月: 2023年7月

Was ist ein kapazitiver Näherungssensor?

Kapazitive Näherungssensoren sind eine Art berührungsloser Sensor, der die An- oder Abwesenheit eines Objekts erkennt.

Er kann ein Objekt durch die Änderung der Kapazität erkennen, wenn das Objekt in ein elektrisches Feld eintritt. Es können verschiedene Substanzen erkannt werden, darunter Metall, Wasser, Öl, Glas, Kunststoff und Papier. Er kann auch den Inhalt von nichtmetallischen Behältern von außen erkennen.

Es ist jedoch zu beachten, dass die Erkennungsempfindlichkeit und -entfernung von der Größe, Dicke und Nicht-Dielektrizität des Objekts sowie von seiner Anfälligkeit für Wasser und Feuchtigkeit abhängen.

Anwendungen von kapazitiven Näherungssensoren

Kapazitive Näherungssensoren werden zur Erkennung des Inhalts von außerhalb des Behälters und zum berührungslosen Schalten eingesetzt.

1. Erkennung des Inhalts von außerhalb des Behälters

Flüssigkeit, Papier, Glas und Holz hinter Wänden, in Tanks, im Inneren von Behältern und hinter Abdeckungen können erkannt werden. Sie werden hauptsächlich zur Inspektion und Überprüfung des Inhalts verwendet.

2. Berührungslose Schalter

Diese Schalter werden als Druckknopfschalter in Aufzügen, als Schalter über verschiedene Schalttafeln usw. sowie als berührungslose Schalter für Leuchten usw. verwendet. Sie werden auch in Schaltern für die Beleuchtung und das Dimmen von Kabinenlampen eingesetzt.

Funktionsweise der kapazitiven Näherungssensoren

Die Funktionsweise der kapazitiven Näherungssensoren besteht darin, dass Objekte durch Änderungen der Kapazität erkannt werden können, wenn sie in ein elektrisches Feld eintreten. Wenn eine Spannung an eine Elektrode und die Erde angelegt wird, entsteht ein elektrisches Feld zwischen der Elektrode und der Erde.

Wenn ein Objekt in das von den Elektroden gebildete elektrische Feld eintritt, wird das Objekt durch elektrostatische Induktion aufgeladen und die Kapazität der Elektrode ändert sich.

1. Erfassungsschaltung

Ein kapazitiver Näherungssensor verfügt über eine Sensorelektrode. Wenn ein dielektrischer Detektor in das von der Sensorelektrode gebildete elektrische Feld eintritt, bildet die Sensorelektrode einen Kondensator mit dem Objekt. Die Kapazität wird durch den Abstand zum Objekt bestimmt.

Schwingkreise werden häufig in Detektionsschaltungen verwendet. Die Schwingungsamplitude ändert sich, wenn sich die Kapazität der Fühlerelektrode ändert. Ein Objekt wird erkannt, indem die Amplitudenänderungen verglichen werden, die durch den Schwingkreis ausgelöst und gestoppt werden. Bei kapazitiven Näherungssensoren ist die Fühlerelektrode das Element und schwingt.

2. Schwingkreis

Ein Schwingkreis ist eine elektrische Schaltung, die elektrische, sich wiederholende Schwingungen erzeugt. Er verwendet einen RC-Schaltkreis, der aus einem Kondensator (C) und einem Widerstand (R) besteht, und ermöglicht Frequenzschwingungen von 1/1000 bis zu mehreren MHz.

3. CR-Oszillation

Die CR-Oszillation ist ein Schwingkreis, der als Rückkopplungstyp bekannt ist. Durch Rückkopplung eines Teils des Ausgangs des Verstärkerschaltkreises auf den Eingang werden regelmäßige Spannungsschwankungen erzeugt; der CR-Oszillationskreis dreht die Phase des Verstärkerausgangs um 180 ° und leitet sie an den Eingang zurück.

Weitere Informationen zu kapazitiven Näherungssensoren

1. Gegenseitige Beeinflussung

Die Verwendung eines Hochfrequenz-Schwingkreises kann zu gegenseitigen Störungen führen, wenn sich Näherungssensoren in der Nähe befinden. Wenn Sie mehr als einen Sensor installieren, muss der Abstand zwischen ihnen größer sein als der angegebene Abstand. 

2. Kapazitätsänderungen

Die Kapazitätsänderungen hängen von der Größe, der Dicke und der Nicht-Dielektrizitätskonstante des Objekts ab. Je größer jeder dieser Werte ist, desto größer ist die Kapazität.

Die Dielektrizitätskonstante ist eine inhärente elektrische Konstante, die jedes Material besitzt. Der Wert der Dielektrizitätskonstante wird dadurch bestimmt, wie die Elektronen in jedem Material auf ein äußeres elektrisches Feld reagieren. Die nicht-dielektrische Konstante wird als das Verhältnis der Dielektrizitätskonstante des Materials zur Dielektrizitätskonstante des Vakuums ausgedrückt.

Sie ist wasser- und feuchtigkeitsempfindlich, daher sind Auswahl und Einbau wichtig.

3. Metrische Differenz

Der Abstand zwischen der empfindlichen Oberfläche und dem Sensorelement wird als Erfassungsabstand bezeichnet, wenn das Standard-Sensorelement nahe an die empfindliche Oberfläche gebracht wird und der Schalter des kapazitiven Näherungssensors sich im Erfassungsbetrieb befindet. Wenn das Sensorelement während des Erfassungsvorgangs vom Sensorschalter wegbewegt wird, kehrt der Schalter zurück. In diesem Fall ist der Abstand zwischen der empfindlichen Oberfläche und dem Sensorelement der Rücklaufabstand.

Das Verhältnis der Differenz zwischen dem Rücklaufabstand und dem Erfassungsabstand zum Erfassungsabstand wird als Hysterese bezeichnet und ist einer der Indikatoren für die Erfassungseigenschaften kapazitiver Näherungssensoren. Der Standardwert liegt bei 1-15 % des Erfassungsabstands.

Was ist ein CAM-System?

Ein CAM-System ist ein System zur Verarbeitung von CAD-Daten in ein Programm (NC-Programm), das computergesteuerte Werkzeugmaschinen steuert.

Je nach Art der Bearbeitung arbeiten einige Systeme mit 2D-Daten, andere mit 3D-Daten. Während es möglich ist, die Werkzeugmaschine direkt zu programmieren, indem die Größe und die Bewegung des Werkzeugs anhand von Zeichnungen usw. berücksichtigt werden, ermöglicht der Einsatz eines CAM-Systems die automatische, schnelle und genaue Erstellung dieser Programme.

Anwendungen von CAM-Systemen

Heutzutage sind viele Werkzeugmaschinen mit numerischen Steuerungen (NC (Numerical Control)) ausgestattet, und es ist gängige Praxis, bei der Bearbeitung NC-Programme zu erstellen. Zur Erstellung dieser NC-Programme werden CAM-Systeme eingesetzt.

Das System kann auch Werkzeugbewegungen vor der Bearbeitung simulieren, so dass unbearbeitete Bedingungen und Bearbeitungsfehler im Voraus erkannt werden können. Außerdem lassen sich die Bearbeitungszeiten bis zu einem gewissen Grad vorhersagen, was zur schnellen Erstellung von Angeboten und zur Planung von Werkzeugmaschinen genutzt werden kann.

Funktionsweise von CAM-Systemen

CAM-Systeme lassen sich grob in einen Hauptprozessor und einen Postprozessor unterteilen.

Der Hauptprozessor legt den zu verwendenden Maschinentyp und die Werkzeuggeometrie (Typ und Durchmesser) fest, berechnet, wie das Werkzeug entsprechend der aus dem CAD ausgelesenen Geometrie bearbeitet werden soll, und erstellt den Werkzeugweg. Die erzeugten Daten werden z.B. CL (Cutter Location) Daten genannt.

Postprozessoren erstellen Steuerungsdaten (NC-Programme), um die CL-Daten an die zu verwendende Werkzeugmaschine anzupassen. Diese bestehen im Wesentlichen aus G-Code und M-Code, wie sie von der ISO definiert sind, aber da verschiedene Hersteller unterschiedliche Koordinatenachsen verwenden und herstellerspezifische Optionen einbeziehen, ist eine vollständige Vereinheitlichung der Codes nicht möglich. Die Codes sind jedoch nicht vollständig standardisiert, da verschiedene Hersteller unterschiedliche Koordinatenachsen verwenden und herstellerspezifische Optionen einbeziehen. Aus diesem Grund verfügen die Postprozessoren über eine Datenbank der wichtigsten Bearbeitungszentren, auf deren Grundlage die NC-Daten generiert werden.

Diese beiden Verfahren stellen sicher, dass die Werkzeugmaschine problemlos arbeitet, unabhängig davon, welches CAM-System des Herstellers verwendet wird.

Weitere Informationen zu CAM-Systemen

1. Unterschied zwischen CAM und CAD

CAM und CAD werden oft verwechselt, aber der Arbeitsprozess und der Zweck der Arbeit sind unterschiedlich.

CAD-Systeme werden für die Konstruktion und den Entwurf verwendet: in zwei Dimensionen werden Linien und Bögen auf flachen Zeichnungen gezeichnet; in drei Dimensionen werden dreidimensionale Modelle als Rechtecke oder Kugeln dargestellt; CAM-Systeme werden für die Fertigung auf der Grundlage von Zeichnungen verwendet, die von CAD-Systemen entworfen wurden; CAM-Systeme ermöglichen die Fertigung CAM-Systeme ermöglichen es, Möglichkeiten für die Fertigung in Gang zu setzen, aber nicht, Blaupausen zu erstellen, so dass Kenntnisse in beiden Bereichen entwickelt werden müssen.

2. Die Marktgröße von CAM-Systemen

Neben CAD und CAM gibt es noch CAT, ein System zur Produktkontrolle. Die Marktgröße dieser drei Systeme wird jedes Jahr untersucht und dürfte im Jahr 2020 mehr als 3,9 Milliarden USD betragen. Gegenwärtig nimmt die Telearbeit zu, und die Nutzung von Cloud Computing ist auf dem Vormarsch. In den letzten Jahren war der Gesamtmarkt, einschließlich anderer Branchen, rückläufig, so dass es notwendig ist, Technologien wie Cloud Computing und Virtualisierung zu fördern.

3. Vorteile von CAM-Systemen

Die wichtigsten Vorteile der Einführung von CAM-Systemen sind die folgenden:

Da die Konstruktion und Fertigung auf dem System erfolgt, kann es für ähnliche Fertigungen verwendet werden, da die Daten gespeichert werden können. Durch die Simulation auf dem System können Fehler vor der Fertigung auf der Maschine erkannt werden, was zu einer Verringerung des Ausschusses führt.

Darüber hinaus kann das System komplexe Bearbeitungen durchführen, die von Hand nur schwer zu bewerkstelligen wären, da die Simultanbearbeitung durch die Vier-Achsen-Bearbeitung gesteuert werden kann, wodurch Interferenzen zwischen den einzelnen Achsen vermieden werden. Dies bedeutet auch, dass selbst unerfahrene Bediener in die Fertigung einbezogen werden können, wodurch Qualitätsschwankungen vermieden werden, was zu einer verbesserten Qualität und zur Beseitigung von Personalengpässen führt.

Die Vorteile der Einführung dieses Systems sind für Unternehmen unabhängig von ihrer Größe groß, da es zu einer höheren Arbeitseffizienz und zu Kostensenkungen führt.

Was ist ein Niedertemperatur-Inkubator?

Ein Niedertemperatur-Inkubator ist eine Umweltprüfmaschine, bei der die Temperatur im Inneren des Inkubators im niedrigen bis hohen Temperaturbereich (ca. 0 °C bis ca. 60 °C oder -10 °C bis ca. 50 °C) eingestellt werden kann.

Die Bezeichnung ist je nach Hersteller unterschiedlich, denn die Thermokammer wird als Inkubator bezeichnet, der auch als  Low-Temp-Inkubator oder Kühl-Inkubator bezeichnet wird. Es gibt sowohl große Modelle, die so programmiert werden können, dass sie zu einer bestimmten Zeit auf eine bestimmte Temperatur umschalten, als auch kleinere Modelle, die auf einer Tischplatte verwendet werden können.

Anwendungen von Niedertemperatur-Inkubatoren

Niedertemperatur-Inkubatoren sind eine Art von Umweltprüfgeräten, die für Prüfungen in Bereichen eingesetzt werden, in denen Veränderungen der Probe bei niedrigen Temperaturen von Bedeutung sind. Zu den Haupteinsatzgebieten gehören Lagerungs- und lagerungsbedingte Tests in der Lebensmittelindustrie, Tieftemperatur-Umwelttests an Tieren und Pflanzen sowie Tieftemperaturexperimente im Bereich der Biochemie.

Konstante Tieftemperaturbedingungen sind für einige Anwendungen ebenfalls unerlässlich und nützlich für die Kultur und Konservierung von Mikroorganismen sowie für die Kultur und Konservierung von Pflanzen- und Tiergewebe. Weitere Anwendungen sind Haltbarkeits- und Abbaubarkeitstests für verschiedene Komponenten und Geräte.

Die wichtigsten Anwendungen sind Haltbarkeits- und Zersetzungstests, bei denen Temperatur und Zeit programmiert werden, um Temperaturänderungen über einen Zeitraum von 24 Stunden zu reproduzieren, Haltbarkeits- und Zersetzungstests, bei denen niedrige und hohe Temperaturen bis zu Extremen variiert werden, sowie beschleunigte Tests dieser Tests. Aus diesem Grund werden sie weltweit in Bildungs-, Prüf- und Forschungseinrichtungen eingesetzt.

Funktionsweise der Niedertemperatur-Inkubatoren

Ein Niedertemperatur-Inkubator ist ein Gerät, das die Temperatur in einer Kammer in einem relativ niedrigen Temperaturbereich hält. Die Kammer, in der sich die Probe befindet, hat eine Außenwand mit einer wärmeisolierenden Struktur, die verhindert, dass die Innentemperatur von der äußeren Umgebung beeinflusst wird.

Die Struktur minimiert somit den Einfluss äußerer Temperaturschwankungen und hält die Innentemperatur konstant. Niedertemperatur-Inkubatoren werden je nach der Methode, mit der die Temperatur im Inneren der Kammer geregelt wird, grob in zwei Typen unterteilt, nämlich die Umluftmethode und die Luftmantelmethode. Sie werden in der folgenden Reihenfolge erläutert:

1. Umluftsysteme

Bei der Luftumwälzungsmethode wird die Luft in der Kammer mit Hilfe eines Ventilators umgewälzt, um die Temperatur auszugleichen. Bei dieser Methode erzeugt eine Vorrichtung außerhalb des Behälters, in dem sich die Probe befindet, temperaturkontrollierte Luft.

Diese Luft wird dann in die Kammer geleitet und mit Hilfe eines Ventilators expandiert und umgewälzt, um eine gleichmäßige Feuchtigkeitsverteilung in der Kammer zu gewährleisten. Dieses System wird in relativ großen Niedertemperatur-Inkubatoren verwendet.

2. Luftummantelte Niedertemperatur-Inkubatoren

Das Luftmantelsystem hat keinen Ventilator. Sie verfügen über eine Schicht zirkulierender Luft, die als Luftmantel an der Außenseite der Kammer bezeichnet wird. Diese Schicht erzeugt Luftströme, um die Temperatur durch Heizen und Kühlen zu steuern.

Die Temperatur des vom Luftmantel umgebenen Raums in der Kammer wird durch natürliche Konvektion auf einer gleichmäßigen Temperatur gehalten. Dieses System zeichnet sich dadurch aus, dass in der Kammer, in der die Proben gelagert werden, kaum trockene Luft oder ein übermäßiger Luftstrom vorhanden ist, was eine Beschädigung der Proben verhindert.

Weitere Informationen zu Niedertemperatur-Inkubatoren

1. Niedertemperatur-Inkubatoren mit Peltier-Elementen

Einige Niedertemperatur-Inkubatoren sind relativ kompakt und verwenden Peltier-Geräte zum Heizen und Kühlen der Kammer. Peltier-Geräte sind Halbleiter, die bei Stromzufuhr Wärme von der wärmeabsorbierenden Oberfläche auf die wärmeerzeugende Oberfläche übertragen. In solchen Niedertemperatur-Inkubatoren steht das Peltier-Gerät in direktem Kontakt mit der Außenwand der Kammer, in der die Probe platziert wird, um das Innere zu heizen und zu kühlen.

Niedertemperatur-Inkubatoren mit Peltier-Elementen sind äußerst kompakt und können auf einer Tischplatte verwendet werden. Einige Größen eignen sich für die Inkubation und Lagerung kleiner Mengen, z. B. in Mikroröhrchen, Fläschchen (1-10 ml), Zentrifugenröhrchen und Petrischalen.

Diese kleinen Inkubatoren sind frei von Unannehmlichkeiten wie instabilen Temperaturen, die durch das Öffnen und Schließen der Tür verursacht werden, was bei Niedertemperatur-Inkubatoren mit großen Innenkapazitäten ein Problem sein kann.

2. Thermostatische Niedertemperatur-Inkubatoren

Einige thermostatische Niedertemperatur-Inkubatoren können einen breiten Temperaturbereich abdecken, nicht nur niedrige, sondern auch normale Temperaturen, und sind mit einer Feuchtigkeitsregelung ausgestattet. Die Grundleistung der meisten Niedertemperatur-Inkubatoren übertrifft die von gewöhnlichen Niedertemperatur-Thermostaten und hat einen Temperaturregelbereich von etwa -20 °C bis 85 °C.

Darüber hinaus beträgt die Feuchteregelleistung etwa 50 % bis 90 %. Niedertemperatur-Inkubatoren sind ideal für Lagertests, die eine strenge Temperaturkontrolle bei Raumtemperatur (10-35 °C), Kühlung (0-10 °C) oder Gefrieren (-15 °C oder niedriger) erfordern. Die Niedertemperatur-Inkubatoren werden hauptsächlich für Lebensmittelkonservierungstests und Stabilitätsprüfungen von Arzneimitteln und Kosmetika verwendet.

3. Unterschied zwischen einem Niedertemperatur-Inkubator und einem Inkubator

Thermostatische Inkubatoren werden als Inkubatoren bezeichnet. Zu den Inkubatoren gehören jedoch auch Geräte, die zu Zwecken des biologischen Schutzes verwendet werden, wie z. B. Inkubatoren und Brutkästen für Neugeborene. Der entscheidende Unterschied besteht darin, dass z. B. Brutapparate, die für Inkubationszwecke verkauft werden, auf Temperaturen von etwa 20 °C bis 40 °C eingestellt werden können, was einen engeren Temperaturbereich darstellt als bei Niedertemperatur-Inkubatoren.

Einige Inkubatoren verfügen auch über eine Funktion zum Wenden der Eier, die für die Rückführung der Eier erforderlich ist, sowie über eine Funktion zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit, um eine Brutumgebung zu schaffen, die nicht als Alternative zu einem Niedertemperatur-Inkubator verwendet werden kann. Ob es sich bei einem als Inkubator bezeichneten Gerät um einen Niedertemperatur-Inkubator oder um einen Inkubator handelt, lässt sich anhand des Temperatureinstellbereichs feststellen. So sind z. B. Inkubatoren, die von -10 °C bis 60 °C geregelt werden können, Niedertemperatur-Inkubatoren, während diejenigen, die auf einen Temperaturbereich nahe der Körpertemperatur von 30 °C ± 10 °C beschränkt sind, Inkubatoren sind.

Unterschiede gibt es auch in der Preisspanne. Inkubatoren, die als kleine Inkubatoren vermarktet werden, kosten weniger als 100 USD, während Inkubatoren, die als Geräte mit der Leistung eines Niedertemperatur-Thermostaten vermarktet werden, mehrere Tausend USD kosten.

Was ist eine Schraubenpumpe?

Eine Schraubenpumpe ist eine Pumpe, die aus einem schraubenförmigen Rotationskörper und einem zylindrischen Festkörper besteht.

Es handelt sich um eine Art von Drehkolbenpumpe, bei der die Drehung des schraubenförmigen Rotors die Flüssigkeit zum Auslass der Pumpe befördert.

Je nach Anzahl der Schrauben gibt es einachsige Schraubenpumpen, zweiachsige Schraubenpumpen und dreiachsige Schraubenpumpen.

Anwendungen von Schraubenpumpen

Aufgrund ihrer strukturellen Merkmale werden Schraubenpumpen in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Sie sind in der Industrie weit verbreitet, insbesondere zum Fördern von Flüssigkeiten mit hoher Viskosität und von Flüssigkeiten mit losen Feststoffen. Nachfolgend sind die wichtigsten Anwendungsbereiche für Schraubenpumpen aufgeführt.

1. Lebensmittelindustrie

Schraubenpumpen werden zum Fördern einer Vielzahl von Flüssigkeiten in der Lebensmittelindustrie eingesetzt, wie z. B. pastöse Flüssigkeiten, Marmeladen, Soßen und Sirup. Schraubenpumpen können Flüssigkeiten fördern, ohne sie zu beschädigen, so dass die Produktqualität erhalten bleibt.

2. Chemische Industrie

Zur Förderung einer Vielzahl von Chemikalien, wie Säuren, Laugen und Erdölprodukten. Sie sind in der Lage, Flüssigkeiten mit hoher Viskosität zu transportieren und somit hochviskose Chemikalien zu fördern.

3. Petrochemische Industrie

Schraubenpumpen werden in der petrochemischen Industrie z. B. zum Fördern von hochviskosem Schweröl eingesetzt. Sie sind auch bei der Förderung heißer Flüssigkeiten nützlich. Schraubenpumpen arbeiten aufgrund ihres geringen Verschleißes über lange Zeiträume hinweg.

4. Landwirtschaftlicher Sektor

In der Landwirtschaft werden Schraubenspindelpumpen in der Viehzucht und in der Molkereiindustrie eingesetzt. Sie werden zum Fördern hochviskoser Flüssigkeiten wie Milch und Flüssigdünger eingesetzt. Schraubenpumpen haben außerdem hohe Selbstansaugeigenschaften und werden manchmal in Melkmaschinen eingesetzt.

5. Bauindustrie

Im Bauwesen werden Schraubenpumpen in Beton- und Zementpumpen eingesetzt. Schraubenpumpen haben ein sehr breites Einsatzspektrum auf Baustellen, da sie feststoffhaltige Flüssigkeiten schonend fördern können.

Funktionsweise von Schraubenpumpen

Schraubenpumpen bestehen aus einem feststehenden zylindrischen Teil (Stator) und einem rotierenden spiralförmigen Teil (Rotor). Bei der Drehung des Rotors wird die Flüssigkeit im Stator angesaugt und entsprechend der Spiralform zur Drucköffnung gefördert.

Die selbstansaugende Kraft, mit der die Flüssigkeit in die Pumpe gesaugt wird, ist so groß, dass die Pumpe nicht über der Flüssigkeit positioniert werden muss, um sie anzusaugen. Darüber hinaus kommen die rotierenden Teile nicht mit der Flüssigkeit in Berührung, was den Verschleiß verringert und es der Pumpe ermöglicht, Flüssigkeiten mit hoher Viskosität zu fördern.

Zwischen dem Rotor und dem Stator befindet sich ein spiralförmiger Spalt, durch den die Flüssigkeit fließen kann. Dieser Spalt ist in der Regel sehr schmal, etwa ein paar hundertstel Millimeter. Durch diesen Spalt wird die durch die Spiralform von Rotor und Stator erzeugte Saugkraft erzeugt und die Flüssigkeit kann angesaugt werden.

Arten von Schraubenpumpen

Es gibt mehrere Arten von Schraubenpumpen. Im Folgenden sind einige Beispiele für Schraubenpumpen aufgeführt:

1. Einschneckenpumpe

Einschneckenpumpen bestehen aus einer einzelnen Schraube (Rotor) und einem Stator. Die Schraube, die die Flüssigkeit ansaugt, ist mit einer spiralförmigen Rille versehen und wird gedreht, um die Flüssigkeit zu fördern. Einschneckenpumpen werden hauptsächlich zum Fördern von Flüssigkeiten mit niedrigem Druck verwendet.

2. Doppelschneckenpumpen

Doppelschneckenpumpen bestehen aus zwei gegenüberliegenden Schrauben. Jede Schraube dreht sich und bewegt sich in entgegengesetzter Richtung, wodurch die Flüssigkeit zum Auslass der Pumpe gepumpt wird. Sie werden zum Fördern von Flüssigkeiten mit hoher Viskosität eingesetzt.

3. Triaxiale Schraubenpumpen

Triaxiale Schraubenpumpen bestehen aus drei konzentrisch angeordneten Schrauben. Durch die Drehung jeder Schraube wird die Flüssigkeit zur Mitte der Pumpe hin gepumpt. Triaxiale Schraubenpumpen werden zur Förderung von hochviskosen Flüssigkeiten verwendet und kommen typischerweise in der petrochemischen Industrie zum Einsatz.

4. Schrauben-Vakuumpumpen

Schrauben-Vakuumpumpen verwenden mehrere Schrauben, um einen Vakuumdruck zum Ansaugen von Flüssigkeiten zu erzeugen. Sie werden zum Selbstansaugen und Absaugen von Flüssigkeiten verwendet.

Auswahl einer geeigneten Schraubenpumpe

Bei der Auswahl einer Schraubenpumpe ist es wichtig, die Eigenschaften der Zielflüssigkeit zu kennen, wie Viskosität, Dichte, Korngröße und Korrosivität. Je nach den Eigenschaften der Flüssigkeit müssen die Form und das Material der Schnecke sowie die Drehzahl der Pumpe angepasst werden.

Wichtig ist auch die Auswahl des richtigen Typs für den vorgesehenen Verwendungszweck. Für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie werden häufig Pumpen aus rostfreiem Stahl gewählt.

Auch die Zuverlässigkeit des Herstellers ist für einen langfristigen Betrieb wichtig. Es ist ratsam, sich über den Ruf, die Qualität und das Supportsystem des Herstellers zu informieren und bei einem zuverlässigen Hersteller zu kaufen.

Was ist ein schwimmerloser Niveauschalter?

Ein schwimmerloser Niveauschalter ist ein Gerät, das die Höhe des Flüssigkeitsstands ohne Schwimmer erfasst. Schwimmer werden auch als schwimmerlose Schalter bezeichnet.

Schwimmerlose Niveauschalter sind Elektroden-Niveauschalter, die aus einem Gehäuse, einer Elektrodenhalterung und einem Elektrodenstab (Elektrodenband) bestehen. Ein Schwimmerschalter hingegen ist ein Schalter, der durch Auftrieb auf der Flüssigkeitsoberfläche schwimmt und als Reaktion auf das Ansteigen oder Abfallen des Flüssigkeitspegels einen Ausgang ausgibt.

Anwendungen von schwimmerlosen Niveauschaltern

Schwimmerlose Niveauschalter werden häufig in Industrie- und Infrastrukturanlagen eingesetzt. Nachfolgend einige Beispiele für Anwendungen von schwimmerlosen Niveauschaltern:

• Niveauregulierung und Flüssigkeitsstand-Alarmausgang in Abwassertanks
• Füllstandskontrolle und Füllstandsalarmausgang für Abwassertanks
• Füllstandskontrolle und Füllstandsalarmausgang für Kalziumkarbonattanks

Sie werden zur Erkennung von schlammigen Flüssigkeiten wie Abwässern verwendet. Darüber hinaus werden z. B. Kalziumkarbonattanks in der Regel mit einem Rührwerk gerührt, da sie sich verfestigen, wenn sie unbeaufsichtigt bleiben. Zur Erkennung des Flüssigkeitsstandes in gerührten Flüssigkeiten wird ein Schwimmerschalter verwendet, da der Wasserfluss zu einer Fehlfunktion des Schwimmerschalters führen würde.

Schwimmerlose Niveauschalter hingegen können aufgrund ihres Prinzips nur bei leitfähigen Flüssigkeiten eingesetzt werden. Darüber hinaus sind sie nicht für explosionsgeschützte Flüssigkeiten geeignet, da sie zur Erkennung des Wasserstands Elektrizität verwenden. Schwimmerschalter werden bei der Füllstandsmessung von isolierenden Flüssigkeiten oder gefährlichen Stoffen wie Schweröl oder Leichtöl eingesetzt.

Funktionsweise von schwimmerlosen Niveauschaltern

Ein schwimmerloser Niveauschalter besteht aus einer Elektrodenstange, einem Elektrodenhalter und einem schwimmerlosen Relais.

1. Elektrodenstab

Elektrodenstäbe sind die Teile, die den Flüssigkeitsstand durch direkten Kontakt mit der Flüssigkeit übertragen; pro schwimmerlosem Niveauschalter werden ein bis fünf Elektrodenstäbe verwendet. Sie sind in der Regel am Ende mit einem Gewinde versehen, um sie an einen Elektrodenhalter oder ähnliches anzuschließen.

Das verwendete Material ist in der Regel Metall, und sie sind in einer Vielzahl von Flüssigkeitstypen erhältlich. SUS 304 und SUS 316 werden für die Erfassung von Flüssigkeitsständen in Regen- und Leitungswasser verwendet, während Titan und Hastelloy für Seewasser und Chemikalien eingesetzt werden können.

Elektrodenstäbe werden häufig mit einer Länge von etwa 1 m pro Stück verkauft. Bei der Messung von Flüssigkeitsständen in Tanks, die höher sind, können sie mit einer Überwurfmutter oder ähnlichem verlängert werden. Da im ausgefahrenen Zustand die Gefahr besteht, dass sich die Elektroden am Boden berühren, sollten sie über den Separator auseinandergezogen werden.

2. Elektrodenhalterung

Die Elektrodenhalterung ist ein Bauteil, das die Elektrode isoliert und gleichzeitig am Tank befestigt. Zur Isolierung der Elektrode und des Tanks, auch bei Metalltanks, werden Isoliermaterialien wie Kunstharz verwendet.

Manchmal werden auch Isolatoren verwendet, die zwei bis fünf Elektrodenstäbe verbinden können. Die Struktur ermöglicht den Anschluss an eine externe Verkabelung, während die Elektroden mit Schrauben befestigt werden.

3. Schwimmerlose Relais

Schwimmerlose Relais sind Relais, die eine schwache Spannung an den Elektrodenstäben erzeugen, um den Wasserstand zu überprüfen, und gleichzeitig einen Kontaktausgang bereitstellen. Es wird auch als Körper eines schwimmerlosen Niveauschalters bezeichnet. Der Einbau erfolgt im Allgemeinen durch Einstecken in einen speziellen Sockel und Montage auf einer DIN-Schiene oder ähnlichem.

Er benötigt eine externe Versorgung von 100 V AC oder 200 V AC. In seinem Inneren befindet sich ein Transformator, der eine schwache Spannung von etwa 12 V oder 5 V zwischen den Elektroden anlegt. Wenn der Flüssigkeitsstand steigt und zwei oder mehr Elektroden in die Flüssigkeit eingetaucht sind, gibt das schwimmerlose Relais einen dem Flüssigkeitsstand entsprechenden Ausgang ab.

Auswahl eines geeigneten schwimmerlosen Niveauschalters

Schwimmerlose Niveauschalter werden in Abhängigkeit von der Anwendung, der Zielflüssigkeit und der Versorgungsspannung ausgewählt. Wird der schwimmerlose Niveauschalter z. B. zur Kontrolle des Tankfüllstands eingesetzt, werden drei Elektroden verwendet, während vier oder fünf Elektroden verwendet werden, wenn auch ein Alarm bei hohem Flüssigkeitsstand ausgegeben werden soll. Soll nur ein Alarm ausgelöst werden, können 1-3 Elektrodenstäbe verwendet werden.

Die Werkstoffe der Elektrodenstäbe und der Anschlussmutter werden entsprechend der Zielflüssigkeit ausgewählt. Typische Werkstoffe sind SUS 304, SUS 316L, Titan und Hastelloy. Der Grund für die Verwendung mehrerer Elektroden ist die Hysterese: Eine Elektrode ist immer in die Flüssigkeit eingetaucht und die Länge der beiden anderen Elektroden kann variiert werden, um eine Hysterese zu erreichen.

Wenn der Ausgang so lange anhält, bis die lange Elektrode austritt, nachdem die kurze Elektrode eingetaucht wurde, kann er als Tankentleerungssteuerung oder als Alarm bei hohem Flüssigkeitsstand verwendet werden und umgekehrt als Tankwasserzufuhrsteuerung oder als Alarm bei niedrigem Flüssigkeitsstand. Der Relaistyp wird je nach Zielflüssigkeit und Versorgungsspannung ausgewählt.

Bei der Verwendung für Reinwassertanks usw. sollte aufgrund des hohen elektrischen Widerstandes der Flüssigkeit ein hochempfindlicher Typ verwendet werden, während für Regenwasser usw. ein allgemeiner Typ verwendet werden sollte. Die Spannung kann 100 V AC, 200 V AC oder 24 V DC usw. betragen. Prüfen Sie die zu liefernde Versorgungsspannung und wählen Sie den geeigneten Typ.

Was ist ein Faserverstärker?

Ein Faserverstärker wird zur Verstärkung von optischen Signalen eingesetzt wird.

Bei der Ausbreitung optischer Signale in einem Lichtwellenleiter werden die optischen Signale durch die Übertragung oder Verteilung abgeschwächt, und der Verstärker dient dazu, dies auszugleichen. Herkömmlicherweise werden optische Signale mit Hilfe von Halbleiter-ICs usw. elektrisch verstärkt, bevor sie wieder in Licht umgewandelt und erneut übertragen werden.

Im Gegensatz dazu können Faserverstärker das optische Signal selbst direkt in der Glasfaser verstärken und werden daher häufig in der optischen Kommunikation eingesetzt.

Anwendungen von Faserverstärkern

Faserverstärker werden häufig im Bereich der optischen Kommunikation mit Lichtwellenleitern eingesetzt, insbesondere bei der optischen Kommunikation über große Entfernungen, bei der die Dämpfung des Lichts während der Ausbreitung in den Fasern ein Problem darstellt.

Die Verstärkung optischer Signale durch mit Seltenerdmetallen dotierte Fasern hat eine hohe Ausgangsleistung. Sie können auch optische Signale mit hohen Modulationsfrequenzen und wellenlängengemultiplexte optische Signale verstärken, die durch elektrische Verstärkung mit Halbleitern nicht bewältigt werden können, und sind daher für optische Signale mit hohem Informationsgehalt geeignet.

Unter Ausnutzung dieser Eigenschaften werden Faserverstärker in Langstrecken-Relais-Systemen, optischen Mehrfachverteilungssystemen und optischen Frequenzmultiplexsystemen in der optischen Kommunikation eingesetzt.

Funktionsweise der Faserverstärker

Faserverstärker bestehen hauptsächlich aus mit Seltenen Erden dotierten Fasern und Pumplaserdioden (Pump LDs) und verstärken optische Signale durch das physikalische Phänomen der induzierten Emission.

Wenn die Seltene-Erden-Ionen durch den Pump-LD angeregt werden, wird das Eingangssignal als optisches Signal ohne Umwandlung in ein elektrisches Signal durch induzierte Emission ausgelöst und verstärkt. Zu den weiteren Komponenten gehören ein WDM-Koppler, der das Eingangssignallicht mit dem Pumplicht kombiniert, und ein optischer Isolator, der verhindert, dass das verstärkte Licht schwingt, und durch Änderung der Art der zur Dotierung verwendeten Seltenerdionen und des Glasfasermaterials kann auch Licht in verschiedenen Wellenlängenbereichen verstärkt werden.

Als Seltene-Erden-Ionen können entsprechend ihren Energieniveaus Pr-Ionen im 1,3 μm-Band, Er-Ionen im 1,5 μm- und 0,85 μm-Band, Tm-Ionen im 1,4 μm- und 2 μm-Band und Yb-Ionen im 1,0 μm-Band zur Verstärkung verwendet werden, insbesondere in den Bändern 1,3 μm, 1,4 μm und 0,85 μm. Anstelle von Quarzfasern werden Fluoridfasern zur Verstärkung verwendet.

Arten von Faserverstärkern

1. Erbium-dotierter Faserverstärker (EDFA)

Glasfasern auf Quarzbasis für die optische Fernkommunikation haben einen minimalen Verlust bei einer Wellenlänge von 1,55 µm, daher werden optische Fernkommunikationsübertragungsnetze unter Verwendung von Halbleiterlasern mit Wellenlängen in dieser Nähe als Lichtquellen aufgebaut. Optische Fernkommunikationsübertragungsnetze können sich langfristig über mehrere hundert Kilometer erstrecken, so dass die Verluste früher von Licht in elektrische Signale umgewandelt, elektrisch verstärkt und dann wieder in Licht umgewandelt und in die optischen Fasern eingespeist wurden.

Mit dem Aufkommen der Erbium-dotierten Faserverstärker (EDFAs) können optische Signale im 1,55 μm-Band in Kombination mit dem einfallenden Licht von 0,98 μm- und 1,48 μm-Pumplaserdioden verstärkt werden, so dass diese Technologie in den derzeitigen optischen Langstreckenkommunikationssystemen die Regel ist.

2. Faser-Raman-Verstärker (FRA)

Neben den Erbium-dotierten Faserverstärkern sind Faser-Raman-Verstärker (FRA) eine weitere Art von Faserverstärker, die in letzter Zeit viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen hat: Wenn starkes Licht in eine optische Faser eingespeist wird, ist es möglich, eine relativ breitbandige Verstärkung auf der langwelligen Seite, etwa 100 nm vom Pumplicht entfernt, zu erzielen.

Da die Wellenlänge frei eingestellt werden kann und das physikalische Phänomen eine relativ breitbandige Verstärkung aufweist, wird erwartet, dass diese Technologie in der wellenlängengemultiplexten Glasfaserkommunikation (WDM) Anwendung finden wird. Eine Herausforderung ist jedoch der Bedarf an leistungsstarkem Anregungslicht. Die Hersteller arbeiten intensiv an der Entwicklung dieser Technologie, einschließlich der Technologie zur Entwicklung des Laserlichts.

Weitere Informationen zu Faserverstärkern

1. Entwicklung zu Fasersensoren

Weit verbreitet sind auch so genannte Fasersensoren, die aus einem faseroptischen Sensor und einem Faserverstärker für die Erkennung in engen Räumen bestehen, vor allem in industriellen Anwendungen. Fasersensoren arbeiten im Allgemeinen mit pulsmoduliertem Licht und eignen sich für zerstörungsfreie Prüfungen in engen Räumen und für die Farberkennung und haben eine schnelle Reaktionszeit.

Sie können in Sensoranwendungen eingesetzt werden, die für die Kontrolle von Werkstücken in Hochtemperaturumgebungen und für die Kontrolle von Emissionen geeignet sind.

2. Faserverstärker für die nächste Generation

Um der starken Nachfrage nach optischen Kommunikationsanwendungen gerecht zu werden, sind neben den konventionellen Faserverstärkern für langwellige Lichtquellen von 1,55 µm (C-Band: 1,53 bis 1,565 µm) in letzter Zeit auch Faserverstärker für kürzere Wellenlängenbänder wie das O-Band (1,26 bis 1,36 µm) und das S-Band (1,46 bis 1,53 µm) von Interesse. Verstärker sind von Interesse.

Einige Hersteller stellen ihre eigenen Faserverstärker her, die durch die Entwicklung spezieller Materialien für diese Bandanwendungen optimiert sind.

Was ist ein MEMS-Oszillator?

Ein MEMS-Oszillator ist ein Oszillator, der mit Hilfe eines MEMS-strukturierten Resonators eine für elektronische Geräte wichtige Taktsignalquelle erzeugt.

MEMS-Oszillatoren sind jedoch Oszillatoren, die einen Oszillator verwenden, der mit Hilfe einer Dünnschicht-Mikrofabrikationstechnologie hergestellt wird, die als MEMS-Struktur (mikroelektromechanisches System) am Resonanzpunkt bekannt ist.

MEMS-Oszillatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie in kleinen Zeitgebern eingesetzt werden können, dass sie sehr stoß- und vibrationsfest sind und dass sie sehr zuverlässig arbeiten. Sie werden im Vergleich zu konventionellen Zeitgebern sehr geschätzt.

Anwendungen von MEMS-Oszillatoren

MEMS-Oszillatoren werden in verschiedenen elektronischen Geräten eingesetzt, die Zeit- und Taktsignale benötigen. Zu den spezifischen Anwendungen gehört eine breite Palette von elektronischen Geräten wie Mobiltelefone, PCs, tragbare Geräte, mit dem Auto verbundene Geräte und medizinische Geräte.

Mit der Einführung von 5G in den letzten Jahren, die zu höheren Verbindungsgeschwindigkeiten und dem Aufstieg des IoT geführt hat, wird erwartet, dass der Markt für automatisches Fahren und VR-Geräte auch in diesem Bereich expandieren wird, und es wird erwartet, dass die Auslieferungen in Zukunft deutlich wachsen werden.

Funktionsweise der MEMS-Oszillatoren

Die Funktionsweise der MEMS-Oszillatoren besteht darin, dass der Resonator des Oszillators aus einem Schaltkreis besteht, der mit Hilfe eines MEMS (mikro-elektromechanisches System) genannten Oszillators hergestellt wird, der mit Hilfe der als MEMS (mikro-elektromechanisches System) bekannten Dünnschicht-Mikrofabrikationstechnologie hergestellt wird. Er besteht aus einkristallinem Silizium, und im Betrieb ist die Auslenkung des Wandlers im Vergleich zur Spaltlänge zwischen ihm und seiner Umgebung sehr gering.

Die Funktionsweise dieses MEMS-Resonators unterscheidet sich von Quarzvorrichtungen, die den piezoelektrischen Effekt für den Antrieb nutzen, dadurch, dass er durch elektrostatische Anregungskräfte angetrieben wird; der spezielle MEMS-Schwingkreis und der MEMS-Resonator sind elektrisch miteinander verbunden und ein Gesamtschwingungserhaltungskreis wird mechanisch aktiviert, Der MEMS-Resonator kann mit einer festen Frequenz zum Schwingen gebracht werden.

Im Vergleich zu Quarzoszillatoren kann die Frequenz mittels PLL (Phase Locked Loop) beliebig eingestellt werden, aber es gibt auch Bedenken wegen des erhöhten Stromverbrauchs aufgrund komplexerer Schaltungskonfigurationen und der Tendenz zur Verschlechterung der Rauscheigenschaften aufgrund der Auswirkungen von Frequenzsprüngen.

Weitere Informationen zu MEMS-Oszillatoren

1. Vergleich der Temperatureigenschaften mit Quarzoszillatoren

Die Grundstruktur eines Quarzoszillators ist eine Kombination aus einer Quarzeinheit und einer ASIC-Oszillatorschaltung. In diesem Fall ist der Temperatursensor, der zur Korrektur der Temperatureigenschaften des Oszillators verwendet wird, in den ASIC eingebaut, was bedeutet, dass die Quarzeinheit und der zu korrigierende Temperatursensor weit voneinander entfernt sind.

Im Vergleich zu einem MEMS-Temperatursensor, der auf demselben Chip untergebracht werden kann, kann die Änderung der Schwingungsfrequenz in Abhängigkeit von der Temperatur größer sein.

MEMS-Oszillatoren haben nicht nur den Vorteil, dass die Änderung der Schwingungsfrequenz in Bezug auf Temperaturänderungen gering ist, sondern auch, dass ihre Masse klein ist und ihre charakteristischen Schwingungsschwankungen gering sind.

2. Rauschverhalten

Die Rauscheigenschaften von Oszillatoren sind ein sehr wichtiger Faktor für die Gewährleistung guter Anwendungseigenschaften. Kristalloszillatoren haben gegenüber MEMS-Oszillatoren insbesondere den Vorteil, dass die Kristallstruktur selbst sehr einfach ist, so dass es leicht ist, niedrige Rauscheigenschaften zu erzielen.

Im Vergleich zu MEMS-Oszillatoren sind sie jedoch aufgrund ihrer großen Masse anfällig für Jitter bei Vibrationen. Daher können MEMS-Oszillatoren je nach Anwendungsumgebung hinsichtlich der Rauscheigenschaften besser geeignet sein.

3. Frequenzabweichung

MEMS-Oszillatoren sind zwar weniger kostengünstig als konkurrierende Keramik-Oszillatoren und andere Arten von Oszillatoren, können aber eine sehr gute Schwingungsfrequenzstabilität gewährleisten. Bei allgemeinen keramischen Oszillatoren beträgt die Frequenzabweichung bis zu etwa 1 %, was die Anwendungsmöglichkeiten einschränkt, während bei MEMS-Oszillatoren je nach Typ Frequenzabweichungen in der Größenordnung von ppm möglich sind, was eine der Eigenschaften dieser Geräte ist.

Was ist ein Differenzdrucksensor?

Ein Differenzdrucksensor ist ein Drucksensor zur Messung der Druckdifferenz zwischen zwei mit dem Sensor verbundenen Punkten.

Differenzdrucksensoren sind nur dazu bestimmt, die Differenz zwischen zwei Punkten zu messen. Daher spielt es keine Rolle, ob es sich bei dem zu messenden Druck um Atmosphärendruck, Unterdruck oder Flüssigkeitsdruck handelt. Da Differenzdrucksensoren keine absoluten Werte messen, ist das Gerät selbst relativ klein, und es sind viele preiswerte Produkte erhältlich.

Ein weiteres Merkmal von Differenzdrucksensoren ist, dass sie leicht kalibriert werden können.

Anwendungen von Differenzdrucksensoren

Differenzdrucksensoren sind vielseitige Sensoren und werden in verschiedenen Bereichen der Industrie eingesetzt. Die Hauptanwendungen sind Anemometer und Klimaanlagen.

In der Industrie werden sie auch zur Überwachung des Betriebszustands von Geräten wie Pumpen und Kompressoren sowie zur Überwachung von Filterverstopfungen eingesetzt. Ein typisches Beispiel für die Überwachung von Filterverstopfungen sind Dieselmotoren für Kraftfahrzeuge.

Dieselmotoren sind mit einem Dieselpartikelfilter (DPF) ausgestattet, der die vom Dieselmotor ausgestoßenen Partikel entfernt. Differenzdrucksensoren werden zur Messung der Partikelansammlung im DPF eingesetzt.

Weitere nützliche Anwendungen sind die Messung des Flüssigkeitsvolumens im Tank. Die Struktur des Differenzdrucksensors kann auch zur Messung des Differenzdrucks zwischen verschiedenen Phasen (Formen) verwendet werden, z. B. zwischen der Flüssigkeit im Tank und dem atmosphärischen Druck.

Funktionsweise der Differenzdrucksensoren

Differenzdrucksensoren lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen: solche mit Dehnungsmessstreifen und solche mit Kapazitätssensoren. Das Messprinzip ist bei beiden Arten von Sensoren gleich: Der Druckunterschied zwischen zwei Punkten führt zu einer Verformung der Membrane. Die Methode zur Messung der Verformung (Dehnung) der Membran wird entsprechend den Merkmalen der jeweiligen Methode ausgewählt.

1. Verwendung von Dehnungsmessstreifen (DMS)

Bei Systemen mit Dehnungsmessstreifen wird ein Dehnungsmessstreifen an der Membran angebracht und die Änderung des Widerstands des Dehnungsmessstreifens aufgrund der Verformung der Membran gemessen. Da sich der Widerstand im Laufe der Zeit fast nicht ändert, eignen sie sich für Anwendungen, bei denen langfristige, statische Kräfte gemessen werden.

2. Verwendung eines kapazitiven Sensors

Bei Kapazitätssensoren ändert sich der Abstand zwischen zwei Elektroden auf einer Membran, wenn sich die Membran verformt, und die Kapazität zwischen den Elektroden ändert sich mit dieser Änderung. Der Kapazitätssensor misst den Betrag der Änderung.

Strukturell zeigen Differenzdrucksensoren mit Kapazitätssensoren eine leichte Änderung des Ausgangswerts im Laufe der Zeit, aber aufgrund der hohen Steifigkeit des Sensorgehäuses und der hohen Eigenfrequenz sind sie in der Regel robust gegenüber dynamischen Messungen.

Weitere Informationen zu Differenzdrucksensoren

1. Druckarten bei der Druckmessung

Es gibt drei Arten von Druck, die von verschiedenen Messgeräten gemessen werden. Es lohnt sich, die korrekte Bedeutung und den Zusammenhang der einzelnen Werte in Erinnerung zu rufen.

Absoluter Druck
Der absolute Druck ist der Druck, der auf einem absoluten Vakuum beruht. Ein absolutes Vakuum ist ein Zustand, in dem sich in einem bestimmten Raum absolut keine Substanz befindet.

Überdruck
Der Überdruck basiert auf dem atmosphärischen Druck. Da der atmosphärische Druck ebenfalls mit Ort und Zeit variiert, variiert auch der Überdruck mit Ort und Zeit, selbst wenn der gemessene Wert gleich bleibt.

Differenzdruck
Der Differenzdruck ist die Differenz zwischen dem Druck an einem bestimmten Ort und einem Referenzwert. Daher muss bei der Messung von Differenzdruck neben dem zu messenden Objekt immer auch der Referenzdruck als Menge gemessen werden.

2. Messung des Überdrucks mit einem Differenzdrucksensor

Ein Differenzdrucksensor ist ein Instrument zur Messung der Druckdifferenz zwischen zwei Punkten. Die eine Seite kann bei atmosphärischem Druck und die andere bei Überdruck gemessen werden.

Um den Überdruck mit einem Differenzdrucksensor zu messen, ist es üblich, die HOCH-Seite des Differenzdrucksensors an das Objekt anzuschließen, dessen Überdruck gemessen werden soll, während die NIEDRIG-Seite zur Atmosphäre hin offen bleibt.

Was ist eine Antistatik-Pistole?

Eine Antistatik-Pistole ist ein Gerät, das die statische Aufladung eines Objekts neutralisiert.

Sie neutralisiert die Ladung des Objekts, indem sie die Luft ionisiert und diese zusammen mit der Luft in Richtung des Objekts abgibt. Sie spielt eine ähnliche Rolle wie die Ionisierpistole und wird auch als Entladungspistole bezeichnet.

Die Hochdruckluft wird in das Objekt eingeleitet, so dass auch am Objekt anhaftender Staub mit entfernt werden kann. Sie werden in der Lackier- und Fertigungsindustrie eingesetzt, um durch statische Elektrizität verursachten Staub zu entfernen.

Anwendungen von Antistatik-Pistolen

Wenn die Antistatik-Pistole auf das zu lackierende Objekt gerichtet wird, kann sie Staub und Schmutz sowie statische Elektrizität entfernen und dadurch Fehler reduzieren. Bei der Lackierung von Autos, Möbeln, Musikinstrumenten, Gasherden und Kunststoffen werden Antistatik-Pistolen für die Vorbehandlung der zu lackierenden Oberfläche eingesetzt. Je nach Anwendung werden Antistatik-Pistolen mit hohem Luftdruck und besonders hoher Entstaubungsleistung bevorzugt.

Sie werden auch zur Vermeidung von Schäden durch statische Elektrizität bei der Herstellung von elektronischen Bauteilen, gedruckten Folien, Halbleitern, Flüssigkristallen und Magnetköpfen sowie bei der Montage und Reparatur verschiedener Messgeräte eingesetzt.

Funktionsweise der Antistatik-Pistolen

Eine Antistatik-Pistole besteht aus einer Funktion, die die Luft ionisiert usw., um die statische Aufladung des Objekts zu neutralisieren, und einer Funktion, die gleichzeitig Luft ausbläst, um Staub usw. von der Oberfläche des Objekts zu entfernen.

1. Funktion zur Neutralisierung der statischen Aufladung

Die Oberfläche eines Objekts ist aus irgendeinem Grund mit einer übermäßigen Menge an + oder – Ladung aufgeladen oder ungleichmäßig geladen. Eine Antistatik-Pistole wird verwendet, um diese Aufladung zu neutralisieren, indem das Objekt mit + und – Ionen bestrahlt wird.

Für Antistatik-Pistolen wird häufig eine Methode verwendet, die als Koronaentladung bekannt ist. Bei der Koronaentladung handelt es sich um eine schwache Entladung, die an der Spitze einer Metallnadel auftritt, wenn eine hohe Spannung an sie angelegt wird. Diese Entladung ionisiert einen Teil der Luft in der Nähe der Nadel, und die Ladung wird neutralisiert, wenn Ionen mit entgegengesetzten positiven und negativen Ladungen mit dem geladenen Objekt in Kontakt kommen.

Die Menge und der Zyklus der von einer Antistatik-Pistole mit Koronaentladung erzeugten Ionen variieren je nach der angelegten Spannung. Bei der angelegten Spannung kann es sich um Gleichstrom (DC), Wechselstrom (AC), gepulsten Gleichstrom (DC), gepulsten Wechselstrom (AC), Hochfrequenz-Wechselstrom (AC), SSDC usw. handeln. Die Art der Spannung muss entsprechend der Anwendung gewählt werden, da die Ionisierungsleistung in Bezug auf Reichweite, Geschwindigkeit und Ionengleichgewicht unterschiedlich ist.

Bei Verfahren mit Wechselspannung, die üblicherweise in Antistatik-Pistolen verwendet werden, werden zyklisch + und – Ionen erzeugt. Anstelle eines guten Ionengleichgewichts führen niedrigere Spannungen zu einer langsameren Geschwindigkeit bei der Beseitigung statischer Elektrizität. Da außerdem sowohl positive als auch negative Ionen von derselben Elektrodennadel abgegeben werden, kommt es mit zunehmendem Abstand von der Elektrodennadel zu einer Rekombination der Ladungen, was zu einer Verringerung der Entladungskapazität führt.

Als Elektrodennadeln werden Wolfram, Silizium und SUS verwendet. Die Elektroden und ihre Umgebung verschmutzen während des Gebrauchs und müssen regelmäßig gereinigt werden. Außerdem müssen die Elektrodennadeln in regelmäßigen Abständen (ein bis zwei Jahre) ausgetauscht werden, da die Metallatome nach längerem Gebrauch aus der Spitze der Entladungselektrode herausspringen und sich die Form der Elektrode verändert, als ob das Teil abgenutzt wäre.

Dieses Phänomen muss vermieden werden, z. B. in der Halbleiterindustrie, wo die Luftverschmutzung ein Problem darstellt. Es ist notwendig, Gegenmaßnahmen zu ergreifen, z. B. durch eine dünne Quarzabdeckung oder die Verwendung von Elektrodennadeln aus Silizium.

2. Fähigkeit zur Entfernung von Oberflächenstaub

Staub, der an der Oberfläche eines Objekts haftet, kann aufgeladen sein. Daher wird Luft verwendet, um an der Oberfläche des Objekts anhaftende Fremdkörper zu entfernen, und gleichzeitig werden Ionen ausgestrahlt, um auch die statische Aufladung zu beseitigen und die erneute Anhaftung von Fremdkörpern zu verhindern.

Da jedoch gewickelte Entladungsgeräte Fremdkörper ausblasen und Staub aufwirbeln, was zu Fremdkörperdefekten führen kann, haben sich in den letzten Jahren Entladungsgeräte ohne Wind zur Norm entwickelt.

Die statische Entladungswirkung einer Antistatik-Pistole hängt weitgehend vom Installationsabstand, dem Winkel und der Luftmenge/dem Druck ab.

Weitere Informationen über Antistatik-Pistolen

1. Leistungsstarke Antistatik-Pistolen

Zur Beseitigung statischer Aufladung von Objekten mit hohem Aufladungsgrad ist eine leistungsstarke Antistatik-Pistole erforderlich, die nicht nur eine hohe Entladungskapazität, sondern auch eine hohe Schlagkraft aufweist.

Die leistungsstarke Antistatik-Pistole ist mit einem Magnetventil mit großem Durchfluss ausgestattet, das Druckverluste minimiert und eine optimierte innere Struktur für einen hocheffizienten Luftausstoß aufweist. Auch die Düsenform zeigt sich raffiniert, wie die Laval-Düse, die sich durch eine Kontraktions- und Expansionsform mit feinen Nippeln auszeichnet. Das Gehäuse der Hochleistungs-Antistatik-Pistole ist noch stabiler als das einer Standard-Antistatik-Pistole, um dem hohen Luftdruck an der Pistolenspitze standzuhalten.

Die Anfangsgeschwindigkeit der Luft an der Düsenspitze übersteigt die Schallgeschwindigkeit. Die Leistung der Pistole ist auch in der Ferne wirksam, so dass Druckluft mit einer maximalen Windgeschwindigkeit von 50 m/s (bei 0,7 MPa) auf Objekte gesprüht werden kann, die etwa 30 cm entfernt sind, was den tatsächlichen Arbeitsbedingungen nahe kommt.

2. Staubentfernungsfunktion 

Der wichtigste Prozess für die wirksame Beseitigung der statischen Elektrizität von einem Objekt ist die ordnungsgemäße Staubentfernung. Selbst wenn die elektrostatische Aufladung entfernt wird, ist der Vorbehandlungsprozess unvollständig, wenn Staub zurückbleibt.

Die Pulsluftfunktion und die Staubkontrollleuchte sind typische Staubentfernungsfunktionen, mit denen die Entladungsfähigkeit der Antistatik-Pistolen voll ausgeschöpft werden kann.

Gepulste Luftfunktion
Durch die Steuerung der Bewegung des Magnetventils ist die intermittierende Abgabe von starker Luft möglich. Die gepulste Lufteinblasung sorgt dafür, dass die vibrierende Luft gleichmäßig und omnidirektional um das Objekt herum verteilt wird, was eine zuverlässigere Beseitigung statischer Elektrizität und eine leistungsstarke Staubentfernung ermöglicht. Die Effizienz der gepulsten Luft ist etwa doppelt so hoch wie die der kontinuierlichen Einblasung und hat den arbeitssparenden Vorteil, dass die gleiche Wirkung mit der Hälfte der Leistung erzielt wird.

Staubkontrollleuchte
Vor und nach der Arbeit mit der Antistatik-Pistole ist es wichtig, das Objekt auf anhaftenden Staub, Schmutz und andere Fremdkörper zu überprüfen. Die Antistatik-Pistolen, die mit einer oberflächenemittierenden LED auf der Düsenoberfläche ausgestattet sind, dienen als leuchtstarke und gleichmäßige Arbeitsbeleuchtung. So lassen sich auch kleinste Fremdkörper leicht erkennen, die ohne das Licht übersehen würden, was zu einer Verringerung der Fehlerquote und einer verbesserten Arbeitseffizienz beiträgt.

Was ist ein Drehautomat?

Ein Drehautomat, auch bekannt als automatische Drehmaschine oder Mehrachsen-Drehautomat, ist eine Art von Werkzeugmaschine.

Viele Automaten sind computergesteuert, weshalb sie manchmal auch als CNC-Drehautomaten (Computerised Numerical Control) bezeichnet werden. Eine Drehmaschine ist eine Werkzeugmaschine, die Material schneidet und formt, indem sie es dreht und ein Schneidwerkzeug darauf anwendet.

Das Verfahren beruht auf demselben Prinzip wie das Anspitzen eines Bleistifts mit einem Bleistiftspitzer. Drehautomaten können automatisch von einem Computer gesteuert werden.

Anwendungen von Drehautomaten

Drehautomaten werden in einer Vielzahl von metallverarbeitenden Fertigungsverfahren eingesetzt. Drehautomaten sind Werkzeugmaschinen, die zum Schneiden von stangenförmigen Werkstoffen benötigt werden, da der Schneidvorgang unter Drehung des Materials erfolgt.

Zu den Produktionsteilen gehören die Herstellung von Kleinteilen wie Schrauben sowie die Bearbeitung von rotierenden Wellenteilen zur Kraftübertragung. Drehautomaten automatisieren die Bearbeitungsvorgänge und ermöglichen die wiederholte Bearbeitung von Teilen mit derselben Form, aber bei Zerspanungsvorgängen wie dem Drehen fallen Späne an.

Späne sind für die Massenproduktion nicht geeignet, zumal sie verschwendet werden, wenn sie nicht recycelt werden. Schmieden und Stauchen sind für die Massenproduktion von Materialien ohne Abfall geeignet. Schmieden und Stauchen erfordern jedoch die Herstellung von teuren Gesenken.

Drehautomaten sind ab einer gewissen Produktionsmenge geeignet, aber die Kostenvorteile von Schmiede- und Stauchwerkzeugen dürften nicht ausreichen.

Funktionsweise der Drehautomaten

Drehautomaten lassen sich in zwei Hauptteile unterteilen: den Teil, der den Zerspanungsprozess durchführt, und den Teil, der den Prozess steuert. Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei Drehautomaten um Maschinen, die ein Schneidwerkzeug auf ein rotierendes Material aufbringen, so wie man einen Bleistift mit einem Bleistiftspitzer anspitzt.

Zu diesem Zweck verfügen Drehautomaten über ein Spannfutter zum Einspannen des Materials, einen Spindelständer zum Drehen des Materials und eine Spindel. Der Teil, in dem das Messer, das das Material schneidet, montiert ist, wird als Werkzeugauflage bezeichnet.

Da für verschiedene Bearbeitungen mehrere Klingen benötigt werden, muss der Revolverkopf in der Lage sein, mehrere Klingen aufzunehmen und die zu verwendenden Klingen automatisch zu wechseln. Um die verwendeten Klingen automatisch wechseln zu können, gibt es Werkzeugauflagen, die Gruppenklingen oder Revolver genannt werden.

Neben den oben genannten Teilen des Schneidprozesses ist das Bedienfeld der Mechanismus zur Steuerung der Anzahl der Umdrehungen der Drehachse, der Auswahl des Messers und der Bewegung des Messers, des so genannten Vorschubs. Über das Bedienfeld gibt der Bediener das Bearbeitungsprogramm ein, und das Material wird in der gewünschten Form bearbeitet.

Arten von Drehautomaten

Drehautomaten werden nach dem Steuerungsverfahren und der Maschinenkonfiguration eingeteilt.

1. Klassifizierung nach Steuerungsart

Es gibt zwei Arten von Drehautomaten: computergesteuerte CNC-Drehautomaten und kurvengesteuerte Drehautomaten, bei denen die Bewegung durch eine Kurve gesteuert wird.

Drehautomaten mit Kurvensteuerung benötigen kein Bedienfeld und keine Servomotoren, aber die Kurven müssen von Fall zu Fall hergestellt werden, um die für die Bearbeitung erforderlichen Bewegungen zu erreichen.

2. Klassifizierung nach der Maschinenkonfiguration

Je nach dem zu bearbeitenden Werkstoff lassen sich die Maschinen in Stangenbearbeitungsmaschinen und Profilbearbeitungsmaschinen (Futterbearbeitungsmaschinen) einteilen.

Stangenbearbeitungsmaschinen
Sie verwenden Materialien, die länger sind als die gewünschte Form. Das Material wird in Längsrichtung zugeführt und geschnitten, und die gleiche Form wird jedes Mal durch Änderung des Griffs fertiggestellt.

Profilbearbeitungsmaschinen
Das Material wird im Voraus auf die für ein einzelnes Produkt erforderliche Länge zugeschnitten und durch Wechsel des Greifers bearbeitet.

3. Klassifizierung nach dem zu bewegenden Teil

Je nach dem zu bewegenden Teil werden die Maschinen in zwei Typen eingeteilt, nämlich in Maschinen mit beweglichem Spindelstock und Maschinen mit beweglichem Werkzeughalter (Maschinen mit feststehendem Spindelstock). Der Typ mit beweglichem Spindelstock ist mit einer Vorrichtung, der so genannten Führungsbuchse, ausgestattet, die bei der Fixierung des Materials hilft.

Die Führungsbuchse ist durch den Spindelkopf vom Werkstück getrennt und dient dazu, die Durchbiegung des Materials während der Bearbeitung zu verringern.