在安裝及使用過程中,外界環境因素對位移傳感器性能及使用壽命有不可忽視的影響。如何減小或者消除外界因素對傳感器測量精度、穩定性及使用壽命的影響,是工控設計人員需要關注的問題。對應用場合環境因素進行全面分析與調查,并依據性能指標選擇合適的傳感器,可有效提高設計方案的質量,減少后期使用過程中出現的異常問題的發生。
常見的影響位移傳感器使用的主要環境因素有:
1、溫度
工作溫度范圍是決定位移傳感器品質的一個重要性能指標。在正常溫度范圍內,較低的工作溫度可以降低傳感器電子電路的功率損耗與寄生損耗。但是如果工作溫度過低,傳感器的各個組件的機械性能會發生劇變。各種型材及零部件的沖擊韌性嚴重降低,部分塑料配件會產生破損;錫焊合金會產品裂紋或碎成粉末;鑄鐵或者合金會變脆。溫度過低,也會造成芯片在額定工作電壓下無法打開其內部的半導體開關,導致傳感器無法正常工作。如果工作溫度過高,以半導體材料為主要元件的傳感器電阻率會快速升高,傳感器工作時產生的熱能加大并且很難散發出去,會造成傳感器電氣性能改變、噪聲增大等不利影響。長時間在高溫環境工作,傳感器的各個元件會加速老化,使用壽命縮短。工作溫度過高,還會造成傳感器涂覆材料或者填充材料融化、焊點開化、彈性部件內應力發生結構變化等異常問題。對于無法避免在高溫場合安裝使用的傳感器設計方案,應做好相應的隔熱或者降溫措施,減小高溫環境對傳感器性能與壽命造成的影響。
2、粉塵與濕度
粉塵具有使位移傳感器內部元件接觸不良的風險,潮濕的環境則容易造成傳感器電子電路短路。工業自動化系統是水、油、電、氣高度集成的現代化生產、測量、控制系統,應用現場通常比較復雜。不同種類的傳感器密封方法存在較大的差異,防護等級也各不相同。常見的密封方法有:焊接密封、密封膠填充密封、橡膠墊機械緊固密封與充氮密封等。對于室內干凈、干燥環境下工作的位移傳感器,可選擇橡膠墊機械緊固密封或者密封膠填充密封;而對于在多粉塵場合使用、潮濕環境使用或者露天使用的應用場合,應選用焊接密封或者充氮密封的位移傳感器。
3、腐蝕性介質或者易燃易爆介質
如果工作現場存在著腐蝕性介質,位移傳感器在安裝使用過程中應做好防腐蝕措施,防止外界腐蝕造成傳感器結構受損或者電路短路。位移傳感器常用噴塑的方法獲得不錯的防腐蝕性能。對于有易燃易爆介質存在的場合,則必須選用防爆型位移傳感器,傳感器防爆等級應根據易燃易爆介質選擇,安裝使用過程中也必須嚴格按照國家有關法律法規規范操作。
4、電磁場
外界較強的電磁場可嚴重干擾傳感器性能,影響傳輸信號質量。位移傳感器在安裝使用過程中,必須避開大功率電源、射頻信號源和其他有噪聲的傳輸線等。如果無法避開,應加裝專門的電磁屏蔽裝置或者濾波設備,防止外界電磁信號干擾傳感器正常使用。
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