Измерение воздуха движется вперед быстрее, чем вы думаете

Источник всех изображений: Mahr

В 40-х годах измерение давления воздуха могло считаться величайшим достижением со времен нарезки хлеба. В то время как нарезанный хлеб постепенно становился массовым явлением, измерения воздуха принесли не менее захватывающий прорыв в цехах. Видите ли, в то время – задолго до появления электронных датчиков и усилителей – было очень трудно добиться разрешения 50 мкм/1 мкм в цехах. Наиболее распространенным средством считывания в то время были циферблатные индикаторы или циферблатные компараторы. Однако, будучи механическими, они имели проблемы при использовании на этапе производства, включая износ, повторяемость, загрязнение, недостаточную надежность и т. д.

Когда были внедрены пневматические датчики, они стали первыми высокопроизводительными датчиками размером 50 мкм/1 мкм или выше в цехах. Фактически, измерение воздуха обеспечило два прорыва в измерении размеров. Сегодня большинству из нас знакомо использование небольших отверстий или форсунок, встроенных в инструменты и используемых для сравнения размеров. Другой, о которой часто забывают, технологией был датчик воздуха — контактный датчик, очень похожий на распространенные сегодня датчики LVDT, — но функционирующий за счет открытия и закрытия контактным наконечником датчика конического клапана в его корпусе. Около 30 лет назад эту технологию начали заменять LVDT/цифровые датчики/цифровые индикаторы, которые становились более надежными и экономичными.

Однако струйные пневматические инструменты, представленные в 40-х годах, были так же важны для точного производства тогда, как и сегодня. Основная причина, по которой измерение воздуха по-прежнему будет ключевым методом измерения, заключается в самой воздушной струе, небольшом отверстии, через которое воздух создает физические условия для измерения. Трудно представить, что маленькое отверстие диаметром менее 0,050/1,2 мм может иметь такое значение. Тем не менее, не существует других датчиков, столь же маленьких или которые можно было бы разместить так близко друг к другу для измерения нескольких диаметров или геометрических форм.

Будучи коллекционером старых оригинальных каталогов и маркетинговых материалов по измерениям воздуха, я примечателен тем, что одни и те же преимущества, а также одни и те же конфигурации инструментов и приложений не изменились за 80 лет с момента их появления. Фактически, если бы можно было найти воздушную заглушку 40-х годов в хорошем состоянии, она, вероятно, все еще работала бы с недавно выпущенным дисплеем воздушного манометра производителя.

По сути, поскольку измерение воздуха основано на законах физики и характеристик жидкости, эти законы не меняются. Воздушный манометр работает по принципу противодавления, которое возникает, когда твердая поверхность ограничивает выход воздуха под давлением из струи. Сегодняшние системы измерения давления по-прежнему используют это явление давления для измерения расстояния. Но, конечно, воздушная струя – это больше, чем просто маленькое отверстие. На самом деле это прецизионное отверстие, известное многим: его размер; контролируемая поверхность вокруг струи; известная глубина от поверхности удерживающего его инструмента; и встроенная система выпуска воздуха.

На приведенной ниже диаграмме конфигураций измерения воздуха показаны многие типы реляционных проверок, которые может выполнять комбинация воздушных форсунок. В некоторых случаях воздушные форсунки могут быть объединены пневматически для выполнения измерения, например, с помощью воздушной пробки. Но каждую струю также можно объединить во внешний процессор для измерения диаметров, конусности, изгиба и скручивания одних и тех же жиклеров. Диаграммы такого типа можно найти в каталогах датчиков воздуха, выпускавшихся десятилетия назад.

Итак, хотя инструментальная часть измерения воздуха и законы физики остаются неизменными на протяжении десятилетий, что же меняется?

Со стороны пользователей растет спрос на более короткие сроки поставки инструментов и мастеров, более долговечные инструменты, а также большую универсальность, функции и ценность дисплеев, используемых для получения дополнительной информации о существующих или новых инструментах. Давайте посмотрим, как пневматические инструменты и аксессуары к ним внедряются в современные производственные процессы.

Пневматические инструменты предназначены для использования в цехах в самых суровых производственных условиях, часто измеряя бесчисленное количество внутренних диаметров, наружных диаметров и длин в течение всего цикла производства детали. Воздушный манометр также используется для измерения штанг насосов или в автоматических манометрических операциях, где обычно используются миллионы циклов.