Témata
Reklama

Optický mikrofon hledá úniky plynu

30. 03. 2010

Detekce úniků plynů má prvořadý význam pro bezpečnost systémů pro dopravu, skladování a zpracování hořlavých, výbušných a toxických plynů, ale i pro vyhledávání vad zařízení, konstrukcí, konstrukčních materiálů, těsnění ap., selhání přístrojové techniky, technologie a lidského faktoru.

Zatímco velké úniky plynů se zjišťují snadno z naměřených údajů o ztrátách množství a  tlaku, přítomnosti média v okolí či z vysoké hladiny zvuku spojené s únikem, detekce malých úniků s parametry pod rozlišitelností úrovně měření je neúčinná. Často pomůže zkušený personál s vycvičeným sluchem, selhává však u venkovních zařízení podobně jako senzory, k nimž dorazí plyny zředěné okolním vzduchem. Při akustické detekci je hlavním problémem, že úniky vytváří frekvence v ultrazvukové oblasti (nad 18 000 Hz) neslyšitelné lidským uchem. Nevýhodou často užívaných ultrazvukových monitorovacích metod je znečištění akustického signálu ruchy ze slyšitelné oblasti zvukového spektra. Donedávna nebylo rozlišení možné, průlom přinesl až optický mikrofon Sennheiser IAS MO 2000 Set, jenž je zároveň kompatibilní s podmínkami směrnice EU 94/9EC (ATEX) pro práci v potenciálně výbušné atmosféře.

Reklama
Reklama
Reklama
Princip funkce optického mikrofonu Sennheiser IAS 2000 MO Set

Mikrofon indikuje zvuk úniku světlem

Optický mikrofon pracuje na základě patentovaného principu optické transmise, kde je vláknovou optikou (LWL - Lichtwellenleiter) průměru 200 μm namísto proudu vedeno světlo z LED zdroje. V mikrofonu je paprsek vláknovou optikou zaostřen k průchodu zrcadlovou membránou tloušťky 3,5 μm a odražen do příjímacího fotosnímače CCD. Jakýkoliv zvuk vstupující do membrány způsobí vychýlení světelného paprsku a změnu intenzity světla na elektrický signál k dalšímu zpracování a analýze.

Optický mikrofon Sennheiser IAS 2000 MO Set s optickým kabelem LWL 2000 MO H délky až 300 m

Přenos akustické informace se odehrává v oblasti 20 Hz až nad 40 000 Hz od šepotu po pískání v ultrazvukové oblasti. Citlivý mikrofon slyší i slabé neměřitelné úniky, které nejsou schopny spustit alarm. Velikost úniků je přímo závislá na výši naměřené frekvence. Systém splňuje podmínky bezpečného optického záření dle EN 60079. Optický mikrofon Sennheiser IAS MO 2000 Set se zpracovací jednotkou je prvním a jediným svého druhu certifikovaným TÜV podle směrnice ATEX EU 94/9 EC pro výbušná prostředí.

Parametry optického mikrofonu Sennheiser IAS MO 2000 Set
Pramen: Sennheiser  
Parametr Hodnota
Tvar Koule
Optické skleněné vlákno kabelu LWL Multimode 200/230 μm
Frekvence 20 Hz - 40 kHz (±6 dB)
Citlivost 15 mV/Pa
Odstup signál/rušení >50 dB (A) na 1 Pa tlaku zvuku
Max. tlak zvuku 134 dB
Zesílení plynule nastavitelné ±15 dB
Zesílení odstupňovaně nastavitelné 0 dB, + 20 dB, + 40 db
Výstupní impedance ca. 330 Ω symetricky
Měřicí proud 120 mA
Provozní teplota mikrofonu -10 °C až 70 °C
Provozní teplota zpracovací jednotky 0 °C až 40 °C

Komerční aplikace průmyslového optického mikrofonu

Prvním použitím se stal automatický monitorovací systém podzemního zásobníku plynu včetně sušicího zařízení a čerpací stanice, jenž měl zajistit okamžitou detekci plynu a mechanické poruchy rotačních zařízení včetně hlášení.

Zpracovací jednotka 2000 MO CU optického mikrofonu Sennheiser IAS 2000 MO Set

Ve spolupráci se společností Sesamtec Engineering je prováděna audiotechnická analýza digitálních zvukových záznamů pro stanovení limitů měřicí techniky a pro určení pevných stanovišť měřicích míst. Použití stávající vláknové optiky pro přenos signálu od místa úniku k měřicí stanici je pro útlum signálu omezeno na vzdálenost 250 metrů, na větší vzdálenosti je přenos ztrátový. Pro venkovní dálkové snímání je mikrofon odolný vůči povětrnosti, agresivním plynům a solím s ochranou IP 54.

Přednosti vytápění a výroby elektřiny ze zemního plynu, především vyšší účinnost paroplynového cyklu ve spojení se spalovací turbínou a nižší emise CO2, přinášejí na projekční stoly stále více požadavků na bezpečné systémy monitoringu úniku plynů. S vysokou pravděpodobností lze i zde očekávat vybavení bezpečnostní technikou založenou na detekci nízkých úniků plynu optickými mikrofony vadami svarů potrubí a těsnění armatur.

V lékařství je ideální použití optických mikrofonů v akustické analýze silných zvukových polí, při potlačování aktivních ruchů a magnetických polí při vyšetřovacích metodách založených na magnetické rezonanci (MRI). Optický mikrofon bez kovových součástí a bez proudu zde slouží ke komunikaci s pacientem v silném magnetickém poli a bez vlivu na zobrazení. Podobně slouží i v laboratořích EMV.

Alexandr Abušinov

Reklama
Vydání #4
Kód článku: 100414
Datum: 30. 03. 2010
Rubrika: Trendy / Automatizace
Autor:
Firmy
Související články
Platforma pro edgecomputing a průmyslový internet věcí

Systém FIELD (FANUC Intelligent Edge Link and Drive) je platforma určená pro propojení provozních zařízení, která umožňuje rychlý a spolehlivý přístup k výrobním datům s cílem využít je k naplnění koncepce chytré, propojené výroby. Dovoluje realizovat edge computing, tedy shromažďovat a zpracovávat data přímo v provozu, nikoliv až v cloudu, a umožňuje tak činit rozhodnutí, která se týkají jednotlivých strojů a zařízení, mnohem rychleji než u cloudových aplikací. Přitom zůstává zachována možnost, nikoliv povinnost, předem zpracovaná data přenášet k centralizovanému zpracování v informačním systému podniku nebo v cloudu. Účelem je nejen monitorovat, ale i aktivně zasahovat do výrobního procesu ve smyslu regulační smyčky se zpětnou vazbou.

Školní robot pro výuku automatizace

Vzdělávání žáků pro život v první polovině 21. století, v naší tzv. industriální civilizaci.

Elektricky a bez softwaru? Jde to!

Software je fenomén současné techniky. Elektrické pohony nejsou výjimkou, ale jedním z nových směrů v jejich vývoji je stále jednodušší použití a z toho vyplývající menší náklady. Pomocí elektrických pohonů tak můžete řešit mnohem více úkolů, a to i těch jednoduchých.

Související články
Roboty řeší nedostatek zaměstnanců v průmyslu

Od svého uvedení na trh v roce 2010 dodala společnost KUKA více než 100 000 robotů řady KR Quantec. Důvodem zájmu o ně je jejich vysoká spolehlivost a univerzálnost s širokým spektrem aplikací.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Doživotní přesnost servopohonů s dutou hřídelí

Požadavky, se kterými se obor pohonné techniky dlouhodobě setkává, jsou velmi různorodé. Kompaktnost a velký výkon se jako klíčové atributy staly standardem v mnoha aplikacích. Zástavbový prostor, který je k dispozici, je stále zmenšován, avšak požadavky na výkon zůstávají buď stejné, nebo se zvyšují. Stále rostoucí globální konkurence vyžaduje trvalou optimalizaci výkonu.

Strojírenská firma sází na kolaborativní aplikaci

FT-Produktion, švédská strojírenská firma se zákazníky z automobilového, stavebního a nábytkářského průmyslu, zvýšila svou produktivitu díky robotickému řešení obsahujícímu dva uchopovače RG2 od společnosti OnRobot. Kolaborativní aplikace pomohla výrobci zvýšit produktivitu, zkrátit dodací lhůty a přijímat objednávky o mnohem větších objemech.

Demystifikace kolaborativních průmyslových robotů

Mezinárodní federace robotiky (IFR, International Federation of Robotics) zveřejnila v prosinci 2018 zprávu nazvanou Demystifikace kolaborativních průmyslových robotů (Demystifying Collaborative Industrial Robots), která se snaží nalézt odpověď na otázku současné a budoucí úlohy kolaborativní robotiky. Níže uvádíme překlad podstatné části zprávy, kterou nám poskytl jeden ze členů IFR - společnost FANUC.

Automatizace lidem práci nebere

Automatizaci se ve firmě Kovosvit MAS věnují od roku 2013. Z původního projektu vznikla samostatná divize MAS Automation a na letošní rok má plánované téměř dvojnásobné tržby oproti roku 2017. V porovnání s plánovaným obratem celého Kovosvitu jsou tržby divize zatím nevýznamné, ale průměrný růst divize o dvě třetiny ročně dokládá, že automatizace má v podniku ze Sezimova Ústí zelenou.

Když jde o prostor…

Současné trendy směřují k mnohem větší míře využití elektroniky než doposud. To je hlavní, nikoliv však jediný důvod, proč se množí automatizace výroby menších zařízení, jakými jsou například mobilní telefony, tablety i ostatní elektronika. Ale nejde jen o ni, ale i o laboratoře, farmacii apod.

Pro ergonomickou obsluhu strojů

Optimální ergonomie je na pracovišti nezbytná. Stroje nejenže musejí splňovat bezpečnostní požadavky, ale musejí také být navrženy tak, aby jejich obsluha byla co nejsnadnější a bez námahy. Ovládací panely na strojích proto musejí být flexibilní a snadno polohovatelné prostřednictvím systémů nosných ramen.

Automatická obsluha mezioperačního skladu

Důvodem pro nasazení automatu v obsluze skladu polotovarů v jičínském závodě Continental Automotive Czech Republic je speciální klima. Brzdové komponenty z plastů musejí po určitou dobu schnout a dozrávat za přísných teplotních, a hlavně vlhkostních podmínek, které nejsou vhodné pro delší pobyt člověka.

Zerobot - efektivní způsob automatizace

V minulém příspěvku (www.mmspektrum.com/180112) jsme popsali tzv. nulový bod upínání (Zero point systém). Ukazuje se, že při dnešních trendech, kdy automatizace a zejména pak robotizace opět zažívají velkou renesanci, je výhodné spojit Zero point systém a robot. O trendech takového spojení pojednává tento příspěvek.

Vše je uvnitř!

Pokud potřebujete elektrický pohon a uvažujete o tom, zda máte dostatečné kapacity a čas na řešení své aplikace, je na místě uvažovat o elektrickém pohonu EMCA od firmy Festo.

Budoucnost patří spolupráci člověka s robotem

Automatizaci si lze z dnešní výroby jen stěží odmyslet. V mnoha případech jsou její jednotlivé stupně zaváděny plynule. Průmyslové roboty postupně přebírají různé nové úkoly a spolupracují stále těsněji s člověkem. Spolupráce člověk–robot (Human-Robot-Collaboration – HRC) se tak stává nedílnou součástí automatizace.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit