LVDT-verplaatsingssensor voor zeemetingen
De onderzeeër is een van de meest veeleisende omgevingen en het is moeilijk voor sensoren om goed te presteren. Vooral wanneer ze 20 jaar onder water moeten worden gebruikt. In een onderzeese omgeving, wanneer de zeewaterdiepte 4500 meter bereikt, ontstaat er een externe druk van ongeveer 7500 psi op de sensor. In een dergelijke omgeving met hoge druk zullen veel sensoren na een tijdje niet meer werken en zal het vervangen van de sensor hoge kosten met zich meebrengen. Normaal gesproken zal de onderhoudsservice ook een hoge kostenpost zijn. Het verlengen van de levensduur van de sensor is daarom een vereiste in veel toepassingen. Aan de andere kant zal zeewater ook het metaal van de sensor aantasten. Verschillende zeewaterdieptes hebben verschillende zuurstofconcentraties, temperaturen, pH-waarden, chloorgehaltes, biologische activiteit, geleidbaarheid en snelheid, wat de corrosie versnelt. Niet alleen putcorrosie en scheuren, maar ook corrosie tussen de korrels kunnen allemaal een storing veroorzaken.
Normaal gesproken is LVDT de enige sensor die nauwkeurige en betrouwbare prestaties kan leveren onder omstandigheden op de zeebodem.
Troebel of verontreinigd water is meestal een broedplaats voor veel bacteriën, wat ook de prestaties van sensoren kan beïnvloeden. De hoge geleidbaarheid van zeewater bevordert corrosie van de macrocel en verhoogt ook de temperatuur. Corrosie veroorzaakt door micro-organismen is ook een zeer ernstig probleem. De installatieomstandigheden en sensormaterialen beïnvloeden de effecten, vooral bij gebruik van laagwaardig austenitisch roestvast staal. De meest voor de hand liggende manifestatie is de verslechtering van de materiaalprestaties, met name bij lasverbindingen. Als dit niet tijdig wordt onderzocht en behandeld, kan het een scheur veroorzaken. Door de druk en de invloed van zeewater wordt het een grote uitdaging om een sensor met betrouwbare prestaties te maken. LVDT (lineaire variabele differentiaaltransformator) met een speciale legering en luchtdichte afdichting is de enige sensor die nauwkeurige en betrouwbare prestaties kan leveren onder zeebodemomstandigheden.
Wat is LVDT
De lineaire variabele differentiaaltransformator (LVDT) is een positietransducer die contactloos is, een absolute uitlezing heeft en in wezen een oneindige resolutie. Hij bestaat uit drie of meer spoelen waarbinnen een magnetisch permeabele kern beweegt om een variabele koppeling te creëren tussen de primaire spoel en de secundaire spoelen (meestal twee). Hoewel de detectietechniek contactloos is, wordt er vaak een mechanische constructie toegevoegd om de kern gedurende de hele slag in de spoel te houden. Een voorbeeld hiervan is de configuratie die een LVDT-meetkop wordt genoemd. Praktische lineaire sensoren kunnen worden ontworpen met een niet-lineariteit van minder dan 0,2% en een volledig schaalbereik (FSR) van minder dan 1 tot meer dan 100 mm. De resolutie is vrijwel oneindig. Gebogen en roterende sensoren zijn mogelijk. Populaire toepassingen zijn onder andere industriële machines, zoals metaalbewerkingsmachines en dimensionale verificatie tijdens het proces, evenals automobiel- en commerciële producten.
LVDT's vereisen een set elektronische schakelingen voor aansturing en conditionering. Een typische LVDT wordt verkocht als een sensorelement met een kern, waarbij de elektronische schakeling als een afzonderlijk onderdeel wordt geleverd. Een LVDT die alle benodigde elektronica in de behuizing heeft, wordt vaak een dc-LVDT genoemd, omdat deze op een gelijkstroomvoeding werkt en een dc-uitgang heeft. De interne werking omvat echter de normale ac-aansturing, demodulatie en signaalconditioneringsschakeling.
