สาขาอุตสาหกรรมมีการใช้งานเซ็นเซอร์มากมาย การตรวจจับอุณหภูมิ การตรวจจับความดัน การตรวจจับความชื้น และอื่นๆ และเนื่องจากสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการมากขึ้นในด้านประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ในอุตสาหกรรมยังทำให้เกิดความท้าทายมากมาย เช่น เซ็นเซอร์ NTC จำเป็นต้องอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง-สำหรับการวัดอุณหภูมิ แต่ยังต้องทำหน้าที่ป้องกันวงจรให้สมบูรณ์ด้วย
ในสถานการณ์ทางอุตสาหกรรม เซ็นเซอร์ต่างๆ เหล่านี้มีผลกระทบอะไรบ้าง และต้องใส่ใจอะไรบ้าง
การใช้งาน NTC อุตสาหกรรม
จากมุมมองของการใช้งานทางอุตสาหกรรม NTC อาจกล่าวได้ว่าเป็นแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายมาก เช่น วงจรแปลงพลังงาน UPS ไดรฟ์ ตู้ควบคุม และเครื่องตรวจจับอัคคีภัยเป็นต้น ในการแปลงพลังงาน การตรวจสอบอุณหภูมิแบบกระจาย IGBT ทั่วไปมากขึ้น เนื่องจากการใช้ IGBT, MOSFET การแปลงพลังงานของอุปกรณ์เหล่านี้เกี่ยวข้องกับ AC/DC, DC/DC, DC/AC กระบวนการเหล่านี้จะร้อนขึ้น ความร้อนเหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายของ IGBT, MOSFET เนื่องจากความร้อนสูงเกินไป
ในการตรวจสอบอุณหภูมิ IGBT แบบกระจาย แอปพลิเคชัน NTC ที่พบบ่อยที่สุดจะติดตั้งอยู่บนแผงระบายความร้อนของบอร์ด PCB ซึ่งติดตั้งง่ายมากและสามารถยึดด้วยสกรูได้ โดยทั่วไปแล้ว สกรู-ใน NTC จะถูกนำมาใช้ในแอปพลิเคชันนี้ ซึ่งทำให้ง่ายต่อการใช้งาน และช่วยให้สามารถออกแบบเซ็นเซอร์แบบกำหนดเองตามความยาวของสายไฟ หลังจากที่ส่วนหน้าได้รับการยึดด้วยแหวนสกรูแล้ว ในการประยุกต์ใช้งานนี้ NTC จะต้องปิดผนึกด้วยตัวเรือนป้ายโลหะเพื่อให้แน่ใจว่ามีการต่อพ่วงทางความร้อนของ NTC ได้ดี โดยทั่วไปแล้ว ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงของ NTC ที่ 125 องศาสามารถปรับให้เข้ากับการใช้งานส่วนใหญ่ได้ แต่หากสถานการณ์ทางอุตสาหกรรมมีข้อกำหนดด้านอุณหภูมิสูงที่เข้มงวดมากขึ้น ก็จำเป็นต้องเสริมความแข็งแกร่งของหัววัดเซ็นเซอร์
เมื่อรวมกับกรณีการใช้งานจริง สถานการณ์นี้จะมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันบางประการสำหรับการตรวจสอบอุณหภูมิ ตัวอย่างเช่น ในระบบ UPS กทชจำเป็นต้องตรวจสอบอุณหภูมิอย่างน้อยสามตำแหน่ง โดยตำแหน่งหนึ่งอยู่ในแผงระบายความร้อนเพื่อตรวจสอบอุณหภูมิของวงจรเรียงกระแสและอินเวอร์เตอร์ ส่วนที่สองอยู่ใน BMS เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิของ BMS โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการตรวจสอบแบตเตอรี่ลิเธียม- เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนไม่ทนความร้อน- และเกือบทุกอุณหภูมิของแบตเตอรี่จะต้องตรวจสอบเพื่อให้แน่ใจว่า BMS จะไม่ร้อนเกินไป ประการที่สามคือการตรวจสอบอุณหภูมิของระบบ UPS ทั้งหมดภายในตู้ซึ่งต้องใช้กทชในการตรวจสอบอุณหภูมิ ประการที่สาม อุณหภูมิของระบบ UPS ทั้งหมดจะถูกตรวจสอบภายในตู้ และจำนวน NTC ที่จะใช้ขึ้นอยู่กับขนาดของ UPS
ในแอปพลิเคชันการแปลงพลังงานนี้ แนวโน้มการทำให้เป็นโมดูลนั้นชัดเจนมาก เพื่อให้สอดคล้องกับแนวโน้มนี้ NTC ในการออกแบบและการผลิตที่ต้องให้ความสนใจเป็นอย่างมาก ก่อนอื่น ต้องใช้กระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ของการเผาผนึกและการเชื่อมเพื่อเชื่อมต่อชิป NTC เข้ากับบอร์ด เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนของ NTC ผู้ผลิตบางรายจะใช้เทคโนโลยีการพิมพ์สกรีนเพื่อดำเนินการเคลือบเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถรับประกันความน่าเชื่อถือของช่วงอุณหภูมิสูงทางอุตสาหกรรมได้ ชิป NTC ที่ยึดติดได้เหล่านี้สามารถติดตั้งเข้ากับ IPM ได้โดยตรงเพื่อวัดอุณหภูมิใกล้กับ IGBT และเนื่องจากชิปติดเข้ากับบอร์ดโดยตรง จึงมีคุณสมบัติการเชื่อมต่อความร้อนที่ดีเยี่ยม
การตรวจจับแรงกดในอุตสาหกรรม
การใช้งานการตรวจจับประเภทหลักอีกประเภทหนึ่งคือเซ็นเซอร์ความดัน มีการใช้งานทางอุตสาหกรรมหลายอย่างที่ใช้อุปกรณ์ไฮดรอลิกหรือนิวแมติก ซึ่งต้องใช้เซ็นเซอร์ความดันเพื่อควบคุมแรงดันของก๊าซและของเหลว องค์ประกอบการตรวจจับความดันแบบพายโซรีซิสทีฟซิลิคอนมักใช้ในสถานการณ์อุตสาหกรรมในการตรวจจับความดัน หลักการทำงานคือสะพานวีทสโตน เมื่อความดันของก๊าซหรือของเหลวกระทำต่อไดอะแฟรมขององค์ประกอบเพื่อให้ไดอะแฟรมเสียรูป ตัวต้านทานหลายตัวผลิตความผิดปกติ ส่งผลให้เอาต์พุตของเอาต์พุตที่แตกต่างกัน จากนั้นกำหนดขนาดของเอาต์พุตเพื่อกำหนดขนาดของแรงดัน
การวัดความดันแบ่งออกเป็นหลายประเภท บางชนิดวัดความดัน บางชนิดวัดความดันด้านหลัง บางชนิดวัดด้านหน้าของความดันสัมบูรณ์ การวัดแต่ละประเภทมีช่วงการวัดที่แตกต่างกัน ควรสังเกตว่าชิ้นส่วนที่วัดได้บางส่วนมีการกัดกร่อน จำเป็นต้องเลือก-แกนเติมน้ำมัน กล่าวคือ ชิปถูกห่อหุ้มไว้ในแกนที่เติมน้ำมัน- จากนั้นจึงนำแกนทั้งหมดไปไว้ในเซ็นเซอร์ความดัน เพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรงกับส่วนประกอบที่สึกกร่อนของตัวที่วัดซึ่งส่งผลให้เกิดความเสียหาย ในความเป็นจริง ที่นี่ยังเกี่ยวข้องกับการเลือกกระจกรอง ความดันเกจ ความดันสัมบูรณ์ด้านหลัง ความดันสัมบูรณ์ด้านหน้าต้องเลือกกระจกรองหลังไม่เหมือนกัน
ความสามารถในการรับแรงดันเกินของเซ็นเซอร์ความดันเป็นประสิทธิภาพที่ใช้งานง่ายมาก เพื่อเพิ่มความสามารถในการรับแรงดันเกิน สามารถรับรู้ได้โดยการลดปริมาตรของโพรงหรือเพิ่มพื้นที่การยึดเกาะของแก้วซิลิกอน การปรับปรุงนี้มีความสำคัญและบางครั้งอาจเพิ่มความสามารถด้านแรงดันเกินของอุปกรณ์เป็นสองเท่า
ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคสำหรับการใช้งานอินเวอร์เตอร์อุตสาหกรรม
การใช้อินเวอร์เตอร์สามารถพบได้ทุกที่ในเขตอุตสาหกรรม ทั้งเพื่อการประหยัดพลังงานและลดการสูญเสียของมอเตอร์ ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานของมอเตอร์ ส่วนอินเวอร์เตอร์ของตัวแปลงความถี่จะสร้างระลอกคลื่นขนาดใหญ่ในระหว่างการมอดูเลชั่น และการดูดซับและการปล่อยพลังงานในระหว่างกระบวนการมอดูเลชั่นจะต้องได้รับการสนับสนุนโดยความจุ DC-LINK ที่เพียงพอ
ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคเป็นตัวเลือกทั่วไปในอินเวอร์เตอร์อุตสาหกรรม เรารู้ว่ามีตัวเก็บประจุหลายประเภทในตระกูลตัวเก็บประจุ และคุณสมบัติที่ใหญ่ที่สุดของตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคคือความจุที่ใหญ่ที่สุดต่อหน่วยปริมาตรและต้นทุนต่อหน่วยความจุต่ำที่สุด คุณสมบัติทั้งสองนี้ทำให้เป็นตัวเลือกแรกสำหรับอินเวอร์เตอร์อุตสาหกรรม จำเป็นต้องให้ความสนใจกับแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุอินเวอร์เตอร์แบบสี่-หลัก จำเป็นต้องสำรองส่วนต่างด้านความปลอดภัย ซึ่งโดยปกติจะสงวนไว้ 5% ถึง 10% บางส่วนอยู่ที่จุดสูงสุดของพื้นฐานบวก 50V หรือสูงกว่านั้น
เซอร์โวอินเวอร์เตอร์นั้นคล้ายคลึงกับอินเวอร์เตอร์ทั่วไป- แต่เนื่องจากเซอร์โวอินเวอร์เตอร์ตอบสนองได้เร็วกว่าและแม่นยำกว่า จึงต้องอาศัยข้อกำหนดด้านความจุเกินพิกัดที่มากขึ้น ดังนั้น ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคที่ใช้ในเซอร์โวอินเวอร์เตอร์จะมีพิกัดแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าอินเวอร์เตอร์-วัตถุประสงค์ทั่วไปประเภทเดียวกัน และข้อกำหนดนี้เป็นที่รู้จักในอุตสาหกรรมว่าเป็นข้อกำหนดการชาร์จ/คายประจุที่รวดเร็ว อุตสาหกรรมในปัจจุบันไม่มีมาตรฐานทั่วไปสำหรับการชาร์จและการคายประจุที่รวดเร็ว แต่โดยพื้นฐานแล้วจะต้องเป็นไปตามเงื่อนไขต่อไปนี้ สำหรับตัวเก็บประจุชนิดบูลฮอร์น การชาร์จและการคายประจุแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันเป็น 150V ความถี่ 6Hz เพื่อให้สามารถตอบสนอง 50 ล้านรอบ สำหรับแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุชนิดโบลต์- ก็คือ 150V ความถี่ 3Hz เพื่อตอบสนอง 20 ล้านรอบ รอบ พูดง่ายๆ ก็คือตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคอินเวอร์เตอร์ 220V ทั่วไปที่ใช้ใน 400V ในขณะที่จำเป็นต้องใช้เซอร์โวตัวเดียวกันในกรณี 450V
สรุป
อุตสาหกรรมกระบวนการมีกลุ่มเครื่องจักรหรือระบบจำนวนมาก และการเชื่อมต่อระหว่างกันซึ่งขึ้นอยู่กับเซ็นเซอร์เพื่อการทำงานที่เหมาะสม และเซ็นเซอร์ในการใช้งานทางอุตสาหกรรมก็มีบทบาทสำคัญ จำเป็นต้องเลือกเซ็นเซอร์เหล่านี้โดยคำนึงถึงข้อกำหนดที่รุนแรงของสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม และเชื่อถือได้เพียงพอที่จะกำจัดจุดบอดในกระบวนการโรงงาน ส่งผลให้ได้การผลิตคุณภาพสูง