Zgjedhja e vlerësimit të temperaturës për disqet e koduesit magnetik në kushte të temperaturës së lartë/të ulët: Ferriti i derdhur me injeksion Vs. Magnet gome - Mos shikoni vetëm fjalën 'Ferrite'

Pasi një robot bashkëpunues vrapon vazhdimisht për disa orë, reagimet e pozicionit të tij fillojnë të lëvizin ngadalë. Kur nyja çmontohet, Disku i koduesit magnetik duket i paprekur dhe magnetizimi i tij nuk tregon anomali të dukshme, por kur ritestohet në temperaturën e dhomës, gabimi këndor nuk kthehet në vlerën e tij fillestare. Problemi shpesh nuk qëndron në çipin e koduesit, por në faktin se sjellja e materialit të diskut në temperaturë të lartë është nënvlerësuar.

Në përzgjedhjen e materialit për disqet e koduesit magnetik, ferriti i formuar me injeksion dhe magneti i gomës janë dy opsionet më të zakonshme të krahasuara. Një gjykim i gabuar i zakonshëm është: të dy quhen 'magnet ferrit', kështu që rezistenca e tyre ndaj temperaturës duhet të jetë e ngjashme. Realiteti është pikërisht e kundërta - ajo që përcakton vlerësimin e temperaturës së tyre nuk është kryesisht pluhuri magnetik i ferritit, por 'lidhësi' që mban të bashkuar pluhurin magnetik . Temperatura Curie e pluhurit magnetik të ferritit mund të jetë deri në 450-470°C, por temperatura maksimale në të cilën një disk kodues mund të funksionojë për një kohë të gjatë varet pothuajse tërësisht nga sa lart mund të përballojnë materialet e matricës - najloni, PPS, goma nitrile ose goma e nitrilit të hidrogjenizuar.

1. 'E vërteta e temperaturës' e dy materialeve: pluhuri magnetik vendos dyshemenë, lidhësi vendos tavanin

Ferriti i derdhur me injeksion bëhet duke përzier pluhur magnetik të ferritit me rrëshirë termoplastike (najlon, PPS, etj.) dhe duke e formuar atë me injeksion. Tavani i tij i temperaturës përcaktohet nga rrëshira, jo nga ferriti:

• Matrica najlon 12 (PA12): temperatura maksimale e punës afërsisht  120°C;

• Matrica e najlonit 6 (PA6): afërsisht  150°C;

• Matrica e sulfidit të polifenilenit (PPS): mund të arrijë afërsisht  180°C.

Magneti gome është një magnet fleksibël i bërë duke mbushur gomën nitrile (NBR), gomën e hidrogjenizuar të nitrilit (HNBR) ose elastomere të tjerë me pluhur magnetik ferrit. Rezistenca e saj ndaj temperaturës dominohet gjithashtu nga formulimi i gomës dhe përhapja është më e madhe nga sa e imagjinojnë shumë njerëz:

• Formulimet konvencionale NBR në disqet e koduesit zakonisht vlerësohen në një kufi të sipërm të temperaturës së punës afatgjatë prej rreth  80°C . Ekspozimi afatshkurtër në 80°C mund të mbajë zbërthimin magnetik në një nivel relativisht të ulët, por ngrohja e mëtejshme rrit ndjeshëm rrezikun e çmagnetizimit të pakthyeshëm;

• Formulimet NBR për koduesit industrialë mund të arrijnë  140-150°C , dhe formulimet HNBR mund të arrijnë më tej  160-180°C;

• Nëpërmjet matricave me temperaturë të lartë si goma silikoni ose modifikimi i posaçëm i pluhurit magnetik, tavani i tolerancës afatshkurtër të magneteve të gomës mund të jetë edhe më i lartë, por formulime të tilla paguajnë një çmim në stabilitetin dimensional, modulin dhe koston.

• Me fjalë të tjera, të dy deklaratat - 'magnetet e gomës mund të arrijnë vetëm 80°C' dhe 'magnetet e gomës mund të arrijnë gjithashtu mbi 150°C' - mund të jenë të vërteta. Dallimi qëndron në formulimin, jo në emrin e kategorisë së gjerë 'magnet gome' Nëse zgjedhja thotë vetëm 'magnet gome' pa mbyllur shkallën e gomës dhe kurbën aktuale të temperaturës afatgjatë të furnitorit, rreziqet në kushtet e temperaturës së lartë nuk mund të ndalen nga inspektimi i ardhshëm.

2. Linja kryesore ndarëse në përzgjedhjen e temperaturës së lartë/të ulët: Jo 'nëse mund të përdoret', por 'nëse demagnetizimi është i kthyeshëm'

Efektet e temperaturës në disqet e koduesit magnetik ndahen në dy kategori. Përzierja e tyre është burimi më i zakonshëm i gjykimit të gabuar në vërtetimin e temperaturës së lartë.

Demagnetizimi i kthyeshëm  do të thotë që ndërsa temperatura rritet, remanenca dhe shtrëngimi ulen përkohësisht sipas koeficientit të temperaturës, dhe kur temperatura rikuperohet, performanca magnetike në thelb rikuperohet gjithashtu. Koeficienti i temperaturës së remanencës së ferritit të derdhur me injeksion është i rendit nga  -0,18%/°C deri në -0,20%/°C . Kjo do të thotë se nga 25°C në 100°C, rënia e remanencës e shkaktuar vetëm nga koeficienti i temperaturës është më shumë se dhjetë pikë përqindjeje. Vetë kjo rënie nuk do të thotë domosdoshmërisht se disku është 'i keq', por në temperaturë të lartë amplituda efektive e sinjalit e parë nga sensori bëhet më e vogël dhe e njëjta zhurmë, ekscentricitet dhe ndërhyrje magnetike e jashtme përforcohen më shumë në llogaritjen e këndit, duke u shfaqur si dridhje këndi, zhvendosje në pozicion zero ose defekte të shpejtësisë në kushte të larta të shpejtësisë.

Demagnetizimi i pakthyeshëm  do të thotë që pasi temperatura tejkalon një prag të caktuar, struktura e domenit magnetik pëson një ndryshim të përhershëm dhe performanca magnetike ende nuk rikuperohet pas kthimit në temperaturën e dhomës. Për ferritin e formuar me injeksion, shtrëngimi është relativisht i ulët dhe rreziku i kalimit të gjurit të pikës së funksionimit në temperaturë të lartë është më i lartë; për magnetet e gomës, zbutja ose plakja e lidhësit në temperaturë të lartë ndryshon gjendjen e shpërndarjes së grimcave të pluhurit magnetik, gjë që mund të ngurtësojë gjithashtu një rënie të përkohshme në humbje të përhershme.

Prandaj,  kriteri i vërtetë për zgjedhjen e temperaturës së lartë/të ulët nuk është 'çfarë vlerësimi nominal të temperaturës ka materiali', por 'nëse, në temperaturën maksimale të punës, gabimi këndor dhe fusha magnetike e mbetur pas kthimit në temperaturën e dhomës mbeten brenda kufijve të lejuar.'  Duke gjykuar 'demagnetizimin' vetëm nga sa shumë e lartë ose zvogëlohet një fushë magnetike. materiali vetëm me një numër maksimal të temperaturës në TDS të furnizuesit, është i pamjaftueshëm për të mbuluar rreziqet aktuale të sistemit të koduesit.

3. Zgjedhja sipas brezit të temperaturës së funksionimit: Një kornizë vendimi e zbatueshme

Në vend që të pyesni 'cila ka rezistencë më të mirë ndaj temperaturës, ferrit të formuar me injeksion ose magnet gome', është më mirë të përdorni temperaturën maksimale të funksionimit si prerjen e parë dhe aftësinë e vlefshmërisë si prerjen e dytë.

Gama e ambientit/temperaturës së ulët ≤ 80°C : Të dyja janë të përdorshme. Ferriti i derdhur me injeksion ka avantazhe në performancën magnetike, saktësinë e dimensioneve dhe qëndrueshmërinë e magnetizimit shumëpolësh; fleksibiliteti i magneteve të gomës ndihmon në rezistencën ndaj ndikimit dhe përshtatjen ndaj montimit të parregullt, dhe kostoja është relativisht miqësore. Në këtë pikë, përzgjedhja duhet të fokusohet më shumë në rezolucionin, lartësinë e shtyllës dhe kërkesat e integrimit strukturor, në vend të rezistencës ndaj temperaturës. Duhet të theksohet se magnetët e gomës mund të ngurtësohen në temperatura shumë të ulëta (p.sh. -40°C). Nëse aplikacioni përfshin fillimin në temperaturë të ulët ose goditje termike, duhet të konfirmohet ruajtja e fleksibilitetit të formulimit në temperaturë të ulët, jo vetëm etiketa 'rezistente ndaj temperaturës së ulët'.

80–120°C diapazoni i temperaturës mesatare-të lartë : Ky është intervali ku të dyja ndryshojnë materialisht. Formulimet konvencionale të magnetit të gomës kanë hyrë tashmë në një zonë që kërkon vlerësim të kujdesshëm në këtë gamë; matrica PA12 e ferritit të derdhur me injeksion ka një kufi nominal të sipërm prej rreth 120°C, por kur përdoret si një disk kodues, këshillohet që 'kufiri i sipërm i materialit' të mos trajtohet drejtpërdrejt si 'pika e funksionimit të projektimit'. Nëse kulmi i funksionimit është afër 120°C, i përcaktuar në PA 6 më shumë 150°C) do të sigurojë një diferencë më të madhe dhe humbja e pakthyeshme duhet të konfirmohet përmes mbetjes së ciklit pas temperaturës pas kthimit në temperaturën e dhomës.

120–150°C : Ferriti i formuar me injeksion me bazë PA6 është kandidati natyror për këtë brez të temperaturës, ndërsa magnetët e gomës kërkojnë në mënyrë eksplicite zgjedhjen e një formulimi NBR ose HNBR me temperaturë të lartë dhe të kërkohen të dhënat e vjetërsimit afatgjatë të furnizuesit në temperaturën e synuar, në vend që të mbështeten vetëm në vlerat afatshkurtëra të qëndrueshmërisë. Ky brez është gjithashtu vendi ku 'formulimi bën të gjithë ndryshimin' është më i dukshëm: për të njëjtin 'magnet gome', formulimet konvencionale NBR dhe formulimet NBR/HNBR me temperaturë të lartë për koduesit mund të sillen krejtësisht ndryshe në sjelljen afatgjatë afër 150°C.

> 150°C : Ferriti i formuar me injeksion me bazë PPS (afërsisht 180°C) është opsioni më real midis dy llojeve të materialit. Magnetët e gomës nuk janë absolutisht të papërdorshëm, por ata kërkojnë një matricë gome me temperaturë të lartë ose formulim të modifikuar posaçërisht, dhe shkëmbimet midis fleksibilitetit, stabilitetit dimensional dhe kostos bëhen më të spikatura. Nëse gjendja e funksionimit tejkalon 180°C për një kohë të gjatë, të dy llojet e magneteve të lidhësit organik fillojnë t'i afrohen kufijve të sistemit të materialit dhe diskutimi i përzgjedhjes duhet të zhvendoset në sisteme të tjera magnetike ose në menaxhimin termik të nivelit të sistemit, në vend që të vazhdojë të rregullojë mirë ndërmjet 'ferritit të derdhur me injeksion ose magnetit të gomës'.

Fundi i temperaturës së ulët gjithashtu nuk mund të gjykohet vetëm nga 'temperatura minimale'. rreziku i temperaturës së ulët të magneteve të gomës është më i përqendruar në forcimin dhe brishtësinë e matricës së gomës. Në kushte alternative të temperaturës së lartë/të ulët,  qëndrueshmëria këndore e pozicionit zero pas ciklit të temperaturës  pasqyron përdorshmërinë e diskut në kushtet aktuale të funksionimit më mirë sesa performanca magnetike në një pikë të vetme të temperaturës.

4. Hapi që humbet më lehtë gjatë vërtetimit

Vërtetimi i temperaturës së lartë të koduesve magnetikë ka një kurth 'në dukje të saktë': amplituda e fushës magnetike bie pas ngrohjes, nuk rikuperohet plotësisht pas ftohjes dhe më pas vlerësohet si demagnetizim i pakthyeshëm. Por mbetja e amplitudës mund të vijë nga magneti, ose nga çlirimi i stresit të montimit, ndryshimet e boshllëkut të ajrit të shkaktuara nga zgjerimi termik strukturor ose zhvendosja e sensorit në pjesën e përparme. Anasjelltas, një rënie e përkohshme e amplitudës në temperaturë të lartë që rikuperohet pas ftohjes nuk do të thotë se sistemi është domosdoshmërisht i sigurt gjatë periudhës së temperaturës së lartë - pasi sinjali efektiv bëhet më i vogël, gabimi këndor mund të ketë kaluar tashmë kufirin gjatë procesit të temperaturës së lartë dhe thjesht 'duket mirë' pas ftohjes.

Një qasje më e fortë është:  para dhe pas ciklit të temperaturës, përdorni gabimin këndor dhe zhvendosjen e pozicionit zero si kriter kryesor dhe amplituda e fushës magnetike si një sasi diagnostike ndihmëse . Nëse gabimi këndor dhe pozicioni zero pas kthimit në temperaturën e dhomës nuk kthehen në bazë, atëherë ndani nëse bëhet fjalë për humbje të pakthyeshme të magnetit, plakje të lidhësit ose ndryshim në gjendjen e montimit. Për magnetet e lidhur si ferriti i formuar me injeksion dhe magneti gome, ndryshimet e gjendjes së lidhësit pas ekspozimit në temperaturë të lartë shpesh nuk manifestohen si 'magneti zhduket papritur', por si një degradim i ngadaltë i sinjalit të këndit, i cili humbet lehtësisht nga kontrollet rutinë 'magnetizimi OK, pamja OK'.

konkluzioni

Në kushte të temperaturës së lartë/të ulët, zgjedhja e disqeve të koduesit magnetik nuk është në thelb një zgjedhje binare midis 'ferritit të formuar me injeksion kundrejt magnetit të gomës', por dy pyetjeve të njëpasnjëshme:  temperatura maksimale e funksionimit dhe mënyra e ciklit përcaktojnë sistemin lidhës të materialeve kandidate; të dhënat e vërtetimit - veçanërisht mbetja këndore pas kthimit në temperaturën e dhomës - përcaktojnë nëse materiali kandidat mund të hyjë vërtet në dizajn . Tavani i temperaturës së ferritit të derdhur me injeksion shkruhet në shkallën e rrëshirës, ​​tavani i temperaturës së magnetit të gomës shkruhet në formulimin e gomës dhe besueshmëria e koduesit shkruhet në gabimin këndor pas ciklit të temperaturës. Vetëm duke i mbajtur këto tre shtresa të ndara, përzgjedhja nuk do të ndalet në përshtypjen tepër të përafërt se 'ferriti është rezistent ndaj temperaturave të larta'.

Lista kontrolluese e përzgjedhjes së shpejtë

• Fillimisht mbyllni  temperaturën maksimale të funksionimit  dhe  numrin e cikleve ; mos përdorni temperaturën mesatare në vend të temperaturës maksimale.

• Për ferritin e derdhur me injeksion, pyesni qartë për  matricën e rrëshirës : PA12 ≈ 120°C, PA6 ≈ 150°C, PPS ≈ 180°C; përdorni lakoren e matur të temperaturës afatgjatë të furnitorit si autoritet.

• Për magnetin e gomës, pyesni qartë për  shkallën e gomës : kufijtë e sipërm afatgjatë të formulimeve konvencionale NBR dhe formulimeve NBR/HNBR me temperaturë të lartë mund të ndryshojnë me dhjetëra gradë Celsius; mos shkruani vetëm 'magnet gome'.

• Kërkoni nga furnizuesi të sigurojë  gabimin këndor pas plakjes/fushën magnetike të mbetur pas kthimit në temperaturën e dhomës në temperaturën e synuar , jo vetëm fluksin magnetik të menjëhershëm në temperaturë të lartë.

• Për kushtet me temperaturë të ulët, konfirmoni gjithashtu  rrezikun e brishtësisë në temperaturë të ulët të matricës së gomës  dhe  tendencën e çmagnetizimit të pakthyeshëm të ferritit në temperaturë të ulët.