مستشعر إزاحة LVDT لقياسات البحر
الغواصة من أقسى البيئات، ويصعب على أجهزة الاستشعار العمل بكفاءة، خاصةً عند استخدامها لمدة 20 عامًا تحت الماء. في بيئة الغواصة، عندما يصل عمق مياه البحر إلى 15000 قدم، يُولّد ضغط خارجي يبلغ حوالي 7500 رطل لكل بوصة مربعة على جهاز الاستشعار. في مثل هذه البيئة عالية الضغط، ستتعطل العديد من أجهزة الاستشعار بعد فترة من العمل، وسيُكلّف استبدال جهاز الاستشعار مبالغ طائلة. عادةً، تُعدّ خدمة الصيانة أيضًا تكلفة باهظة. لذا، يُعدّ إطالة عمر جهاز الاستشعار مطلبًا أساسيًا في العديد من التطبيقات. من ناحية أخرى، تُؤدّي مياه البحر أيضًا إلى تآكل معدن جهاز الاستشعار. يختلف عمق مياه البحر في تركيز الأكسجين ودرجة الحرارة وقيمة الرقم الهيدروجيني ومحتوى الكلور والنشاط البيولوجي والتوصيل والسرعة، مما يُسرّع التآكل. ليس فقط التآكل النقطي والشقوق، بل أيضًا التآكل بين الحبوب، جميعها يُمكن أن تُسبّب عطلًا.
في العادة، يعد LVDT هو المستشعر الوحيد الذي يمكنه توفير أداء دقيق وموثوق به في ظل ظروف قاع البحر.
عادةً ما تُسبب المياه العكرة أو الملوثة تكاثر البكتيريا، مما قد يؤثر على أداء أجهزة الاستشعار. تُعزز الموصلية العالية لمياه البحر تآكل الخلية الكبيرة، وترفع درجة حرارتها. كما يُعد التآكل الناتج عن الميكروبات مشكلة خطيرة للغاية. تؤثر ظروف التركيب ومواد المستشعر على النتائج، خاصةً عند استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي منخفض الجودة. يتمثل أبرز مظاهر ذلك في تدهور أداء المادة، خاصةً عند اللحام. قد يُسبب عدم فحصها ومعالجتها في الوقت المناسب تشققًا. بسبب ضغط مياه البحر وتأثيرها، يُصبح صنع مستشعر أداء موثوق تحديًا كبيرًا. يُعد محول LVDT (المحول التفاضلي المتغير الخطي) المصنوع من سبيكة خاصة ومانع تسرب محكم الغلق المستشعر الوحيد الذي يوفر أداءً دقيقًا وموثوقًا به في ظروف قاع البحر.
ما هو LVDT
المحول التفاضلي المتغير الخطي (LVDT) هو محول موضع، غير تلامسي، وقراءة مطلقة، ودقة لا نهائية. يتكون من ثلاثة ملفات أو أكثر يتحرك داخلها قلب نفاذ مغناطيسيًا لتوفير اقتران متغير بين الملف الأساسي والملفين الثانويين (عادةً ملفين). على الرغم من أن تقنية الكشف غير تلامسية، إلا أنه غالبًا ما يُضاف ترتيب ميكانيكي للحفاظ على وضع القلب في الملف طوال الشوط. ومن الأمثلة على ذلك التكوين المسمى رأس مقياس LVDT. يمكن تصميم أجهزة استشعار خطية عملية بنسبة لاخطية أقل من 0.2% ونطاقات كاملة النطاق (FSRs) من أقل من 1 إلى أكثر من 100 مم. الدقة شبه لا نهائية. أجهزة الاستشعار المنحنية والدوارة ممكنة. تشمل التطبيقات الشائعة الآلات الصناعية، مثل آلات تشكيل المعادن والتحقق من الأبعاد أثناء العملية، بالإضافة إلى منتجات السيارات والمنتجات التجارية.
تتطلب أجهزة LVDT مجموعة من دوائر التشغيل والتكييف الإلكترونية. يُباع جهاز LVDT النموذجي كعنصر استشعار ذي قلب، بينما تُزود الدائرة الإلكترونية كجهاز منفصل. غالبًا ما يُطلق على جهاز LVDT الذي يتضمن جميع الإلكترونيات اللازمة داخل غلافه اسم LVDT تيار مستمر لأنه يعمل على مصدر طاقة تيار مستمر وله خرج تيار مستمر، مع أن التشغيل الداخلي يتضمن دوائر التشغيل وفك التضمين وتكييف الإشارة بالتيار المتردد.
