El campo industrial tiene muchas aplicaciones de sensores, detección de temperatura, detección de presión, detección de humedad, etc. Y debido al entorno más exigente en el campo industrial, el rendimiento de los sensores también plantea muchos desafíos, como que los sensores NTC deben estar en un entorno de alta-temperatura para medir la temperatura, pero también deben completar de manera confiable la función de protección del circuito.
En escenarios industriales, ¿qué efecto tienen estos diversos sensores y a qué hay que prestarle atención?
Aplicaciones industriales NTC
Desde el punto de vista de la aplicación industrial, se puede decir que NTC tiene una gama muy amplia de aplicaciones, como algunos circuitos de conversión de energía, UPS, variadores, gabinetes de control y detectores de incendios, etc. En la conversión de energía, el monitoreo de temperatura distribuido IGBT más común. Debido al uso de IGBT, MOSFET, la conversión de energía de estos dispositivos implica CA/CC, CC/CC, CC/CA, estos procesos se calentarán, este calor debe monitorearse para evitar daños en IGBT y MOSFET debido al sobrecalentamiento.
En el monitoreo distribuido de temperatura IGBT, la aplicación NTC más común se monta en el disipador de calor de la placa PCB, que es muy sencilla de instalar y se puede fijar con tornillos. Generalmente, en esta aplicación se utilizan NTC roscados-, lo que facilita la implementación y permite diseños de sensores personalizados basados en longitudes de cables después de que el extremo frontal se haya asegurado con un anillo de tornillo. En esta aplicación, el NTC debe sellarse con una carcasa de etiqueta metálica para garantizar un buen acoplamiento térmico del NTC. En términos generales, la resistencia a altas temperaturas del NTC de 125 grados se puede adaptar a la mayoría de las aplicaciones, pero si el escenario industrial tiene requisitos de altas temperaturas más estrictos, es necesario fortalecer la sonda del sensor.
Combinado con casos de uso prácticos, el escenario tendrá algunos requisitos diferentes para el monitoreo de temperatura. Por ejemplo, en el sistema UPS, se requiere que el NTC monitoree la temperatura de al menos tres ubicaciones, una está en el disipador de calor para monitorear la temperatura del rectificador y el inversor; el segundo es en el BMS para monitorear la temperatura del BMS, especialmente para monitorear las baterías de iones de litio-, porque las baterías de iones de litio-no son resistentes al calor-y casi todas las temperaturas de las baterías deben monitorearse para garantizar que el BMS no se sobrecaliente; el tercero es monitorear la temperatura de todo el sistema UPS dentro del gabinete, lo que requiere el uso del NTC para monitorear la temperatura. En tercer lugar, la temperatura de todo el sistema UPS se monitorea dentro del gabinete y la cantidad de NTC que se utilizarán depende del tamaño del UPS.
En estas aplicaciones de conversión de energía, la tendencia a la modularización es muy obvia; para cumplir con esta tendencia, NTC debe prestar mucha atención al diseño y fabricación del lugar. En primer lugar, se debe utilizar el proceso de sinterización y unión de semiconductores para conectar los chips NTC a la placa. Para mejorar el rendimiento térmico del NTC, algunos fabricantes también utilizarán tecnología de serigrafía para realizar el recubrimiento para garantizar la confiabilidad del período industrial de alta temperatura. Estos chips NTC vinculables se pueden montar directamente en el IPM para medir la temperatura cerca del IGBT y, debido a que están conectados directamente a la placa, tienen excelentes propiedades de acoplamiento térmico.
Detección de presión en la industria
Otra categoría importante de aplicaciones de detección son los sensores de presión. Existen muchas aplicaciones industriales que utilizan equipos hidráulicos o neumáticos, que requieren sensores de presión para controlar la presión de gases y fluidos. El elemento sensor de presión piezoresistivo de silicio se usa a menudo en escenarios industriales de detección de presión, el principio de operación es en realidad un puente de Wheatstone, cuando la presión del gas o fluido actúa sobre el diafragma del elemento de modo que la deformación del diafragma, varias resistencias producen deformación, lo que resulta en la salida de las diferentes salidas, y luego determinan el tamaño de la salida para determinar el tamaño de la presión.
La medición de la presión se divide en muchos tipos de presión, algunos miden la presión manométrica, algunos miden el lado posterior de la presión absoluta, algunos miden el lado frontal de la presión absoluta, cada tipo de medición tiene un rango de medición diferente. Cabe señalar que parte del cuerpo medido es corrosivo, es necesario elegir el núcleo lleno de aceite-, es decir, el chip se encapsula en el núcleo lleno de aceite-y luego todo el núcleo en un sensor de presión, para evitar el contacto directo con la corrosión del componente del cuerpo medido, lo que puede provocar daños. De hecho, aquí también está relacionado con la elección del vidrio de respaldo, la presión manométrica, la presión absoluta trasera y la presión absoluta frontal deben elegir la elección del vidrio de respaldo no son las mismas.
La capacidad de sobrepresión del sensor de presión es un rendimiento muy intuitivo; para mejorar la capacidad de sobrepresión, se puede lograr reduciendo el volumen de la cavidad o aumentando el área de unión del vidrio de silicio. Esta mejora es significativa y, en ocasiones, puede duplicar la capacidad de sobrepresión del dispositivo.
Condensadores electrolíticos de aluminio para aplicaciones de inversores industriales
El uso de inversores se puede encontrar en todas partes del ámbito industrial, tanto para conseguir un ahorro energético como para reducir las pérdidas del motor, mejorando así la vida útil del motor. La parte inversora del convertidor de frecuencia generará una gran ondulación durante la modulación, y la absorción y liberación de energía durante el proceso de modulación deben estar respaldadas por suficiente capacitancia DC-LINK.
Los capacitores electrolíticos de aluminio son una opción común en los inversores industriales, sabemos que hay una variedad de capacitores en la familia de capacitores, y la característica más importante de los capacitores electrolíticos de aluminio es la mayor capacidad por unidad de volumen y el menor costo por unidad de capacidad, estas dos características los convierten en la primera opción para los inversores industriales. Es necesario prestar atención al voltaje nominal del capacitor del inversor de cuatro núcleos y es necesario reservar un margen de seguridad, generalmente reservado del 5% al 10%, algunos en el pico de la base más 50 V o incluso más.
Los servoinversores son similares a los inversores-de uso general, pero debido a que responden más rápido y con mayor precisión, requieren mayores requisitos de capacidad de sobrecarga. Por lo tanto, los condensadores electrolíticos de aluminio utilizados en los servoinversores tendrán una tensión nominal más alta que el mismo tipo de inversores-de uso general, y este requisito se conoce en la industria como requisito de carga/descarga rápida. La industria actual no tiene un estándar común para carga y descarga rápida, pero básicamente se requerirá que cumpla con las siguientes condiciones: para los capacitores tipo megáfono, el voltaje diferencial de carga y descarga es de 150 V, frecuencia de 6 Hz, para poder cumplir con los 50 millones de ciclos, para los capacitores tipo perno-, el voltaje diferencial también es de 150 V, frecuencia de 3 Hz, para cumplir con los 20 millones de ciclos. En pocas palabras, los condensadores electrolíticos de aluminio del inversor general de 220 V se utilizan en 400 V, mientras que se debe requerir el mismo servo en el caso de 450 V.
Resumen
La industria de procesos tiene un gran conjunto de máquinas o sistemas e interconexiones que dependen de sensores para su correcto funcionamiento, y los sensores en aplicaciones industriales juegan un papel vital. Estos sensores deben seleccionarse para tener en cuenta los estrictos requisitos del entorno industrial y ser lo suficientemente fiables como para eliminar los puntos ciegos en el proceso de fábrica, logrando así una producción de alta calidad.