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#Neues aus der Industrie
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TorqSense erfüllt anspruchsvolle Anwendungen in der Prozesskontrolle
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Sensor Technology's TorqSense rotierende berührungslose Drehmomentsensoren finden viele Anwendungen in der pharmazeutischen/kosmetischen Prozesskontrolle
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. Die TorqSense-Aufnehmer haben eine Messbereichsüberschreitung von 250 %, so dass plötzliche Drehmomentspitzen genau gemessen und aufgezeichnet werden können. Das Design kompensiert auch alle externen Kräfte, wie z.B. Biegemomente, die unbeabsichtigt auf den Sensor einwirken, verbessert die Empfindlichkeit und hat eine große Temperaturtoleranz. Sensor Technology ist seit über 40 Jahren auf die Echtzeit-Drehmomentmessung spezialisiert und leistet Pionierarbeit bei der Verwendung berührungsloser Lösungen auf der Grundlage von Funkfrequenzaufnehmern, die eine feste Verdrahtung und unzuverlässige Schleifringe überflüssig machen.
Die School of Chemical Engineering der Universität Manchester ist führend bei der Entwicklung von Energieeffizienz in der Prozessindustrie, indem sie TorqSense Aufnehmer in einen Prüfstand zur Analyse von Verlusten in Inline-Mischern integriert hat. Der Energieverbrauch beim Mischen in Tanks ist gut bekannt, aber bei Inline-Rotor-Stator-Mischern wird der Durchfluss oft unabhängig von der Rotordrehzahl gesteuert, und das Sammeln ausreichender Daten zur genauen Modellierung des Prozesses erfordert eine große Anzahl von Experimenten. Der Forscher Dr. Mike Cooke hat nun eine Methode entwickelt, mit der die erforderlichen Informationen durch Drehmomentmessung gewonnen werden können
Dr. Cooke erklärt, dass Rotor-Stator-Mischer mit hoher Scherkraft in der Prozessindustrie weit verbreitet sind. Sie liefern Energie, Kraft und Scherkraft, um physikalische Prozesse wie Mischen, Lösen, Emulgieren und Deagglomerieren zu beschleunigen. "Um den Maßstab vom Labor auf die Industrie zu übertragen, müssen wir die Beziehung zwischen Rotordrehzahl, Durchflussmenge und der aufgewendeten Energie verstehen", sagt er. "Der erste Schritt besteht darin, die Energiedissipationsrate mit den gewünschten Prozessergebnissen zu verknüpfen" Das Inline-Drehmomentmessgerät TorqSense von Sensor Technology hat das Drehmoment gemessen. TorqSense verwendet eine Wheatstone-Brücke mit Dehnungsmessstreifen, bei der vier Dehnungsmessstreifen in einer quadratischen Anordnung auf die Aufnehmerwelle geklebt werden, die im 45-Grad-Winkel zur Drehachse angeordnet ist. Wenn also ein Drehmoment auf die Welle ausgeübt wird, werden zwei Dehnungsmessstreifen auf Zug und zwei auf Druck beansprucht. Ein auf dem Rotor montierter Ultra-Miniatur-Mikrocontroller, der von einer Induktionsspule gespeist wird, misst die Differenzwerte in jedem Dehnungsmessstreifen und überträgt sie digital über dieselbe Spule zurück an den Stator. TorqSense Aufnehmer nutzen dann moderne Dehnungsmessstreifen-Signalaufbereitungstechniken, um eine kostengünstige Drehmomentmesslösung mit hoher Bandbreite und Überlastfähigkeit zu bieten.
Die Universität Manchester ist ein Hauptnutzer von TorqSense SGR510/520-Aufnehmern, von denen viele an permanenten Lehrmitteln und verschiedenen Forschungseinrichtungen installiert sind. "Die Studenten mögen die Anzeigen, die nicht komplizierter aussehen als ein Armaturenbrett in einem Auto", sagt Dr. Cooke. "Für uns Forscher ist es ein Geschenk des Himmels, dass sie so einfach an- und abmontiert werden können, wenn man den Versuchsaufbau ständig neu konfigurieren muss." Die Schlussfolgerung aus den Experimenten von Dr. Cooke ist, dass sich die Leistungsmerkmale von Inline-Mischern leicht modellieren lassen. Dadurch können industrielle Anwender ihren optimalen Energieverbrauch berechnen und ihre Mischerantriebe entsprechend einstellen. Die Kosteneinsparungen ergeben sich über den gesamten Produktionszeitraum und leisten einen wertvollen Beitrag zum Endergebnis und zur Umweltbilanz des Unternehmens.
Im Laufe der Jahre hat Sensor Technology mit vielen Erstausrüstern zusammengearbeitet, um Hochpräzisions- und Hochgeschwindigkeitsmaschinen für den Einsatz in pharmazeutischen Anlagen und einer Reihe anderer Anwendungen zu entwickeln. Einer dieser Hersteller, Cap Coder, hat seit über 10 Jahren TorqSense Einheiten in seine Verschließmaschinen eingebaut. Für die Herstellung und Verpackung von pharmazeutischen Produkten gelten strenge internationale Vorschriften, die vorschreiben, dass nach dem Verschließen die richtige Umgebung in der Flasche oder anderen Verpackung aufrechterhalten wird. Zu diesem Zweck bietet die Vorschrift USP 671 einen Leitfaden für den Drehmomentbereich, der für Schraubbehälter mit unterschiedlichen Verschlussdurchmessern zu verwenden ist. Indem sichergestellt wird, dass die Flaschenverschlüsse innerhalb der geforderten Drehmomenttoleranzen erfolgreich auf die Flaschen aufgebracht werden, kann die Unversehrtheit des Produkts gewahrt werden.
Das Verschließen von Flaschen erfolgt fast immer mit sehr hoher Geschwindigkeit, damit die Produktionsziele eingehalten werden können. Ein großer Vorteil von TorqSense besteht darin, dass es weder mit den Flaschenverschlüssen noch mit der Welle des zu überwachenden Drehmomentkopfes in Berührung kommen muss, sondern eine induktive Spule verwendet. "Alles, was Sie tun müssen, ist, einen TorqSense-Aufnehmer in der Verschließmaschine aufzustellen und ihn einzuschalten", erklärt Mark Ingham von Sensor Technology. "Unsere SGR530/540 TorqSense-Geräte arbeiten stundenlang bei hohen Geschwindigkeiten auf den Verschließmaschinen, wo sie zu 100 % zuverlässig und gleichbleibend genau sein müssen."
Eine schnelle und genaue Drehmomentmessung wird immer wichtiger, da alle Bereiche der Fertigung ihre physikalischen Prozesse automatisieren und gleichzeitig die Aufzeichnung von Produktionsleistungsdaten verbessern müssen. TorqSense wird in vielen Industriezweigen eingesetzt, von der Automobilindustrie über die Materialhandhabung, die Prüf- und Messtechnik, die FMCG-Produktion (Fast Moving Consumer Goods), die Energieerzeugung usw. Sensor Technology arbeitet mit Anwenderpartnern in vielen Sektoren zusammen, um die neuen TorqSense-Geräte in einer Reihe von Arbeitsumgebungen zu testen.