如何為農(nóng)業(yè)機械應(yīng)用選擇壓力傳感器
為農(nóng)用重型設(shè)備車輛選擇合適的壓力傳感器,對于傳感器本身以及設(shè)備的可靠性和壽命都有顯著影響。在這些應(yīng)用中,壓力傳感器通常用于測量油壓、液壓充油壓力和液壓系統(tǒng)壓力,以確保車輛安全和高效的運行。每個應(yīng)用都對壓力傳感器有一系列不同的要求,包括工作壓力、環(huán)境條件和端接方式等。
下面是三個在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中使用壓力傳感器來測量液壓和氣壓參數(shù)的示例:
• 測量液體壓力(比如液體肥料噴霧),以確保田地中的化學物質(zhì)被合理的控制。
• 測量用于提升和移動農(nóng)耕犁片和用具的液壓壓力。包括用于犁地和播種設(shè)備。
• 監(jiān)測和控制制動及調(diào)平等安全系統(tǒng)的壓力。
設(shè)計工程師在為農(nóng)業(yè)機械應(yīng)用選擇合適的液壓和氣動壓力傳感器時,應(yīng)注意四個主要參數(shù):工作壓力范圍、過載和爆裂壓力、環(huán)境防護等級、壓力端口和連接器類型等。
此外,壓力傳感器的靈活性和可配置性也是影響設(shè)計復(fù)雜性和成本的重要因素。靈活和可配置的傳感器能夠滿足不同國家的具體設(shè)計要求,并可用于多個液壓重載農(nóng)業(yè)應(yīng)用中。設(shè)計師應(yīng)選擇那些為多個關(guān)鍵參數(shù)(包括工作壓力、壓力端口和連接器類型)提供大量可選方案的壓力傳感器產(chǎn)品系列。
工作壓力范圍
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傳感器壓力范圍由被測對象決定。在農(nóng)用車輛應(yīng)用中,壓力傳感器可測量液體肥料等液體壓力,或測量用于 “移動犁片和農(nóng)耕用具”的液壓壓力。
在許多情況下,設(shè)計師可能希望傳感器能夠處理不同的壓力范圍以滿足多個應(yīng)用的需求。就上述示例而言,如果傳感器用于測量諸如噴灑液體肥料時的液體壓力,那么傳感器應(yīng)該提供50 psi的工作壓力范圍。而對于測量農(nóng)用車輛中用于移動犁片和農(nóng)耕用具的重載系統(tǒng)液壓壓力來說,壓力范圍應(yīng)該位于5000到7000 psi之間。監(jiān)控液壓制動等安全系統(tǒng)壓力時,則至少需要500 psi到1000 psi的壓力范圍。
選擇一個可以滿足應(yīng)用所有工作壓力需求的產(chǎn)品系列會使設(shè)計師的工作更加簡單 - 他們只需為所有的壓力傳感器需求選擇一個合格的產(chǎn)品系列和一種技術(shù)即可。
過載和爆裂壓力
設(shè)計師在選擇壓力傳感器時還應(yīng)考慮過載壓力和爆裂壓力要求。過載壓力是在不影響校準的前提下傳感器所能承受的最大壓力,而爆裂壓力則是傳感器保證密封件不破損或損壞的條件下所能承受的最大壓力,兩者都是設(shè)計師的重要考慮因素。這兩種壓力的額定值都是由傳感器的工作壓力決定的,并且在很多數(shù)據(jù)手冊中都會提供。例如,霍尼韋爾傳感與控制部的MLH型壓力傳感器(工作壓力50 psi)可分別提供150 psi的過載壓力和500 psi的爆裂壓力。
在絕大多數(shù)情況下,設(shè)計師都想盡可能使過載壓力和爆裂壓力達到最大。因為在有些液壓應(yīng)用中過載壓力和爆裂壓力可能是最大的難題,在可能經(jīng)受高過壓的應(yīng)用中更是如此。
但是,設(shè)計師需要在這些壓力額定值與靈敏度之間進行權(quán)衡。隨著傳感器工作壓力的增大,過載壓力和爆裂壓力都會增大,而靈敏度則會隨之減小。因此設(shè)計師就需要在放棄多大的靈敏度和獲得多大的過載和爆裂壓力之間取得平衡。這同樣取決于具體應(yīng)用的需求。
防護等級
用于農(nóng)業(yè)設(shè)備上的壓力傳感器必須能夠承受非常嚴酷的環(huán)境。在許多情況下,重型農(nóng)用設(shè)備車輛都容易受到水、濕氣、化學品和灰塵的影響,從而影響壓力傳感器的性能。它們還必須能夠承受沖擊和振動、沖洗、高溫和潮濕環(huán)境。這表示用于這些類型應(yīng)用中的壓力傳感器應(yīng)提供IP65或更高的防護等級。
壓力傳感器還應(yīng)提供寬工作溫度范圍,以應(yīng)付駕駛艙內(nèi)、發(fā)動機附近或底部的熱或冷環(huán)境。MLH型壓力傳感器可提供從-40 ℃到+125 ℃的工作溫度范圍。
緊急濾芯為了保護現(xiàn)代化石煤采礦業(yè)中靈敏的電子液壓控制系統(tǒng),使用專門的緊急濾芯?;蛘咧苯釉诳刂茐K中使用這些元件,或者安裝在軟管管道中。
這些元件采用在采礦業(yè)中經(jīng)常使用的插接O型結(jié)構(gòu),但根據(jù)規(guī)格的不同,也可以設(shè)計有螺紋接口。為了安裝在軟管管道內(nèi),HYDAC同樣可以提供恰當?shù)墓苈穬?nèi)過濾殼,包括插接O型接口。
優(yōu)點:不銹鋼質(zhì)部件,在水或HFA介質(zhì)中使用時,絕對防腐蝕許可的壓差,由于許可壓差(最高350bar)而適于在采礦業(yè)中使用可以按采礦業(yè)典型的尺寸和精度拆卸以后提供...
為了保護現(xiàn)代化石煤采礦業(yè)中靈敏的電子液壓控制系統(tǒng),使用專門的緊急濾芯?;蛘咧苯釉诳刂茐K中使用這些元件,或者安裝在軟管管道中。
這些元件采用在采礦業(yè)中經(jīng)常使用的插接O型結(jié)構(gòu),但根據(jù)規(guī)格的不同,也可以設(shè)計有螺紋接口。
為了安裝在軟管管道內(nèi),HYDAC同樣可以提供恰當?shù)墓苈穬?nèi)過濾殼,包括插接O型接口。
優(yōu)點:
不銹鋼質(zhì)部件,在水或HFA介質(zhì)中使用時,絕對防腐蝕
許可的壓差,由于許可壓差(最高350bar)而適于在采礦業(yè)中使用
可以按采礦業(yè)典型的尺寸和精度拆卸以后提供
濾芯型號前四個數(shù)字是規(guī)格流量,字母D代表高壓濾芯、R代表回油濾芯,接下來三個數(shù)字代表過濾精度,最后的類似于BN3HC的代表濾材,BN3HC是玻纖、P是濾紙等。
流沙過濾器(又稱流沙床過濾器、沙樽過濾)傳統(tǒng)過濾中,固體濾材基本上是以互相堆積,密度緊密堆積作為滲透層。但流沙過濾器不同,流沙過濾器的結(jié)構(gòu)非常簡單,由一個密封圓筒,內(nèi)置1/3的細沙所構(gòu)成,采用外掛或懸掛式。
操作時,循環(huán)水從圓筒下端輸入,從上端輸出。水流強度只允許細沙在圓筒內(nèi)產(chǎn)生攪動。但不會隨水流進入水族箱。
它的濾材是以顆粒狀濾材作為填充層,循環(huán)水從下方連續(xù)沖激填充層,讓顆粒狀濾材呈浮動狀態(tài),流沙過濾器可以稱得上是一個純粹的生物過濾器,因為它沒有物理過濾功能,所有的有機雜質(zhì)必須靠微生物固體表面形成的異養(yǎng)性生物膜來分解,因此它的濾材同時具有消除有機雜質(zhì),及硝化作用雙重功能。
傳感器選用原則
現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬別,如何根據(jù)具體的測量目的、測量對象以及測量環(huán)境合理地選用傳感器,是在進行某個量的測量時首先要解決的問題。當傳感器確定之后,與之相配套的測量方法和測量設(shè)備也就可以確定了。測量結(jié)果的成敗,在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理.
1、根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型
要進行—個具體的測量工作,首先要考慮采用何種原理的傳感器,這需要分析多方面的因素之后才能確定。因為,即使是測量同一物理量,也有多種原理的傳感器可供選用,哪一種原理的傳感器更為合適,則需要根據(jù)被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題:量程的大??;被測位置對傳感器體積的要求;測量方式為接觸式還是非接觸式;信號的引出方法,有線或是非接觸測量;傳感器的來源,國產(chǎn)還是進口,價格能否承受,還是自行研制.
在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器,然后再考慮傳感器的具體性能指標.
2、靈敏度的選擇
通常,在傳感器的線性范圍內(nèi),希望傳感器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時,與被測量變化對應(yīng)的輸出信號的值才比較大,有利于信號處理。但要注意的是,傳感器的靈敏度高,與被測量無關(guān)的外界噪聲也容易混入,也會被放大系統(tǒng)放大,影響測量精度。因此,要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比,盡員減少從外界引入的廠擾信號.
傳感器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量,而且對其方向性要求較高,則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器;如果被測量是多維向量,則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好.
3、頻率響應(yīng)特性
傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件,實際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲,希望延遲時間越短越好.
傳感器的頻率響應(yīng)高,可測的信號頻率范圍就寬,而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響,機械系統(tǒng)的慣性較大,因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低.
在動態(tài)測量中,應(yīng)根據(jù)信號的特點(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機等)響應(yīng)特性,以免產(chǎn)生過火的誤差.
4、線性范圍
傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講,在此范圍內(nèi),靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬,則其量程越大,并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時,當傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求.
但實際上,任何傳感器都不能保證絕對的線性,其線性度也是相對的。當所要求測量精度比較低時,在一定的范圍內(nèi),可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的,這會給測量帶來極大的方便.
5、穩(wěn)定性
傳感器使用一段時間后,其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外,主要是傳感器的使用環(huán)境。因此,要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性,傳感器必須要有較強的環(huán)境適應(yīng)能力.
在選擇傳感器之前,應(yīng)對其使用環(huán)境進行調(diào)查,并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器,或采取適當?shù)拇胧?,減小環(huán)境的影響.
傳感器的穩(wěn)定性有定量指標,在超過使用期后,在使用前應(yīng)重新進行標定,以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化.
在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合,所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴格,要能夠經(jīng)受住長時間的考驗.
6、精度
精度是傳感器的一個重要的性能指標,它是關(guān)系到整個測量系統(tǒng)測量精度的一個重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高,其價格越昂貴,因此,傳感器的精度只要滿足整個測量系統(tǒng)的精度要求就可以,不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器.
如果測量目的是定性分析的,選用重復(fù)精度高的傳感器即可,不宜選用絕對量值精度高的;如果是為了定量分析,必須獲得精確的測量值,就需選用精度等級能滿足要求的傳感器.
對某些特殊使用場合,無法選到合適的傳感器,則需自行設(shè)計制造傳感器。自制傳感器的性能應(yīng)滿足使用要求.