溫度和濕度對(duì)于編碼器性能有哪些影響？

對(duì)于高要求的工業(yè)環(huán)境，工程師在選用Hengstler編碼器的時(shí)候必須考慮惡劣的環(huán)境條件，例如極端溫度、高濕度和大量水。在選擇高溫編碼器時(shí)需要考慮材料和部件的熱膨脹，例如編碼器盤(pán)在高溫下的熱膨脹以及在最高預(yù)期溫度下的最大運(yùn)行速度。在為低溫指定編碼器時(shí)，應(yīng)考慮由于硬化潤(rùn)滑劑引起的熱收縮和額外的啟動(dòng)扭矩。


在這里，我們一起了解一下溫度和濕度等因素對(duì)亨士樂(lè)編碼器性能和壽命的影響，并討論在什么樣的環(huán)境下如何指定合適的設(shè)備。

溫度對(duì)Hengstler編碼器性能的影響

在一個(gè)光學(xué)編碼器，代碼盤(pán)在 LED 和光電探測(cè)器之間通過(guò)，調(diào)制光束以生成脈沖流，該脈沖流可以被處理以產(chǎn)生速度、方向和/或位置。光學(xué)編碼器使用由玻璃、聚酯薄膜或金屬制成的編碼盤(pán)。磁性編碼器的工作原理類似，但使用帶有磁疇圖案的輪子。在這兩種情況下，極端溫度和濕度都會(huì)影響性能、機(jī)械性能和使用壽命。

高溫下的熱膨脹是一個(gè)問(wèn)題。在光學(xué)編碼器，圓盤(pán)和源/檢測(cè)器之間的氣隙可以窄至 0.020”。根據(jù)溫度、間隙的大小、材料的熱膨脹系數(shù) (CTE) 和方向，這種膨脹可能會(huì)使組件相互接觸，從而導(dǎo)致?lián)p壞甚至災(zāi)難性故障。

極端溫度也會(huì)損壞光盤(pán)本身。高溫會(huì)使聚酯薄膜變色，導(dǎo)致信號(hào)失真。極端條件會(huì)扭曲磁盤(pán)本身。熱量還會(huì)降低軸承、潤(rùn)滑劑和密封件的性能，導(dǎo)致整個(gè)裝置過(guò)早失效。

在采礦、石油和天然氣以及越野應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的低溫會(huì)帶來(lái)一系列不同的問(wèn)題。熱收縮會(huì)扭曲光學(xué)編碼器的碼盤(pán)，影響信號(hào)質(zhì)量并可能引入異常。軸承和潤(rùn)滑可能會(huì)成為問(wèn)題。潤(rùn)滑劑在低溫下會(huì)變硬。如果亨士樂(lè)編碼器一直處于閑置狀態(tài)，則潤(rùn)滑劑在啟動(dòng)時(shí)將不會(huì)均勻地分布在軸承周圍。由于滾動(dòng)元件與軸承內(nèi)圈或外圈之間的摩擦，這種情況可能導(dǎo)致軸承部件損壞。潤(rùn)滑劑的稠度也可以顯著增加啟動(dòng)扭矩。


到目前為止，我們一直專注于光學(xué)編碼器。極端溫度也會(huì)影響磁性編碼器，盡管程度較輕。磁輪的膨脹和收縮可以改變磁極的間距，從而改變輸出。氣隙不是問(wèn)題。通常，現(xiàn)代磁性編碼器具有較寬的氣隙（高達(dá) 0.070 英寸），并且由于熱膨脹或收縮引起的任何變化都在可工作氣隙的公差范圍內(nèi)。

如何為極端溫度選擇Hengstler編碼器

所有這些因素都使得在指定編碼器時(shí)必須考慮溫度。請(qǐng)注意，超過(guò)編碼器的推薦速度會(huì)降低其熱容差?？紤]一個(gè)額定溫度為 -40°C 至 85°C 的編碼器，建議最高速度為 3000 RPM。對(duì)于高于該速度的每 1000 RPM，溫度通常會(huì)降低 10 倍。

確保制造商已使用高加速壽命測(cè)試 (HALT) 對(duì)設(shè)備進(jìn)行了認(rèn)證。這包括當(dāng)暴露于熱沖擊（溫度的快速和寬幅波動(dòng)）以及振動(dòng)時(shí)的設(shè)計(jì)性能。對(duì)于玻璃編碼盤(pán)等易碎組件來(lái)說(shuō)，這些條件可能是一個(gè)特殊的問(wèn)題。

應(yīng)用程序的性能要求也可能發(fā)揮作用。磁盤(pán)的質(zhì)量和分辨率之間需要權(quán)衡取舍。玻璃和金屬碼盤(pán)數(shù)量有限。最高分辨率的編碼器使用更容易受到極端溫度影響的 Mylar 碼盤(pán)。不要假設(shè)更高的分辨率就一定更好。編碼器只能報(bào)告位置，不能補(bǔ)償系統(tǒng)中的機(jī)械誤差。指定分辨率時(shí)，請(qǐng)務(wù)必選擇對(duì)應(yīng)用程序真正有益的級(jí)別。 

濕度對(duì)Hengstler編碼器性能的影響

濕度是一系列應(yīng)用中的一個(gè)問(wèn)題，包括海洋環(huán)境、造紙等工業(yè)制造以及藥品制造和食品制備中的沖洗環(huán)境。濕度會(huì)降低光學(xué)表面的質(zhì)量，從而衰減光學(xué)編碼器中的信號(hào)。它還會(huì)損壞電子設(shè)備，導(dǎo)致早期故障。這在腐蝕性環(huán)境（例如海洋環(huán)境或涉及刺激性化學(xué)品的環(huán)境）中是一個(gè)特殊問(wèn)題。對(duì)于這些應(yīng)用，OEM 最好選擇具有防護(hù)等級(jí) (IP) 的組件。

IP 級(jí)組件專為在所列條件下使用而設(shè)計(jì)。例如，IP64 裝置是防塵的，可以承受低壓噴水，而 IP66 組件可以處理高壓水射流，IP67 裝置可以防止浸入指定深度。特殊措施包括封裝電子器件、軸承上復(fù)雜的密封設(shè)計(jì)、密封和潤(rùn)滑劑的替代材料以及特殊外殼。

根據(jù)分辨率和性能要求，磁性編碼器可能是更好的解決方案。磁性編碼器不受潮氣影響。它們可以在潮濕的環(huán)境中運(yùn)行，甚至可以完全浸入液體中。

在確定亨士樂(lè)編碼器型號(hào)之前必須考濾編碼器的使用環(huán)境。了解 IP 等級(jí)系統(tǒng)以選擇能夠提供所需使用壽命的設(shè)備。與廠家溝通以確保設(shè)備已獲得適當(dāng)?shù)馁Y格并發(fā)現(xiàn)任何特殊的安裝要求。

對(duì)于最極端的環(huán)境，最好的反饋選項(xiàng)可能是解析器. 這些設(shè)備不包含任何板載電子設(shè)備。它們?cè)谧類毫拥臈l件下表現(xiàn)良好。與您的供應(yīng)商交談以確定解析器是否適合您。

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