при хранении, транспортировке и т. п.) до +200°С (на работающем двигателе), а температуроустойчивое исполнение – на воздействие температур объекта и рабочей среды в процессе измерений до +100°С.

Эти особенности исполнений должны указываться в технических требованиях на отдельные типы датчиков в зависимости от их назначения. Помимо этого при выборе датчика, который наиболее эффективно должен удовлетворять поставленным требованиям, следует иметь в виду, что механические и температурные воздействия со стороны объекта диагностирования могут быть снижены за счет применения специальных амортизирующих устройств, тепловой изоляции и т. п. Возможность применения этих мер должна рассматриваться в каждом конкретном случае отдельно, так как, например, применение амортизирующих устройств (резиновых трубок) для датчика динамических процессов часто искажает измерительную информацию о параметре технического состояния машины.

Удобства монтажа и демонтажа. Это достигается за счет простой формы, небольших габаритов (возможна установка в труднодоступных местах) и конструктивного оформления способа крепления, т. е. присоединительных мест. Датчик, установленный на объекте диагностирования, не должен оказывать какого-либо влияния на его работу, т. е. элемент и узел, к которым непосредственно присоединен или косвенно взаимосвязан датчик должны оставаться работоспособными и выполнять свои функции с сохранением заданных технических характеристик.

Учет особенностей окружающей среды. Эксплуатационные факторы, воздействующие на датчик со стороны окружающей среды при диагностировании машин, можно разделить на три группы: климатические (температура и влажность окружающей среды, атмосферные осадки и солнечная радиация); загрязненность и агрессивность окружающей среды; прочие (акустические шумы, внешние магнитные и электрические поля). В соответствии с этими факторами к датчику предъявляются специальные требования.

По защищенности от воздействия окружающей среды датчики изготовляют в одном из исполнений: пылезащишенное (брызго-защищенное, влагозащищенное) конструктивное исполнение, защищенное от попадания внутрь преобразователя пыли (брызг воды, влаги); герметическое конструктивное исполнение, защищенное от попадания внутрь датчика воды при полном погружении в нее; защищенное от воздействия агрессивной среды – конструктивное исполнение, предназначенное для применения в окружающей среде с содержанием сернистых и углеводородистых соединений, аммиака, окислов азота и др.

По устойчивости к воздействию акустических шумов и солнечной радиации к датчикам предъявляются в каждом конкретном случае требования в зависимости от назначения и условий применения преобразователя. Акустические шумы, характеризуемые максимальным уровнем звукового давления (дБ) в диапазоне частот (Гц), воздействуют в основном на конструкции датчиков больших габаритов. Их действие не зависит от степени амортизации и способа крепления датчика на объекте. Они вызывают разрушительное воздействие так же, как и вибрационные нагрузки. Солнечная радиация вызывает химическое разложение или окисление ряда материалов, быстрое старение пластмасс, разрушение резины, а также ухудшает электрические и механические свойства конструкции.

По защищенности от воздействия внешних магнитных и электрических полей предъявляются требования к датчикам, которые эксплуатируются в условиях магнитных или электрических полей и указываются в техническом задании. Влияние внешних магнитных полей является для датчика «помехой» и может вызвать искажение информации.

Датчики должны быть по возможности малогабаритными и с малой массой, надежно защищенными от механических повреждений, попадания внутрь воды, пыли, масла и других веществ, которые могут вызвать коррозию или порчу механизма. Они должны иметь простую и технологическую конструкцию. Электрические выводы необходимо изготовлять в виде стандартных разъемов, а соединительные провода – надежно защищать изоляцией и экранирующей оплеткой. Для датчиков, эксплуатируемых в условиях воздействия вибрации со стороны объекта и при контроле динамических процессов, следует рассмотреть явление резонанса конструктивных элементов, которое возникает при совпадении частот собственных колебаний датчика с частотами вибрационных нагрузок со стороны объекта диагностирования или с частотой колебаний контролируемой среды в том случае, когда датчик имеет упругую механическую систему. Для предотвращения возможности возникновения резонанса в процессе эксплуатации следует при разработке датчика убедиться в отсутствии резонанса конструктивных элементов в рабочем диапазоне частот вибрации объекта и колебаний контролируемой среды.

Надежность датчика – это свойство преобразователя, обусловленное безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью его элементов и обеспечивающее сохранение его эксплуатационных показателей в заданных пределах.

Так как преобладающее большинство датчиков относится к системам, которые в случае возникновения в них отказа не могут быть восстановлены в условиях эксплуатации, то датчики можно рассматривать как невосстанавливаемые изделия.

Помимо выше приведенных общих эксплуатационно-технических требований к датчику следует учитывать специальные требования в случае:

  • Контактного или бесконтактного способа взаимодействия датчика с рабочей (контролируемой) средой;
  • Навешиваемых на объект или встроенных в объект датчиков.

Особые требования следует учитывать в случае применения датчиков, встроенных в объект диагностирования (машину):

  • Ресурс встроенных датчиков должен соответствовать ресурсу машины;
  • Экономическая целесообразность рассматривается как первостепенный фактор, обосновывающий применение как вообще электронных диагностических средств, так и встроенных датчиков в частности. Экономическая целесообразность определяется улучшением качества, повышением надежности, снижением трудоемкости диагностирования и т. п.;
  • Требования к работоспособности и помехоустойчивости более жесткие, чем для навешиваемых датчиков.

Из-за ограниченности объемов в местах установки датчиков их габаритные размеры должны быть минимально технически возможными и экономически рентабельными. Такие возможности в настоящее время имеются. Так, например, можно применять датчики температуры на термисторах (полупроводниковых термосопротивлениях), а датчики давлений тензорезисторные на микропроводе или полупроводниковые (малобазные тензорезисторы).

Особые требования предъявляются по устойчивости к воздействиям вибрационных и ударных нагрузок, так как при эксплуатации могут иметь место низкочастотные апериодические толчки с ускорениями до 10 (при езде по дороге с плохим покрытием) и высокочастотные резонансные колебания (с широким спектром частот), вызванные совпадением собственной частоты вибраций встроенного датчика с частотой вибраций того или иного узла машины (обычно двигателя). С целью гашения вибрационных колебаний необходимо предусматривать специальные крепления датчика (амортизирующие прокладки и т. п.).

От content

Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Обнаружен блокировщик рекламы! Пожалуйста, обратите внимание на эту информацию.

We\'ve detected that you are using AdBlock or some other adblocking software which is preventing the page from fully loading.

У нас нет баннеров, флэшей, анимации, отвратительных звуков или всплывающих объявлений. Мы не реализовываем эти типы надоедливых объявлений! Нам нужны деньги для обслуживания сайта, и почти все они приходят от нашей интернет-рекламы.

Пожалуйста, добавьте tehnar.info к вашему белому списку блокирования объявлений или отключите программное обеспечение, блокирующее рекламу.

Powered By
100% Free SEO Tools - Tool Kits PRO