Pomiar kąta nachylenia / wychylenia – inklinometry POSITAL
Dla zapewnienia bezpieczeństwa w systemach sterowania ruchu ważną informacją jest aktualne położenie kąta nachylenie w poziomie lub wychylenia w pionie. Prostym urządzeniem, które w łatwy sposób, a do tego w sposób sprawny monitoruje obiekty w przestrzeni jest inklinometr firmy Posital Fraba. Nie wymagają one stosowania połączeń mechanicznych z elementami zewnętrznymi co jest dużym ułatwieniem dla inżynierów tworzących taki system. Inklinometry Posital Fraba umożliwiają pomiar z dokładnością 0,1o w poziomie oraz rozdzielność 0,01o.
Wyróżnia się dwa rodzaje inklinometrów w zależności od stopnia zakresu pomiarowego – inklinometry jednoosiowe oraz dwuosiowe. Inklinometry jednoosiowe mierzą przechył w przedziale od 0 do 360o. Rozwiązanie to daje możliwość wyboru odpowiedniego zakresu do wybranej aplikacji, w zależności od oczekiwanej dokładności pomiarów.
Drugi typ inklinometrów ze względu na zakres pomiarowy to inklinometry dwuosiowe. Ich możliwość to pomiar w przedziale do 80° w obu osiach. Jednoczesny pomiar wokół dwóch osi sprawdza się przy poziomowaniu platform.
Zasada działania inklinometrów
Inklinometr jednoosiowy
Inklinometr dwuosiowy
Technologia inklinometrów
Inklinometry Posital Fraba z serii TILTIX wykonane są w oparciu o dwie technologie – technologie MEMS oraz z płynem elektrolitycznym.
MEMS
Czujniki oparte o technologię MEMS posiadają „mikro masę”, która zawieszona jest na elastycznej strukturze. Każdy ruch czujnika powoduje zmianę położenia masy, co skutkuje zmianą pojemności pomiędzy masą a strukturą. Na tej podstawie obliczane jest nachylenie. MEMS umożliwia pomiar wokół jednej osi (0…360o) oraz wokół dwóch osi (±80o). Czujniki te charakteryzują się odpornością na wstrząsy i wibracje.
A – „mikro masa”, B – elastyczna struktura
Płyn elektrolityczny
Komora pomiarowa czujnika wypełniona jest częściowo płynem elektrolitycznym. Ścianki komory umieszczone są dodatkowo elektrody. Podczas zmiany nachylenia zmienia się poziom płynu, co skutkuje zmianą pojemności między parą elektrod w komorze. Pomiar pojemności pozwala na obliczenie kąta nachylenia. Technologia z płynem elektrolitycznym umożliwia pomiar w dwóch osiach (±30o) z wręcz z ekstremalną dokładnością. Czujniki te charakteryzują się precyzją oraz stabilnością.
C – płyn elektrolityczny, D – elektrody
Dostępne interfejsy
Możliwy jest wybór interfejsu z siedmiu dostępnych, zgodnie z konkretną aplikacją. Dostępne są interfejsy najczęściej wykorzystywane w automatyce dzięki czemu nie ma problemu połączenia inklinometru ze sterownikami PLC. Dostępne opcje interfejsów komunikacyjnych to CANopen, DeviceNet, J1939, Modbus, RS232, SSI i analogowe (prądowe oraz napięciowe).
Zastosowanie
Dzięki monitorowaniu kątów pochylenia bądź wychylenia w każdej chwili, inklinometry znacząco poprawiają bezpieczeństwo pracy poruszających się maszyn. Prostsza instalacja w porównaniu z enkoderem obrotowym powoduje, że znalazły one bardzo dobre zastosowanie jako np. sterowniki naprowadzające obiekty w kierunku słońca. Inne obszary, gdzie inklinometry znalazły zastosowanie to między innymi systemy medyczne (w urządzeniach do rezonansu magnetycznego i tomografii komputerowej), maszyny ruchome (pompy betonu, dźwigi), magazyny, ropa naftowa i gaz, a także energia odnawialna (w turbinach wiatrowych, systemach fotowoltaicznych, systemach parabolicznych paneli słonecznych).
