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温度和湿度对于编码器性能有哪些影响?

编辑:Hengstler(亨士乐)编码器    发布时间:2022-06-14 08:51:08

摘要:工程师在选用Hengstler编码器的时候必须考虑恶劣的环境条件,在确定亨士乐编码器型号之前必须考滤编码器的使用环境。了解 IP 等级系统以选择能够提供所需使用寿命的设备。与厂家沟通以确保设备已获得适当的资格并发现任何特殊的安装要求。
温度和湿度对于编码器性能有哪些影响?

对于高要求的工业环境,工程师在选用Hengstler编码器的时候必须考虑恶劣的环境条件,例如极端温度、高湿度和大量水。在选择高温编码器时需要考虑材料和部件的热膨胀,例如编码器盘在高温下的热膨胀以及在最高预期温度下的最大运行速度。在为低温指定编码器时,应考虑由于硬化润滑剂引起的热收缩和额外的启动扭矩。

温度和湿度对于编码器性能有哪些影响?

在这里,我们一起了解一下温度和湿度等因素对亨士乐编码器性能和寿命的影响,并讨论在什么样的环境下如何指定合适的设备。

温度对Hengstler编码器性能的影响

在一个光学编码器,代码盘在 LED 和光电探测器之间通过,调制光束以生成脉冲流,该脉冲流可以被处理以产生速度、方向和/或位置。光学编码器使用由玻璃、聚酯薄膜或金属制成的编码盘。磁性编码器的工作原理类似,但使用带有磁畴图案的轮子。在这两种情况下,极端温度和湿度都会影响性能、机械性能和使用寿命。

高温下的热膨胀是一个问题。在光学编码器,圆盘和源/检测器之间的气隙可以窄至 0.020”。根据温度、间隙的大小、材料的热膨胀系数 (CTE) 和方向,这种膨胀可能会使组件相互接触,从而导致损坏甚至灾难性故障。

极端温度也会损坏光盘本身。高温会使聚酯薄膜变色,导致信号失真。极端条件会扭曲磁盘本身。热量还会降低轴承、润滑剂和密封件的性能,导致整个装置过早失效。

在采矿、石油和天然气以及越野应用中发现的低温会带来一系列不同的问题。热收缩会扭曲光学编码器的码盘,影响信号质量并可能引入异常。轴承和润滑可能会成为问题。润滑剂在低温下会变硬。如果亨士乐编码器一直处于闲置状态,则润滑剂在启动时将不会均匀地分布在轴承周围。由于滚动元件与轴承内圈或外圈之间的摩擦,这种情况可能导致轴承部件损坏。润滑剂的稠度也可以显着增加启动扭矩。

温度和湿度对于编码器性能有哪些影响?

到目前为止,我们一直专注于光学编码器。极端温度也会影响磁性编码器,尽管程度较轻。磁轮的膨胀和收缩可以改变磁极的间距,从而改变输出。气隙不是问题。通常,现代磁性编码器具有较宽的气隙(高达 0.070 英寸),并且由于热膨胀或收缩引起的任何变化都在可工作气隙的公差范围内。

如何为极端温度选择Hengstler编码器

所有这些因素都使得在指定编码器时必须考虑温度。请注意,超过编码器的推荐速度会降低其热容差。考虑一个额定温度为 -40°C 至 85°C 的编码器,建议最高速度为 3000 RPM。对于高于该速度的每 1000 RPM,温度通常会降低 10 倍。

确保制造商已使用高加速寿命测试 (HALT) 对设备进行了认证。这包括当暴露于热冲击(温度的快速和宽幅波动)以及振动时的设计性能。对于玻璃编码盘等易碎组件来说,这些条件可能是一个特殊的问题。

应用程序的性能要求也可能发挥作用。磁盘的质量和分辨率之间需要权衡取舍。玻璃和金属码盘数量有限。最高分辨率的编码器使用更容易受到极端温度影响的 Mylar 码盘。不要假设更高的分辨率就一定更好。编码器只能报告位置,不能补偿系统中的机械误差。指定分辨率时,请务必选择对应用程序真正有益的级别。 

湿度对Hengstler编码器性能的影响

湿度是一系列应用中的一个问题,包括海洋环境、造纸等工业制造以及药品制造和食品制备中的冲洗环境。湿度会降低光学表面的质量,从而衰减光学编码器中的信号。它还会损坏电子设备,导致早期故障。这在腐蚀性环境(例如海洋环境或涉及刺激性化学品的环境)中是一个特殊问题。对于这些应用,OEM 最好选择具有防护等级 (IP) 的组件。

IP 级组件专为在所列条件下使用而设计。例如,IP64 装置是防尘的,可以承受低压喷水,而 IP66 组件可以处理高压水射流,IP67 装置可以防止浸入指定深度。特殊措施包括封装电子器件、轴承上复杂的密封设计、密封和润滑剂的替代材料以及特殊外壳。

根据分辨率和性能要求,磁性编码器可能是更好的解决方案。磁性编码器不受潮气影响。它们可以在潮湿的环境中运行,甚至可以完全浸入液体中。

在确定亨士乐编码器型号之前必须考滤编码器的使用环境。了解 IP 等级系统以选择能够提供所需使用寿命的设备。与厂家沟通以确保设备已获得适当的资格并发现任何特殊的安装要求。

对于最极端的环境,最好的反馈选项可能是解析器. 这些设备不包含任何板载电子设备。它们在最恶劣的条件下表现良好。与您的供应商交谈以确定解析器是否适合您。

了解更多关于编码器知识,请关注亨士乐编码器国内正规授权代理西安德伍拓自动化传动系统有限公司网站。公司专业技术团队为您免费提供Hengstler编码器的选型、安装、调试、保养等技术指导服务,尽量避免企业因为编码器技术人员的短缺带来的损失,采取“线上+线下”服务的服务形式,帮助企业解决技术难题。

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