线性驱动器的集成位置传感

气动驱动器的位置反馈传统上是通过安装在外部或气缸筒内的接近传感器提供的。但现在,一种基于集成微波传感技术的新方法正在进行中,有望为线性驱动器的工厂用户带来显著的优势。

传感器根据反射的微波信号确定活塞的位置。
传感器根据反射的微波信号确定活塞的位置。

该技术是由德国埃斯灵顿自动化元件和系统供应商Festo AG & Co. KG开发的,该技术依靠的是一种可以安装在气动直线驱动器的面内的微波传感器。Festo传感器事业部负责人Armin Seitz表示,在这个位置,传感器可以在整个气缸行程范围内连续测量活塞的位置和速度。

该传感器工作在1到24千兆赫的频率范围内,它使用一根微型天线将电磁波传输到圆筒筒中。这些波被活塞反射,返回的波被同一天线接收并评估以确定活塞的位置。塞茨说:“我们测量的是发送和接收信号的相移。”该技术的目标分辨率为0.1毫米(mm)。

Plug-and-work

Seitz说,与传统方法相比,微波传感技术将为工厂应用提供多种优势。与需要额外装配和安装工作的外部安装电位器或磁致伸缩传感器不同 - 因此额外的成本 - 集成的微波传感器系统不需要其中。根据Seitz的结果,结果是简化的“即插即用”能力。“你只需挂起你的气缸,你就完成了。”

此外,虽然传统的位移编码器以离散长度可用,但通过使用任何长度滚筒来限制可使用的气缸范围,微波传感器提供出色的灵活性。传感器测量长度是无限的,并且由气缸的行程长度自动控制。虽然初始Festo工作涉及气动气缸,但该技术也将为液压系统工作,Seitz说。“该传感器系统是世界上第一个为气动或液压线性驱动器提供非长度依赖性位移测量,”他宣称。

对于工厂用户来说,这些功能将转化为诸如更短的调试时间、更少的安装组件需求和更大的设计自由度等优势,Festo表示,这将大大降低应用成本。

其他工业优势包括微波传感器系统的电磁抗扰性。塞茨说:“这些传感器看不到电机、变压器或焊枪产生的磁场。”他认为,这使得该技术特别适合于汽车焊接应用。由于传感器被封装在气缸本身的铝外壳内,它们将不太容易受到碰撞和颠簸造成的机械破坏工厂环境,他补充道。

除了汽车之外,Festo还对食品和包装行业的集成传感器技术表示了特别的价值。在这个世界上,外部传感器可以是卫生风险,因为他们的额外边缘和角落充当了难以清洁的食物或污垢陷阱。但是,由于Seitz所说,通过“完全秘密”,集成的微波传感器将消除这些清洁陷阱。

塞茨说,作为一项新兴技术,配备集成微波传感系统的气瓶迄今为止只提供给Festo的“精英”客户。但他指出,该公司打算在2008年之前开发出“标准产品”的技术。位置数据将通过IO Link进行通信,IO Link是一种开放的传感器接口标准。

微波传感技术的价格预计将低于今天的传统气动位置反馈解决方案。塞茨解释说,这在一定程度上要归功于移动电话和卫星技术的大规模应用,这有助于降低微波传感系统中使用的组件的成本。

“此刻,”他说,“高频分量是最昂贵的部分。”但即使这些费用也可能注定下降。Festo的目前的方法涉及安装在整合到汽缸盖中的微小基板上的各个部件。但最终,Seitz表示,可以将解决方案还原为称为MMIC或微波单片集成电路的单芯片设计,这可能进一步降低成本。

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