skip to Main Content

vibrerande maskinerAtt mäta hur ofta en tyngre maskin startar och stoppar kan vara intressant för att kunna mäta driftstider, särskilt om man har ett serviceåtagande som sträcker sig över många år där man vill veta den exakta tiden en maskin är igång för att kunna hantera serviceintervaller eller för att kunna se statistik på hur en maskin används.

En av de största utmaningarna är att på ett strömsnålt sätt mäta driftstiden för att klara en batterilivslängd på flera år i en industriell miljö utan att storleken på produkten blir ohanterlig. I vårt exempel utgår vi från att det handlar om en enhet utan strömförsörjning och då måste IoT-sensorn som används kunna lösa uppgiften att mäta driftstid med endast batteri som strömmatning.

Rätt mätmetod för driftstid

Som vi ser det finns tre olika sätt att lösa mätning av driftstid på en maskin som inte redan har inbyggd logik eller elektronik som kan detektera detta. För ett vanligt fordon finns naturligtvis möjligheten att använda en GPS, eller att mäta när tändningen slås på eller av. Men för stationära maskiner, kompressorer, bandtransportörer, pumpar, ventilationsanläggningar eller olika industriella installationer finns inte så många alternativ utöver dessa tre.
Alternativen är
1. Att mäta rotation på en axel eller mekanisk del i maskinen
2. Att mäta vibration någon del av maskinen som vibrerar kraftigt
3. Att mäta strömförbrukning eller bränsleförbrukning till maskinens motor

Accelerometer

Man kan mäta om en maskinen är igång genom att registrera vibrationer. Med hjälp av en IoT-sensor med en inbyggd, strömsnål, processor kan man på ett batteriskonsamt sätt ha en enhet som kan ligga i standby och vakna om en vibration överskrider en viss nivå. Det som är utmaningarna med ett sådant scenario är att sätta rätt gränser i enheten. Sensorerna triggas av rörelse genom acceleration i tre axlar, X, Y och Z. Innan man börja rulla ut större leverans behöver man identifiera dessa gränser för skillnaden mellan vibration vid drift och annan typ av rörelse och vibrationer.

Axelrotationsmätning med magnetisk givare

Magnetiska sensorer är vanliga i IoT-system, närhetsavkänning med magnetiska sensorer används litet varstans. Det klassiska exemplet på detta är fönster- och dörrsensorerna som vanligt förekommer i inbrottslarm. Sensorn monteras på dörrfoder eller fönsterkarm och en magnet är monterad på dörren eller fönsterbågen nära sensorn. När dörren eller fönstret öppnas upptäcker sensorn frånvaron av magnetfältet och dess status skickas till larmenheten, trådlöst eller via kabel.

Magnetiska sensorer kan också användas för att räkna rotationer i hjul och axlar. Då använder man en magnetisk sensor fäst på en fast yta som tillsammans med en magnet monterad på den yta som rör sig. Viktiga överväganden för magnetiska sensorfunktioner är strömförbrukning, känslighet, respons på utgången, storlek, tillförlitlighet och kostnad. Det finns flera vanliga magnetiska sensoralternativ – var och en med sina styrkor och svagheter med avseende på användning i IoT-enheter.

REED-sensor

Den enklaste magnetiska sensorn, som också har funnits längst, är den så kallade reed-switchen. En reed-switch eller reed-omkopplare  är en elektromekanisk anordning som består av två bitar av järnmetall som var och en är fäst vid ledningar och inkapslad i ett rör, traditionellt av glas. Ett magnetfält drar ihop de två bitarna och sluter en krets. Reed-sensorer används ofta i olika IoT-enheter, framför allt fönster- och dörrsensorer som används i säkerhetssystem. Den största fördelen med reed-omkopplare är att de är passiva enheter som förbrukar noll effekt. Reed-omkopplare har också fördelen att de är enkla och billiga med ett begränsat känslighetsområde. En av begränsningarna för reed-omkopplare är storlek. Den vanligaste reed-omkopplaren är 10 mm lång. Billigare enheter kan ha dålig tillförlitlighet på grund av dålig mekanik och en bräcklighet på grund av att man använder exempelvis glasrör i designen, men det finns bättre lösningar som inte har dessa begränsningar.

Hallsensor

En annan magnetisk sensortyp är Hall-effektsensorn. Hall-effekten är produktionen av en spänningsskillnad (Hall-spänningen) över en elektrisk ledare, tvärs mot en elektrisk ström i ledaren och till ett applicerat magnetfält vinkelrätt mot strömmen.

Hall-effektsensorer är små, pålitliga och låga kostnader eftersom de är en så kallad solid state CMOS-teknik. Den största nackdelen med Hall-sensorer är deras nuvarande förbrukning. De flesta Hall-effektsensorer förbrukar flera milliampere ström vilket är problematiskt för batteridrivna IoT-enheter.

Om man väljer Hallsensorer så finns en rad variabler som polaritetsrespons, avkänningsfrekvens och magnetisk känslighet som måste vara rätt för applikationen. Sen måste man så klart bestämma sensorns orientering, placering av magneten och storlek och typ av magnet för att uppfylla driftskraven och begränsa kostnaden, om man väljer en Hallgivare.

Mätning med induktiva givare

Induktiva sensorer används för närvarande i praktiskt taget alla tänkbara branscher. De upptäcker metallföremål utan kontakt och kännetecknas av lång livslängd och extrem robusthet. Detta ger en bra precision och tillförlitlighet.

En robust Reedsensor är överlägsen i applikationer där man jobbar med batteridrift, eftersom sensorn inte drar någon ström. Reedgivaren är billigast, men kan innebära att driftsäkerhet äventyras. De andra modellerna kräver att ytterligare ström tillförs lösningen.

Mätning av inducerad ström i en ledare

En annan approach för att mäta driftstid är en klämma som fästs runt en av ledarna till elmotorn. Givaren mäter strömmen i en av ledarna där strömmen går till elmotorn. Detta är en bra metod för att mäta strömförbrukning, men den kommer inte att vara bra för att mäta med en batteridriven enheten. Denna metod kan inte väcka en enhet ur ett strömsparläge, utan varje mätning kräver att enheten spänningssätts, mäter och återgår till strömsparläge. Där är Reed eller vibrationssensorerna mer strömsnåla och mer lämpade. Har du konstant ström du kan nyttja så är denna metod dock ett alternativ.

Välj rätt väg

Oavsett vilken väg du vill gå så finns olika typer av sensorer på marknaden för att antingen hantera någon av de externa givarna eller en sensor med inbyggda givare. Alla dessa lösningar behöver anpassas till applikationen för att mäta på rätt sätt. Den sensor som har inbyggd accelerometer har fördelen att den kan anpassas under drift eftersom nya gränsvärden kan laddas ned i den. På så sätt kan den också snabbt kalibreras om mellan maskiner.

En trend är kommande trend är intelligenta sensorer med ai-liknande intelligens som kan anpassa sig efter nya scenarion under drift och känna av maskinen de är anslutna till. Vill du diskutera mer om mätning av driftstid för maskiner, kontakta oss för att hitta en passande lösning!

  • AKKR8 IoT-sensor

    AKKR8 IoT-sensor

    AKKR8 är en sensornod för alla dina grundläggande IoT-behov. Ett multiverktyg nästan oavsett vad du vill övervaka. Har en rad inbyggda sensorer och stöd för externa givare. Passar dessutom...
  • Advantech WISE-2410

    Advantech WISE-2410

    WISE-2410 är en IP66-klassad LoRaWAN sensor med en inbyggd 3-axlig accelerometer och en temperatursensor. Genom bra processorkraft finns stöd för komplexa beräkningar. IP66 klassad ISO 10816-3-kompatibel -20 till +85°C ...
    3 760,00kr Ex.moms
Induos logo
Induo AB
08-659 43 00

www.induo.com
[email protected]

Mer information:

Fyll i formuläret nedan med namn, e-post och kanske ett meddelande så hör vi av oss så snart vi kan, tack!

* Genom att skicka in formuläret samtycker du att vi lagrar dina uppgifter för att hjälpa dig med din förfrågan.

Läs mer om:

Leverantörer
Produkter

Socialt:

Följ oss i sociala medier:

linkedinfacebooktwitteryoutube

Vi förser mänskligheten med innovativa kommunikationslösningar oavsett avstånd.

Back To Top
Sök