Bij toepassingen waar zeer kleine bewegingen of verplaatsingen gemeten moeten worden, is een standaard sensor vaak niet nauwkeurig of snel genoeg. Denk aan as- en rotormeting, trillingsanalyse, excentriciteitsmeting, automotive testbanken, matrijsbeweging bij spuitgietmatrijzen of nauwkeurige R&D-opstellingen.
Eddy current sensoren an eddylab zijn ontwikkeld voor contactloze afstands- en positiemeting op geleidende materialen, zoals staal, aluminium en andere metalen. Afhankelijk van de uitvoering zijn metingen in het submicronbereik mogelijk, met resoluties tot 0,03 µm. Dat is 30 nanometer.
De sensoren zijn ontworpen voor zware industriële omstandigheden. Afhankelijk van serie en uitvoering zijn eddylab eddy current sensoren beschikbaar met een temperatuurbereik tot -60 tot +200 °C, drukbestendigheid tot 220 bar en bescherming volgens IP68/IP69K. Daardoor kunnen ze worden toegepast in omgevingen met olie, koelvloeistof, vuil, druk, temperatuurwisselingen of vocht.
Daardoor zijn deze sensoren geschikt voor toepassingen waarbij minimale beweging, trilling of dynamische verplaatsing betrouwbaar gemeten moet worden, ook wanneer optische of mechanische meetsystemen minder geschikt zijn.
Naast de sensor zelf biedt eddylab ook TX-elektronica en eddyMOTION software voor analyse, documentatie en on-site linearisatie. Hierdoor kan de meting nauwkeurig worden afgestemd op het materiaal en de toepassing.
Wat is een eddy current sensor?
Een eddy current sensor is een contactloze verplaatsingssensor voor elektrisch geleidende objecten. De sensor meet de afstand tot een metalen target zonder mechanisch contact. Hierdoor ontstaat er geen slijtage aan de sensor of het meetobject.
Een belangrijk voordeel van eddy current technologie is dat niet-geleidende media zoals olie, water, koelvloeistof, stof of vuil de meting nauwelijks beïnvloeden. Daardoor zijn deze sensoren zeer geschikt voor industriële omgevingen waar optische of mechanische meetsystemen minder betrouwbaar zijn.
Typische toepassingen zijn:
- afstandsmeting op metalen oppervlakken
- positiemeting in machines
- trillingsmeting
- as- en rotormeting
- excentriciteitsmeting
- meting in olie of koelvloeistof
- motion analysis
- automotive testopstellingen
- matrijsbeweging of core shift bij spuitgietmatrijzen
- dynamische metingen in R&D en testbanken
Functioneel principe
Het meetelement van een eddy current sensor bestaat uit een spoel. Deze spoel wekt een elektromagnetisch veld op richting het metalen meetobject. In het oppervlak van dit geleidende object ontstaan wervelstromen.
Deze wervelstromen beïnvloeden het elektromagnetische veld van de sensor. Wanneer de afstand tussen sensor en object verandert, verandert ook het sensorsignaal. De elektronica zet deze verandering om naar een nauwkeurige afstands-, positie- of verplaatsingswaarde.
Hierdoor kunnen zowel statische als dynamische bewegingen worden gemeten. Denk aan langzame positieveranderingen, snelle trillingen, slingering van assen of bewegingen die slechts kort optreden tijdens een proces.
Geschikt voor zware industriële omstandigheden
Eddy current sensoren worden vaak toegepast waar andere sensortechnieken tegen hun grenzen aanlopen. Bijvoorbeeld bij olie, koelmiddel, stof, vuil, druk, temperatuurwisselingen of beperkte inbouwruimte.
Omdat de meting contactloos is, zijn de sensoren geschikt voor bewegende onderdelen en dynamische processen. Ook in situaties waar een sensor dicht bij een draaiend, trillend of heet metalen onderdeel moet worden geplaatst, kan eddy current technologie een betrouwbare oplossing zijn.
Voorbeelden van toepassingen:
- lagermeting
- smeerfilmdikte
- asbeweging
- rotordynamica
- trillingsanalyse
- afstandscontrole
- kwaliteitscontrole
- testbanken
- machinebewaking
- matrijsverplaatsing
TX-serie: hoge resolutie en dynamische metingen
De eddylab TX-serie is geschikt voor nauwkeurige en snelle metingen. Deze serie combineert hoge resolutie met hoge meetdynamiek en wordt toegepast bij onder andere trillingsanalyse, asmetingen, rotordynamica en R&D-opstellingen.
De TX-driver verwerkt het sensorsignaal en biedt verschillende uitgangsmogelijkheden, zoals analoge signalen en communicatie via USB of CAN-Bus. Hierdoor kan het systeem worden gekoppeld aan meetsoftware, data-acquisitie of industriële besturingen.
CM-serie: compact en robuust
De CM-serie is geschikt voor toepassingen met beperkte inbouwruimte. Door de compacte bouwvorm kunnen deze sensoren worden geïntegreerd in machineonderdelen waar weinig plaats beschikbaar is.
Deze serie is interessant voor toepassingen zoals metingen aan assen, lagers, smeerfilms of componenten waar de sensor dicht bij het meetobject moet worden geplaatst.
T14, T20 en T40-serie: grotere meetbereiken
Voor toepassingen met grotere meetafstanden biedt eddylab de T14, T20 en T40-serie. Deze sensoren zijn robuust, compact en geschikt voor industriële omgevingen met vuil, stof, temperatuurwisselingen of trillingen.
Ze worden onder andere toegepast voor afstandsmeting, positiemeting en trillingsmetingen met grotere amplitudes.
CT-serie: voor extreme toepassingen
De CT-serie is ontworpen voor veeleisende toepassingen met hoge temperaturen, drukbelasting of agressieve omgevingen. De sensoren zijn afgeschermd, waardoor ze minder gevoelig zijn voor omgevingsmateriaal en geschikt kunnen zijn voor verzonken montage.
Deze serie is interessant voor machines, testopstellingen en toepassingen waar de sensor dicht bij bewegende metalen delen moet worden geplaatst, maar waar ruimte, druk of temperatuur een uitdaging vormt.
IC-serie: geïntegreerde elektronica
De IC-serie combineert sensor en signaalverwerking in één compacte oplossing. Daardoor is de integratie eenvoudiger en kan de sensor directer worden toegepast in machines of meetopstellingen.
Met de teach-in functie kan het meetbereik worden afgestemd op de toepassing. Dit helpt bij installatie, materiaalverschillen en specifieke meetomstandigheden.
eddyMOTION software voor analyse en linearisatie
Voor de TX-driver is de eddyMOTION software beschikbaar. Dit is een gratis Windows-tool voor analyse, configuratie, visualisatie en documentatie van meetdata. De communicatie verloopt via USB.
Met eddyMOTION kunnen mechanische bewegingen zichtbaar worden gemaakt in zowel het tijd- als frequentiedomein. Daardoor is de software geschikt voor het analyseren van snelle en langzame bewegingen, trillingen, periodieke bewegingen en dynamische gebeurtenissen.
eddyMOTION biedt onder andere:
- oscilloscoopweergave
- FFT/spectrum analyse
- waterfall analyse
- rpm-gebaseerde waterfall analyse
- event-based triggering
- AC-coupling voor kleine trillingen
- export van meetdata als afbeelding of tekstbestand
- on-site linearisatie van eddy current sensoren
Oscilloscoop en FFT-analyse
De oscilloscoopmodule binnen eddyMOTION werkt vergelijkbaar met een klassieke oscilloscoop, maar toont de positie vanuit de TX-driver in plaats van alleen een spanningssignaal. Hiermee kunnen zowel periodieke als niet-periodieke bewegingen worden geanalyseerd.
Met de triggerfunctie kan meetdata event-based worden opgeslagen, bijvoorbeeld vóór en na het overschrijden van een ingestelde grenswaarde. Dit is handig bij dynamische processen, trillingen of bewegingen die slechts kort optreden.
De FFT-module toont de frequentiecomponenten van het meetsignaal. Hierdoor kunnen grondfrequenties, harmonischen en kleine trillingen zichtbaar worden gemaakt. Dit is interessant bij asmetingen, rotordynamica, trillingsanalyse en testbanken.
Waterfall en rpm-gebaseerde analyse
Met de waterfall-functie wordt een FFT uitgebreid met een tijdas. Hierdoor wordt zichtbaar hoe frequenties en amplitudes zich over tijd ontwikkelen. Kleine pieken die in een normale 2D-weergave makkelijk gemist worden, kunnen in een 3D-waterfall beter worden herkend.
Voor draaiende systemen is er ook een rpm-gebaseerde waterfall. Hierbij wordt het eddy current signaal gekoppeld aan een incrementele encoder op de as. De TX-driver synchroniseert de positie-informatie met het toerental.
Zo kan het gedrag van een roterend systeem worden geanalyseerd afhankelijk van toerental, belasting, oliedruk, slijtage of resonantie.
Interessant voor:
- rotordynamica
- asbeweging
- lagermeting
- resonantieanalyse
- automotive testbanken
- condition monitoring
- vergelijking van hetzelfde systeem onder verschillende omstandigheden
On-site linearisatie voor maximale nauwkeurigheid
Een belangrijk aandachtspunt bij eddy current sensoren is dat de nauwkeurigheid afhankelijk is van het materiaal waarop gemeten wordt. Staal, aluminium en andere geleidende materialen kunnen verschillend reageren. Ook montage in smalle ruimtes, boringen of dicht bij schroeven en andere metalen delen kan invloed hebben op het meetsignaal.
Met de TX-driver en eddyMOTION kan de sensor op locatie worden gelineariseerd. Hiervoor wordt een referentiesysteem gebruikt, bijvoorbeeld een lineaire encoder. Deze referentie kan worden ingezet om de nauwkeurigheid van de eddy current sensor te controleren of om de sensor direct op de toepassing te lineariseren.
De linearisatie kan worden opgebouwd uit maximaal 50 posities. De TX-driver kan meerdere gebruikerscurves opslaan, waardoor dezelfde sensor nauwkeurig kan worden afgestemd op verschillende materialen of meetopstellingen.
Dit biedt belangrijke voordelen:
- sensor afstemmen op het daadwerkelijke targetmateriaal
- nauwkeurigheid controleren op locatie
- minder afhankelijkheid van fabriek kalibratie
- geschikt voor verschillende materialen en toepassingen
- bruikbaar bij kritische submicron metingen
Voor toepassingen zoals R&D-opstellingen, matrijsmetingen, rotordynamica, testbanken en kwaliteitscontrole is deze on-site linearisatie een groot voordeel.
Waar moet u op letten bij selectie?
De juiste eddy current sensor kiezen hangt af van de toepassing. Belangrijke factoren zijn:
- meetbereik
- targetmateriaal
- geometrie van het meetobject
- temperatuur
- inbouwruimte
- gewenste resolutie
- bandbreedte
- uitgangssignaal
- montageomgeving
- aanwezigheid van olie, water of koelvloeistof
- behoefte aan linearisatie of kalibratie op locatie
Omdat eddy current sensoren meten op geleidende materialen, heeft het targetmateriaal invloed op de kalibratie en nauwkeurigheid. Bij kritische toepassingen kan linearisatie of applicatiespecifieke afstemming nodig zijn.
Advies van Indusen
Indusen is distributeur van eddylab en helpt bij de selectie van de juiste eddy current sensor voor uw toepassing. Wij kijken mee naar de technische situatie en beoordelen welke sensorserie past bij het meetbereik, targetmateriaal, de inbouwruimte, gewenste resolutie en signaalverwerking.
Wilt u afstand, positie, trilling of minimale verplaatsing contactloos meten op een metalen object? Dan denken wij graag vrijblijvend mee over de juiste eddy current sensor voor uw toepassing.
Neem contact op met Indusen voor advies over eddylab eddy current sensoren.