Промислова сфера має багато застосувань датчиків, датчиків температури, тиску, вологості тощо. А через більш вимогливе середовище в промисловій сфері продуктивність датчиків також висуває багато проблем, наприклад датчики NTC повинні знаходитися в середовищі з високою-температурою для вимірювання температури, але також повинні надійно виконувати функцію захисту ланцюга.
У промислових сценаріях ці різні датчики відтворюють який ефект і на що потрібно звернути увагу?
Промислові застосування NTC
З точки зору промислового застосування NTC можна назвати дуже широким спектром застосувань, таких як деякі схеми перетворення електроенергії, ДБЖ, приводи, шафи керування та пожежні сповіщувачі тощо. У перетворенні потужності більш поширений розподілений моніторинг температури IGBT. Через використання IGBT, MOSFET у цих пристроях перетворення потужності включає змінний/постійний, постійний/постійний, постійний/змінний струм, ці процеси будуть нагріватися, це тепло потрібно контролювати, щоб уникнути пошкодження IGBT, MOSFET через перегрів.
У розподіленому моніторингу температури IGBT найпоширеніший додаток NTC монтується на радіаторі друкованої плати, який дуже простий у встановленні та може бути закріплений гвинтами. Зазвичай у цій програмі використовуються гвинтові-контролери NTC, що полегшує розгортання та дозволяє створювати індивідуальні конструкції датчиків на основі довжини дроту після того, як передній кінець закріплено гвинтовим кільцем. У цій програмі NTC має бути герметично закритий корпусом із металевою етикеткою, щоб забезпечити хороше теплове з’єднання NTC. Загалом, високотемпературна стійкість NTC 125 градусів може бути адаптована до більшості застосувань, але якщо промисловий сценарій має більш суворі вимоги до високих температур, необхідно посилити зонд датчика.
У поєднанні з практичними випадками використання сценарій матиме деякі інші вимоги до моніторингу температури. Наприклад, у системі ДБЖ NTC потрібен для моніторингу температури щонайменше в трьох місцях, одне знаходиться в радіаторі, щоб контролювати температуру випрямляча та інвертора; другий – у BMS для моніторингу температури BMS, особливо для моніторингу літій-іонних батарей, оскільки літій-іонні батареї не є термо-стійкими, і слід відстежувати температуру майже кожної батареї, щоб гарантувати, що BMS не перегріється; третій — моніторинг температури всієї системи ДБЖ всередині шафи, що вимагає використання NTC для моніторингу температури. По-третє, температура всієї системи ДБЖ контролюється всередині шафи, а кількість NTC, які будуть використовуватися, залежить від розміру ДБЖ.
У цих додатках для перетворення електроенергії тенденція модуляції дуже очевидна, щоб відповідати цій тенденції NTC у проектуванні та виробництві потрібно приділяти багато уваги місцю. Перш за все, напівпровідниковий процес спікання та з’єднання має бути використаний для під’єднання NTC мікросхеми до плати. Щоб підвищити теплові характеристики NTC, деякі виробники також використовуватимуть технологію трафаретного друку для нанесення покриття, щоб гарантувати надійність промислового високотемпературного періоду. Ці NTC з можливістю зв’язування чіпів можуть бути встановлені безпосередньо на IPM для вимірювання температури поблизу IGBT, і оскільки вони прикріплені безпосередньо до плати, вони мають відмінні властивості теплового зв’язку.
Вимірювання тиску в промисловості
Іншою основною категорією зондування є датчики тиску. Існує багато промислових застосувань, які використовують гідравлічне або пневматичне обладнання, для якого потрібні датчики тиску для контролю тиску газів і рідин. Кремнієвий п’єзорезистивний чутливий елемент тиску часто використовується в промислових сценаріях вимірювання тиску. Принцип роботи насправді є мостом Уітстона, коли тиск газу або рідини діє на діафрагму елемента так, що діафрагма деформується, кілька резисторів викликають деформацію, що призводить до виходу різних виходів, а потім визначає розмір виходу, щоб визначити величину тиску.
Вимірювання тиску поділяється на багато видів тиску, деякі вимірюють манометричний тиск, інші вимірюють зворотний бік абсолютного тиску, деякі вимірюють передній бік абсолютного тиску, кожен тип вимірювання має різний діапазон вимірювання. Слід зазначити, що деякі вимірювані тіла є корозійними, необхідно вибрати масло-наповнене ядро, тобто чіп інкапсульовано в масло-наповнене ядро, а потім усе ядро в датчик тиску, щоб уникнути прямого контакту з корозією компонента вимірюваного тіла, що призводить до пошкодження. Фактично, тут також пов’язано з вибором заднього скла, манометричного тиску, заднього абсолютного тиску, переднього абсолютного тиску, потрібно вибрати вибір підкладного скла не однаково.
Здатність датчика тиску надлишкового тиску є дуже інтуїтивно зрозумілою, щоб підвищити здатність надлишкового тиску, можна реалізувати шляхом зменшення об’єму порожнини або збільшення площі з’єднання кремнієвого скла. Це покращення є значним і іноді може подвоїти здатність пристрою створювати надлишковий тиск.
Алюмінієві електролітичні конденсатори для промислових інверторів
Використання інверторів можна знайти скрізь у промисловій сфері як для досягнення енергозбереження, так і для зменшення втрат двигуна, таким чином покращуючи термін служби двигуна. Інверторна частина перетворювача частоти генеруватиме великі пульсації під час модуляції, а поглинання та вивільнення енергії під час процесу модуляції має підтримуватися достатньою ємністю DC-LINK.
Алюмінієві електролітичні конденсатори є звичайним вибором для промислових інверторів. Ми знаємо, що в сімействі конденсаторів є різноманітні конденсатори, і найбільшою особливістю алюмінієвих електролітичних конденсаторів є найбільша ємність на одиницю об’єму та найнижча вартість на одиницю ємності, ці дві особливості роблять їх першим вибором для промислових інверторів. Необхідно звернути увагу на номінальну напругу чотириядерного інверторного конденсатора, яку потрібно зарезервувати, зазвичай резервується від 5% до 10%, деякі в піку базису плюс 50 В або навіть вище.
Сервоінвертори подібні до інверторів-загального призначення, але оскільки сервоінвертори реагують швидше й точніше, вони вимагають більших вимог щодо перевантаження. Тому алюмінієві електролітичні конденсатори, які використовуються в сервоінверторах, матимуть вищу напругу, ніж той самий тип -інверторів загального призначення, і ця вимога відома в промисловості як вимога швидкої зарядки/розрядки. Сучасна галузь не має загального стандарту для швидкого заряджання та розряджання, але в основному потрібно буде відповідати наступним умовам: для конденсаторів мегафонного типу, різниця напруги заряджання та розряджання до 150 В, частота 6 Гц, щоб відповідати 50 мільйонам циклів, для конденсаторів болтового-типу також різниця напруги до 150 В, частота 3 Гц, щоб відповідати 20 мільйонів циклів. Простіше кажучи, звичайний інвертор 220 В алюмінієві електролітичні конденсатори використовуються в 400 В, тоді як той самий сервопривод необхідний у випадку 450 В.
Резюме
Переробна промисловість має великий кластер машин або систем і взаємозв’язків, належне функціонування яких залежить від датчиків, а датчики в промислових застосуваннях відіграють життєво важливу роль. Ці датчики потрібно вибирати з урахуванням суворих вимог промислового середовища та бути достатньо надійними, щоб усунути сліпі зони в заводському процесі, таким чином досягаючи високоякісного виробництва.