Izvori buke u visoko-vibracijskim okruženjima
Vibracijsko okruženje u objektima za oplatu potječe iz više izvora. Recirkulacijske pumpe proizvode mehaničke vibracije koje se prenose kroz strukturu spremnika. Sustavi miješanja stvaraju vibracije koje utječu na svu montiranu opremu. Oprema za rukovanje radnim komadima stvara udarne vibracije koje se šire objektom. Kombinirano okruženje vibracija stvara izazovan spektar buke koji utječe na osjetljive krugove za mjerenje temperature.
Postrojenje za proizvodnju poluvodiča s kupkama bez elektrolita od nikla dokumentiralo je razine vibracija pomoću akcelerometara. Frekvencijski raspon vibracija bio je od 20 do 120 Hz, s vršnim amplitudama na frekvencijama pumpe i harmonicima. Amplituda vibracija bila je 1,5 do 3,0 m/s² na točki montaže grijaće ploče. Buka izazvana vibracijama u krugovima termoelementa na frekvencijama koje odgovaraju mehaničkim vibracijama, stvarajući nepravilna očitanja temperature.
Triboelektrični šum i kretanje kabela
Triboelektrični šum nastaje kada se kabeli kreću u vibrirajućem okruženju, stvarajući statički naboj na spojnim točkama. Do stvaranja naboja dolazi kada izolacija trlja o vodič ili oklop kabela. Rezultirajuće skokove napona mjerni instrument tumači kao temperaturne varijacije.
Postrojenje za PCB s kupkama za poniklavanje dokumentiralo je učinke triboelektričnog šuma na mjerenje temperature. Amplituda buke bila je 2 do 5 stupnjeva na frekvenciji mehaničke vibracije. Buka je uzrokovala reakciju regulatora temperature na prividne varijacije temperature, stvarajući fluktuacije izlazne snage koje su utjecale na rad grijaće ploče. Uklanjanje pomicanja kabela smanjilo je buku na zanemarive razine.
| Stanje vibracija | Amplituda buke | Utjecaj na kontrolu temperature | Preporučena radnja |
|---|---|---|---|
| niske vibracije,<0.5 m/s² | <0.5°C | Minimalno | Prihvatljiva standardna instalacija |
| Umjerene vibracije, 0,5-1,5 m/s² | 1-2 stupnja | Umjerena fluktuacija | Koristite oklopljene kabele s rasterećenjem naprezanja |
| Jake vibracije, 1,5-3,0 m/s² | 2-5 stupnjeva | Značajna fluktuacija | Koristite dvostruko-oklopljene kabele i stezaljke |
| Severe vibration, >3.0 m/s² | >5 stupnjeva | Nestabilnost kontrole | Koristite daljinski senzor s optičkom vezom |
Kondicioniranje i filtriranje signala termoelementa
Kondicioniranje i filtriranje signala ključni su za smanjenje šuma u krugovima termoelementa. Niskopropusni-filtri uklanjaju-visokofrekventni šum uz očuvanje signala temperature. Digitalno filtriranje pruža dodatnu redukciju buke putem softverskih-algoritama. Filtri moraju biti ispravno specificirani kako bi se izbjegao utjecaj na vrijeme odziva mjerenja temperature.
Postrojenje od tvrdog kroma s visoko{0}}vibracijskim okruženjima implementiralo je kondicioniranje signala za sve krugove mjerenja temperature. Kondicioniranje signala uključivalo je niskopropusni-filtar od 10 Hz i prozor za usrednjavanje od 50 ms. Filtriranje je smanjilo amplitudu buke s 3 stupnja na 0,3 stupnja, osiguravajući stabilna očitanja temperature za kontrolni sustav. Filtriranje nije značajno utjecalo na vrijeme odziva upravljačkog sustava.
Oklop i uzemljenje kabela
Zaštićeni kabeli smanjuju buku iz okruženja s vibracijama. Oklop treba uzemljiti samo na jednom kraju kako bi se spriječile petlje uzemljenja. Uzemljenje oklopa treba biti spojeno na čisto uzemljenje instrumenta, a ne na uzemljenje postrojenja. Dvostruko-oklopljeni kabeli pružaju dodatnu zaštitu u okruženjima s jakim vibracijama.
Postrojenje poluvodiča s okruženjima s jakim vibracijama implementiralo je dvostruko-oklopljene kabele za sve krugove mjerenja temperature. Oklop kabela bio je uzemljen samo na kraju instrumenta. Dvostruko-oklopljeni kabeli smanjili su buku za 80 posto u usporedbi s jednostruko-oklopljenim kabelima. Mjerni krugovi radili su bez vidljivih smetnji.
Montaža senzora i rasterećenje naprezanja
Pravilna montaža senzora i rasterećenje kabela ključni su za uklanjanje buke. Senzor treba biti sigurno montiran kako bi se minimaliziralo pomicanje u odnosu na grijaću ploču. Kabel treba poduprijeti u čestim intervalima kako bi se spriječilo pomicanje-izazvano vibracijama. Rasterećenje naprezanja na spoju senzora sprječava da pomicanje kabela utječe na završetak senzora.
Postrojenje za PCB implementiralo je poboljšani sustav za montiranje senzora za svoje grijaće ploče. Senzor je montiran u-nosač za prigušivanje vibracija koji je smanjio kretanje za 70 posto. Kabel je svakih 200 mm poduprt ljepljivim kabelskim stezaljkama. Rasterećenje naprezanja na spoju senzora postignuto je fleksibilnom čizmom za rasterećenje naprezanja. Poboljšana montaža i rasterećenje naprezanja smanjili su buku za 60 posto.
Izolirani odašiljači temperature
Izolirani transmiteri temperature osiguravaju električnu izolaciju između senzora i upravljačkog sustava. Izolacija eliminira petlje uzemljenja i smanjuje učinke buke uobičajenog-moda. Izolacija također pruža zaštitu od prenapona i drugih električnih smetnji.
Automobilska kromirana tvornica s visoko-vibracijskim okruženjima instalirala je izolirane temperaturne odašiljače za sve krugove temperature grijaće ploče. Odašiljači su omogućili izolaciju od 1500 V između senzora i upravljačkog sustava. Izolacija je eliminirala buku petlje uzemljenja i smanjila skup-šuma uobičajenog načina rada za 90 posto. Očitavanja temperature bila su stabilna i točna.
