Tecnologia dei sensori ultrasonici di Allengra: Controllo preciso per dosaggio intelligente

Per un lungo periodo di tempo, il prezzo unitario degli ultrasonic flow meters era troppo alto e le dimensiuni troppo
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Nel 2011, Allengra GmbH, con l’aiuto di un produttore di chip del sud della Germania, è riuscita a sviluppare un sensore a ultrasuoni per la produzione in grandi serie, con un design compatto, destinato a diversi produttori di dispositivi di riscaldamento a gas da parete, e infine a consegnarlo in serie.

Tuttavia, nel 2015 Kärcher , produttore di cleaning devices and systems

Kärcher sta lavorando a una nuova generazione di macchine per la pulizia dei pavimenti con tecnologia intelligente per un controllo e un dosaggio ancora più precisi. Il reparto sviluppo combina la misurazione della portata con il controllo e li integra in una valvola di controllo compatta con misurazione della portata senza parti mobili, in modo che la misurazione non sia influenzata dalle impurità presenti nell'acqua.

Il dipartimento di ricerca ha combinato la misurazione della portata con il controllo, integrandoli in una compact control valve con misurazione del flusso senza parti mobili, in modo tale che la misurazione non venga influenzata dalle impurità nell’acqua.

Inoltre, Kärcher stava cercando un actuator in cui fossero installati diversi sensors capaci di misurare le portate più minute così come le minime differenze di pressione.

Il nostro team è esattamente il partner giusto per lo sviluppo di un piccolo attuatore personalizzato per le macchine per la pulizia, che deve regolare la dosatura della soluzione detergente con estrema precisione.

Allengra aveva già presentato un design per un sensore semplice e compatto, con un attuatore ben collaudato e testato,combinato con un sistema di controllo della valvola in ceramica, alla fiera ISH del 2017. 

Il sensore di pressione misura il livello del liquido con precisione al millibar

Per una specifica linea dei suoi lavasciuga, Kärcher necessitava di un attuatori con un misuratore di flusso ultrasonico che misurasse con elevata precisione l’afflusso del detergente, rendendo facile il suo controllo e la sua regolazione.

Un ulteriore sensore di pressione indica il livello nel serbatoio dell’acqua pulita, che varia tra 0 e 90 cm. La misurazione deve avvenire su una scala da 0 a 90 millibar – un compito impegnativo che il sensore di pressione ha risolto in modo eccezionale.

Kärcher desiderava una soluzione più pulita e ancora più precisa per la dosatura della soluzione detergente rispetto alle precedenti macchine per la pulizia dei pavimenti. A tale scopo, la valvola per erogare il detergente non solo deve garantire una tenuta perfetta al 100%, ma anche chiudersi rapidamente.

La control valve Allengra raggiunge una velocità di chiusura di 1,4 secondi.

Sviluppo veloce ed economico

Kärcher aveva bisogno di un attuatore con un misuratore di portata a ultrasuoni in grado di misurare con elevata precisione l’afflusso del detergente, facilitandone il controllo e la regolazione. Un ulteriore sensore di pressione rileva il livello nel serbatoio dell’acqua pulita, che varia tra 0 e 90 cm.

Grazie a test intensivi, Allengra e Kärcher sono riusciti a perfezionare ulteriormente la control valve . La valvola di controllo ad ultrasuoni è ora in fase di prova sul campo e il lancio sul mercato avverrà quest’anno.

Il progetto rappresenta una vittoria per entrambi: Kärcher e Allengra. Come think tank agile e dinamico, con un team competente, Allengra si dimostra un partner importante per lo sviluppo rapido ed economicamente vantaggioso di un prodotto altamente specializzato che, grazie alle moderne tecnologie dei sensori salvaspazio, può essere facilmente integrato anche per via delle sue ridotte dimensioni.

Per Allengra, il team del progetto Kärcher è stato un partner professionale con un’ampia esperienza nello sviluppo e un’infrastruttura globale consolidata; entrambi hanno aperto nuove possibilità per il progetto, permettendo l’integrazione del nuovo controller nella prossima generazione di lavasciuga.

Nessuna particella sospesa influisce sulla stabilità a lungo termine e sulla precisione della misurazione

La ultrasonic control valve può gestire una temperatura del fluido compresa tra 5 e 60 °C e una pressione compresa tra 0 e 1 bar. In determinate situazioni, il regolatore può essere regolato per funzionare a una pressione operativa di 6 bar.

La comunicazione avviene, ad esempio, tramite UART e uscita PWM impulsiva. L’alimentazione può essere fornita, se richiesto, mediante una batteria al litio durevole. Grazie all’esclusione di parti meccaniche mobili nei sensori, nessuna particella sospesa, sporco o sabbia influisce sulla stabilità a lungo termine o sull’accuratezza della misurazione.

In futuro, nella Smart Valve verranno implementate anche comunicazioni WLAN o Bluetooth e un bus CAN, al fine di rendere il prodotto idoneo all’integrazione negli ambienti Industry 4.0 e automobilistici.

I punti morti dovranno essere eliminati in futuro per soddisfare i requisiti igienici, qualificando così il controller anche per l’impiego nel settore alimentare.