Жоғары/төмен температура жағдайында магниттік кодтаушы дискілер үшін температура рейтингін таңдау: инъекциялық құйылған феррит Vs. Резеңке магнит — «Феррит» сөзіне қарап қалмаңыз

Бірлескен робот бірнеше сағат бойы үздіксіз жұмыс істегеннен кейін оның орны туралы кері байланыс баяу жылжи бастайды. Буын бөлшектелгенде, магниттік кодтаушы дискі бүтін болып көрінеді және оның магниттелуі айқын ауытқушылықты көрсетпейді, бірақ оны бөлме температурасында қайта тексергенде, бұрыштық қате бастапқы мәніне оралмайды. Мәселе көбінесе кодтаушы чипте емес, диск материалының жоғары температуралық әрекеті бағаланбағандығында.

Магниттік кодтаушы дискілер үшін материалды таңдауда инъекциялық құйылған феррит пен резеңке магнит ең жиі салыстырылатын екі нұсқа болып табылады. Жалпы қате пікір: екеуі де 'феррит магниттері' деп аталады, сондықтан олардың температураға төзімділігі бірдей болуы керек. Шындық керісінше - олардың температуралық рейтингі негізінен ферритті магниттік ұнтақ емес, магниттік ұнтақты бірге ұстап тұратын 'байланыстырушы' болып табылады . Феррит магнитті ұнтағының Кюри температурасының өзі 450–470°C-қа дейін жоғары болуы мүмкін, бірақ шифрлаушы дискінің ұзақ уақыт жұмыс істей алатын максималды температурасы толығымен дерлік матрицалық материалдардың (нейлон, PPS, нитрилді резеңке немесе гидрогенизацияланған нитрилді каучук) қаншалықты жоғары төтеп бере алатынына байланысты.

1. Екі материалдың 'Температура ақиқаты': магниттік ұнтақ еденді, байланыстырғыш төбені орнатады.

Инъекциялық құйылған феррит магнитті феррит ұнтағын термопластикалық шайырмен (нейлон, ППС және т.б.) араластырып, оны бүрку арқылы жасайды. Оның температуралық төбесі ферритпен емес, шайырмен анықталады:

• Нейлон 12 (PA12) матрицасы: максималды жұмыс температурасы шамамен  120°C;

• Нейлон 6 (PA6) матрицасы: шамамен  150°C;

• Полифенилен сульфиді (PPS) матрицасы: шамамен жетуі мүмкін 180°C .

Резеңке магнит - нитрилді резеңке (NBR), гидрленген нитрилді каучук (HNBR) немесе басқа эластомерлер ферритті магнитті ұнтақпен толтыру арқылы жасалған икемді магнит. Оның температураға төзімділігі резеңке құрамда да басым және таралу көптеген адамдар ойлағаннан да үлкен:

• Кодер дискілеріндегі әдеттегі NBR формулалары әдетте шамасында ұзақ мерзімді жұмыс температурасының жоғарғы шегінде бағаланады  80°C . 80°C температурада қысқа мерзімді әсер ету магниттік ыдырауды салыстырмалы түрде төмен деңгейде ұстай алады, бірақ одан әрі қыздыру қайтымсыз магнитсіздену қаупін айтарлықтай арттырады;

• Өнеркәсіптік кодерлерге арналған NBR формулалары  140–150°C , ал HNBR формулалары одан әрі  160–180°C жетуі мүмкін.;

• Силиконды резеңке немесе арнайы магнитті ұнтақ модификациясы сияқты жоғары температуралық матрицалар арқылы резеңке магниттердің қысқа мерзімді төзімділік төбесі одан да жоғары болуы мүмкін, бірақ мұндай тұжырымдар өлшемдік тұрақтылық, модуль және құны бойынша бағаны төлейді.

• Басқаша айтқанда, екі мәлімдеме де — 'резеңке магниттер тек 80°C-қа жетуі мүмкін' және 'резеңке магниттер де 150°C-ден жоғары температураға жетуі мүмкін» - дұрыс болуы мүмкін. Айырмашылық 'резеңке магнит' санатының кең атауында емес, тұжырымда. Егер таңдау резеңке маркасын және жеткізушінің нақты ұзақ мерзімді температура қисығын бұғаттамай тек 'резеңке магнит' деп жазылса, жоғары температура жағдайында тәуекелдерді кіріс инспекциясымен тоқтату мүмкін емес.

2. Жоғары/төмен температураны таңдаудағы негізгі бөлу сызығы: 'Оны қолдануға болады ма' емес, 'Магнитсіздену қайтымды ма'

Магниттік кодтаушы дискілерге температураның әсері екі санатқа бөлінеді. Оларды біріктіру жоғары температурада валидация кезінде қате пікірдің ең көп тараған көзі болып табылады.

Қайтымды демагнетизация  дегеніміз, температура көтерілген сайын реманенттілік пен коэрцивтілік температура коэффициентіне сәйкес уақытша төмендейді, ал температура қалпына келген кезде магниттік өнімділік негізінен қалпына келеді. Инъекциялық құйылған ферриттің қалдық температурасының коэффициенті аралығында болады  -0,18%/°C және -0,20%/°C . Бұл 25°C-тан 100°C-қа дейін тек температура коэффициентінен туындаған реманенттік құлдырау он пайыздық тармақтан астам екенін білдіреді. Бұл құлдыраудың өзі міндетті түрде дискінің 'нашар' дегенді білдірмейді, бірақ жоғары температурада сенсор көретін тиімді сигнал амплитудасы кішірейеді және бірдей шу, эксцентристік және сыртқы магниттік кедергілер бұрышты есептеуде көбірек күшейеді, бұл бұрыштық діріл, нөлдік позицияның ауытқуы немесе жоғары жылдамдықтағы ақаулар ретінде көрінеді.

Қайтымсыз магнитсіздену  температураның белгілі бір шекті мәннен асқаннан кейін магниттік домен құрылымының тұрақты өзгеріске ұшырауын және бөлме температурасына оралғаннан кейін магниттік өнімділіктің әлі де қалпына келмейтінін білдіреді. Инъекциялық құйылған феррит үшін коэрцивтілік салыстырмалы түрде төмен, ал жоғары температурада жұмыс нүктесінің тізесін кесіп өту қаупі жоғары; резеңке магниттер үшін жоғары температурада байланыстырғыштың жұмсартылуы немесе қартаюы магнитті ұнтақ бөлшектерінің дисперсиялық күйін өзгертеді, бұл уақытша құлдырауды тұрақты жоғалтуға дейін қатайтуы мүмкін.

Демек,  жоғары/төмен температураны таңдаудың шынайы критерийі 'материалдың номиналды температуралық рейтингі' емес, 'ең жоғары жұмыс температурасында бөлме температурасына оралғаннан кейін бұрыштық қателік пен магнит өрісінің қалдығы рұқсат етілген диапазонда қалуы ма.'  'магнитсіздендірілуі' тек материалдың таңдалған температурасының жоғары немесе жоғары температуралық амплитудасының төмендеуіне қарай бағаланады. жеткізушінің TDS-дегі бір максималды температура саны ғана кодтаушы жүйенің нақты тәуекелдерін жабу үшін жеткіліксіз.

3. Жұмыс температурасының диапазоны бойынша таңдау: әрекет ететін шешім шеңбері

'Температураға төзімділіктің қайсысы жақсырақ, бүркумен құйылған феррит немесе резеңке магнит' деп сұраудың орнына, бірінші кесу ретінде максималды жұмыс температурасын және екінші кесу ретінде валидация мүмкіндігін қолданған дұрыс.

≤ 80°C қоршаған орта/төмен температура диапазоны : Екеуі де жарамды. Инжекциялық құйылған феррит магниттік өнімділікте, өлшемдік дәлдікте және көп полюсті магниттелу консистенциясы бойынша артықшылықтарға ие; резеңке магниттердің икемділігі соққыға төзімділікке және тұрақты емес орнатуға бейімделуге көмектеседі және құны салыстырмалы түрде қолайлы. Бұл кезде таңдау температураға төзімділікке емес, ажыратымдылыққа, полюс қадамына және құрылымдық интеграция талаптарына көбірек назар аударуы керек. Айта кету керек, резеңке магниттер өте төмен температурада (мысалы, -40°C) қатаюы мүмкін. Қолданба төмен температурада іске қосуды немесе термиялық соққыны қамтыса, тек 'төмен температураға төзімді' белгісін ғана емес, төмен температурада құрамның икемділігін сақтауын растау керек.

80–120°C орташа-жоғары температура диапазоны : Бұл екеуінің бір-бірінен айырмашылығы бар аралық. Кәдімгі резеңке магнитті құрамдар осы диапазонда мұқият бағалауды қажет ететін аймаққа енді; бүркумен құйылған ферриттің PA12 матрицасының номиналды жоғарғы шегі шамамен 120°C болады, бірақ кодтаушы диск ретінде пайдаланылған кезде, 'материалдың жоғарғы шегін' тікелей 'конструкциялық жұмыс нүктесі' ретінде қарастырмаған жөн. Егер жұмыс шыңы 120°C-қа жақын болса, PA6 құйылған феррит негізіндегі 150°C) кеңірек маржаны қамтамасыз етеді және қайтымсыз жоғалту бөлме температурасына оралғаннан кейін температура циклінен кейінгі қалдық арқылы расталуы керек.

120–150°C : PA6 негізіндегі инъекциялық құйылған феррит осы температура диапазонына табиғи үміткер болып табылады, ал резеңке магниттер жоғары температуралық NBR немесе HNBR формуласын нақты таңдауды және жеткізушінің қысқа мерзімді лездік төзімділік мәндеріне ғана емес, мақсатты температурада ұзақ мерзімді қартаю деректерін сұрауды талап етеді. Бұл жолақ сонымен қатар 'формуляция барлық айырмашылықты жасайды' ең айқын көрінетін жер: бірдей 'резеңке магнит' үшін әдеттегі NBR формулалары мен шифрлағыштарға арналған жоғары температуралық NBR/HNBR тұжырымдары 150°C-қа жуық ұзақ мерзімді әрекетте мүлдем басқаша әрекет етуі мүмкін.

> 150°C : PPS негізіндегі бүркумен құйылған феррит (шамамен 180°C) материалдың екі түрі арасындағы неғұрлым шынайы нұсқа болып табылады. Резеңке магниттер мүлдем жарамсыз емес, бірақ олар жоғары температуралық резеңке матрицаны немесе арнайы модификацияланған формуланы қажет етеді, ал икемділік, өлшемдік тұрақтылық және баға арасындағы айырбастар анағұрлым айқын болады. Ұзақ уақыт бойы жұмыс күйі 180°C асатын болса, органикалық байланыстырғыш магниттердің екі түрі де материал жүйесінің шекараларына жақындай бастайды және таңдау талқылауы 'инъекциялық құйылған феррит немесе резеңке магнит' арасындағы дәл реттеуді жалғастырмай, басқа магниттік жүйелерге немесе жүйе деңгейіндегі жылуды басқаруға ауысуы керек.

Төмен температураның ұшын тек 'ең төменгі температура' арқылы бағалауға болмайды. Ферриттің коэрцивтік температура коэффициенті реманенттік температура коэффициентінен бағыты бойынша ерекшеленеді және кейбір феррит сорттарында төмен температурада қайтымсыз төмен температуралық магнитсіздену механизмі бар; резеңке магниттердің төмен температуралық қаупі резеңке матрицаның қатаюында және морттануында көбірек шоғырланған. Ауыспалы жоғары/төмен температура жағдайында  температура циклінен кейінгі бұрыштық нөлдік позиция тұрақтылығы  бір температура нүктесіндегі магниттік өнімділікке қарағанда нақты жұмыс жағдайында дискінің пайдалану мүмкіндігін көрсетеді.

4. Валидацияда ең оңай жіберілген қадам

Магниттік кодтағыштарды жоғары температурада валидациялауда 'дұрыс сияқты' тұзақ бар: магнит өрісінің амплитудасы қыздырғаннан кейін төмендейді, салқындағаннан кейін толық қалпына келмейді, содан кейін қайтымсыз демагнетизация ретінде бағаланады. Бірақ амплитуданың қалдығы магниттен немесе құрастыру кернеуінің босатылуынан, құрылымдық жылу кеңеюінен туындаған ауа саңылауларының өзгеруінен немесе сенсордың алдыңғы жағындағы дрейфтен туындауы мүмкін. Керісінше, салқындағаннан кейін қалпына келетін жоғары температурадағы уақытша амплитуданың төмендеуі жүйенің жоғары температура кезеңінде міндетті түрде қауіпсіз екенін білдірмейді — тиімді сигнал азайғаннан кейін, жоғары температура процесі кезінде бұрыштық қателік шектен асып кеткен болуы мүмкін және салқындағаннан кейін ол жай ғана 'жақсы көрінеді'.

Неғұрлым сенімді тәсіл:  температура цикліне дейін және одан кейін негізгі критерий ретінде бұрыштық қатені және нөлдік позицияның ауытқуын және көмекші диагностикалық шама ретінде магнит өрісінің амплитудасын пайдаланыңыз . Бөлме температурасына оралғаннан кейін бұрыштық қате және нөлдік позиция бастапқы мәнге оралмаса, онда бұл қайтымсыз магнит жоғалуы, байланыстырғыштың ескіруі немесе құрастыру күйінің өзгеруі болып табылатынын анықтаңыз. Инъекциялық құйылған феррит және резеңке магнит сияқты байланыстырылған магниттер үшін жоғары температура әсерінен кейін байланыстырушы күйдің өзгеруі көбінесе 'магнит кенеттен жоғалады' ретінде емес, әдеттегі 'магнитизация жақсы, сыртқы түрі OK' тексерулері арқылы оңай өткізіп жіберетін бұрыштық сигналдың баяу нашарлауы ретінде көрінеді.

Қорытынды

Жоғары/төмен температура жағдайында магниттік кодтаушы дискілерді таңдау «инжекциялық құйылған феррит пен резеңке магнит» арасындағы екілік таңдау емес, екі дәйекті сұрақ:  максималды жұмыс температурасы мен циклдік режим үміткер материалдардың байланыстырғыш жүйесін анықтайды; валидация деректері, әсіресе бөлме температурасына оралғаннан кейінгі бұрыштық қалдық — үміткер материалдың дизайнға шынымен кіре алатынын анықтайды . Инъекциялық құйылған ферриттің температуралық төбесі шайырлы сортта, резеңке магниттің температуралық төбесі резеңке формуласында, ал кодтаушының сенімділігі температура циклінен кейінгі бұрыштық қателікте жазылады. Осы үш қабатты бөлек ұстау арқылы ғана таңдау 'феррит жоғары температураға төзімді' деген тым өрескел әсермен тоқтамайды.

Жылдам таңдауды тексеру тізімі

• Алдымен құлыптаңыз  максималды жұмыс температурасын  және  циклдар санын ; ең жоғары температураның орнына орташа температураны қолданбаңыз.

• Инъекциялық құйылған феррит үшін  шайыр матрицасы туралы нақты сұраңыз : PA12 ≈ 120°C, PA6 ≈ 150°C, PPS ≈ 180°C; уәкілетті орган ретінде жеткізушінің өлшенген ұзақ мерзімді температура қисығын пайдаланыңыз.

• Резеңке магниті үшін  резеңке маркасы туралы нақты сұраңыз : әдеттегі NBR құрамдарының және жоғары температурадағы NBR/HNBR құрамдарының ұзақ мерзімді жоғарғы шектері Цельсий бойынша ондаған градусқа ерекшеленуі мүмкін; жай ғана 'резеңке магнит' деп жазбаңыз.

• Жеткізушіден  мақсатты температурада бөлме температурасына оралғаннан кейін ескіргеннен кейінгі бұрыштық қатені/магниттік өріс қалдығын қамтамасыз етуді талап етіңіз.жоғары температурадағы лездік магнит ағынын емес,

• Төмен температуралық жағдайлар үшін растаңыз. резеңке матрицаның төмен температурадағы морттану қаупін  және  ферриттің төмен температурадағы қайтымсыз магнитсіздену тенденциясын .