传感器,测量传感器


如果精确混合是一个关键的过程变量,那粘度测量可能是最准确的方法,能确保最佳的性能。但是旋转混合器会导致非常混乱的布线,所以这里传感器技术有限公司的马克·英格姆(MarkIngham)关注无线选项。


混合是制造许多产品的基础,在许多情况下,这不需要精确操作,尽管过度混合是浪费时间和精力。然而,在其他情况下,混合更多地是一门精确的科学。混合不足会使各种成分材料的分布不均匀,而过度混合可能会改变最终产品的状态。其中一个例子是搅拌混凝土。如果你正在建造一个DIY露台,你可以把一些水溅到一堆现成的混合物中,用铲子把它处理进去,但是如果你正在建造一个核废料防护掩体或摩天大楼的地基,那么质量控制就会转向另一种模式!在后一种情况下,潮湿的混凝土必须有足够的流体流入模板的每一个角落和裂缝,并且没有任何无法治愈的干燥混凝土口袋。另一个例子是混合番茄酱、酱汁、蛋黄酱等。食品工业依赖于这样一个事实:消费者可以终生忠诚于某一特定品牌,但也是如此变化无常,哪怕是质感上的细微变化都会让他们勃然大怒。同样,药物和药物必须与载体材料精确地混合在一起,混合不良的后果可能会危及生命。在化妆品和化妆品方面,用户的期望值非常高。即使是像油漆这样看似平凡的东西,也需要把颜料很好地混合成均匀的颜色,并且为了便于使用,必须达到正确的一致性。


有许多不同的技术可用于测量粘度,但最流行和最广泛使用的技术之一是旋转粘度计,它通过监测在流体中以恒定速度旋转主轴所需的扭矩来测量粘度。扭矩通常是通过确定电机上的反应扭矩来测量的,它与主轴上的粘性阻力成正比,因此也与流体的粘度成正比。


值得注意的是,旋转粘度计可以在整个混合过程中运行,不断地记录数据以提供随时间变化的粘度变化日志。这一剖面可以与历史数据比较,从较早的混合,以提供详细的信息,将无法从最终的目标粘度读数。然而,转矩是很难测量的;事实上,传统的测量技术带来的问题和解决的问题一样多。由于主轴是旋转的,连接在轴上的扭矩传感器上的电线会卷曲并迅速折断。使用滑环的方法是可行的,但由于成本、安装时间和不可避免的磨损,远非理想。


在传感器技术的基础上,提出了一种利用TorqSense旋转扭矩传感器的无线技术。这些设备不需要与转轴的物理连接,而是使用射频(RF)链路向主轴上的传感元件发送功率,并从它接收扭矩读取信号。TorqSense扭矩传感器使用两个微小的声表面波器件或锯,由含有频率共振梳的压电陶瓷材料制成。它们粘在90度的传动轴上。随着扭矩的增加,一个梳子扩张,另一个与所经历的扭矩成比例地收缩。实际上,梳子充当应变计,但测量谐振频率的变化。安装在主轴附近的RF发射机/接收机向锯子发射无线电波,当它们被反射回来时收集它们。反射波频率的变化确定了当前的扭矩。在旋转粘度计中,TorqSense传感器安装在电机和桨之间,双轴承消除任何侧负载,而扭矩限制联轴器在桨机构卡住时提供保护。在电机以恒定速度工作时,传感器提供了扭矩输出,在混合过程中与粘度成正比变化,从而使操作者能够准确地测量混合液的相对粘度。


在确定绝对粘度而不是相对粘度的重要的地方,可以使用浸入已知粘度的液体中的特定桨对系统进行预校。例如,在室温下,水的粘度为0.001帕斯卡秒。通过将粘度计校准到已知的样本,然后在应用中可以从相对扭矩图导出绝对扭矩图,然后精确地测量所需的粘度。使用TorqSense旋转扭矩传感器简化了这些新的旋转粘度计的设计,同时也提高了精度,在具有挑战性的应用中提供了一个健壮可靠的解决方案,其中混合物的绝对粘度是一个关键因素。


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