Verwendung von Wirbelstromsensoren zur Fadenerkennung

Wirbelstrom-Anwendungshinweis LA02-0010

Copyright © 2015 Lion Precision. www.lionprecision.com

Zusammenfassung

Dieser Application Note beschreibt die Verwendung und Einrichtung von Special Fadenerkennungssonden mit Standard-Wirbelstromsensorelektronik von Lion Precision. Für Eisen- und Nichteisenwerkstoffe ist eine andere Elektronik erforderlich.

Einführung

Besonders gestaltet Fadenfühlersonden Kann mit Standard-Wirbelstromsensorelektronik verwendet werden, um das Vorhandensein / Fehlen von Gewinden in einem Loch zu erkennen. Gewindesensoren erzeugen unterschiedliche Ausgangsspannungen für Gewindebohrungen und nichtgewindebohrungen. 
The ECA101 wird für eisenhaltige Materialien verwendet und kann eine Spannungsdifferenz von 3-4 Volt zwischen Gewindebohrungen und nichtgewindebohrungen erzeugen. Das ECL101 wird für Nichteisenmaterialien verwendet und erzeugt eine 1.0-Volt-Differenz zwischen Gewindebohrungen und nicht-Gewindebohrungen.

Grundlegende Theorie der Funktionsweise

Wirbelstromsonden sind in erster Linie als Wegsensoren konzipiert, die Änderungen des Abstands zwischen Sensor und Messobjekt messen. Speziell entwickelte Fadensensoren längere Sondenspitzenverlängerungen, die ein tieferes Eindringen in das Loch ermöglichen und das Magnetfeld der Sensorspule an den Seiten des zu prüfenden Lochs angreifen lassen.

Das Grundprinzip besteht darin, dass die Oberflächen eines nicht angezapften Lochs im Durchschnitt „näher“ an der Sonde liegen als die Oberflächen eines angezapften Lochs. Diese Änderung des durchschnittlichen Abstands von der Sonde zum umgebenden Material führt zu einer Änderung der Ausgangsspannung der Elektronik.

Wesentliche Unterschiede
Eisenwerkstoffe (Stahl)

Fadensensierung bei eisenhaltigen Werkstoffen erfolgt mit einer Fadensensorsonde und ECA101 Treiberelektronik. Die Ausgangsspannungsunterschiede zwischen mit und ohne Gewinde versehenen Löchern sind erheblich, wie in den Tabellen der typischen Ausgangsspannungen gezeigt.

Typische Ausgabe

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tapped vs Untapped

 

 

 

 

 

 

 

 

NE-Materialien (Aluminium)

Fadensensierung bei NE-Werkstoffen erfolgt mit einer Fadensensorsonde und ECL101 Treiberelektronik. Die Ausgangsspannungsunterschiede zwischen Gewindebohrungen und Nichtgewindebohrungen sind viel geringer als bei Eisenwerkstoffen. Dies hat sich als zuverlässig erwiesen, die Anwendung muss jedoch stärker berücksichtigt werden, da die Fehlerquote geringer ist. Die folgenden Tabellen zeigen typische Ausgangsspannungen für Nichteisenanwendungen.

Typische Leistung im Verhältnis zur Einfügetiefe Nichteisenmaterial

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gewindebohrer gegen ungenutzter VDC-Unterschied Nichteisenmaterial

 

 

 

 

 

 

 

 

Auswahl einer Sonden- und Treiberelektronik
Treiberelektronik

Der für Eisenwerkstoffe verwendete ECA101 bietet eine analoge Ausgangsspannung und einen Sollwert-Schaltausgang. Der Schaltausgang kann verwendet werden, um eine Go / NoGo-Typangabe für die Fadenerkennung zu erstellen. 
Der für Nichteisenmaterialien verwendete ECL101 verfügt nur über einen Analogausgang, der von einem Datenerfassungssystem ausgewertet werden muss, um das Vorhandensein / Fehlen von Threads zu bestimmen.
Jedes Handbuch für Treibermodelle enthält einen Nachtrag zum Thema „Thread Sensing“ mit Anweisungen zur optimalen Einrichtung des Sensors zum Erfassen von Threads.

Fadensensoren

Die Auswahl der Sonde hängt von der Materialart und dem Loch- / Gewindetyp ab. Eisenwerkstoffe (Stahl) verwenden den ECA101-Treiber. Nichteisenmaterialien (Aluminium) verwenden den ECL101-Treiber.
Wählen Sie die Sonde aus den folgenden Tabellen aus:

Eisenwerkstoffe

Metrisch

Zoll

Sonde

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 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

Anwendung: GCA101 Wirbelstromsensor

NE-Materialien

Metrisch

Zoll

Sonde

M5x0.8 - T5BZ
M6x1 1 / 4 - 20
1 / 4 - 28
T6BZ
M7x1 5 / 16 - 18 T7BZ
M8x1
M8x1.25
5 / 16 - 24 T8BZ
M10x1.25
M10x1.5
3 / 8 - 16
3 / 8 - 24
T10BZ
M12x1.25
M12x1.75
7 / 16 - 20
1 / 2 - 13
T12BZ
M16x1.5
M16x2.0
- T16BZ

Anwendung: ECL101 Wirbelstromsensor

 

Mechanische und Montageüberlegungen
Zentrierung

Die Ausgangsspannung ändert sich, wenn die Sonde nicht perfekt im Loch zentriert ist. Die Änderung ist nicht groß, aber insbesondere bei Nichteisenmaterialien mit geringerer Fehlerquote sollte dies bei der Verwendung der Sonden berücksichtigt werden. Vollständige Details finden Sie in der „Fadensensor-ZentrierungsfehlerTechNote LT02-0015.

Schutz der Sonde

Schwerwiegende Zentrierungsfehler oder andere Pannen können dazu führen, dass die Sonde gegen das Ziel stößt. Nichteisensensordurchmesser machen etwa 85% der Lochgröße aus, während Eisensensoren etwa 65% der Lochgröße ausmachen. Die folgende Tabelle zeigt typische Spaltgrößen:

Eisenwerkstoffe

Lochgröße

Sonde

Lücke (Zoll / mm)

M6 x 1

T5BZ

0.035 / 0.88

M7 x 1

T5BZ

0.054 / 1.37

M8 x 1.25

T6BZ

0.052 / 1.31

M8 x 1

T6BZ

0.057 / 1.45

M10 x 1.5

T7BZ

0.065 / 1.65

M10 x 1.25

T7BZ

0.071 / 1.80

M12 x 1.75

T8BZ

0.087 / 2.21

M12 x 1.25

T8BZ

0.096 / 2.44

M14 x 2

T10BZ

0.088 / 2.24

M14 x 1.5

T10BZ

0.098 / 2.49

M16 x 2

T12BZ

0.092 / 2.33

M16 x 1.5

T12BZ

0.101 / 2.58

 

NE-Materialien

Lochgröße

Sonde

Lücke (Zoll / mm)

M5 x 8

T5BZ

0.018 / 0.46

M6 x 1

T6BZ

0.018 / 0.46

M7 x 1

T7BZ

0.018 / 0.46

M8 x 1.25

T8BZ

0.018 / 0.46

M8 x 1

T8BZ

0.024 / 0.60

M10 x 1.5

T10BZ

0.018 / 0.46

M10 x 1.25

T10BZ

0.024 / 0.61

M12 x 1.75

T12BZ

0.018 / 0.46

M12 x 1.25

T12BZ

0.027 / 0.68

M16 x 1.5

T16BZ

0.018 / 0.46

M16 x 2

T16BZ

0.028 / 0.71

 

Gefederte Sondenhalterungen Kann verwendet werden, um Sonden vor Beschädigungen im Crashfall zu schützen. Drei Modelle sind für verschiedene Sondengrößen erhältlich:

 

Artikelnummer

SN-08

SN-12

SN-18

Interner Thread
(muss mit der Sonde übereinstimmen)
M8x1
(T5-8)
M12x1
(T10-12)
M18x1
(NUMNUMX)
Außengewinde M16x1.5 M22x1.5 M30x1.5
Maximale Ausdehnung 0.35 mm (8.9 Zoll) 0.41 mm (10.4 Zoll) 0.49 mm (12.4 Zoll)

 

Abmessungen der Fadensensorsonde

Abmessungen der Fadensensorsonde

 

 

 

 

Mechanische Spezifikationen

Sonde

Dimension "A"

Körper Thread

T5BZ 0.13 ″ / 3.3mm M8x1
T6BZ 0.16 ″ / 4.1mm
T7BZ 0.20 ″ / 5.1mm
T8BZ 0.23 ″ / 5.8mm
T10BZ 0.30 ″ / 7.5mm M12x1
T12BZ 0.37 ″ / 9.3mm
T16BZ 0.52 ″ / 13.1mm M18x1