磁致伸缩线性位置传感器是液压缸位置反馈的主导技术。由于其高精度，多种电气接口，信号在温度变化时的稳定性，无磨损操作，以及对冲击和振动的容忍，它们是首选。这使得它们在智能液压缸和伺服液压系统的广泛工业液压应用中流行。
尽管传感器具有固有的坚固性，但工业应用中的不利操作条件会对标准产品的耐受性造成压力，有时甚至超过其耐受性。这可能导致过早的传感器故障和/或缩短预防性维护间隔。
幸运的是，专门的产品变化可以在不利的操作条件下提供更长且更可靠的使用寿命。安装和安装的最佳实践也有助于减轻暴露于应用环境的最损害效果。请继续阅读关于提高传感器可靠性的方法的建议，并在一系列常见的工业环境中延长寿命。
热
在许多工业过程中，比如炼钢过程中，高温是一个不可避免的事实，周围环境会破坏电子设备。固态电子元件受到高温的压力，其失效速率比室温下要高得多。
环境热量通过三种机制影响传感器:
传导（直接从机械安装）
对流(循环热空气撞击传感器壳体)
辐射（距离距离的视线红外加热传感器壳体）
三步防热
评估可以做些什么来减少传感器暴露在热量下。为了防止传导，尽量将传感器定位在远离热源的地方。如果可行，安装绝缘体以防止传感器与热物体直接接触。对流可以通过安装防护罩或偏转板来阻止来自传感器外壳的热空气来减轻。通常，这些相同的防护将有助于阻止辐射红外能量，以及记住，长期暴露的能量将通过和重新辐射背面。如果热源是间歇性的，比如滚轮上经过的红热钢坯，只需要将热量阻挡几秒钟来保护传感器。
接下来，一定要为热应用指定正确的气缸位置传感器类型。标准的圆柱形传感器通常最高额定温度为75°C(167°F)，但增强的变体可以承受高达100°C(212°F)。因此，使用特殊的电缆护套材料，如PTFE，可以承受高达200°C(392°F)。另一个策略是在传感器和全芯电缆之间插入一个双端线套。如果这个短的牺牲电缆损坏，它可以迅速更换，而不需要费时的任务拉一个新的home run电缆。
最后，可能是高温环境太过恶劣，任何电子产品都无法存活很长时间。在这种情况下，将传感器放置在用于空气净化或水套冷却的保护性外壳中。
冷
在一些行业，特别是石油和天然气行业，作业在北极或亚北极地区进行，那里的温度可以降至-40°C(-40°F)或更低。在这种温度下，保持柔韧性的聚合物，如o形圈、垫片、电缆绝缘和外护套，以及传感器元件阻尼材料可能会变得脆弱。半导体材料开始失去导电性，电路的行为也变得不可预测。
特殊的液压缸传感器可供设计，设计为低至-50°C（-58°F）。这些产品具有设计和指定的聚合物材料，以便达到这些温度。为了在这些条件下打击电子故障，制造商可以在低于-40°C（-40°F）的温度下应保持电力应保持在电子器件上。电子产品的散热本身将它们保持在正常的操作限制范围内。
身体的影响
标准的气缸位置传感器通常由不锈钢法兰和挤压铝外壳组成，由一对螺钉固定。在房屋可能受到物理冲击的情况下，例如木材厂中掉落的原木，标准的传感器很容易被损坏。
有三种基本方法可以提高机械冲击下的生存能力:
- 警卫。许多汽缸制造商可以提供汽缸传感器的附件护罩。这些本质上是连接在覆盖传感器的汽缸端盖上的钢管长度。缺点是，为了维护传感器，它们往往必须被移除，并且在维护过程后会错误地或故意地关闭，使传感器容易受到冲击。
- 嵌入。紧凑缸传感器可以嵌入圆筒内，因此坚固的气缸本身可以保护传感器免受损坏。这些传感器通常称为嵌入式类型。通常安装在焊接气缸中用于移动液压应用，它们也完全适用于静止工业应用。
- 升级。缸体传感器具有特别坚固的外壳，提供了从标准类型升级的途径。螺纹插入类型可用于改造应用，甚至更坚固的螺栓插入类型(气瓶必须由气瓶制造商相应准备)。
震惊
许多工业液压缸应用涉及大的力和沉重的负载，可以在正常和/或异常条件下产生大量的冲击。冲击被定义为一个快速的加速或减速瞬态，可以发生轴向或径向相对于气缸位置传感器取决于应用。
通常，液压缸沿着它们的线性操作轴线提供或吸收轴向冲击。耳芯安装的圆柱体经常产生径向冲击，例如进入滚筒在木材磨机中的登录上，因为它们在其安装中枢转。
如果应用程序由于冲击导致传感器故障率高，第一步是确定液压控制系统是否可以进行优化以减少冲击的产生。例如，能否调整运动控制轮廓，以提供更少的剧烈加速或减速?运动轮廓能适应使软启动和停止吗?减小冲击的关键是减小重力峰值幅值和/或延长瞬态时间，使加速度梯度减小。超过6毫秒的100g峰值冲击小于3毫秒的100g峰值冲击。
一旦申请进行了评估并优化以最终排除震荡产生，下一件事就是寻找具有增强震动规格的传感器。最低规格应为100克，优先考虑到高达150 G的产品。对于更严重的应用，请参阅传感器制造商关于特殊工程版本。
不要忘记，附加质量的传感器安装快速断开连接器有时可能是一个弱点，在严重的冲击。用所谓的“猪尾”或“内联”连接器来对抗断开的连接器，这种连接器有一个从传感器出来的柔性电缆，可以在几英寸或几英尺远的地方快速断开。
振动
振动也是从电动机，滚筒和移动材料中存在的。当由于环境温度波动而与热或热冲击结合时，振动可以快速增长电子元件和内部连接，导致早期失败。
在大多数情况下，气缸位置传感器可能难以或不可行，因此需要增强的传感器设计来提高传感器生存能力。用于实现能够承受延长暴露于振动的传感器的有效设计和测试方法称为HALT或高度加速的寿命测试。
进行HALT的产品在开发过程中会加速老化，以便及早发现弱点，消除弱点。样品经历了超低温和超高温浸泡，以及快速、极端的温度变化。温度范围可以从-100°C到+200°C，温度梯度高达70 K/min。随后进行最高可达50 g的振动测试。持续反复进行温度和振动测试，直到测试装置最终达到极限并被破坏。设计团队的目标是尽可能延长最终失败的时间。
寻找具有卓越规格的振动传感器。EN 60068-2-6提供20 G的良好标准，频率扫频范围为10…2000 Hz。
液体进入
在液体，冷却剂和油等液体存在连续暴露的应用最终将克服在额定IP67或更低的许多标准传感器上发现的壳体垫圈。标准传感器设计用于承受指定时间段的液体进入，但不归因于恒定的浸渍或暴露于潮湿条件。
下面的照片是在一个轧钢厂拍摄的，显示了一个蓝色的塑料盖安装在位置传感器上，试图防止下落的水进入传感器外壳。
一如既往，缓解是一种有效的方法;尽量将传感器定位在潮湿区域之外，并/或提供有效的防溅保护。当不能避免接触液体时，选择额定IP68或IP69K外壳的传感器。IP68表示制造商提供的浸没保护超过IP67(详细信息请咨询制造商)，IP69K表示传感器额定压力冲洗。一些传感器外壳是密封焊接的，以提供100%的防泄漏组件。
请注意电缆可以代表液体进入的脆弱性。如果剪切和液体进入电缆护套，它可以在电缆内部行进并最终在传感器外壳内部。在电缆上安装保护管是一个好主意，以确保在应用中偶然的接触或磨损时保持完整。
腐蚀
环境中存在的化学物质可能导致传感器外壳腐蚀问题。特别是，铝外壳组件可能会受到长期暴露在腐蚀性元素的损害。常见的例子包括道路盐、海水和空气中的海水喷雾、酸性食物果汁等污染物。
这里有一个例子。在故障单元(右)，红色的RTV硅酮密封胶是工厂维护试图保护传感器。尽管添加了外部密封胶，酸性水还是在硅树脂下工作，并被困在外壳的下部。当传感器出现故障，被拔出进行分析时，将密封胶层剥离后，发现铝外壳上有几个被侵蚀的洞。推荐的外壳材料，以减轻最担心的腐蚀是不锈钢。对于典型情况，标准等级的303和304不锈钢就足够了。
在有盐或海水的地区，316L级不锈钢是首选。标准不锈钢在表面形成一层薄薄的三氧化铬以防止腐蚀。一些离子，比如在盐水中发现的氯离子，可以剥离这一保护层，使下面的钢铁暴露在腐蚀之下。316L不锈钢配方可抵抗氯离子的侵蚀。
汽缸压力高
标准气缸位置传感器额定液压压力高达600 bar / 8700 psi。然而，一些紧凑的移动式液压系统在更高的压力下运行，例如在土木工程项目中使用的重型起重系统。特殊的高压钢瓶传感器额定压力可达1000 bar / 14,500 psi，以确保系统在较高的系统压力下保持安全和可操作。请注意，围绕传感器元件的压力管的外径一定更大——12.7 mm，而标准单位为10.2 mm——所以它需要在气缸杆上使用更大的枪钻和内径更大的目标磁铁。同样要记住的是，M22x1.5的液压端口尺寸比标准的¾”-16 UNF或M18x1.5更大。这些机械细节上的差异需要在指定和订购时与气瓶制造商沟通，否则可能会交付一个标准的传感器准备的气瓶。
冗余快速修复
为了应对关键应用中传感器故障的后果，系统设计师有许多选择，以帮助在出现故障时保持操作运行，或使出现故障的部件迅速恢复工作。以下是三种常见的方法:
- 冗余传感器。它们有两个、三个甚至四个传感器并行工作。当一个传感器失效时，其他传感器继续工作。在涉及两个以上传感器的方案中，可以利用控制器中的投票来确定哪些传感器提供有效的位置信号，哪些传感器与其他传感器不同步。通常，主传感器将安装在钢瓶中。冗余传感器将安装在外部安装托架中，用于固定传感器，并将目标磁铁连接到设备的移动部分。
- 冗余传感器输出。专门的气缸位置传感器可与两个或三个完全独立的位置传感器包含在一个传感器外壳。每个传感器都有自己单独的连接器。其优点是易于安装在一个标准的气缸端口，而不需要外部安装和支架。一个潜在的缺点是它依赖于气缸内的单一目标磁铁和单一压力管。磁铁丢失或压力管损坏可将所有通道一并拆下;然而，在实践中，这种情况是极不可能发生的。
- 快速修复。传感器配有模块化电子元件，在出现故障时可以快速拆卸，而将压力管留在气缸内。这就消除了诸如热油泄漏到维护人员身上、液压油丢失和由此产生的清理/密封以及污染物和空气进入液压系统的可能性等安全隐患。
另一个快速修复策略：使用冗余输出安装传感器，但仅连接一个通道进行控制。覆盖未使用的连接器以在不使用时保护它们。如果控制信道发生故障，只需将连接电缆移动到另一个通道并恢复操作。然后可以调度具有故障通道的传感器单元以便在计划预防性维护期间拆卸和修复
结论
您不必忍受过早或频繁的气缸传感器故障，由于不利的条件在工业应用。仔细注意应用条件，通过将传感器与应用需求匹配，可以减轻或消除与传感器故障相关的问题。当故障最终发生时，冗余传感器、冗余输出传感器或用于快速修复的传感器等策略可以帮助维持生产正常运行时间。
