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.

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.

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.

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.

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/