産業分野には、温度検知、圧力検知、湿度検知などの多くのセンサー用途があります。また、産業分野におけるセンサー性能の要求環境がより厳しいため、NTC センサーは温度測定のために高温環境に置く必要があるだけでなく、回路保護機能を確実に完了する必要があるなど、多くの課題も提起されています。-
産業シナリオでは、これらのさまざまなセンサーはどのような影響を及ぼし、何に注意を払う必要があるのでしょうか?
産業用NTCアプリケーション
産業用途の観点から見ると、NTC は、一部の電力変換回路、UPS、ドライブ、制御盤、火災感知器など、非常に幅広い用途であると言えます。電力変換では、IGBT の分散温度監視がより一般的です。 IGBT、MOSFET を使用するため、これらのデバイスの電力変換には AC/DC、DC/DC、DC/AC が含まれ、これらのプロセスは加熱します。過熱による IGBT、MOSFET の損傷を避けるために、これらの熱を監視する必要があります。
分散型 IGBT 温度監視では、最も一般的な NTC アプリケーションは PCB ボードのヒートシンクに取り付けられます。これは取り付けが非常に簡単で、ネジで固定できます。一般に、このアプリケーションではねじ込み式 NTC が使用されます。これにより導入が容易になり、フロントエンドをねじリングで固定した後、ワイヤの長さに基づいてセンサー設計をカスタマイズできます。このアプリケーションでは、NTC の良好な熱結合を確保するために、NTC を金属ラベル ハウジングで密閉する必要があります。一般に、NTC の 125 度の高温耐性はほとんどのアプリケーションに適応できますが、産業シナリオでより厳しい高温要件がある場合は、センサー プローブを強化する必要があります。
実際の使用例と組み合わせると、このシナリオには温度監視に関するいくつかの異なる要件が含まれます。たとえば、UPS システムでは、NTC は少なくとも 3 か所の温度を監視する必要があります。1 つはヒートシンク内にあり、整流器とインバータの温度を監視します。 2 つ目は BMS 内で、BMS の温度を監視するため、特にリチウム- バッテリーを監視するためです。リチウム- イオン バッテリーは耐熱性がないため、BMS が過熱しないようにほぼすべてのバッテリー温度を監視する必要があります。- 3 つ目は、キャビネット内の UPS システム全体の温度を監視することです。これには、温度を監視するために NTC を使用する必要があります。 3 番目に、UPS システム全体の温度がキャビネット内で監視され、使用する NTC の数は UPS のサイズによって異なります。
この電力変換アプリケーションでは、モジュール化の傾向が非常に明白であり、この傾向に準拠するには、NTC の設計および製造において多くの注意を払う必要があります。まず、チップ NTC を基板に接続するには、焼結と接合の半導体プロセスを使用する必要があります。 NTC の熱性能を高めるために、一部のメーカーはスクリーン印刷技術を使用してコーティングを実行し、工業用高温期間の信頼性を保証します。これらのボンディング可能なチップ NTC は、IPM に直接取り付けて IGBT 付近の温度を測定できます。また、基板に直接取り付けられているため、優れた熱結合特性を備えています。
産業における圧力センシング
センシング アプリケーションのもう 1 つの主要なカテゴリは、圧力センサーです。油圧または空圧機器を利用する産業用途は数多くあり、ガスや流体の圧力を制御するために圧力センサーが必要です。シリコンピエゾ抵抗圧力検知素子は、産業用シナリオの圧力検知でよく使用されます。動作原理は実際にはホイートストンブリッジです。気体または流体の圧力が素子のダイヤフラムに作用すると、ダイヤフラムが変形し、いくつかの抵抗が変形を起こし、その結果、異なる出力が発生し、出力のサイズを決定して圧力のサイズを決定します。
圧力測定は、ゲージ圧を測定するもの、絶対圧の裏側を測定するもの、絶対圧の表側を測定するものなど、さまざまな種類の圧力に分かれており、それぞれ測定範囲が異なります。測定対象物の一部は腐食性であるため、損傷を引き起こす測定対象物の部品腐食との直接接触を避けるために、オイル充填コアを選択する必要があることに注意してください。つまり、チップがオイル充填コア内に封入され、その後コア全体が圧力センサーに組み込まれます-。実際、ここはバッキングガラスの選択にも関係しますが、ゲージ圧、バック絶対圧力、フロント絶対圧力はバッキングガラスの選択を選択する必要性が同じではありません。
圧力センサーの過圧能力は非常に直感的な性能であり、過圧能力を高めるには、キャビティの容積を減らすか、シリコンガラスの接合面積を増やすことで実現できます。この機能強化は重要であり、場合によってはデバイスの過圧能力を 2 倍にすることができます。
産業用インバータ用途向けアルミ電解コンデンサ
産業分野ではあらゆるところでインバータが使用されており、省エネとモータの損失低減によるモータ寿命の向上が図られています。周波数コンバータのインバータ部分は変調中に大きなリップルを生成するため、変調プロセス中のエネルギーの吸収と放出は十分な DC- リンク容量によってサポートされる必要があります。
アルミ電解コンデンサは産業用インバータでは一般的な選択肢であり、コンデンサファミリーにはさまざまなコンデンサがあることがわかっています。また、アルミ電解コンデンサの最大の特徴は、単位体積あたりの容量が最大であり、単位容量あたりのコストが最も低いことです。これら2つの特徴により、アルミ電解コンデンサは産業用インバータの最初の選択肢となります。クアッドコア インバータ コンデンサの定格電圧には安全マージンを確保する必要があることに注意する必要があります。通常は 5% ～ 10% が確保され、ベースのピークに 50V を加えたものやそれ以上のものもあります。
サーボ インバータは汎用インバータに似ていますが、サーボ インバータはより高速かつ正確に応答するため、より大きな過負荷容量要件が必要になります。{0}したがって、サーボ インバータで使用されるアルミニウム電解コンデンサは、同じタイプの汎用インバータよりも高い電圧定格を持ちます。この要件は業界では高速充放電要件として知られています。-現在の業界には急速充放電に関する共通の規格はありませんが、基本的には次の条件を満たす必要があります。ブルホーン型コンデンサの場合、充放電電圧差動電圧150V、周波数6Hzで5,000万回に対応し、ボルト-型コンデンサの場合、差動電圧150V、周波数3Hzで2,000万回に対応する必要があります。 サイクル。簡単に言うと、400Vでは一般的なインバータ220Vアルミ電解コンデンサを使用しますが、450Vの場合も同様のサーボが必要になります。
まとめ
プロセス産業には、適切に機能するためにセンサーに依存する機械やシステムと相互接続の大規模なクラスターがあり、産業用アプリケーションにおけるセンサーは重要な役割を果たしています。これらのセンサーは、産業環境の厳しい要件を考慮して選択する必要があり、工場プロセスの盲点を排除して高品質の生産を実現するのに十分な信頼性を備えている必要があります。