Comparator pneumatic: proiectare, funcționare, tipuri și aplicații ale acestuia

The comparator în metrologie este un instrument de precizie, folosit pentru a măsura acuratețea unei componente date prin compararea dimensiunii componentei date cu standardul de lucru real. Este un tip indirect de măsurare de precizie, deoarece nu va măsura dimensiunea, dar va specifica diferența dintre măsurare între componenta specificată și standardul de lucru. În general, comparatoarele sunt disponibile în diferite tipuri, care sunt utilizate în funcție de cerințele în diferite domenii, cum ar fi electrice și electronice, optice, electromecanice, mecanico-optice, pneumatice, multi-verificare, deplasare fluide, proiecție, măsurare automată  și comparator mecanic . Deci, acest articol discută unul dintre tipurile de comparator și anume - comparator pneumatic , funcționare, tipuri și aplicațiile sale.

Ce este un comparator pneumatic?

Un dispozitiv de precizie care este operat cu aer comprimat sau sistem pneumatic este cunoscut ca un comparator pneumatic. În comparatorul pneumatic, termenul „pneumatic” înseamnă aer care este utilizat pentru mărirea citirii măsurate. Deci, aerul presurizat sau comprimat este utilizat ca mediu de lucru în acest comparator. Similar altor comparatoare, aceste comparatoare sunt, de asemenea, utilizate în principal pentru analiza variației dimensionale dintre piesa standard și piesa de prelucrat care trebuie măsurată. Astfel, acest comparator are multe beneficii în comparație cu alte tipuri de comparatoare, deci este extrem de ales în majoritatea cazurilor față de alte tipuri de comparatoare.

Principiul de funcționare

Comparatorul pneumatic funcționează pe principiul fundamental al variației presiunii generate în fluxul de aer. Aerul curge la presiune stabilă în toată piesa de prelucrat, apoi va crea contrapresiune. Deci variația acestei contrapresiuni va ajuta la descoperirea dimensiunii piesei de prelucrat.

Design comparator pneumatic

Comparatorul pneumatic este proiectat cu câteva părți importante, cum ar fi un compresor, rezervor de apă, filtru de aer, regulator de presiune, tub scufundator, tub manometru, orificiu de control, tub flexibil, cap de măsurare și scară, care sunt explicate mai jos.

Compresor

Compresorul din acest comparator este componenta cea mai semnificativă. Funcția principală a acestui compresor este de a produce și furniza în mod continuu aer comprimat în comparatorul pneumatic.

Filtru de aer

Filtrul de aer din acest comparator este conectat la unitatea compresorului. Un filtru de aer este foarte util în filtrarea particulelor de murdărie care vin din aer. Aici aerul este comprimat prin compresor.

Unitate de reglare a presiunii

Această unitate este prevăzută cu un filtru de aer. Funcția principală a acestei unități este de a controla presiunea aerului comprimat care vine de la filtrul de aer.

Tub de scufundare

Tubul de scufundare este aranjat în linia de aer lângă regulatorul de presiune. Acest tub este scufundat direct spre cilindrul metalic sau rezervorul de apă. Conexiunea acestui tub, precum și a companiei aeriene este cunoscută ca o cameră superioară.

Rezervor de apă

Rezervorul de apă este un cilindru metalic care este aranjat la baza camerei superioare în acest comparator, astfel încât să țină tubul de scufundare în el.

Tub manometru

Tubul manometrului din acest comparator este fixat vertical paralel cu baza unui rezervor de apă. Control

Orificiu

Orificiul de control este situat în linia aeriană între două intersecții ale tubului de scufundare și tubului manometrului. Acest orificiu permite aerului să fie furnizat la o presiune stabilă.

Tub flexibil

Un tub flexibil este utilizat în interiorul liniei aeriene pentru a ține capul de măsurare. Punctul inițial al tubului flexibil este fixat cu o cameră următoare, adică un manometru și o joncțiune a aerului, în timp ce punctul final este conectat printr-un cap de măsurare sau de măsurare.

Cap de măsurare

Capul de măsurare este pur și simplu conectat la furtunul pneumatic sau la tubul flexibil. Funcția principală a acesteia este de a calcula anomaliile din piesa de prelucrat.

Scară

Scara de măsurare din acest comparator este calibrată și aranjată pe tubul manometrului în paralel. Funcția principală a scalei este de a măsura deplasarea fluidului care are loc în tubul manometrului.

Funcționează comparatorul pneumatic

Funcționarea comparatorului pneumatic este; comparatorul pneumatic include un rezervor de apă sau un cilindru metalic care este umplut cu apă până la un anumit nivel. Un manometru calibrat este conectat vertical paralel cu acest rezervor de apă. Nivelul apei din rezervorul de apă, precum și manometrul trebuie să fie similare și se reglează cu o piesă de prelucrat. La presiune maximă, aerul este comprimat cu un compresor și este filtrat și reglat cu presiunea prin filtrul de aer, precum și printr-un regulator de presiune.

Aerul filtrat curge printr-un tub de scufundare care este scufundat într-un rezervor de apă. În același timp, aerul comprimat cu presiune egală curge prin spațiul orificiului de control. Odată ce aerul curge prin orificiul de control, atunci viteza va crește și presiunea va deveni stabilă. Aerul cu viteză mare trece prin furtunul pneumatic sau tubul flexibil și, în sfârșit, ajunge la capul de măsurare.

Datorită expansiunii aerului în tubul de scufundare, capul apei este menținut stabil. Surplusul de aer va curge sub formă de bule de aer în rezervorul de apă. La presiune constantă, aerul fuge din jetul de măsurare din interiorul capului de măsurare sau al manometrului de măsurare.

Dacă piesa de prelucrat este normală sau nu există nicio limită în interiorul piesei de prelucrat, atunci aerul iese continuu prin jetul de măsurare. În același timp, nivelul apei din tubul manometrului și rezervorul de apă se va potrivi. Dacă există vreo restricție sau neregulă în interiorul piesei de prelucrat pentru fluxul real în jetul de măsurare, se va forma o anumită forță înapoi.

Nivelul apei din manometru va scădea din cauza contrapresiunii induse de restricțiile din interiorul piesei de prelucrat. Modificarea nivelului apei în manometru este semnificată ca variația dimensională sau orice anomalie în piesa de prelucrat măsurată în comparație cu piesa de prelucrat standard.

Tipuri de comparatoare pneumatice

Comparatoarele pneumatice sunt disponibile în trei tipuri, care sunt discutate mai jos.

• Comparator pneumatic tip debit/viteză.
• Comparator pneumatic tip contrapresiune.
• Comparator pneumatic de tip diferenţial.

Comparator pneumatic tip debit/viteză

Comparatorul pneumatic de tip debit sau viteză este proiectat cu diferite părți, cum ar fi un compresor, filtru de aer, regulator de presiune, supapă de închidere, coloană de sticlă, flotor, șurub de reglare zero, aerisire, scară, tub flexibil, cap de măsurare și piesa de prelucrat.

La început, coloana de sticlă trebuie calibrată la dimensiunea necesară utilizând un șurub de reglare la zero și aerisire. La fel ca un comparator pneumatic, aerul este comprimat, filtrat și reglat. După aceea, aerul trece prin supapa de închidere și se deplasează către coloana de sticlă care include un flotor metalic. Supapa de închidere este utilizată în principal pentru a opri alimentarea cu aer atunci când nu este utilizată. Aerul se alimentează în întreaga coloană de aer și se îndepărtează în cele din urmă de capul de măsurare.

Aici, capul de măsurare din acest comparator este plasat în interiorul unei piese de prelucrat care urmează să fie analizată. Dacă există restricții sau nereguli pe piesa de prelucrat, atunci fluxul de aer va fi controlat. Acest lucru are ca rezultat o mică deplasare a plutitorului metalic în coloana de sticlă.

Mișcarea flotorului metalic poate fi controlată cu ușurință prin viteza fluxului de aer din coloana de sticlă, care este decisă de spațiul liber dintre capul de măsurare și piesa de prelucrat. Astfel, rata fluxului de aer este direct proporțională cu spațiul liber. Precizia comparatorului este de până la 1 µm și mărirea sa este de 1000.000:1.

Comparator pneumatic tip contrapresiune

Comparatorul pneumatic de tip contrapresiune este proiectat cu diferite părți, cum ar fi compresor, regulator de presiune, filtru, cântar, restrictor reglabil și cap de măsurare. Acest tip de comparator include două orificii precum biroul de control „O1” și orificiul de măsurare „O2”.

Similar cu comparatorul de mai sus, aerul comprimat din acest comparator este filtrat printr-un filtru de aer, apoi trece prin regulatorul de presiune. Aici presiunea scade la 2 bari și trece prin orificiul de control. În cele din urmă, aerul se îndepărtează de orificiul de măsurare din interiorul capului de măsurare.

Diametrul celor două orificii din capul de măsurare este notat cu D1 și D2, iar presiunile orificiilor sunt notate cu P1 și P2. Aerul cu presiune stabilă „P1” trece prin orificiul O1 în camera din mijloc. În cele din urmă, se îndepărtează de capul de măsurare prin orificiul de O2. Distanța dintre orificiul de O2 și piesa de prelucrat este indicată cu „d”.

La început, orificiul de măsurare a O2 va fi complet închis. Odată ce este închis, atunci ambele presiuni precum P1 și P2 vor fi egale. În mod similar, atunci când orificiul de măsurare este complet deschis, atunci presiunile P1 și P2 sunt zero la orificiile O1 și O2.

Ori de câte ori distanța dintre orificiul de măsurare și piesa de prelucrat se modifică, atunci presiunea P1 și P2 la orificiile O1 și O2 variază. Diferența de presiune este măsurată de un dispozitiv de indicare a presiunii. În acest comparator, mărirea poate fi atinsă până la 7500:1.

Comparator pneumatic de tip diferenţial

Comparatorul pneumatic de tip diferenţial este proiectat cu diferite piese, cum ar fi un regulator de presiune, compresor, filtru de aer, orificiu de control, supapă de setare la zero sau jet de referinţă, dispozitiv de indicare a presiunii şi cap de măsurare.

În primul rând, aerul din acest tip de comparator este comprimat și lăsat să curgă prin filtrul de aer și regulatorul de presiune. În cele din urmă, presiunea aerului este generată și stabilizată. La o presiune stabilă, aerul curge prin canalul divizat.

Aerul curge la un capăt prin orificiul OC1 și ajunge la capul de măsurare prin canalul „P”. De asemenea, aerul curge printr-un orificiu OC2 și ajunge la o supapă de reglare la zero prin canal.
Dispozitivul de indicare a presiunii este situat în cadrul companiei aeriene și conectează ambele canale P și Q. În primul rând, este calibrat de o piesă standard. Odată ce capul de măsurare se deplasează spre piesa de prelucrat, indicatorul din interiorul dispozitivului de măsurare începe să se întoarcă. Dacă există vreo scădere a permisiunii sau a restricțiilor între capul de măsurare și piesa de prelucrat, atunci presiunea din sistem va crește. În cele din urmă, are loc devierea.

Pentru a converti citirile de presiune în dimensiuni liniare de la dispozitivul indicator, se utilizează următoarea formulă.

P = ρgh

Unde, P = presiunea indicată prin dispozitiv, ρ = densitatea aerului, g = greutatea specifică și h = dimensiunile piesei de prelucrat care trebuie analizate. Intervalul de mărire al acestui comparator variază de la 1250x la 20000x.

Diferența dintre comparatorul mecanic și comparatorul pneumatic

Diferența dintre comparatorul mecanic și comparatorul pneumatic este discutată mai jos.

Avantaje

The Avantajele unui comparator pneumatic includ următoarele.

• Aceste comparatoare sunt foarte simplu de utilizat.
• Acest comparator nu are niciun contact între piesa de prelucrat și capul de măsurare.
• Are o mărire mare de până la 30000: 1.
• Nu există nicio intruziune atunci când atât dispozitivul indicator, cât și capul de măsurare sunt aranjate în locații diferite.
• Un jet de aer în acest comparator ajută la curățarea piesei de prelucrat.
• În timpul funcționării acestui comparator, nu apar vibrații.
• Acestea sunt foarte precise din cauza numărului extrem de redus de părți în mișcare, astfel încât există o frecare extrem de mai mică și o inerție redusă.
• Acest comparator este cel mai bun pentru a determina conicitatea și ovalitatea alezajelor circulare.
• Măsurarea este extrem de mică și nu provoacă nicio deteriorare piesei de prelucrat. Dar ajută la curățarea prafului din partea măsurată a jetului de aer.

Dezavantaje

The dezavantajele comparatoarelor pneumatice includ următoarele.

• Acestea nu sunt la îndemână.
• Acest comparator necesită un compresor.
• Nu este potrivit pentru toate condițiile ecologice.
• Schimbarea temperaturii și umidității le pot afecta precizia.
• Acești comparatori sunt lenți ca răspuns în comparație cu alți comparatori.
• Acest comparator are nevoie de echipamente auxiliare elaborate, cum ar fi un regulator de presiune precis.
• Nu este economic în comparație cu comparatoarele de tip mecanic.
• Scara din acest comparator nu este consecventă.
• În acest comparator sunt necesare capete de măsurare diferite sau dimensiuni diferite.
• Eroarea de menisc apare atunci când tuburile de sticlă sunt utilizate ca dispozitiv indicator.
• Are nevoie de capete de măsurare diferite pentru verificarea diferitelor tipuri de piese de prelucrat.
• Componentele auxiliare sunt suplimentare necesare, cum ar fi un regulator de presiune, filtru de aer etc

Aplicații

Utilizările sau aplicațiile comparatoarelor pneumatice includ următoarele.

• Comparatorul pneumatic detectează diametrul interior al pieselor din cilindru.
• Acest comparator este utilizat odată ce un număr mare de piese de prelucrat sau cilindri trebuie testat.
• Acestea sunt utilizate pe scară largă pentru a controla automat dimensiunea componentelor, cum ar fi calibrele de priză.
• Aceste comparatoare sunt utilizate în principal pentru verificarea rapidă a unui număr mare de dimensiuni egale.
• Este folosit pentru a descoperi cât de mult se modifică lungimea față de dimensiunile originale.
• Diametrele interioare și exterioare ale piesei de prelucrat pot fi detectate utilizând acest comparator.
• Dreptatea și planeitatea piesei de prelucrat pot fi detectate.
• Acest comparator este folosit pentru a analiza Tappers și ovalitatea piesei de prelucrat.
• De asemenea, este util pentru verificarea dreptății și rotunjimii piesei de prelucrat.
• Aplicațiile comparatorului pneumatic se modifică în funcție de tipurile de cap de măsurare și de numărul de orificii.
• Aceste comparatoare pot fi aplicate măsurătorilor de diametru interior și exterior și măsurători de grosime.
• Aceste comparatoare sunt foarte utile în verificarea concentricității pieselor unghiulare, adâncimea găurii oarbe, distanța dintre centrul găurii, planeitatea paralelismului etc.

Astfel, aceasta este o scurtă informație despre pneumatică comparator – tipuri , avantaje, dezavantaje și aplicațiile sale. Cel mai frecvent utilizat comparator pneumatic este comparatorul pneumatic Solex, care este proiectat și comercializat de industria Solex Air Gauges Ltd din SUA. Deci acesta este unul dintre cele mai populare comparatoare pneumatice. Iată o întrebare pentru tine, ce este un comparator în electronică?