
PCI电感式角定位系统目前是回转轴承最有效和最优雅的旋转接头传感器解决方案。非接触式的系统保证了无磨损运作,适用于多样的极端环境,多年可靠运行并有助于降低维修成本。
PCI(位置编码系统)电感式角定位系统因其自身特点,目前是回转轴承最有效和最优雅的旋转接头传感器解决方案。非接触式的系统保证了无磨损运作,不需要任何额外的机械装置便可输出有效的绝对位置值,信号输出无延迟。该传感器系统不会因金属磨损而出错,不受轴承油脂影响,适用于多样的极端环境,包括高温,沙子和沙漠中太阳能发电厂遭受的灰尘,海上风厂的盐水环境,装载部件或特种车辆以及起重机上的污垢和油腻。这些特性形成了其多年可靠性运行的坚实基础,并有助于降低维修成本。
专为重型机械制造设计
电感式传感器系统的特点是其出色的坚固性与能够抵抗污垢、油、油脂、湿度以及恶劣的工作环境。
事实上,只有大型的太阳能和风力发电厂以及海洋工程和港口系统技术,才能够受益于这些优势,从而令如何开发电感式测量系统成为一个有意义的话题。该系统专门测量旋转接头和轴承的角位置,直径范围0.5~4m。

图1 精细定位在第二个步骤的执行中,加上剩余的距离,即读取头的参考点和距离参考点最近的目标物之间的距离
PCI(位置编码系统)是由德国倍加福在PMI系列基础上研发的电感式角定位系统。多个线圈/振荡电路系统的紧密排放,通过智能微控制器对金属目标物进行高精度测量。
目前的系统依据传感器只能探测沿直线或圆形轨迹移动的金属目标物,当采取这两种测量值的综合方法时,测量范围或轴的直径仅限于传感器的物理扩张,因为测量的目标必须始终位于敏感的电感线圈/振荡电路的上方。
电感式线性测量系统采用了PMI技术,目前最大的测量范围达到1m,而电感式PMI角度定位系统轴直径为40mm最合适。
智能编码应用更为广泛
新型PCI系统不受限制,适合大空间尺度的应用。该传感器现由两部分组成:一个移动编码带以及一个测量编码位置的读取头,从而能进行多种长度的测量。一排铁条分布在码带上充当被测的目标物,这些铁条成对安置在码带上,使代码的读取头在任何时候都能检测出至少一对目标物。此外,每一对铁条之间保证特定的距离,在整个编码带上只出现一次,例如相差80mm。编码带与读取头彼此配合得天衣无缝,每个空隙的绝对位置存储于读取头的软件中。
因此,通过两个阶段的评估,该传感器可随时准确计算码带的精确位置。起初,传感器检测目标物成对间距的目的是为了定位。例如:L5空隙的距离是80mm,系统因此知晓最接近参考点的目标物的实际位置是在680mm的绝对位置上。
精细定位在第二个步骤的执行中,加上剩余的距离,即读取头的参考点和距离参考点最近的目标物之间的距离(图1)。如果剩余的距离为30mm,最终的结果将是680mm+30mm=710mm。
绝对测量、非接触、无磨损
位置编码系统适合0.5~4m直径的轴承,允许直接、自由滑移、大型旋转节点的角度检测。绝对位置测量的原理令编码系统重启或开启后的当前位置立即可得,维修、故障或电力供应中断后无需参考运行。
根据传感器的版本和指定的轴承直径,测量范围从1.5~12m。该系统沿绝对圆周方向精度为±1mm,可以达到0.24和0.03的角分辨率精度。根据轴承的直径和测量精度要求,在3/s~12/s的速度角下可以实现每36ms一次的信号刷新率。该传感器具有坚固的机械设计和整体温度补偿功能,是户外应用的理想选择。

图2 该系统可以轻松地弥补操作过程中的机械不平衡所引起的距离变化
编码带可以直接安装在轴承或轴承法兰上。读取的最大距离为5mm,令测量系统具备了较高的容错性。与气隙距离仅0.1~1.5mm的磁性系统相比,这个读取距离已经绰绰有余。由于目标物和读取头之间的灰尘、沙子或金属摩擦磨损所引起的问题,可以通过系统设置而有效地加以防止。该系统可以轻松地弥补操作过程中的机械不平衡所引起的距离变化(图2)。
恶劣户外应用的理想特性
电感式传感器系统适用于可再生能源,海洋工程和港口系统设备,以及商业建筑等行业或特殊车辆的应用。
在太阳能电站,太阳能跟踪让太阳能板时时追踪太阳路径。倍加福的测量系统成功应用于控制太阳的方位角跟踪系统。
在太阳能热电厂,太阳光能的辐射需要集中,无数镜面系统就必须不断转移、准确地吸收阳光,直接集中到中央吸收器。如今,太阳能热电厂的规模越来越大,以能源产量的最大化和效率为重点。可靠的传感器系统正为工厂的整体成本效益做出重要贡献。
PCI电感式角定位系统也可用于风力发电厂。首先,测量支持整个风机的大型旋转部件的当前角度位置,可以达到4m直径的角度位置。该系统也可用于风机的叶片,控制倾斜角度。在引擎启动或制动过程中,倾角的修改能够按需求影响气流,转子的轴承直径仍然可以达到约1m。
其他重要的应用领域包括商用车辆,特种车辆,海洋工程和港口系统科技行业,不同的负载和起重机,升降机和工作平台,装载部件,旋转的消防云梯等。
电感式测量原理的优越性
随着高达12/s的角速度,传感器系统的动力学逐渐适用于工业和重型机械建设的目标应用领域。
虽然有关标准和重大项目的应用很大程度上取决于各自的行业和技术的控制环境,一个RS232接口适合传输标准装备的测量值。
该角定位系统的模块化结构允许按照特定客户的应用进行机械调整和界面修改,以配合相应的控制技术。
从成本的角度来看,电感式传感器系统相当于电磁系统,新型传感器较旋转编码器提供了更具成本优势的解决方案,因为绝对值旋转编码器和编码器机械耦合所需的昂贵配件,如传动齿轮或摩擦轮组件,都不再需要。
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