1.6 производители датчиков давления

Когда видишь запрос ?датчики давления 1.6?, первое, что приходит в голову — речь о классе точности. Но в практике горного оборудования это редко бывает просто цифрой в техническом паспорте. У нас в АО Юэян Суофейт Майнс Экипмент с этим столкнулись ещё в 2018, когда для подвесных транспортных систем начали тестировать серию датчиков от трёх российских поставщиков. И вот что показательно: два из них в лаборатории выдавали стабильные 1.6% погрешности, а в шахте, при вибрации конвейера, уходили до 2.3–2.5. Третий, от малоизвестного тогда завода из Перми, в тех же условиях держался в рамках 1.7–1.8. Так что для нас датчики давления — это в первую очередь вопрос не паспортных характеристик, а того, как они ведут себя под нагрузкой, в запылённой среде, при перепадах температур от -40°C у поверхности до +55°C на глубине.

Почему 1.6 — не всегда 1.6

Класс точности 1.6 — один из самых распространённых в промышленности, но его трактовка разнится. ГОСТ 22520–2017 требует, чтобы основная приведённая погрешность не превышала ±1.6% от диапазона измерений. Однако в шахтных условиях добавляются дополнительные факторы: влияние вибрации, влажности, положения монтажа. Например, для наших подвесных дорог важна не только статическая точность, но и отклик при резком изменении нагрузки — когда вагонетка с углем начинает движение или тормозит. Здесь некоторые датчики давления с заявленным 1.6 на практике ?залипают? на 0.2–0.3 секунды, что критично для систем автоматического контроля.

Один из случаев: в 2020 году мы закупили партию датчиков для системы мониторинга навесного оборудования. В лаборатории всё идеально — 1.55–1.58%. Но при монтаже на стрелу погрузчика, где постоянные удары и перекосы, погрешность стабильно уходила к 1.9%. Оказалось, проблема в конструкции мембраны — она была рассчитана на статическое давление, но не на знакопеременные нагрузки. Пришлось совместно с производителем дорабатывать конструкцию, добавлять демпфирующие элементы. Сейчас эти датчики работают в комплексе с нашими транспортными системами, но уже как модификация 1.6-М.

Ещё один нюанс — калибровка. Многие производители калибруют датчики при 20°C, а в шахте температура может быть и +5°C, и +50°C. Термокомпенсация есть у всех, но её эффективность разная. Мы как-то сравнивали два датчика с одинаковым паспортным 1.6: один при переходе от -10°C к +60°C уходил в погрешность 1.8%, второй — до 2.1%. Разница в 0.3% кажется небольшой, но для системы, контролирующей нагрузку на канаты подвесной дороги, это может быть критично.

Особенности выбора для горной техники

В АО Юэян Суофейт Майнс Экипмент мы специализируемся на подвесных транспортных системах, и здесь требования к датчикам давления специфичны. Например, для гидравлических приводов тормозных систем важна не только точность, но и скорость отклика. Датчик с классом 1.6, но с временем отклика 100 мс, для нас бесполезен — нужно не более 20–30 мс. Поэтому в технических заданиях мы всегда указываем не только класс точности, но и динамические характеристики.

Ещё один момент — устойчивость к электромагнитным помехам. В шахте работает много силового оборудования, частотные преобразователи, мощные двигатели. Был случай, когда датчик давления в системе управления подвесной дорогой начал выдавать случайные выбросы — оказалось, он стоял в 50 см от кабеля частотника. Пришлось экранировать и переносить. Сейчас мы при выборе всегда запрашиваем протоколы испытаний на ЭМС, причём не по общим стандартам, а по методам, приближённым к горным условиям.

Немаловажен и материал корпуса. Для шахтных условий нужна нержавеющая сталь не ниже 12Х18Н10Т, а лучше — с дополнительным защитным покрытием. Один поставщик предлагал датчики в алюминиевом корпусе — дешевле, легче. Мы провели испытания в солевом тумане — через 200 часов появились первые признаки коррозии. Для наших систем, которые работают по 20–30 лет, это неприемлемо.

Опыт сотрудничества с производителями

За 15 лет работы мы перепробовали датчики давления от десятков производителей — и российских, и зарубежных. Сейчас в основном работаем с тремя-четырьмя проверенными поставщиками, но продолжаем тестировать новые образцы. Интересный опыт был с одним уральским заводом — они делали упор на цифровые интерфейсы, HART, Modbus. Но в условиях сильных электропомех в шахте цифровые сигналы иногда ?сыпались?, пришлось переходить на аналоговый 4–20 мА. Хотя для других применений их решения были хороши.

С АО Юэян Суофейт Майнс Экипмент мы не просто покупаем датчики, а часто участвуем в их доработке. Например, для наших подвесных дорог нужны датчики с усиленными креплениями — стандартные монтажные кронштейны не выдерживали вибрации. Совместно с производителем разработали вариант с дополнительными рёбрами жёсткости и демпфирующими прокладками. Теперь это стало стандартом для подобных применений.

Ещё один аспект — ремонтопригодность. В идеале датчик должен работать 10–15 лет без вмешательства, но на практике бывают поломки. Некоторые производители делают полностью неразборные корпуса — при отказе приходится менять весь блок. Другие предусматривают возможность замены чувствительного элемента или электронной платы. Для нас это важно — проще и дешевле отремонтировать датчик на месте, чем везти его на завод и ждать замену неделями.

Тенденции и перспективы

Сейчас вижу движение в сторону беспроводных датчиков давления. Технологии LoRaWAN, NB-IoT позволяют передавать данные на расстояния до нескольких километров без прокладки кабелей. Это особенно актуально для протяжённых подвесных транспортных систем. Мы тестируем такие решения с 2022 года — пока есть проблемы с энергопотреблением (батареи хватает на 1–2 года, а нужно минимум 5) и надёжностью связи в условиях сложного рельефа.

Ещё одна тенденция — встраивание диагностических функций. Современные датчики давления могут не только измерять давление, но и отслеживать собственное состояние — износ мембраны, дрейф характеристик, температурные воздействия. Это позволяет перейти от планового обслуживания к обслуживанию по состоянию. Для наших систем это могло бы сократить простои на 15–20%.

Интересно развитие материалов — керамические мембраны, композитные материалы. Они более устойчивы к агрессивным средам, перепадам температур. Но пока такие датчики дороже традиционных металлических, и не все производители готовы их выпускать малыми сериями для специфических применений в горной промышленности.

Практические рекомендации

При выборе датчиков давления 1.6 для горной техники я бы советовал обращать внимание не только на паспортные характеристики, но и на опыт применения в аналогичных условиях. Лучше всего запросить у производителя references — где и как долго работают их датчики. Если возможно — посмотреть своими глазами, пообщаться с эксплуатационщиками.

Обязательно проводить приёмо-сдаточные испытания в условиях, максимально приближенных к реальным. Мы, например, всегда тестируем датчики на вибростенде с профилем, снятым с работающей подвесной дороги, и в термокамере с циклическим изменением температуры от -30°C до +70°C.

И не стоит гнаться за самой низкой ценой. Дешёвый датчик с классом точности 1.6 может в итоге обойтись дороже из-за частых замен, простоев оборудования и ремонтов. Лучше выбрать более дорогой, но проверенный вариант — в долгосрочной перспективе это окупится.

В АО Юэян Суофейт Майнс Экипмент мы пришли к выводу, что оптимальный вариант — это долгосрочное партнёрство с производителями, которые готовы совместно решать специфические задачи горной промышленности. Когда поставщик понимает, что его датчики работают не в лаборатории, а в условиях постоянной вибрации, перепадов температур и агрессивной среды, он более ответственно подходит к качеству и доработкам.