Start
Baza wiedzy
Automatyka pomiarowa i inspekcyjna Zastosowanie czujników wiroprądowych do wykrywania gwintów

Zastosowanie czujników wiroprądowych do wykrywania gwintów

Specjalnie zaprojektowane sondy wykrywające gwint mogą być używane ze standardową elektroniką Lion Precision przeznaczoną do pracy ze standardowymi czujnikami wiroprądowymi w celu wykrywania w otworze gwintu lub jego braku. Czujniki gwintu generują różne napięcie wyjściowe dla nagwintowanych i nienagwintowanych otworów.

ECA101 jest używany do badania materiałów żelaznych i może wygenerować różnicę napięć na poziomie 3-4V pomiędzy otworem nagwintowanym i nienagwintowanym. ECL101 jest stosowany przy badaniu materiałów nieżelaznych i generuje różnicę napięć na poziomie 1V pomiędzy nagwintowanym i nienagwintowanym otworem.

Teoretyczne podstawy działania

Sondy wiroprądowe zostały pierwotnie zaprojektowane, jako czujniki przemieszczenia, mierzące zmiany w szczelinie pomiędzy sondą, a badaną powierzchnią. Specjalnie zaprojektowane sondy do badania gwintów posiadają wydłużoną końcówkę pomiarową, który pozwala na głębszą penetracje otworu, oraz na interakcję pola magnetycznego ze ścianami sprawdzanego otworu.

Podstawą działania jest fakt, że ściany nienagwintowanego przedmiotu są zwykle bliżej sondy, niż ściany otworu nagwintowanego. Ta zmiana średniego dystansu pomiędzy sondą, a otaczającą ją powierzchnią powoduje zmianę napięcia na wyjściu elektroniki.

Różnice materiałowe

Materiały żelazne (stal)

Wykrywanie gwintów w materiałach żelaznych odbywa się za pomocą sondy przeznaczonej do wykrywania gwintów, oraz sterownika ECA101. Różnica napięcia wyjściowego pomiędzy nagwintowanym i nienagwintowanym otworem jest znaczna, co pokazano na poniższych wykresach napięć wyjściowych.

Materiał nieżelazny (aluminium)

Wykrywanie gwintów w materiałach nieżelaznych odbywa się za pomocą sondy do wykrywania gwintów ze sterownikiem ECL101. Różnica napięć wyjściowych dla nagwintowanych i nienagwintowanych otworów jest znacznie mniejsza niż w przypadku materiałów żelaznych. Rozwiązanie to działa niezawodnie, ale należy zwrócić większą uwagę na montaż czujnika, ponieważ margines błędu jest mniejszy. Poniższe wykresy pokazują typową charakterystykę napięcia wyjściowego dla materiałów nieżelaznych.

Wybór sondy i sterownika

Sterownik

Sterownik ECA101 stosowany do badania materiałów żelaznych oferuje analogowe wyjście napięciowe i wyjście przełączane progowo. Wyjście przełączane może zostać użyte do wygenerowania wskazania typu „Go/NoGo” podczas wykrywania gwintu.

Sterownik ECL101 stosowany do badania materiałów nieżelaznych oferuje jedynie analogowe wyjście, które musi współpracować z systemem przetwarzający dane, aby określić obecność/brak gwintu. Dostępne instrukcja dla obu sterowników zawierają dodatek „Wykrywanie gwintów” (ang. „Thread Sensing”), w którym znajdują się instrukcje opisujące jak najlepiej skalibrować czujnik dla takiej aplikacji.

Warunki mechaniczne i montażowe

Centrowanie

Napięcie wyjściowe zmieni się, jeżeli sonda nie jest dokładnie spozycjonowana w środku. Zmiana nie jest duża, ale zwłaszcza dla materiałów nieżelaznych z mniejszym marginesem błędu, należy o tym pamiętać używając sondy. Wszystkie szczegóły są dostępne w dokumencie technicznym „Błędy centrowania sondy wykrywającej gwint”.

 

 

*dokument opracowano na podstawie materiałów firmy Lion Precision - https://www.lionprecision.com/using-eddy-current-sensors-for-thread-detection/

Sondy do wykrywania gwintów - materiały żelazne

Sondy do wykrywania gwintów

Wybór sondy zależy od rodzaju badanego materiału i otworu/gwintu. Do materiałów żelaznych (stal) używany jest sterownik ECA101, a do materiałów nieżelaznych (aluminium) ECL101. W doborze sondy pomocne będą poniższe tabele:

MATERIAŁY ŻELAZNE
MATERIAŁY ŻELAZNE
MATERIAŁY ŻELAZNE
METRYCZNE
CALOWE:
SONDA:
M6 x 1
1/4-20
T5BZ
M7 x 1
1/4-28
T5BZ
M8 x 1
M8 x 1,25
5/16-18
5/16-24
T6BZ
M10 x 1,25
M10 x 1,5
3/8-16
3/8-24
T7BZ
M12 x 1,25
M12 x 1,75
7/16-20
1/2-13
T8BZ
M14 x 1,5 
M14 x 2
9/16-12
9/16-18
T10BZ
M16 x 1,5 
M16 x 2
5/8-11
5/8-18
T12BZ

Sondy do wykrywania gwintów - materiały nieżelazne

MATERIAŁY NIEŻELAZNE
MATERIAŁY NIEŻELAZNE
MATERIAŁY NIEŻELAZNE
METRYCZNE:
CALOWE:
SONDA:
M5 x 0,8
T5BZ
M6 x 1
1/4 – 20
1/4 – 28
T6BZ
M7 x 1
5/16 – 18
T7BZ
M8 x 1
M8 x 1,25
5/16 – 24
T8BZ
M10 x 1,25
M10 x 1,5
3/8 – 16
3/8 – 24
T10BZ
M12 x 1,25
M12 x 1,75
7/16 – 20
1/2 – 13
T12BZ
M16 x 1,5
M16 x 2,0
T16BZ

Typowe rozmiary szczelin - materiały żelazne

Znaczny błąd centrowania, albo inne przyczyny, mogą spowodować że dojdzie do zderzenia sondy z badanym obiektem. Sondy do badań materiałów nieżelaznym mają średnicę o wielkości ok 85% średnicy otworu, a średnica sond do materiałów żelaznych to ok 65% średnicy otworu. Tabela poniżej pokazuje typowe rozmiary szczelin.

WIELKOŚĆ OTWORU:
SONDA:
SZCZELINA:
M6 x 1
T5BZ
0,88 mm
M7 x 1
T5BZ
1,37 mm
M8 x 1,25
T6BZ
1,31 mm
M8 x 1
T6BZ
1,45
M10 x 1,5
T7BZ
1,65 mm
M10 x 1,25
T7BZ
1,80 mm
M12 x 1,75
T8BZ
2,21 mm
M12 x 1,25
T8BZ
2,44 mm
M14 x 2
T10BZ
2,24 mm
M14 x 1,5
T10BZ
2,49 mm
M16 x 2
T12BZ
2,33 mm
M16 x 1,5
T12BZ
2,58 mm

Typowe rozmiary szczelin - materiały nieżelazne

WIELKOŚĆ OTWORU:
SONDA:
SZCZELINA:
M5 x ,8
T5BZ
0,46 mm
M6 x 1
T6BZ
0,46 mm
M7 x 1
T7BZ
0,46 mm
M8 x 1,25
T8BZ
0,46 mm
M8 x 1
T8BZ
0,60 mm
M10 x 1,5
T10BZ
0,46 mm
M10 x 1,25
T10BZ
0,61 mm
M12 x 1,75
T12BZ
0,46 mm
M12 x 1,25
T12BZ
0,68 mm
M16 x 1,5
T16BZ
0,46 mm
M16 x 2
T16BZ
0,71 mm

Mocowanie ochronne sondy

Możliwe jest zastosowanie sprężynowych mocować, aby uniknąć uszkodzenia sondy w razie uderzenia. Dostępne są trzy modele dla różnych wymiarów sond.

Model:
SN-08
SN-12
SN-18
Gwint wewnętrzny (musi zgadzać się z wymiarem sondy)
M8x1
(T5-8)
M12x1
(T10-12)
M18x1
(T16)
Gwint zewnętrzny:
M16x1,5
M22x1,5
M30x1,5
Maksymalne wydłużenie:
8,9 mm
10,4 mm
12,4 mm

Specyfikacja mechaniczna sondy

Sonda
Wymiar “A”
Gwint korpusu
T5BZ
3,3 mm
M8x1
T6BZ
4,1 mm
M8x1
T7BZ
5,1 mm
M8x1
T8BZ
5,8 mm
M8x1
T10BZ
7,5 mm
M12x1
T12BZ
9,3 mm
M12x1
T16BZ
13,1 mm
M18x1

Treść powyższego artykułu korzysta z ochrony udzielanej przez przepisy ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych (j.t. Dz. U. z 2006 r. Nr 90, poz. 631 ze zm.). Każdy z Klientów zobowiązany jest do poszanowania praw autorskich pod rygorem odpowiedzialności cywilnoprawnej oraz karnej wynikającej z przepisów tej ustawy. Treść artykułu – w całości bądź jakiejkolwiek części – może być wykorzystywana tylko w zakresie dozwolonego użytku osobistego. Wykorzystanie tego artykułu - w całości bądź jakiejkolwiek części - do innych celów a w szczególności - komercyjnych, w tym kopiowanie, publiczne odtwarzanie, lub udostępnianie osobom trzecim w jakikolwiek inny sposób, może następować tylko pod warunkiem uzyskania wyraźnego pisemnego zezwolenia ITA i na warunkach określonych przez ITA. W celu uzyskania zgody na wykorzystanie zawartości Strony, należy skontaktować się z ITA za pośrednictwem formularza kontaktowego dostępnego w zakładce Kontakt. Korzystanie z powyższej treści w celu innym niż do użytku osobistego, a więc do kopiowania, powielania, wykorzystywania w innych publikacjach w całości lub w części bez pisemnej zgody ITA jest zabronione i podlega odpowiedzialności cywilnoprawnej oraz karnej wynikającej z przepisów ustawy o prawie autorskim i prawach pokrewnych.

ITA spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp. k. ul. Poznańska 104, Skórzewo,  
60-185 Poznań

Kontakt

+48612225800 +48612225800