Pneumatic Comparator: Design, funktion, typer och dess tillämpningar

De komparator in Metrology är ett precisionsinstrument som används för att mäta noggrannheten för en given komponent genom att jämföra den givna komponentdimensionen med den faktiska arbetsstandarden. Det är en indirekt typ av noggrannhetsmätning eftersom den inte kommer att mäta dimensionen, men den kommer att specificera skillnaden inom mätningen mellan den specificerade komponenten och arbetsstandarden. Generellt finns komparatorer tillgängliga i olika typer som används baserat på kraven inom olika områden som el & elektronik, optisk, elektromekanisk, mekanisk-optisk, pneumatisk, multikontroll, vätskeförskjutning, projektion, automatisk mätning  & mekanisk komparator . Så den här artikeln diskuterar en av typerna av komparatorer nämligen - pneumatisk komparator , arbete, typer och dess tillämpningar.

Vad är en pneumatisk komparator?

En precisionsanordning som drivs med en tryckluft eller pneumatiskt system är känd som en pneumatisk komparator. I pneumatisk komparator betyder termen 'pneumatisk' luft som används för förstoring av uppmätt avläsning. Så, trycksatt eller komprimerad luft används som ett arbetsmedium i denna komparator. I likhet med andra komparatorer används dessa komparatorer också huvudsakligen för att analysera dimensionsvariationen mellan standardarbetsstycket och arbetsstycket som ska mätas. Således har denna komparator många fördelar jämfört med andra typer av komparatorer, så den är extremt vald i de flesta fall framför andra typer av komparatorer.

Arbetsprincip

Den pneumatiska komparatorn fungerar på grundprincipen av tryckvariation som genereras i luftflödet. Luften strömmar med stabilt tryck genom hela arbetsstycket och skapar sedan mottryck. Så variationen i detta mottryck hjälper till att upptäcka arbetsstyckets dimension.

Pneumatisk komparatordesign

Den pneumatiska komparatorn är utformad med några viktiga delar som en kompressor, vattentank, luftfilter, tryckregulator, dopprör, manometerrör, kontrollöppning, flexibelt rör, mäthuvud och skala som förklaras nedan.

Kompressor

Kompressorn i denna komparator är den viktigaste komponenten. Huvudfunktionen hos denna kompressor är att producera och kontinuerligt tillföra tryckluft i den pneumatiska komparatorn.

Luftfilter

Luftfiltret i denna komparator är anslutet till kompressorenheten. Ett luftfilter är mycket användbart för att filtrera de smutspartiklar som kommer från luften. Här komprimeras luften genom kompressorn.

Tryckregulatorenhet

Denna enhet är försedd med ett luftfilter. Huvudfunktionen för denna enhet är att styra tryckluftstrycket som kommer från luftfiltret.

Dip Tube

Doppröret är anordnat i luftledningen bredvid tryckregulatorn. Detta rör doppas direkt mot metallcylindern eller vattentanken. Anslutningen av detta rör såväl som flygbolaget är känd som en övre kammare.

Vattentank

Vattentanken är en metallcylinder som är anordnad vid basen av den övre kammaren i denna komparator så att den håller doppröret i sig.

Manometerrör

Manometerröret i denna komparator är fixerad vertikalt parallellt med basen av en vattentank. Kontrollera

Öppning

Kontrollöppningen är placerad i flygledningen mellan två korsningar mellan doppröret och manometerröret. Denna öppning tillåter luften att tillföra ett stabilt tryck.

Flexibelt rör

Ett flexibelt rör används inom flygbolaget för att hålla mäthuvudet. Det flexibla rörets initiala punkt är fixerad med en nästa kammare, det vill säga en manometer och en flyglinje, medan ändpunkten är ansluten via ett mät- eller mäthuvud.

Mäthuvud

Mäthuvudet ansluts enkelt till den pneumatiska slangen eller det flexibla röret. Huvudfunktionen för detta är att beräkna avvikelserna i arbetsstycket.

Skala

Mätskalan i denna komparator är kalibrerad och anordnad till manometerröret parallellt. Skalans huvudfunktion är att mäta förskjutningen av vätska som sker inuti manometerröret.

Pneumatisk komparator fungerar

Den pneumatiska komparatorn fungerar är; pneumatisk komparator inkluderar en vattentank eller metallcylinder som är fylld med vatten upp till en viss nivå. En kalibrerad manometer är ansluten vertikalt parallellt med denna vattentank. Vattennivån i vattentanken samt manometern måste vara likartad & den justeras med ett arbetsstycke. Vid maximalt tryck komprimeras luften med en kompressor & den filtreras & regleras med tryck genom luftfiltret samt en tryckregulator.

Den filtrerade luften strömmar genom ett dopprör som är nedsänkt i en vattentank. Samtidigt strömmar tryckluften med lika tryck genom kontrollmunstycket. När luft strömmar genom kontrollöppningen kommer hastigheten att ökas och trycket blir stabilt. Luften med stor hastighet passerar genom den pneumatiska slangen eller det flexibla röret och slutligen når den mäthuvudet.

På grund av expansionen av luft i doppröret hålls vattenflödet stabilt. Överskottsluften rinner iväg som luftbubblor i vattentanken. Vid konstant tryck rinner luften bort från mätstrålen i mäthuvudet eller mätaren.

Om arbetsstycket är normalt eller det inte finns någon gräns inom arbetsstycket, kommer luft kontinuerligt att strömma ut genom mätstrålen. Samtidigt kommer vattennivån i manometerröret och vattentanken att matcha. Om det finns någon begränsning eller oregelbundenhet i arbetsstycket för det faktiska flödet inom mätstrålen, kommer en viss bakåtkraft att bildas.

Vattennivån i manometern kommer att sjunka på grund av det inducerade mottrycket av begränsningarna i arbetsstycket. Vattennivåförändringen inom manometern betecknas som dimensionsvariationen eller eventuella abnormiteter inom arbetsstycket som mäts jämfört med standardarbetsstycket.

Typer av pneumatiska komparatorer

De pneumatiska komparatorerna finns i tre typer som diskuteras nedan.

• Pneumatisk komparator av flödes-/hastighetstyp.
• Mottryckstyp Pneumatisk komparator.
• Pneumatisk komparator av differentialtyp.

Pneumatisk komparator av flödes-/hastighetstyp

Den pneumatiska komparatorn av flödes- eller hastighetstyp är utformad med olika delar som en kompressor, luftfilter, tryckregulator, avstängningsventil, glaspelare, flottör, nolljusteringsskruv, luftavluftning, våg, flexibelt rör, mäthuvud och arbetsstycke.

Först måste glaskolonnen kalibreras till den nödvändiga dimensionen genom att använda en nolljusteringsskruv och luftavluftning. Som en pneumatisk komparator komprimeras luften, filtreras och regleras. Efter det passerar luften genom avstängningsventilen och rör sig mot glaspelaren som innehåller en metallflotta. Avstängningsventilen används främst för att stänga av lufttillförseln när den inte används. Luften tillförs genom hela luftpelaren och rör sig slutligen bort från mäthuvudet.

Här placeras mäthuvudet i denna komparator i ett arbetsstycke som ska analyseras. Om det finns några begränsningar eller oregelbundenheter på arbetsstycket kommer luftflödet att kontrolleras. Detta resulterar i en liten förskjutning av metallflottan i glaskolonnen.

Metallflottarrörelsen kan enkelt kontrolleras genom luftflödeshastigheten i glaspelaren som bestäms av spelet mellan mäthuvudet och arbetsstycket. Således är luftflödeshastigheten direkt proportionell mot spelrummet. Komparatornoggrannheten är upp till 1 µm och dess förstoring är 1000 000:1.

Mottryckstyp Pneumatisk komparator

Den pneumatiska komparatorn av mottryckstyp är designad med olika delar som en kompressor, tryckregulator, filter, våg, justerbar strypning och mäthuvud. Den här typen av komparator inkluderar två öppningar som kontrollkontor 'O1' och mätmunstycke 'O2'.

I likhet med ovanstående komparator filtreras den komprimerade luften i denna komparator genom ett luftfilter och passerar sedan genom tryckregulatorn. Här sänks trycket till 2 bar och det passerar genom kontrollöppningen. Slutligen rör sig luften bort från mätöppningen i mäthuvudet.

De två öppningarnas diameter inuti mäthuvudet betecknas med D1 & D2, och trycken på öppningarna betecknas med P1 & P2. Luften med stabilt tryck 'P1' passerar genom O1-öppningen in i mittkammaren. Äntligen rör sig den bort från mäthuvudet genom O2-öppningen. Avståndet mellan O2-öppningen och arbetsstycket betecknas med 'd'.

Till en början kommer O2-mätöppningen att vara helt stängd. När den väl är stängd kommer båda trycken som P1 & P2 att vara lika. På liknande sätt, när mätöppningen är helt öppen, nollställs trycken P1 & P2 vid öppningarna O1 & O2.

Närhelst avståndet mellan mätöppningen och arbetsstycket ändras, varierar trycket P1 & P2 vid O1 & O2 öppningar. Skillnaden i tryck mäts med en tryckindikeringsanordning. I denna komparator kan förstoringen uppnås upp till 7500:1.

Pneumatisk komparator av differentialtyp

Den pneumatiska komparatorn av differentialtyp är utformad med olika delar som en tryckregulator, kompressor, luftfilter, styrmunstycke, nollinställningsventil eller referensstråle, tryckindikeringsanordning och mäthuvud.

Först komprimeras luften i denna typ av komparator och får strömma genom luftfiltret och tryckregulatorn. Äntligen genereras lufttrycket och stabiliseras. Vid stabilt tryck strömmar luften genom den delade kanalen.

Luften strömmar i ena änden genom OC1-öppningen och når mäthuvudet genom 'P'-kanalen. På samma sätt strömmar luften genom en OC2-öppning och når en nolljusteringsventil genom kanalen.
Den tryckindikerande enheten är placerad inom flygbolaget och ansluter båda P- och Q-kanalerna. För det första kalibreras den av ett standardarbetsstycke. När mäthuvudet rör sig mot arbetsstycket börjar pekaren inuti mätanordningen att vända åt sidan. Om det finns tillstånd eller begränsningar mellan mäthuvudet och arbetsstycket kommer trycket i systemet att ökas. Slutligen sker avböjning.

För att omvandla tryckavläsningarna till linjära dimensioner från indikeringsanordningen används följande formel.

P = ρgh

Där P = tryck som indikeras genom anordningen, ρ = luftdensitet, g = specifik vikt och h = arbetsstyckets dimensioner som ska analyseras. Förstoringsområdet för denna komparator sträcker sig från 1250x till 20000x.

Skillnaden mellan mekanisk jämförare och pneumatisk jämförare

Skillnaden mellan den mekaniska komparatorn och den pneumatiska komparatorn diskuteras nedan.

Fördelar

De fördelarna med en pneumatisk komparator inkluderar följande.

• Dessa komparatorer är mycket enkla att använda.
• Denna komparator har ingen kontakt mellan arbetsstycket och mäthuvudet.
• Den har upp till 30000:1 hög förstoring.
• Det finns inget intrång när både indikeringsanordningen och mäthuvudet är anordnade på olika platser.
• En luftstråle i denna komparator hjälper till att rensa upp arbetsstycket.
• När du använder denna komparator inträffar inga vibrationer.
• Dessa är mycket exakta på grund av det extremt färre antalet rörliga delar så det är extremt mindre friktion och låg tröghet.
• Denna komparator är bäst för att bestämma avsmalningen och ovaliteten hos de cirkulära hålen.
• Mätningen är extremt liten och orsakar ingen skada på arbetsstycket. Men det hjälper till att ta bort damm från den uppmätta delen av luftstrålen.

Nackdelar

De nackdelar med pneumatiska komparatorer inkluderar följande.

• Dessa är inte praktiska.
• Denna komparator kräver en kompressor.
• Det är inte lämpligt för alla ekologiska förhållanden.
• Temperatur- och luftfuktighetsförändringen kan påverka deras precision.
• Dessa komparatorer svarar långsamt jämfört med andra komparatorer.
• Denna komparator behöver utarbetad hjälputrustning som en exakt tryckregulator.
• Det är inte ekonomiskt jämfört med komparatorer av mekanisk typ.
• Skalan i denna komparator är inte konsekvent.
• Olika mäthuvuden krävs i denna komparator eller olika dimensioner.
• Meniskfel uppstår när glasrör används som indikeringsanordning.
• Den behöver olika mäthuvuden för att kontrollera olika typer av arbetsstycken.
• Extra komponenter krävs som en tryckregulator, luftfilter, etc

Ansökningar

Användningarna eller tillämpningarna av pneumatiska komparatorer inkluderar följande.

• Den pneumatiska komparatorn känner av innerdiametern på cylinderarbetsstycken.
• Denna komparator används när ett stort antal arbetsstycken eller cylindrar behöver testas.
• Dessa används ofta för att kontrollera komponenternas storlek automatiskt som pluggmätare.
• Dessa komparatorer används huvudsakligen för snabb kontroll av ett stort antal lika dimensioner.
• Den används för att upptäcka hur mycket längden ändras från de ursprungliga måtten.
• Arbetsstyckets inre och yttre diametrar kan detekteras med hjälp av denna komparator.
• Arbetsstyckets rakhet och planhet kan detekteras.
• Denna komparator används för att analysera arbetsstyckets tappers och ovalitet.
• Det är också användbart för att kontrollera arbetsstyckets fyrkantighet och rundhet.
• De pneumatiska komparatorapplikationerna ändras beroende på mäthuvudtyperna och antalet öppningar.
• Dessa komparatorer kan appliceras på inre och yttre diametermätningar och tjockleksmätningar.
• Dessa komparatorer är mycket användbara för att kontrollera de vinklade delarnas koncentricitet, blindhålsdjup, hålets centrumavstånd, parallellitets planhet, etc.

Detta är alltså kort information om pneumatik komparator – typer , fördelar, nackdelar och dess tillämpningar. Den mest använda pneumatiska komparatorn är Solex pneumatiska komparator som är designad och marknadsförs av Solex Air Gauges Ltd-industrin i USA. Så detta är en av de mest populära pneumatiska komparatorerna. Här är en fråga till dig, vad är en komparator inom elektronik?