올바른 안전 밸브를 선택하는 방법: 단계별 가이드
올바른 안전 밸브를 선택하는 것은 압력 시스템의 안전과 효율성을 보장하는 데 매우 중요합니다. 이 가이드에서는 온도와 같이 고려해야 할 주요 요소를 안내합니다.
제조업체는 자동화 프로세스에서 정밀도와 신뢰성을 어떻게 보장할 수 있을까요? 이 문서에서는 근접 센서부터 광학 센서까지 다양한 유형의 센서에 대해 자세히 살펴보고 구체적인 용도와 선택 기준을 강조합니다. 감도, 주파수 응답 및 안정성과 같은 주요 요소를 이해함으로써 모든 애플리케이션에 적합한 센서를 선택하여 궁극적으로 생산 효율성과 제품 품질을 향상시키는 방법을 배울 수 있습니다.
센서는 제조 산업에서 전자 정보 장비의 기본 유형이며, 개발 중인 새로운 전자 장치의 특수 구성 요소입니다.
센서 산업은 높은 기술 내용, 좋은 경제적 이익, 강력한 침투력 및 광범위한 시장 전망으로 인해 국내외에서 발전 가능성이 큰 첨단 기술 산업으로 인정받고 있습니다.
전자 정보 산업의 호황에 힘 입어 센서 산업은 일정한 산업 기반을 형성하고 기술 혁신, 독립적 인 연구 개발, 성과 전환 및 경쟁력에서 상당한 진전을 이루었으며 국가 경제 발전을 촉진하는 데 중요한 공헌을했습니다.
정보화 시대가 도래하면서 센서는 자연 및 생산 분야에서 사람들이 정보를 얻는 주요 수단이자 방법이 되었습니다.
현대 산업 생산, 특히 자동화된 생산 공정에서는 다양한 센서를 사용하여 생산 공정의 다양한 파라미터를 모니터링하고 제어함으로써 장비가 정상 또는 최적의 상태로 작동하고 고품질의 제품을 생산할 수 있도록 합니다. 기초 연구에서 센서는 뛰어난 위상을 차지하고 있습니다.
오늘날 센서는 이미 산업 생산, 우주 개발, 해양 탐지, 환경 보호, 자원 조사, 의료 진단, 생명 공학, 심지어 문화 유적 보호 등 매우 광범위한 영역에 침투해 있습니다.
경제를 발전시키고 사회 발전을 촉진하는 데 있어 센서 기술의 중요한 역할이 매우 분명하다는 것을 알 수 있습니다. 통계 수치에 따르면 글로벌 지능형 센서 시장의 연간 매출은 연간 101조 3,000억 달러의 속도로 증가할 것으로 예상됩니다.
현재 전 세계적으로 프로세서가 설치된 센서 디바이스의 수는 6,500만 개에 달하며, 2019년에는 2조 8,000억 개에 이를 것으로 예상됩니다.
센서 지식은 능숙하게 마스터하려면 풍부한 경험이 필요한 비교적 큰 전기 분야이기도 합니다. 이에 대한 자세한 내용은 추후에 설명할 예정이지만 오늘은 주로 선택에 대해 이야기하겠습니다.
특정 측정 작업을 수행하려면 먼저 어떤 유형의 센서 원리를 사용할지 고려해야 합니다. 이를 위해서는 다양한 요소를 신중하게 분석하여 결정해야 합니다.
예를 들어 유량계를 예로 들면 전자식 유량계, 와류식 유량계, 초음파식 유량계가 있으며, 유량계를 선택할 때 특정 대상에 따라 달라집니다.
또한 2선식 또는 4선식 전류 신호, 0-20mA, 4-20mA, 0-10V 전압 신호 또는 일부 프로토콜 통신 등 어떤 종류의 출력 모드를 사용해야 하는지 참조할 필요도 있습니다.
일반적으로 센서의 선형 범위 내에서는 센서의 감도를 높게 설정하는 것이 바람직합니다. 감도가 충분히 높아야만 측정된 변화에 대응하는 출력 신호의 값이 상대적으로 커지기 때문입니다.
또한 이 감도는 신호 처리에 유리합니다. 그러나 센서의 감도가 높으면 측정 대상과 무관한 외부 간섭 신호가 증폭 시스템에 의해 증폭되어 측정 정확도에 영향을 미칠 수 있다는 점에 유의해야 합니다.
따라서 센서 자체의 신호 대 잡음비가 높아야 하며, 외부에서 유입되는 간섭 신호를 최대한 줄여야 합니다.
센서의 감도는 방향성입니다. 측정 대상물이 단일 벡터이고 높은 방향성이 필요한 경우 다른 방향의 감도가 낮은 다른 센서를 선택해야 합니다. 측정 대상물이 다차원 벡터인 경우 센서의 교차 감도는 가능한 한 작아야 합니다.
센서의 주파수 응답 특성에 따라 측정 대상의 주파수 범위가 결정되며, 허용 주파수 범위 내에서 왜곡되지 않도록 유지해야 합니다.
실제로 센서의 응답에는 항상 일정한 지연이 있으며, 지연 시간은 가능한 한 짧게 하는 것이 바람직합니다. 센서의 주파수 응답이 높을수록 측정할 수 있는 신호 주파수 범위가 넓어집니다.
동적 측정에서 응답 특성은 신호의 특성(정상 상태, 과도 상태, 무작위 등)을 기반으로 해야 심각한 오류를 방지할 수 있습니다.
센서를 일정 기간 사용한 후에도 센서가 성능을 유지하는 능력을 안정성이라고 합니다. 센서의 장기적인 안정성에 영향을 미치는 요인은 센서 구조뿐만 아니라 주로 센서의 사용 환경과도 관련이 있습니다.
따라서 센서의 안정성을 높이려면 센서의 환경 적응성이 뛰어나야 합니다.
센서를 선택하기 전에 사용 환경을 조사하고 특정 사용 환경에 따라 적절한 센서를 선택하거나 환경의 영향을 줄이기 위한 적절한 조치를 취해야 합니다.
정확도는 센서의 중요한 성능 지표이며, 전체 측정 시스템의 측정 정확도와 관련된 중요한 연결 고리입니다. 그러나 센서의 정확도는 센서의 범위에 따라 제한됩니다.
일반적으로 범위가 넓을수록 정확도는 낮아지지만 고정밀 센서는 범위가 충분하지 않을 가능성이 매우 높습니다. 이로 인해 고정밀 장거리 센서는 매우 비쌉니다.
따라서 이러한 고려 사항에 따라 센서를 선택할 때 조정이 필요합니다.
샘플링 센서를 선택할 때는 장치가 애플리케이션의 기본 작동 조건을 충족할 수 있는지 확인해야 합니다(제조업체에서 제공한 데이터시트 참조 가능).
가장 중요한 6가지 운영 조건은 다음과 같습니다:
IO-Link와 함께 센서를 사용할 때 고려해야 할 다른 6가지 사항도 있습니다:
현대 산업 생산, 특히 자동화된 생산 공정에서는 다양한 센서를 사용하여 생산 공정의 다양한 파라미터를 모니터링하고 제어함으로써 장비가 정상 또는 최적의 상태로 작동하고 제품이 최상의 품질을 달성할 수 있도록 합니다.
따라서 우수한 센서가 많지 않으면 현대 생산은 그 기반을 잃게 될 것이라고 말할 수 있습니다. 다음에서는 제조 분야에서 가장 일반적인 몇 가지 유형의 센서에 대한 자세한 소개와 함께 몇 가지 응용 기술 및 통찰력을 제공합니다.
근접 센서는 물리적 접촉 없이 주변에 있는 물체의 존재를 감지합니다. 이 센서는 개별 출력 장치입니다.
일반적으로 자기 근접 센서는 액추에이터에 위치한 자석을 감지하여 액추에이터가 특정 위치에 도달했는지 여부를 감지합니다.
일반적으로 한 회사의 액추에이터와 다른 회사의 마그네틱 근접 센서를 함께 구입하는 것은 좋지 않습니다. 센서 제조업체는 센서가 X, Y 및 Z 액추에이터와 호환된다고 말할 수 있지만 실제로는 자석이나 장착 위치가 변경되면 감지 문제가 발생할 수 있습니다.
예를 들어, 자석이 올바른 위치에 있지 않으면 센서에 전원이 공급되거나 공급되지 않을 수 있습니다. 액추에이터 제조업체에서 액추에이터와 일치하는 근접 센서를 제공하는 경우 이 센서를 선호해야 합니다.
트랜지스터 기반 근접 센서는 움직이는 부품이 없고 수명이 길다. 스프링 장착 근접 센서는 기계식 접점을 사용하며 수명은 짧지만 트랜지스터 유형보다 비용이 저렴합니다. 스프링 장착 센서는 AC 전원이 필요한 애플리케이션과 고온 환경에서 작동하는 애플리케이션에 가장 적합합니다.
위치 센서는 아날로그 출력을 지원하며 액추에이터에 장착된 자석의 위치 표시기를 기반으로 액추에이터의 위치를 표시합니다. 제어 관점에서 볼 때 위치 센서는 뛰어난 유연성을 제공합니다. 제어 엔지니어는 부품 변경에 맞춰 일련의 설정값을 설정할 수 있습니다.
이러한 위치 센서는 자석(예: 근접 센서)을 기반으로 하므로 가능하면 같은 제조업체의 센서와 액추에이터를 구입하는 것이 가장 좋습니다(가급적). IO-Link 기능을 사용하면 위치 센서에서 데이터를 얻을 수 있으므로 제어를 간소화하고 매개변수를 설정할 수 있습니다.
근접 유도 센서는 패러데이의 유도 법칙을 사용하여 물체의 존재 여부 또는 아날로그 출력 위치를 측정합니다. 유도성 센서를 선택할 때 가장 중요한 요소는 센서가 감지할 금속 유형을 결정하여 감지 범위를 결정하는 것입니다.
검은색 금속에 비해 유색 금속의 감지 범위는 50% 이상 감소합니다. 제조업체의 제품 설명서에서 필요한 샘플 선택에 대한 정보를 제공해야 합니다.
압력 또는 진공 센서가 영국식(평방인치당 파운드) 및 미터법(바) 측정 모두에서 압력 범위를 측정할 수 있는지 확인합니다. 할당된 공간에 가장 적합한 모양과 크기를 지정합니다.
장비를 설치할 때는 작업자가 쉽게 사용할 수 있도록 센서에 표시등이나 디스플레이 화면을 구성해야 하는지 고려하세요. 설정값을 빠르게 변경해야 하는 경우 IO-Link 구성이 있는 압력 및 진공 센서를 고려할 수 있습니다.
압력 및 진공 센서와 마찬가지로 유량 센서도 유량 범위, 크기, 변수 설정 값에 따라 선택할 수 있습니다. 센서를 주문할 때 디스플레이 옵션을 지정할 수 있습니다.
유량이 상대적으로 낮은 유량 센서는 장비의 특정 영역 또는 전체 장비에 대해 선택할 수 있습니다.
가장 일반적인 유형의 광학 센서는 광전 산란, 반사 및 투과형 빔입니다. 레이저 센서와 광섬유 감지 장치도 광학 센서의 범주에 속합니다.
광전 센서는 대부분 광선을 반사하거나 차단하여 물체를 감지하는 존재감 센서입니다. 저렴한 비용, 다양한 활용성, 높은 신뢰성으로 인해 이 센서는 제조 업계에서 가장 널리 사용되는 센서 중 하나입니다.
확산형 광전 센서는 반사판이 필요하지 않습니다. 이 센서는 주변 물체의 존재를 감지하는 데 사용되는 비용 효율적인 센서입니다.
투과형 광전 센서는 가장 긴 감지 범위를 제공할 수 있습니다. 이 센서에는 두 지점에 별도의 송신 및 수신 장치가 설치되어 있습니다. 차고 문 안전 센서는 빔 센서입니다. 빔이 중단되면 대상의 존재를 나타냅니다.
슬롯형 광전 센서는 송신기와 수신기를 소형 장치에 결합한 흥미로운 스루빔 변형입니다. 슬롯형 센서는 작은 부품의 유무를 감지하는 데 사용됩니다.
반사형 광전 센서는 센서와 반사판이 있으며 중간 범위의 존재 감지용으로 사용됩니다. 정밀도와 비용 측면에서 이 센서는 확산형 센서와 투과형 센서 사이에 속합니다.
광섬유 감지 장치는 존재 및 거리 감지에 사용됩니다. 이러한 다기능 센서의 매개변수를 조정하여 다양한 색상, 배경, 거리 범위를 감지할 수 있습니다.
레이저 센서는 장거리 존재감 감지에 사용할 수 있으며 단거리 측정 애플리케이션에 가장 정확합니다.
비전 센서는 바코드 판독, 카운팅, 모양 확인 등에 사용할 수 있습니다. 비전 센서는 카메라 시스템이 비싸고 복잡한 상황에서 사용할 수 있는 경제적이고 효율적인 시각 애플리케이션입니다.
비전 센서는 바코드 판독, 개별 부품 추적, 부품에 맞는 공정 단계 실행에 사용됩니다. 센서는 구성 요소에 존재하는 부품 수의 기능을 확인할 수 있습니다. 비전 센서는 지정된 곡선이나 기타 모양이 달성되었는지 여부를 확인할 수 있습니다.
이러한 센서는 빛을 다루기 때문에 주변 조명과 배경 반사율을 고려하여 가능한 한 작동 환경에 가까운 조건에서 센서를 테스트하는 것이 중요합니다.
대부분의 애플리케이션에서는 비전 센서를 하우징 내부에 배치하여 외부 광원으로부터 분리하는 것이 좋습니다. 센서 테스트 중에는 비전 센서 제조업체의 도움을 받는 것이 좋습니다. 또한 적절한 필드버스를 선택했는지 확인하는 것도 잊지 마세요.
신호 변환기는 센서의 아날로그 출력 신호를 컨버터에서 바이너리 신호로 변환하거나 IO-Link 프로세스 데이터로 변환합니다.
(1) 자석 스위치:
실린더에 사용되는 센서의 전문 명칭으로, 주로 실린더 피스톤의 위치를 감지하는 데 사용됩니다. 일반적으로 고객의 용도에 따라 실린더 공급업체에서 제공합니다. 이름에서 알 수 있듯이 마그네틱 스위치는 전자기 유도를 통해 대상 물체를 감지하므로 감지 정확도가 상대적으로 낮습니다.
(2) 근접 스위치:
근접 스위치도 전자기 유도 원리를 기반으로 설계 및 제조되었으므로 금속 대상 물체 만 측정 할 수 있으며 다음과 같은 경우 감지 거리에 약간의 차이가 있습니다. 다른 금속.
현재 근접 스위치에 일반적으로 사용되는 감지 거리는 다음과 같습니다: 1mm, 2mm, 4mm, 8mm, 12mm 등입니다. 근접 스위치에는 일반적으로 임베디드형과 비임베디드형의 두 가지 유형이 있습니다.
소위 임베디드 타입은 근접 스위치의 감지 헤드가 원주 방향의 금속 타겟을 감지하지 않고 정면의 금속 타겟만 감지하며, 금속 마운팅 브라켓을 노출하지 않고 센서 감지 헤드를 설치할 수 있는 것을 말합니다.
소위 비매립형은 근접 스위치의 감지 헤드가 전방의 금속 타겟과 원주 방향의 금속 타겟을 동시에 감지하고 센서 감지 헤드가 금속 장착 브래킷을 일정 거리 노출해야하며 원주 방향의 일정 범위 내에 금속 타겟이 없어야 잘못된 판단을 피할 수 있음을 의미합니다.
근접 스위치의 감지 정확도는 마그네틱 스위치보다 높습니다. 근접 스위치는 일반적으로 제품의 유무와 고정물의 위치를 판단하기 위한 위치 정확도 요구 사항이 상대적으로 낮은 상황에서 사용됩니다.
(3) 광전 스위치:
광전 감지 방식은 높은 정확도, 빠른 응답, 비접촉이라는 장점이 있으며 여러 파라미터를 측정할 수 있습니다. 센서의 구조가 간단하고 유연하기 때문에 광전 센서는 감지 및 제어에 널리 사용됩니다.
일반적으로 언급하는 광전 스위치에는 반사형 광전 센서, 투과형 광전 센서, 반사판을 사용하여 빛을 반사하는 광전 센서 등 크게 세 가지 유형이 있습니다.
후자의 경우 대상 물체에 의한 음영으로 감지되는 반면, 전자는 대상 물체를 통해 빛을 반사하여 감지됩니다.
따라서 후자의 두 센서는 일반적으로 감지 거리가 더 길고 정확도가 더 높습니다. 광전 센서의 감지 정확도가 상대적으로 높기 때문에 일반적으로 제품이나 공작물의 정확한 위치를 감지하는 데 사용되며, 스테퍼 및 서보 시스템의 피드백 장치에도 사용됩니다.
(4) 광섬유 센서:
광섬유 센서도 광전 신호 변환을 사용하는 감지 요소의 일종입니다. 광전 스위치에 비해 일반적으로 더 작은 대상 물체를 감지할 수 있고 감지 거리가 더 길며 정확도가 높습니다.
따라서 광섬유 센서는 일반적으로 보다 정밀한 감지 애플리케이션과 스테퍼 및 서보 시스템용 위치 피드백 장치에 사용됩니다.
(5) 그리드:
그리드는 광전 신호를 사용하는 센서이기도 합니다. 그리드의 감지 영역이 넓기 때문에 영역 센서라고도 합니다. 그리드의 주요 응용 분야는 특히 사람을 보호하기 위한 장비 간의 연동 및 안전 기능입니다.
(6) 열전대:
열전대는 주로 주변의 주변 온도를 감지하는 데 사용됩니다.
(7) 레이저 감지기:
레이저 감지기의 주요 기능은 대상 물체의 외부 치수를 정확하게 측정하는 것입니다.
(8) 산업용 카메라:
산업용 카메라는 엔지니어링 분야에서 CCD(전하 결합 소자)라고도 하며, 주로 대상 물체의 외부 모양과 위치를 감지하는 데 사용됩니다. 현재 CCD 기술이 개선됨에 따라 고해상도 산업용 카메라를 정밀 측정 분야에 적용할 수 있게 되었습니다.
(9) 인코더:
작동 원리에 따라 인코더는 인크리멘탈 타입과 앱솔루트 타입으로 나눌 수 있습니다. 인크리멘탈 엔코더는 변위를 주기적인 전기 신호로 변환한 다음 이 전기 신호를 카운팅 펄스로 변환하며, 여기서 펄스의 수는 변위의 크기를 나타냅니다.
앱솔루트 엔코더는 각 위치에 대한 특정 디지털 코드에 해당하므로 측정의 시작 및 종료 위치에만 표시되며 중간 측정 프로세스와는 관련이 없습니다.
인코더는 일반적으로 스테퍼 모터 또는 서보 모터가 있는 폐쇄 루프 또는 반폐쇄 루프 제어 시스템에서 사용됩니다.
(10) 마이크로 스위치:
마이크로 스위치는 접촉식 센서로, 주로 장비 간 연결이나 장비의 안전 및 보호 도어 상태를 감지하는 데 사용됩니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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