Adattamento del sensore all’applicazione
In molti casi, i sensori standard funzionano senza problemi. Tuttavia, l’avvento dell’Industria 4.0 e la domanda di produzione su misura o in singolo lotto portano con sé una crescente necessità di soluzioni di sensori personalizzate. Le modifiche vanno da piccole modifiche al cablaggio, all’alloggiamento o all’elettronica a principi funzionali completamente nuovi. A seconda dell’applicazione, potrebbero essere necessari approcci completamente diversi, che richiedono una notevole esperienza nello sviluppo di soluzioni speciali.
La moderna tecnologia dei sensori consente di misurare parametri estremamente diversi nell’ingegneria meccanica e delle apparecchiature. I sensori tradizionali affrontano molte attività di misurazione senza problemi, ma sempre più applicazioni come impianti eolici o attrezzature di sicurezza richiedono sensori con capacità speciali. Lo specialista svizzero di sensori Contrinex dispone di un ampio portafoglio di prodotti che può essere facilmente adattato per soddisfare esigenze specifiche. Oltre a piccole modifiche, questi sensori personalizzati si estendono a versioni speciali che in precedenza erano considerate antieconomiche, ma che ora sono state aggiunte alla gamma come prodotti “standard”. Continua a leggere per esempi di potenziali personalizzazioni.
Cavi, connettori, materiali, software…
Le varianti comunemente richieste dai clienti includono cavi e connettori specifici per l’applicazione. La lunghezza del cavo, la scelta del materiale, i contrassegni specifici del cliente o le spine e le prese speciali possono essere incorporate in modo relativamente semplice e rapido durante la produzione. Le modifiche alle custodie dei sensori richiedono uno sforzo notevolmente maggiore, in quanto un corpo del sensore più lungo o più corto può anche influenzare il design del circuito stampato interno. Modifiche al materiale della custodia possono anche significare la modifica dell’elettronica, ad esempio per mantenere il comportamento di commutazione dei sensori induttivi. Meccanicamente, le custodie in plastica non sono l’opzione più robusta, ma in applicazioni come la galvanica, resistono spesso agli attacchi chimici meglio di quanto non possano fare l’acciaio inossidabile. Per i sensori esposti a trucioli di metallo abrasivo durante la fresatura o la tornitura o in prossimità di operazioni di saldatura con spruzzi di metallo fuso, è necessario un robusto alloggiamento in acciaio o acciaio inossidabile per una lunga durata. In altre applicazioni i sensori possono essere esposti a temperature estreme. Scostamenti dall’intervallo di temperatura standard sono possibili fino a -40°C a +100°C, ma anche queste regolazioni hanno spesso un effetto sui componenti utilizzati e sul design del PCB.
Comunemente, possono essere necessarie modifiche anche sotto forma di software su misura, come la programmazione di tag RFID con dati specifici del cliente. I sensori intelligenti, utilizzati per misurare la temperatura, la distanza, la velocità e altri parametri fisici, possono anche essere adattati rapidamente e facilmente per soddisfare le esigenze dei clienti utilizzando un software personalizzato. Indipendentemente dal fatto che siano coinvolte modifiche hardware o software, il fattore comune è che anche piccole modifiche devono superare severi test di laboratorio e soddisfare severi standard di qualità per soddisfare i requisiti di mercato e aziendali. Contrinex crede nell’offrire la massima tranquillità e le sue strutture di produzione sono aperte per controlli di qualità da parte dei clienti su richiesta.
Sensori induttivi in condizioni estreme
Per applicazioni in ambienti estremi che richiedono la massima affidabilità, come la presa di elementi di combustibile in centrali nucleari, alloggiamenti di sensori, connettori ed elettronica sono generalmente definiti con un livello molto elevato di prestazioni. Per questa e altre applicazioni altrettanto impegnative, sono necessari sensori induttivi con numerose modifiche individuali. Questi sono stati consolidati nella serie Extreme, una famiglia di sensori particolarmente robusti. È stata necessaria una continua innovazione per consentire a questi dispositivi di prevenire l’ingresso di acqua, fango, sporco, ghiaccio e sostanze chimiche aggressive, tra cui soluzione salina, oli o acidi organici. Inoltre, questi sensori possono essere esposti a urti, vibrazioni e pressioni idrauliche fino a 80 bar. Per tali applicazioni, è necessario una robusta custodia in acciaio inossidabile V2A/AISI 303 per resistere alla corrosione e alle sollecitazioni meccaniche. L’elettronica incapsulata sotto vuoto sopporta gli urti e le vibrazioni più gravi e un dispositivo di protezione integrato monitora i collegamenti elettrici. Un cavo flessibile rivestito in PUR fornisce la connessione al sistema di controllo. Per la gamma standard, un connettore M12 integrato consente di sostituire facilmente i sensori; sono inoltre disponibili altre connessioni specifiche del cliente. Con queste modifiche, è possibile ottenere intervalli di manutenzione da 18 a 24 mesi senza compromettere la sicurezza, anche nelle condizioni più estreme.
Condizioni estreme si trovano anche in luoghi all’aperto scoperti; con un accesso regolare molto limitato, è spesso necessario il monitoraggio remoto. Le turbine eoliche, ad esempio, utilizzano sensori induttivi senza contatto per rilevare la velocità del rotore in modo affidabile con poca o nessuna usura. I sensori devono resistere a un’esposizione prolungata all’acqua di mare, alla polvere e alle radiazioni ultraviolette del sole, garantendo al contempo intervalli di manutenzione prolungati. Ancora una volta, custodie in acciaio inossidabile monoblocco con elettronica incapsulata e cavi di collegamento PUR robusti e resistenti agli agenti atmosferici sono la chiave per raggiungere il grado di protezione IP68 o IP69K. Anche in queste difficili condizioni operative, i sensori Contrinex garantiscono un funzionamento nelal formula “Installa e Dimentica” 24 ore su 24, 7 giorni su 7.
Soluzioni dettagliate migliorano l’affidabilità
Durante la produzione di tessuti o pellicole, lo spessore del materiale deve essere misurato continuamente. Qui è possibile utilizzare un sensore induttivo di alta precisione, che scorre su una slitta trasversale su un nastro di materiale largo 4 metri. La distanza dal sensore al rullo di alimentazione sotto il nastro, e quindi lo spessore del materiale, è determinata con una risoluzione di 0,02 mm. I sensori funzionano ad alta frequenza e, nonostante l’alta velocità del tessuto, forniscono un’uscita analogica ad alta risoluzione. Per queste applicazioni, sono stati specificati pressacavi ad alte prestazioni con tenuta aggiuntiva. Ciò garantisce un funzionamento affidabile in ambienti relativamente esposti, dove sono presenti alti livelli di particelle fini, vibrazioni e sbalzi di temperatura. Insieme alle custodie in ottone cromato e alle superfici di rilevamento in PTFE, queste caratteristiche assicurano una lunga durata. I sensori analogici sono collegati ai controller della macchina per la valutazione dei dati tramite interfacce specifiche del cliente.
Tag RFID lavabili; Rilevamento di oggetti trasparenti
Non sono solo i sensori induttivi che possono essere realizzati per adattarsi alle singole applicazioni; Le operazioni di produzione di componenti automobilistici spesso includono processi di pulizia in linea. Qui, i componenti vengono trasportati in appositi supporti per pezzi, che vengono identificati individualmente mediante transponder RFID. Per questo compito, Contrinex ha sviluppato etichette passive del diametro di 50 mm con un rivestimento in nylon particolarmente robusto, sigillato secondo IP67 o IP69K. I moduli di Lettura/Scrittura, anch’essi sigillati secondo IP69, offrono una comunicazione sicura con il tag a una distanza massima di 12 mm, anche durante il ciclo di lavaggio. Il rilevamento è altamente affidabile e i singoli tag possono essere sovrascritti con nuovi dati quando i pallets vengono ricaricati.
Rilevare oggetti trasparenti è una sfida per i sensori fotoelettrici retroriflettenti convenzionali. Contrinex ha sviluppato un sistema che utilizza la luce ultravioletta polarizzata (lunghezza d’onda 275 nm) appositamente per questo compito. I principi di funzionamento sono gli stessi dei sensori fotoelettrici convenzionali; La luce UV dei sensori viene riflessa da riflettori progettati appositamente per questa lunghezza d’onda. Poiché la maggior parte dei materiali trasparenti assorbono le radiazioni UV, attenuano il segnale riflesso mentre attraversano il raggio UV, garantendo un rilevamento affidabile. Un sistema ottico autocollimato assicura che non vi siano zone cieche.
L’elenco dei sensori specifici dell’applicazione è lungo. Tuttavia, ogni modifica richiede un vasto know-how, poiché i dettagli più piccoli sono spesso fondamentali per il successo. Al fine di migliorare l’accuratezza o l’affidabilità nei singoli casi, è essenziale una conoscenza dettagliata dell’interazione dei singoli componenti del sensore. Non solo, ma durante il funzionamento, anche le influenze esterne devono essere gestite con cura. Questo è l’unico modo per garantire il mantenimento dei più alti livelli di qualità possibili.