Расширенное руководство по полимерам. Производство пластиков. Фундаментальные основы. Часть 15

Чтобы выбрать правильный датчик, вы должны знать кое-что о том, как работают различные датчики (точность, повторяемость, влияние окружающей среды и т. д.), и какие данные используются для каких целей. Это важно, поскольку не все датчики измеряют одинаково. Три наиболее распространенных датчика, используемых в нисходящем направлении, это ядерный, инфракрасный и по типу «штангенциркуля». Существуют также специализированные типы, такие как микроволновые, лазерные, рентгеновские и ультразвуковые. Они определяют различные условия работы оборудования (температуру, время, давление, размеры, производительность и т. д.), а также распознают цвет, гладкость, наличие дыма, блеск, влажность, размеры и многое другое. Чувствительность и сложность возросли, поскольку были достигнуты успехи в области электронных технологий, включая инновационные схемы и более эффективные источники питания, которые последовали за изобретением вакуумных ламп и транзисторов.

Датчики сегодня развиваются быстрее, чем когда-либо, благодаря микросхемам и нанотехнологиям, улучшенным материалам и новым конструктивным возможностям. Микропроизводство и нанотехнологии в последние годы оказали значительное влияние на датчики. Микрофабрикатная технология может быть использована для получения геометрически четких, высоко воспроизводимых структур и поверхностей. Следовательно, это может упростить или минимизировать необходимость индивидуальной калибровки. Химические датчики предназначены для обнаружения или измерения наличия определенных химических соединений. В эту категорию входят газовые и электрохимические приборы. Фотометрические датчики, которые являются оптическими датчиками, используемыми для измерения наличия отдельных химических веществ, также включены в эту категорию.

Важным в технологических линиях является и контроль давления. Датчики давления используются от питающих линий до пластификаторов и последующего оборудования, чтобы улучшить качество расплава, повысить производительность и качество продукции, а также свести к минимуму отходы материала. В основном используются два типа датчиков давления: тензометрические и пьезоэлектрические датчики давления. У каждого есть свои преимущества и недостатки. Тензодатчики лучше всего подходят для длительных периодов изготовления, используются без специальной проводки, имеют повышенную прочность и дешевле, чем пьезоэлектрические датчики. Способность сращивать проводку и низкие затраты на замену делает их идеальными для быстрой замены матрицы / пресс-формы и жестких условий эксплуатации.

Производительность пьезоэлектрического датчика наилучшая для коротких циклов, высоких температур и контроля критических деталей. Пьезоэлектрические датчики меньше, чем тензодатчики, поэтому их можно использовать в стесненных условиях. Также они устойчивы к высоким электрическим разрядам и радиочастотному шуму. Они требуют сбалансированной проводки, усилителей заряда и внимательного отношения к контурам заземления. Пьезоэлектрические датчики имеют более быстрое время отклика, обычно более 20 кГц, по сравнению с 0,2 кГц для тензодатчиков. Эти датчики играют важную роль на каждой стадии процесса изготовления, и, поскольку такой процесс, как давление, влияет на физические свойства пластического материала, контроль давления является критическим. Давление переходит в тепло и сдвиг, которые могут существенно изменить физические свойства и даже химические свойства в готовом продукте. Датчики давления могут помочь решить эти проблемы управления.

Во многих процессах критические точки давления, которые нужно измерить, зависят от технических знаний и умения верно рассчитать затраты времени, персонала и оборудования. Важным аспектом является оптимизация количества и расположения датчиков давления. Они обеспечивают средства для оптимального использования пластмасс и машинного времени, а также поддержания производства качественных деталей. Поскольку датчики давления разных производителей могут значительно различаться, важно понимать их характеристики, такие как точность. Идеальное устройство должно иметь прямую линейную зависимость между давлением и выходным напряжением. В действительности всегда будут некоторые отклонения; это называется нелинейной работой: даже лучшая прямая линия всегда соответствует нелинейной кривой. Отклонение указано в их характеристиках и выражено в процентах от полной шкалы. Нелинейная калибровочная кривая определяется в восходящем направлении от нуля до необходимого значения. Это давление будет немного отличаться от давления, измеренного в нисходящем режиме. Эта разница называется гистерезисом; гистерезис можно уменьшить с помощью электрических цепей.