철도 모니터링용 전해질 기울기 센서

철도 모니터링 및 철도 사고 예방

철도는 사람과 물품 모두를 운송하는 중요한 수단입니다. 따라서 사고와 지연을 방지하기 위해 철로의 상태를 양호하게 유지하는 것이 중요합니다. 철로의 상태를 모니터링하는 가장 좋은 방법 중 하나는 기울기 센서를 사용하는 것입니다.

전해 기울기 센서란 무엇입니까?

전해질 기울기 센서는 전도성 유체를 사용하여 기울기를 측정하는 각도 측정 센서의 일종입니다. 전기적으로 절연된 전극(또는 핀)이 유체 속으로 뻗어 있고 그 위에 전압이 가해집니다. 센서 위치가 변하면 각 핀의 유체 높이가 변하고, 이에 따라 각 핀 사이의 저항이 변합니다. 저항 변화는 각 핀의 전압 변화로 측정할 수 있으며, 이를 각도 측정으로 변환할 수 있습니다.

이상적인 솔루션

철도 모니터링에 가장 일반적으로 사용되는 전해질 기울기 센서는 0703-1602-99 단일 축 중거리 기울기 센서입니다. 이 센서의 측정 범위는 ±25°이며 ±0.005°의 반복 정밀도로 고정밀 측정이 가능합니다. 0703-1602-99는 가장 극한의 환경을 견딜 수 있는 금속 구조의 산업용 등급입니다.

철도 모니터링에 권장되는 또 다른 전해질 기울기 센서는 0703-0711-99 단일 축 협 범위 기울기 센서입니다. 이 센서는 ±3°의 측정 범위와 ±0.001°의 반복 정확도로 훨씬 더 높은 정확도의 측정을 제공합니다. 0703-0711-99는 또한 극한의 환경을 견딜 수 있도록 설계된 금속 구조의 산업용 등급입니다.

전해질 기울기 센서는 제어 회로가 필요한데, TI는 이를 경사계라고 하는 패키지 솔루션으로 제공합니다. TI의 전해질 기울기 감지 기술은 통합이 간편한 패키지로 MEMS 경사계에 비해 장기적인 드리프트 없이 매우 안정적인 경사계를 구현합니다.

±25° 미드 레인지 전해질 기울기 센서 - 부품 번호: 0703-1602-99
작동 범위: ±25°
반복성 ±0.005°
±3° 좁은 범위 전해질 기울기 센서 - 부품 번호 0703-0711-99
작동 범위: ±3°
반복성 ±0.001°
±25° 아날로그/RS-232 경사계 - 부품 번호: 0729-1765-99
작동 범위: ±25°
인터페이스: 아날로그/RS-232
F203-00A-212-00 - ±3° 아날로그 및 RS-232 디지털 경사계
작동 범위: ±3°
인터페이스: 아날로그/RS-232
±25° UART/TTL 경사계 - 부품 번호: F225-00T-003-01
작동 범위: ±25°
인터페이스: UART/TTL

철도 모니터링을 위한 전해질 기울기 센서의 장점

  • 정확도
전해질 기울기 센서를 철도 모니터링에 사용할 때의 주요 장점 중 하나는 정확도입니다. 전해질 기울기 센서는 정확도가 매우 높으며, 최고 정확도 모델의 경우 ±0.001°부터 정확도가 낮은(그리고 비용이 저렴한) 모델의 경우 ±0.1°까지 각도를 정확하게 측정할 수 있습니다. 이를 통해 안전에 중대한 영향을 미칠 수 있는 철도 시스템의 아주 작은 위치 및 각도 변화도 감지할 수 있습니다.
  • 신뢰성
전해질 틸트 센서의 또 다른 장점은 신뢰성입니다. 이 센서는 열악한 환경을 견딜 수 있도록 설계되어 극한의 온도(대부분의 모델에서 작동 온도 -40°C~85°C, 보관 온도 최대 125°C)에서 작동할 수 있으며 충격과 진동에도 견딜 수 있도록 설계되었습니다. 따라서 철도 모니터링과 같은 실외 애플리케이션에 이상적입니다. 프레드릭스의 전해질 틸트 센서를 사용하는 대부분의 애플리케이션은 10년 이상의 현장 수명을 필요로 하며, 프레드릭스의 센서는 300년 이상의 MTTF를 제공합니다.
  • 향상된 안전성
철도 모니터링에 전해질 기울기 센서를 사용하면 이미 모니터링이 구현된 산업에서 안전성이 향상되었습니다. 이러한 센서는 열차나 선로의 과도한 위치 변화와 같은 이상 징후를 감지할 수 있으며, 이는 철도 선로에 문제가 있음을 나타낼 수 있습니다. 이상 징후를 조기에 감지하면 사고를 예방하고 탈선 위험을 줄일 수 있습니다.
  • 드리프트 없음
드리프트는 센서가 움직이지 않을 때에도 시간이 지남에 따라 센서의 출력이 변할 때 발생합니다. 전해질 기울기 센서는 드리프트가 나타나지 않으며, 시간에 따른 측정값의 예상 변화는 정확도 및 반복성 사양에 포함되어 있습니다. 드리프트는 MEMS 기반 제품과 같은 다른 기울기 측정 기술에서 흔히 발생하는 문제입니다. 특히 디바이스의 전원이 켜질 때 측정값이 변경되는 턴온 바이어스가 있는 다른 기술에서 많이 발생합니다. 이로 인해 짧은 시간 동안에도 각도 측정에 상당한 오차가 발생할 수 있으며, 이는 움직이는 부품이 없기 때문에 전해질 기울기 감지 기술에서는 나타나지 않습니다.
  • 낮은 전력 소비
전해질 틸트 센서는 전력 소비가 적어 전력이 제한될 수 있는 원격 위치에서 사용하기에 이상적입니다. 이러한 센서는 매우 낮은 전력으로 작동할 수 있으며 교체할 필요 없이 장기간 작동하도록 설계할 수 있습니다.
  • 손쉬운 통합
전해질 틸트 센서는 기존 마이크로컨트롤러와 함께 몇 가지 추가 전자 부품만으로 쉽게 통합할 수 있는 수동 부품입니다. 프레데릭스는 최소한의 엔지니어링 시간으로 전해질 틸트 센서를 실행할 수 있는 회로도, PCB 레이아웃 및 펌웨어를 제공합니다. 또한 프로세스를 더욱 간소화하기 위해 최대 IP66 환경 보호 등급을 갖춘 자체 회로와 밀폐형 경사계를 제공합니다.
  • 비용 효율적
마지막으로 전해질 기울기 센서는 비용 효율적입니다. 다른 기울기 측정 기술, 특히 MEMS와 같은 실리콘 기반 제품에 사용되는 복잡한 제조 기술이 필요하지 않기 때문에 제조 비용이 상대적으로 저렴합니다. 비용이 저렴하기 때문에 철도 모니터링 비용을 크게 늘리지 않고도 대규모 설치가 가능합니다. 따라서 비용 효율적으로 선로를 모니터링하고자 하는 철도 회사에게 매력적인 옵션입니다.

철도 모니터링에서 전해질 기울기 센서의 응용 분야

  • 트랙 모니터링
철도 모니터링에서 전해질 기울기 센서의 주요 응용 분야 중 하나는 철도 사고 예방을 위한 선로 모니터링입니다. 이 센서는 선로의 각도와 위치를 모니터링하고 손상이나 마모를 나타낼 수 있는 변화를 감지하는 데 사용할 수 있습니다. 이 정보는 선로를 사용하기에 안전하지 않게 되기 전에 유지보수 및 수리 작업 일정을 잡는 데 사용할 수 있습니다.
  • 열차 모니터링
전해질 기울기 센서는 열차 자체를 모니터링하는 데에도 사용할 수 있습니다. 이는 열차 또는 열차 탈선 문제를 나타낼 수 있는 비정상적인 움직임이나 진동을 감지하는 데 유용할 수 있습니다. 이 정보는 문제가 더 심각해지기 전에 유지보수 및 수리 작업 일정을 잡는 데 사용할 수 있습니다.
  • 교량 및 일반 구조물 모니터링
마지막으로 전해질 기울기 센서는 철도 교량 및 기타 철도 구조물의 각도를 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다. 이러한 센서는 교량이나 구조물의 각도나 위치의 변화를 감지하여 구조적 손상이나 마모를 나타낼 수 있습니다. 이 정보는 안전을 보장하기 위해 유지보수 및 수리 작업 일정을 잡는 데 사용할 수 있습니다.