Счетчик длины за датчик длины

Счетчик длины за датчик длины

Датчики на каждом важном участке линии позволяют производителю точно определять растяжение или сжатие продукции. Фото: corbisimages.com

Upakovano.ru знакомит читателей со статьей Джея Луиса (Jay Luis), директора по глобальному маркетингу компании Beta LaserMike, посвященной технологии бесконтактного измерения рулонных материалов. Статья опубликована в журнале Converting Quarterly.

Есть контакт — есть проблемы

Более чем когда-либо раньше производители и переработчики вынуждены выпускать продукцию все более высокого качества и гораздо быстрее, при этом постоянно сокращая производственные затраты. Этого нелегко добиться, используя измерительные приборы контактного типа для контроля длины и скорости рулонов. Контактные датчики, имеющие высокую погрешность (порядка 2%), могут стоить вашему предприятию больших денег и ненужных расходов из-за потерь продукции, большого количества отходов, длительных простоев, связанных с переналадкой и техническим обслуживанием оборудования.

Условия обрабатывающего предприятия могут быть сложными для измерительных приборов. В настоящее время подобные измерения производятся контактными способами с использованием тахометров и дисковых датчиков. Контактные измерения длины продукции и скорости рулона основаны на физическом контакте между измеряемой поверхностью продукции и поверхностью инструмента, который приводит в движение счетчик датчика. Длина высчитывается по количеству вращений контактного диска, служащего для измерения в датчике.

Однако контактные дисковые датчики по своей природе обладают рядом существенных недостатков, которые приводят к ошибкам в измерениях. К этим недостаткам относятся: проскальзывание или ослабление контакта колесика с измеряемой поверхностью; постоянное изнашивание контактного диска, приводящее к изменению радиуса; утолщения на материале, обрезки или другие посторонние материалы, попадающие между колесиком и поверхностью рулонного полотна.

Рис.1. Традиционные способы измерения длины и скорости рулонной продукции сопряжены с различными проблемами

В целом, большинство контактных систем с дисковыми датчиками дают при измерении длины ошибку в 0,5% и больше. Контактные датчики, прикрепленные к вращающемуся валу, имеют те же проблемы (см. рис. 1). С точки зрения качества, контактные тахометры могут оставлять след на продукции, тем самым создавая дефект.

С точки зрения технического обслуживания системы контактного измерения требуют периодической калибровки и обслуживания. Идеальным для измерения длины продукции и скорости рулона можно считать бесконтактный способ, который непосредственно контролирует длину и скорость материала.

Это заставило производителей искать новые технологи. Технология бесконтактного лазерного измерения позволяет выигрывать в производительности, значительно снизив ошибки измерения и усовершенствовав контроль процесса.

Как работает бесконтактный лазерный датчик

Бесконтактные системы измерения лишены проблем, связанных с механическими контактными устройствами. В зависимости от производителя некоторые устройства калибруются на предприятии и не имеют движущихся частей, которые могли бы изнашиваться.

Рис. 2. Бесконтактные лазерные датчики могут измерять длину и скорость рулонной продукции с точностью +/-0,05%

Как это работает: бесконтактный лазерный датчик проецирует уникальное изображение на поверхность продукции (см. рис. 2). Когда продукция движется, свет отражается обратно к датчику. Эта информация соотносится со скоростью движения продукции, и с помощью производимых импульсов определяется длина продукции. Во многих случаях бесконтактные датчики способны измерять продукцию любого типа, независимо от цвета, формы или структуры. Измерения производятся с погрешностью в точности +/-0,05% и в повторяемости +/-0,02%.

Далее приводятся примеры сложных областей применения, где производители могут улучшить контроль процессов и хорошо сэкономить.

Постоянная длина на режуще-перемоточной машине

Один производитель предметов гигиены столкнулся с проблемой непостоянного измерения длины продукции в режуще-перемоточной секции. Установленный там механический дисковый датчик допускал ошибки из-за проскальзывания до 2,5%. Проскальзывание вызывалось смазочным материалом, нанесенным на поверхность рулона. Проскальзывание делало длину продукта гораздо большей, чем требовалось.

Рис. 3. Бесконтактный лазерный датчик на режуще-перемоточной машине на заводе по производству санитарно-гигиенической продукции

В результате лишние метры продукции отгружались заказчикам. Установив бесконтактный лазерный датчик, производитель сократил ошибки в длине примерно на 2%, сэкономив приблизительно 40 тыс. долларов США в год при окупаемости инвестиции менее чем за три месяца (см. рис.3).

Контроль рубки рулона в производстве гофрокартонной упаковки

Производителю коробок из гофрированного картона потребовался точный контроль скорости продукции в нормальном режиме и в особенных случаях. Проскальзывание контактных датчиков и движение тянущих валиков создавали неравномерность резки, что приводило к большим отходам материала. Используя бесконтактный лазерный датчик для измерения текущей скорости картона, когда продукция поступает к режущим ножам, предприятие обеспечило большую точность рубки рулона. Эта точность помогла в значительной степени сократить отходы и повысить качество продукции. Экономия, полученная компанией, составила более 200 тыс. долларов США в год (см. рис. 4).

Рис. 4. На заводе по выпуску коробок из гофрокартона точно измеряют скорость и сократили отходы

Контроль растяжения или сужения бумаги, пленки и фольги

У производителей нетканых материалов, бумаги, пленки и фольги бывают ситуации, когда им необходимо сжать или растянуть материал, чтобы добиться нужной толщины. Многое здесь зависит от точности скорости привода или от контактных датчиков.

Обычно случается проскальзывание приводного ролика, вызванное структурой, составом материала или натяжением рулона на других участках производственной линии. Контактный датчик, установленный на приводном ролике, обнаруживает те же проблемы. У контактного датчика, помещенного на поверхности продукции, происходят изнашивание диска, проскальзывание и проблемы калибровки. Размещение по одному бесконтактному лазерному датчику на каждом важном участке линии позволяет производителю точно определять растяжение или сжатие продукции (см. рис. 5).

Рис. 5. Размещение бесконтактных лазерных датчиков в двух различных точках измерения точно контролирует дифференциальную скорость рулона

Производители в различных отраслях индустрии теперь имеют высокоточное решение в области измерения рулонных материалов. Преимущества бесконтактного лазерного измерения длины и скорости рулонной продукции были доказаны во всех областях применения, включая непрерывное измерение длины, рубки и скорости рулона.

Бесконтактное лазерное измерение может дать производителям конкурентные преимущества, позволяя выпускать качественную продукцию при значительной экономии.

Технические характеристики Рейс-50

Максимальная длина измеряемых кабелей:

до 10000 м (при DC — методе)

до 8000 м (при TDR — методе), при условии что перекрываемое затухание в кабеле не превышает 40 дБ

Разрешение по длине:

не хуже 4 см

Инструментальная погрешность измерения длины:

TDR — метод (при точной установке коэффициента укорочения):

— не более 1%+1м — в автоматическом режиме,
— не более 0,2% — в ручном режиме.

DC — метод (при точной установке исходных величин):

— не более 0,1%+1 МЗР

Пределы устанавливаемых или измеряемых коэффициентов укорочения (при TDR — методе):

1,000…7,000

Диапазон измеряемых сопротивлений (при

DC — методе):

0 … 10000 Ом

Разрешающая способность измерения сопротивлений (при DC — методе):

0,1 мОм

Измерительный ток (при DC — методе):

до 95 мА

Погрешность измерения сопротивления (при DC — методе):

0,1% + 1 МЗР

Учет температуры жил (при DC — методе):

Имеется датчик температуры

Сечение жил измеряемых кабелей или проводов (при DC — методе):

0,001…500 кв. мм

Диапазон погонных сопротивлений (при

DC — методе):

0,036…17900 Ом/км

Отображение информации:

LCD дисплей с разрешением 128х64,

с подсветкой

Питание:

4 аккумулятора ААА (или 4 батареи ААА)

Мощность потребления, не более

0,3 Вт

Диапазон рабочих температур

-10….+50 С

Габаритные размеры:

125х80х35 мм

Вес:

0,25кг

Измеритель длины кабеля РЕЙС-50

Измеритель длины кабеля РЕЙС-50 это цифровой портативный (карманный) прибор, разработан фирмой СТЭЛЛ для широкого применения при измерении длин силовых кабелей, кабелей связи, контрольных кабелей, кабелей управления и всех других типов кабелей и проводов.

При разработке этого прибора наша фирма исходила из принципа максимального упрощения пользования прибором, так как основная категория пользователей этих приборов не являются специалистами — измерителями.

Поэтому в приборе РЕЙС-50 фирмой СТЭЛЛ использованы самые современные методы измерений и обеспечена максимально возможная автоматизация измерений.

РЕЙС-50 — это фактически два прибора в одном корпусе: импульсный рефлектометр, работающий на основе метода импульсной рефлектометрии (TDR — метод) и прибор, работающий по методу измерения сопротивления проводников (DC — метод).

TDR — метод

При использовании TDR – метода с прибора в кабель посылается короткий зондирующий импульс, который распространяется по линии со скоростью, сравнимой со скоростью света.

Достигнув конца кабеля (разомкнутого или короткозамкнутого), импульс отражается, и отраженный импульс начинает распространяться в обратную сторону — к началу кабеля (точке подключения прибора).

По времени задержки отраженного импульса относительно зондирующего определяется расстояние до конца кабеля (в автоматическом режиме или в ручном режиме).

По форме отраженного импульса можно определить состояние кабеля в его конце (разомкнут или короткозамкнут).

TDR — метод позволяет измерять длину любого металлического кабеля, у которого есть не менее двух изолированных друг от друга проводников (например 2-х жильный кабель, 3-х жильный, коаксиальный кабель и т.д.). Кабель может быть намотан на барабане, смотан в бухте, развернут, проложен где-либо, подвешен на опорах и т.п.

При TDR — методе для измерения длины кабеля достаточно подключить РЕЙС-50 к кабелю с одного конца. При этом не важно разомкнут или замкнут другой конец кабеля.

Однако TDR — метод нельзя использовать для измерения длины одножильного кабеля (одиночного изолированного проводника).

Разрабатывая прибор РЕЙС-50 мы учли, что часть пользователей могут быть квалифицированными специалистами и захотят провести измерения кабеля более досконально, например проверить правильность результатов режима автоматического измерения длины TDR – методом. Или использовать имеющийся в приборе рефлектометр для других целей, например отыскания повреждений в кабелях.

Для этой цели в приборе РЕЙС-50 кроме автоматического режима измерения длины TDR — методом реализован экспертный (ручной) режим рефлектометра.

В ручном режиме прибор РЕЙС-50 работает как обычный цифровой рефлектометр.

DC — метод

При использовании DC — метода из прибора по жиле кабеля (изолированному проводнику) пропускается заданный ток, измеряется сопротивление жилы и на основе значения погонного сопротивления жилы или ее диаметра, материала проводника и температуры рассчитывается длина этого кабеля (изолированного проводника).

Особенность DC — метода состоит в том, что он может быть использован для измерения не только многожильных кабелей, но и для одножильных кабелей (проводников с изоляцией).

При измерении длины кабеля DC — методом прибор лучше подключать сразу к обоим концам жилы кабеля.

Если в кабеле есть хотя бы две одинаковые изолированные жилы, то можно измерить длину кабеля, подключив прибор к этим жилам с одного конца кабеля.

В этом случае нужно обязательно качественно накоротко соединить эти жилы на другом конце кабеля. А для получения длины кабеля измеренное значение нужно поделить на 2.

При измерении длины одиночного изолированного проводника прибор нужно подключать к обоим концам кабеля.

Таким образом, при DC — методе нужен обязательный доступ к кабелю с обоих его концов, в то время как при TDR — методе достаточно доступа только с одного конца.

Основные области применения прибора РЕЙС-50

• Измерение длины кабелей и проводов при их производстве, складировании, учете и хранении.
• Измерение длины кабелей и проводов при торговле ими.
• Измерение длины кабелей при прокладке: во время строительства зданий и сооружений, монтажа электрических сетей, линий связи и контроля на кораблях, судах, самолетах и т.п., и при их последующей эксплуатации.
• Прокладка кабельных линий всех типов в связи, энергетике, горэлектротранспорте, железнодорожном транспорте, морских и речных портах, аэропортах и т. п.
• Прокладка сетей кабельного телевидения и компьютерных сетей.
• Монтаж тепловых сетей с предварительно-изолированными трубами на основе пенополиуретановой изоляции.

Дополнительные области применения прибора РЕЙС-50

• Отыскание повреждений и неисправностей в парах кабеля и проводниках и их локализация путем измерения расстояния до места повреждения (обрыва, короткого замыкания, низкоомной утечки). Далее, если известна топология прокладки кабеля, то можно достаточно точно отыскать место его повреждения.
• Измерение электрического сопротивления жил кабеля, проводов и различных электрических цепей.
• Прозвонка электрических цепей.

Отличительные особенности прибора РЕЙС-50

Максимальная автоматизация измерений

Перед измерением длины кабеля оператору необходимо подключить ко входу прибора один из присоединительных кабелей, входящих в комплект поставки, и метод измерения будет установлен автоматически.

Если Вы выбрали для измерения длины кабеля TDR-метод, то перед запуском автоматического измерения прибор РЕЙС-50 предложит Вам установить коэффициент укорочения кабеля, или выбрать его из таблицы.

На случай, если коэффициент укорочения измеряемого кабеля Вам неизвестен, в приборе предусмотрена возможность экспериментального определения коэффициента укорочения по отрезку кабеля известной длины, с сохранением результата во встроенной энергонезависимой памяти с временем хранения не менее 10 лет.

Если Вами выбран DC-метод измерения длины кабеля, то перед запуском автоматического измерения прибор РЕЙС-50 предложит Вам указать материал жилы (Медь или Алюминий) и погонные параметры жилы кабеля (или проводника) такие как: погонное сопротивление, диаметр или AWG.

После этого измерение длины кабеля (провода) прибор выполнит автоматически и высветит длину кабеля крупными цифрами на экране прибора.

За счет максимальной автоматизации измерений прибор РЕЙС-50 позволяет выполнить измерение длины кабеля с удивительной простотой.

Если Вы захотите воспользоваться прибором РЕЙС-50 как обычным универсальным рефлектометром, то Вам достаточно перейти в ручной режим.

Анализируя рефлектограмму можно определить замкнут или разомкнут другой конец кабеля и при помощи двух специальных вертикальных подвижных курсоров измерить длину кабеля, сохранить рефлектограмму в памяти, сравнить ее с ранее измеренной и т.д.

Прибор РЕЙС-50 позволяет установливать, измерять и сохранять в памяти не коэффициенты укорочения (КУ) кабелей.

При измерении кабелей зарубежного производства вместо коэффициента укорочения можно установить фактор скорости (VOP) или половину скорости распространения импульсного сигнала (V/2).

В приборе РЕЙС-50 реализованы все возможности полноценного импульсного рефлектометра.

Минимальные размеры и вес

Измеритель длины кабелей РЕЙС-50 является самым малогабаритным и легким из всех приборов данного класса, как зарубежных так и отечественных.

Практически РЕЙС-50 — это миниатюрный прибор, который можно положить даже в маленький карман.

Это очень удобно как при работе в стесненных условиях, например в переполненном складе, так и на открытой площадке, а также при прокладке кабелей, как летом так и зимой, при ярком солнечном свете и в темноте.

Полноценный графический LCD — экран с управляемой подсветкой

Несмотря на малые габариты прибор РЕЙС-50 оснащен достаточно крупным (для данного корпуса) жидкокристаллическим экраном с разрешением 128х64 пикселей.

Такой экран обеспечивает полноценную индикацию всех режимов и параметров прибора в автоматическом режиме измерения, так и в экспертном (ручном) режиме при TDR-методе.

При этом в автоматическом режиме отображаются все режимы измерения, параметры и крупным шрифтом — результат измерения длины.

В ручном режиме отображаются все параметры и режимы работы прибора, а также рефлектограмма измеряемого кабеля и измерительные курсоры.

Для удобства работы в разных условиях освещенности предусмотрено включение подсветки экрана с регулировкой уровня подсветки.

Подсветка экрана включается с клавиатуры и позволяет выбрать несколько уровней яркости.

Малое энергопотребление

В приборе РЕЙС-50 использованы новые технические решения и приняты все возможные меры для сокращения энергопотребления.

В результате достигнута очень низкая средняя потребляемая мощность, которая составила всего 0,3 Вт.

Питается прибор от 4-х аккумуляторов типоразмера ААА. Вместо аккумуляторов можно использовать батареи типоразмера ААА.

Для подзарядки аккумуляторов можно использовать три источника: USB порт компьютера, сетевой блок питания с выходным мини-USB разъемом (входит в комплект поставки), блок питания от бортовой сети автомобиля через прикуриватель (в комплект поставки прибора не входит, но можно заказать у нас как дополнительный аксесуар).

Сертификат и связь с компьютером

Прибор РЕЙС-50 имеет свидетельство об утверждении типа средства измерения (сертификат) и внесен в российский Госреестр средств измерения.

Прибор РЕЙС-50 имеет связь с компьютером по интерфейсу USB. Результаты измерений, сохраненные в памяти прибора, могут быть переданы в компьютер по USB для анализа, обработки и архивирования.

Встроенная память данных и результатов измерений

В приборе РЕЙС-50 предусмотрена возможность сохранения измеренных значений длин кабелей (в TDR и DC — методах), коэффициентов укорочения, погонных параметров кабелей и рефлектограмм кабелей во встроенной энергонезависимой памяти с временем хранения не менее 10 лет.

Низкая цена

Несмотря на лучшие для данного класса приборов функциональные возможности и технические характеристики и исключительное удобство использования, цена прибора «Измеритель длины кабеля РЕЙС-50» ниже цен аналогичных приборов других производителей.

Приобретая прибор РЕЙС-50 пользователь получает не только два автоматических измерителя длины кабеля двумя методами ( TDR и DC), но и пусть маленький, но полнофункциональный цифровой рефлектометр.

Достоинства измерителя длины кабеля РЕЙС-50

Несомненными достоинствами прибора РЕЙС-50 перед аналогичными приборами как зарубежных, так и отечественных производителей (сравнивались 10 приборов зарубежного и отечественного производства разных фирм, в том числе экспериментальные сравнения) являются следующие:

• только в приборе РЕЙС-50 реализованы автоматические режимы измерения длины кабеля двумя методами: TDR и DC;
• только РЕЙС-50 имеет самое высокое разрешение по длине;
• только РЕЙС-50 при указанных возможностях и параметрах имеет очень низкую потребляемую мощность;
• прибор РЕЙС-50 имеет: самые малые габаритные размеры при относительно большом экране, самый минимальный вес, невысокую цену.

Максимальная длина измеряемых кабелей:

до 10000 м (при DC — методе)

до 8000 м (при TDR — методе), при условии что перекрываемое затухание в кабеле не превышает 40 дБ

Разрешение по длине:

Инструментальная погрешность измерения длины:

TDR — метод (при точной установке коэффициента укорочения):

— не более 1%+1м — в автоматическом режиме,
— не более 0,2% — в ручном режиме.

DC — метод (при точной установке исходных величин):

Пределы устанавливаемых или измеряемых коэффициентов укорочения (при TDR — методе):

Технические характеристики

Рекомендуемые записи:

Опубликовано в рубрике Новинки