Московская компания «ТрейсЛайн» разработала и запустила в серийное производство магнитострикционные датчики линейных перемещений мирового уровня на базе запатентованных технических решений.
ООО «ТрейсЛайн», г. Москва
В последние годы в России и мире ведется большое количество исследований в области применения магнитострикционного метода для измерения линейных перемещений. Но несмотря на то что технология популярна и хорошо изучена, отечественных производителей подобных средств измерения не так много. Одной из таких компаний является ООО «ТрейсЛайн», которой удалось реализовать данный метод для промышленного применения и запустить в России серийное производство магнитострикционных датчиков линейных перемещений.
Магнитострикционный метод измерения
Датчики линейных перемещений являются важной частью современных автоматизированных систем и роботизированных комплексов. К настоящему времени разработаны приборы с самыми разными принципами действия: емкостные, оптические, ультразвуковые, магнитострикционные и др. Тем временем, для некоторых машин и механизмов подходят только датчики, применяющие магнитострикционный метод, который основан на комбинации сразу двух известных физических эффектов – магнетизма и ультразвука.
Применение магнитострикционных датчиков линейных перемещений в принципе является наиболее эффективным решением во многих случаях, так как они не подвержены окислению, истиранию и заклиниванию.
А еще магнитострикционные датчики всегда абсолютные, то есть (в отличие от инкрементальных – пошаговых) определяют свое положение сразу после включения.
Однако из-за того что в России магнитострикционные датчики линейных перемещений до недавнего времени никто не выпускал, отечественные производители современной техники были вынуждены либо применять дорогостоящую импортную продукцию, либо вовсе отказываться от применения данных средств измерения при автоматизации своего оборудования, что сказывалось на их конкурентоспособности.
Компания «ТрейсЛайн» была основана специально для выпуска этих измерительных приборов в 2020 году. Костяк ее коллектива составили специалисты опытно-конструкторского бюро «Вектор», которое является одним из ведущих отечественных разработчиков КИПиА, в частности, магнитострикционных уровнемеров. ООО «ОКБ Вектор» запатентовало магнитострикционный метод измерения уровня и выпускает магнитострикционные уровнемеры высокой точности, применяющиеся в нефтяной промышленности.
В 2019 году крупное предприятие ВПК обратилось к специалистам конструкторского бюро с просьбой разработать магнитострикционные датчики линейных перемещений вместо зарубежных аналогов, которые использовались для гидроцилиндров авиационного тренажера. Опыт и знания позволили специалистам разработать такой датчик, запатентовать его, создать промышленный образец, успешно апробировать и запустить в серийное производство. Для изготовления, усовершенствования этих датчиков, а также разработки новых исполнений и была создана компания «ТрейсЛайн», которая сегодня развивается семимильными шагами.
Благодаря созданию новой, запатентованной технологии удалось наладить в России серийное производство датчиков с расширенной областью применения, высокой стойкостью к различным неблагоприятным воздействиям, таким как вибрация, ударные нагрузки, высокое давление, температура в диапазоне от –100 до +450 °C, радиация и различные агрессивные среды. Датчики находят применение в таких технологических процессах, как инжекционное литье, резка различных материалов, деревообработка, в гидроцилиндрах, термопластавтоматах и во многих других областях.
На сегодня специалистами компании «ТрейсЛайн» разработана линейка датчиков (рис. 1), которая практически полностью заменяет импортные аналоги самых известных брендов.
Рис. 1. Российский аналог известных импортных брендов Balluff и Temposonics
Волновод
Магнитный волновод, который является ядром любого магнитострикционного датчика, представляет собой тонкий, длинный металлический стержень. Именно химический состав и качество изготовления волновода определяют фундаментальные критерии преобразования сигнала. Все зарубежные компании-производители подобных датчиков имеют патенты на химический состав и технологию производства своих волноводов.
За 10 лет российские специалисты провели большое количество НИОКР с различными материалами и все же нашли материал, отработали технологию его подготовки и термической обработки, которые легли в основу создания волновода магнитострикционного датчика линейных перемещений «ТрейсЛайн».
Принцип действия
Работа магнитострикционных преобразователей линейных перемещений заключается в непрерывном автоматическом измерении линейного расстояния от начальной точки отсчета до одного или нескольких подвижных позиционеров (скользящих вдоль волновода поплавков) с последующим преобразованием величины линейного перемещения в электрические сигналы стандартных аналоговых или цифровых интерфейсов.
Точное положение объекта перемещения определяется посредством прецизионного измерения временного интервала между формированием импульса тока в катушке возбуждения и оцифровкой магнитострикционного импульса упругой деформации, поступившего на пьезоэлектрический приемник, с его дальнейшей программной обработкой.
Преимущества
Команда «ТрейсЛайн» непрерывно ведет разработку новых конструкций и технических решений в области магнитострикционных датчиков перемещения. Наряду с самыми ходовыми изделиями – датчиками серий ТЛ-С2, ТЛ-С1, ТЛ-СФ1, ТЛ-П1, ТЛ-П3, ТЛ-СВ1 (рис. 2), разработаны новые серии, которые эффективно заменяют зарубежные аналоги: ТЛ-С1 тип 1 и ТЛ-СФ1 тип 1 (рис. 3).
Рис. 2. Магнитострикционные датчики перемещения ООО «ТрейсЛайн» наиболее популярных серий: а – ТЛ-С2; б – ТЛ-С1; в – ТЛ-СФ1; г – ТЛ-П1; д – ТЛ-П3; е – ТЛ-СВ1
Рис. 3. Новые исполнения датчиков «ТрейсЛайн»: а – ТЛ-С1 тип 1; б – ТЛ-СФ1 тип 1
Отдельно необходимо выделить датчики для взрывоопасных зон серий ТЛ-С3 и ТЛ-СФ2 (рис. 4), которые также разрабатываются конструкторским бюро ООО «ТрейсЛайн».
Рис. 4. Магнитострикционные датчики для взрывоопасных зон: а – ТЛ-С3; б – ТЛ-СФ2
Датчики «ТрейсЛайн» прошли все необходимые испытания и имеют сертификаты для применения в самых тяжелых условиях эксплуатации, в том числе во взрывоопасных зонах, а также в метрологических лабораториях. С момента начала деятельности на предприятия было поставлено более 2000 датчиков.
Рис. 5. Магнитострикционные датчики положения «ТрейсЛайн» на промышленных объектах
Опубликовано_в журнале ИСУП № 1(109)_2024
ООО «ТрейсЛайн», г. Москва,
тел.: +7 (495) 162-9085,
e-mail: info@traceline.ru
_big.jpg'); "2(116)_small.jpg")
