Maquinaria industrial
Sensor de presión hidráulica
TE Connectivity fabrica sensores, transductores y transmisores de presión para aplicaciones de medición de presión hidráulica.
Los sensores son un componente clave en las aplicaciones hidráulicas, donde pueden surgir retos de diseño mecánico en entornos externos. Así como retos para diseñadores e integradores de sistemas que pueden provocar retrasos en el proyecto o problemas de confiabilidad si no se abordan de forma adecuada.
Dado que los transductores de presión se instalan en sistemas hidráulicos, es necesario tener en cuenta y abordar diversos retos mecánicos en el diseño. A continuación se enumeran los aspectos típicos de los sistemas hidráulicos que los diseñadores deben considerar como parte del proceso de diseño.
- Presión nominal
- Picos de presión
- Presión de prueba
- Conexiones de fluidos
- Presión de rotura
- Vibraciones e impactos mecánicos
- Fatiga por presión
- Sostenibilidad medioambiental
Cada una de estas cuestiones se aborda mediante el diseño y la validación del sensor. Los valores de sobrepresión y los de presión de rotura, el análisis de fatiga y el uso de amortiguadores de presión forman parte del proceso de diseño y se validan con simulaciones y ensayos empíricos.
Condiciones medioambientales
Los sensores de presión estándar se pueden suministrar con los componentes electrónicos sellados para protegerlos del entorno exterior. Conocido como manómetro sellado, el sensor de presión está calibrado según la presión barométrica en la fecha de la calibración, lo que evitará que la humedad y el polvo lo penetren. Dado que los sensores de presión manométrica usan la atmósfera como referencia, normalmente se ventilan a través de un tubo de ventilación en la cubierta del cable o mediante un orificio en el conector. El sellado del sensor de presión es habitual en aplicaciones hidráulicas, ya que los rangos de presión son lo suficientemente altos como para que la diferencia en la presión barométrica entre distintos lugares y de un día a otro resulte insignificante en términos porcentuales del rango de medición. La mejor solución es proteger el sensor de la humedad, el polvo, el hielo y los lavados a alta presión.
Diseño mecánico
En este caso de uso, si un montacargas con carga completa la deja caer sobre un piso de concreto a máxima velocidad, el sistema hidráulico experimenta un transitorio de presión que supera los límites del sensor de presión. El tapón restrictor amortigua el pico de presión y protege el diafragma del sensor. El tapón restrictor, también conocido como amortiguador, se encuentra dentro del puerto y no como un adaptador adicional. Esto puede reducir la longitud y el peso totales de los sensores que utilizan tapones restrictores externos.
Como parte destacada de esta serie, el sensor de presión industrial AST4000 está disponible con conexiones de proceso de 1/4 pulgadas NPT macho, 7/16-20 UNF (SAE4) y 9/16-18 UNF (SAE6). TE Connectivity puede integrar un tapón restrictor de acero inoxidable soldado en el interior del puerto de presión con el fin de reducir el diámetro interior del orificio y proteger así contra los picos de presión habituales en los sistemas hidráulicos.
Diseño eléctrico
Esta familia de sensores de presión hidráulica ofrece flexibilidad en cuanto al tipo de conexión. Gracias a la variedad de longitudes de cable disponibles, el cliente puede conectar sus dispositivos electrónicos con facilidad. En función de la señal de salida, TE Connectivity recomendará las distancias máximas a las que se puede tender el cable para limitar la pérdida de señal. TE Connectivity también ofrece una línea completa de conectores que se integran en la carcasa del sensor de presión, entre los que se incluyen: DEUTSCH DT04, M12x1, PT06A y DIN. Para satisfacer los requisitos de los fabricantes de equipos originales (OEM), TE Connectivity también puede ofrecer conjuntos de cables personalizados con longitudes específicas y conectores integrados.
El M7100 cuenta con una carcasa soldada que protege contra interferencia eléctrica y resguarda la electrónica del sensor frente a entornos de aplicación e instalaciones exigentes. Los componentes electrónicos del sensor de presión también cuentan con protección contra las interferencias electromagnéticas (EMI) y las de radiofrecuencia (RFI), de conformidad con las normas CE más recientes para equipos industriales.
Tecnología Microfused
Por la parte exterior, los transductores de presión lucen muy similares, pero el elemento sensor interno varía de manera considerable entre fabricantes. Uno de los enfoques más comunes, económicos y viables a nivel tecnológico consiste en usar una galga extensométrica como elemento sensor para convertir la deformación mecánica que la presión genera en un diafragma en una señal eléctrica de salida precisa y repetible. Nuestra tecnología de galga extensométrica Microfused se utiliza en una configuración de puente de Wheatstone para transformar la deformación en una señal de salida de voltaje.
TE Connectivity diseñó el elemento sensor como un componente maquinado de una sola pieza integrado con el puerto roscado. Este diseño optimizado proporciona una señal sólida procedente del elemento sensor y ofrece un excelente rendimiento frente a sobrepresiones y roturas. Se utiliza un proceso de unión con vidrio para fusionar las galgas extensiométricas de silicio al puerto metálico. Las galgas se colocan de manera óptima para medir con precisión la deformación a medida que cambia la presión. Se utilizan procesos de conexión por hilo probados en la industria para realizar las conexiones entre las galgas y la electrónica de acondicionamiento de señal.
Las tecnologías alternativas en el mercado de sensores de presión hidráulica, como la deposición de película delgada, película gruesa y tecnologías basadas en cerámica, utilizan diafragmas independientes con elementos sensores de baja sensibilidad. Estas tecnologías requieren soldaduras adicionales en los conductos de fluidos, juntas tóricas internas o pasos de procesamiento adicionales que pueden alargar los plazos de entrega en la cadena de suministro. Las tecnologías alternativas pueden requerir altas deformaciones en su elemento sensor para compensar la baja sensibilidad. Estas altas deformaciones y el diseño de múltiples piezas, pueden provocar menor durabilidad y estabilidad a largo plazo.
La tecnología de galga extensométrica Microfused ha demostrado su rendimiento en producción en serie, presenta bajo riesgo de interrupciones en la cadena de suministro y ofrece una interfaz de fluido robusta de una sola pieza, lo que reduce el riesgo de fallas internas del sensor y otros retos mecánicos.
