해상 측정용 LVDT 변위 센서

잠수함은 가장 혹독한 환경 중 하나이며, 특히 수중에서 20년 동안 사용해야 하는 경우 센서가 제대로 작동하기 어렵습니다. 잠수함 환경에서 해수 깊이가 15,000피트(약 4,600m)에 도달하면 센서에 약 7,500psi의 외부 압력이 발생합니다. 이러한 고압 환경에서는 많은 센서가 일정 기간 작동 후 작동하지 않게 되며, 센서 교체 비용이 많이 발생합니다. 일반적으로 유지 보수 비용도 큰 비중을 차지합니다. 따라서 센서 수명 연장은 많은 응용 분야에서 필수적인 요건입니다. 한편, 해수는 센서 금속을 부식시키기도 합니다. 해수 깊이에 따라 산소 농도, 온도, pH, 염소 함량, 생물학적 활성, 전도도, 속도가 다르기 때문에 부식이 가속화됩니다. 점식, 균열뿐만 아니라 입자 간 부식도 모두 오작동의 원인이 될 수 있습니다.

일반적으로 LVDT는 해저 조건에서 정확하고 신뢰할 수 있는 성능을 제공할 수 있는 유일한 센서입니다.

탁하거나 오염된 물은 일반적으로 많은 박테리아를 번식시키며, 이는 센서 성능에도 영향을 미칠 수 있습니다. 해수의 높은 전도도는 매크로 셀의 부식을 촉진하고 온도를 상승시킵니다. 미생물에 의한 부식 또한 매우 심각한 문제입니다. 설치 조건과 센서 재질은 이러한 영향에 영향을 미치며, 특히 저급 오스테나이트계 스테인리스강을 사용하는 경우 더욱 그렇습니다. 가장 명백한 징후는 재료 성능 저하, 특히 용접 접합부의 성능 저하입니다. 적시에 검사 및 처리하지 않으면 균열이 발생할 수 있습니다. 해수의 압력과 영향으로 인해 신뢰할 수 있는 성능의 센서를 만드는 것은 큰 과제가 됩니다. 특수 합금 구조와 기밀 밀봉을 갖춘 LVDT(선형 가변 차동 변압기)는 해저 환경에서 정확하고 신뢰할 수 있는 성능을 제공할 수 있는 유일한 센서입니다.

LVDT란 무엇인가

선형 가변 차동 변압기(LVDT)는 비접촉식 절대 판독 방식이며 본질적으로 무한 분해능을 가진 위치 변환기입니다. 이 변환기는 3개 이상의 코일로 구성되며, 이 코일 내부에서 자기 투과성 코어가 움직여 1차 코일과 2차 코일(보통 2개) 사이에 가변적인 결합을 제공합니다. 감지 기술은 비접촉식이지만, 스트로크 전체에 걸쳐 코어가 코일 내 위치를 유지하도록 기계적 장치가 추가되는 경우가 많습니다. 이러한 장치의 한 예가 LVDT 게이지 헤드입니다. 실용적인 선형 센서는 0.2% 미만의 비선형성과 1mm 미만에서 100mm 이상의 전체 범위(FSR)로 설계될 수 있습니다. 분해능은 거의 무한합니다. 곡선형 및 회전형 센서도 가능합니다. 널리 사용되는 응용 분야로는 금속 성형 기계 및 공정 중 치수 검증과 같은 산업 기계뿐만 아니라 자동차 및 상업용 제품이 있습니다.

LVDT는 구동 및 조절 전자 회로 세트를 필요로 합니다. 일반적인 LVDT는 코어가 있는 감지 소자로 판매되며, 전자 회로는 별도의 장치로 제공됩니다. 필요한 모든 전자 장치를 하우징 내에 포함하는 LVDT는 DC 전원 공급 장치로 작동하고 DC 출력을 제공하므로 DC LVDT라고 불리기도 합니다. 하지만 내부적으로는 일반적인 AC 구동, 복조 및 신호 조절 회로가 포함됩니다.