حساس الارتفاع

أنواع مستشعرات الارتفاع

يقيس **مستشعر الارتفاع** المسافة بين جسم ما والأرض. ويتم استخدامه بشكل شائع في المركبات للكشف عن التغيرات في وزن الحمولة وارتفاع الحمولة في المركبة. كما يُعرف مستشعرات ارتفاع المركبة بمستشعرات المستوى أو مستشعرات ارتفاع الحمولة. يساعد المستشعر على الحفاظ على أداء المركبة واستقرارها بغض النظر عن وزن الحمولة. تأتي مستشعرات الارتفاع في أنواع مختلفة مناسبة لتطبيقات مختلفة. وتشمل ما يلي:

• مستشعرات الارتفاع الحالة الصلبة

  تستخدم مستشعرات الارتفاع الحالة الصلبة تقنية أشباه الموصلات لقياس ارتفاع جسم ما. لا تحتوي على أجزاء متحركة وهي موثوقة للغاية. تُستخدم المستشعرات في التطبيقات التي تتطلب قياسًا دقيقًا للارتفاع. على سبيل المثال، تُستخدم في أنظمة التخزين الآلية لقياس ارتفاع رفوف التخزين.

• مستشعرات ارتفاع الليزر

  تستخدم مستشعرات ارتفاع الليزر أشعة الليزر لقياس مسافة جسم ما بدقة عالية. يمكن للمستشعرات قياس التغيرات الصغيرة في الارتفاع لأن لديها حساسية عالية. ومع ذلك، فإنها تتأثر بلون الجسم ونسيج سطحه. تُستخدم مستشعرات ارتفاع الليزر في التطبيقات الصناعية التي تتطلب قياسًا دقيقًا وسريعًا للارتفاع. على سبيل المثال، يمكنها قياس ارتفاع المواد الخام في أحزمة النقل.

• مستشعرات الارتفاع بالموجات فوق الصوتية

  تستخدم مستشعرات الارتفاع بالموجات فوق الصوتية قياس مسافة جسم ما باستخدام الموجات فوق الصوتية. لا تتأثر المستشعرات بنسيج سطح الجسم أو لونه مثل مستشعرات ارتفاع الليزر. ومع ذلك، فإن لديها دقة قياس أقل مقارنة بمستشعرات ارتفاع الليزر. تُستخدم مستشعرات الارتفاع بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في تطبيقات قياس المستوى. على سبيل المثال، يمكنها قياس ارتفاع الماء في الخزان.

• مستشعر الارتفاع السعوي

  تقيس مستشعرات ارتفاع السعة التغيرات في السعة الكهربائية بين المستشعر والجسم الذي يتم قياس ارتفاعه. إنها حساسة للغاية ويمكنها قياس التغيرات الصغيرة في الارتفاع. تُستخدم مستشعرات ارتفاع السعة في التطبيقات التي تتطلب دقة قياس عالية. على سبيل المثال، تُستخدم في البحث العلمي لقياس ارتفاع الأغشية الرقيقة أو الطلاءات.

• مستشعر الارتفاع الحثي

  تقيس مستشعرات الارتفاع الحثي التغيرات في الحث بين المستشعر والجسم. تُستخدم في التطبيقات التي تتطلب قياس ارتفاع التلامس. على سبيل المثال، يمكنها قياس ارتفاع مادة ما في عملية التصنيع.

مواصفات وصيانة مستشعرات الارتفاع

تُستخدم مستشعرات الارتفاع، المعروفة أيضًا بمستشعرات الموضع الرأسي أو مستشعرات الارتفاع، في تطبيقات مختلفة لقياس ومراقبة التغيرات في الارتفاع أو الارتفاع. فيما يلي بعض المواصفات العامة ومتطلبات الصيانة لمستشعرات الارتفاع:

• نطاق القياس: نطاق قياس مستشعر الارتفاع هو الحد الأدنى والحد الأقصى لمستويات الارتفاع التي يمكنه قياسها. على سبيل المثال، يمكن لمستشعر ارتفاع بنطاق قياس من 0 إلى 3 أمتار قياس ارتفاعات بين 0 و 3 أمتار بدقة عالية.
• الدقة: دقة مستشعر الارتفاع هي أصغر فرق ارتفاع يمكنه قياسه. على سبيل المثال، يمكن لمستشعر ارتفاع بدقة 1 ملم اكتشاف التغيرات في الارتفاع بمقدار 1 ملم أو أكثر. يمكن للمستشعرات ذات الدقة الأعلى قياس التغيرات الأصغر في الارتفاع، ولكن قد تكون أكثر تكلفة.
• الدقة: دقة مستشعر الارتفاع هي مقياس لمدى قرب قياسات الارتفاع من قيم الارتفاع الفعلية. على سبيل المثال، إذا قام مستشعر ارتفاع بقياس ارتفاع 100 سم، ولكن الارتفاع الفعلي هو 101 سم، فإن دقته تكون أقل بمقدار 1 سم. توفر مستشعرات الارتفاع ذات الدقة العالية قياسات أكثر موثوقية، ولكن قد تتطلب معايرة دورية للحفاظ على أدائها.
• إشارة الإخراج: توفر مستشعرات الارتفاع إشارة إخراج تتناسب مع الارتفاع المقاس. تشمل إشارات الإخراج الشائعة الإشارات التناظرية (مثل الجهد أو التيار) أو الإشارات الرقمية (مثل الاتصال التسلسلي). تعتمد إشارة إخراج مستشعر الارتفاع على التطبيق المحدد ونظام الحصول على البيانات المستخدم.
• ظروف التشغيل: تمتلك مستشعرات الارتفاع ظروف تشغيل محددة مثل نطاقات درجة الحرارة والرطوبة والضغط. على سبيل المثال، يمكن استخدام مستشعر ارتفاع بنطاق درجة حرارة تشغيل من -40 إلى +85 درجة مئوية في بيئات قاسية. بالإضافة إلى ذلك، قد تحتاج بعض مستشعرات الارتفاع إلى حماية من الغبار أو الماء أو التعرض للمواد الكيميائية في ظروف قاسية.

إن الحفاظ على مستشعرات الارتفاع أمر مهم لضمان دقته وموثوقيته. فيما يلي بعض متطلبات الصيانة العامة:

• التنظيف المنتظم: يمكن أن يؤثر الغبار أو الأوساخ أو الملوثات الأخرى على أداء مستشعرات الارتفاع. لذلك، يجب تنظيفها بانتظام باستخدام قطعة قماش ناعمة أو فرشاة ومحاليل تنظيف مناسبة.
• المعايرة: قد تتغير قياسات مستشعرات الارتفاع بمرور الوقت، مما يؤدي إلى انخفاض الدقة. لذلك، يجب معايرتها بانتظام باستخدام مراجع ارتفاع قياسية وأدوات معايرة.
• التفتيش البصري: يجب فحص مستشعرات الارتفاع بصريًا بانتظام بحثًا عن علامات التلف أو البلى أو التآكل. يجب استبدال أي مكونات تالفة أو مهترئة على الفور للحفاظ على أداء المستشعر.
• الوصلات الكهربائية: يجب فحص الوصلات الكهربائية لمستشعرات الارتفاع بشكل دوري للتأكد من أنها آمنة وخالية من التآكل أو الأكسدة. يمكن أن تؤدي الوصلات الفضفاضة أو المتآكلة إلى تدهور الإشارة أو التشغيل المتقطع.
• تحكم درجة الحرارة: قد تكون بعض مستشعرات الارتفاع حساسة لتغيرات درجة الحرارة. لذلك، يجب إبقاؤها بعيدًا عن مصادر الحرارة أو أشعة الشمس المباشرة أو تقلبات درجة الحرارة الشديدة لمنع تدهور الأداء.

كيفية اختيار مستشعر الارتفاع

عند اختيار مستشعر ارتفاع للمركبة، يجب على مشتري الأعمال مراعاة العوامل التالية:

• نوع المستشعر

  من الضروري اختيار النوع الصحيح من مستشعر الارتفاع للتطبيق المقصود. تعد مستشعرات الليدار والرادار مناسبة للتطبيقات التي تتطلب قياسات ارتفاع دقيقة، مثل البناء والتعدين. من ناحية أخرى، تعد مستشعرات الموجات فوق الصوتية أكثر فعالية من حيث التكلفة ومثالية لمساعدة ركن السيارات والمناورات المنخفضة السرعة حيث تكون الدقة القصوى أقل أهمية.

• نطاق القياس

  يجب أن يتناسب نطاق قياس مستشعر الارتفاع مع متطلبات التطبيق المحددة. على سبيل المثال، في البيئات الحضرية ذات المباني الشاهقة، تكون المستشعرات ذات نطاق قياس أكبر ضرورية لتجنب الأشياء ذات الارتفاعات المختلفة. على العكس من ذلك، في المناطق المفتوحة مثل الطرق السريعة، تكون المستشعرات ذات نطاق قياس أقصر كافية.

• الدقة والدقة

  يجب على مشتري الأعمال مراعاة دقة ودقة مستشعرات الارتفاع بناءً على متطلبات تطبيقاتهم. في تطبيقات مثل مراقبة حركة المرور الجوية حيث تكون السلامة ذات أهمية قصوى، تكون المستشعرات ذات الدقة والدقة العالية ضرورية لضمان قياسات ارتفاع موثوقة. على العكس من ذلك، بالنسبة للتطبيقات الأقل أهمية مثل توصيل البضائع، قد تكون مستويات الدقة المنخفضة قليلاً مقبولة.

• اعتبارات بيئية

  يمكن أن تؤثر الظروف البيئية مثل درجات الحرارة القصوى ومستويات الرطوبة ووجود الغبار أو الرطوبة على أداء المستشعر. لذلك، من الضروري اختيار المستشعرات ذات تقنيات قياس الارتفاع المناسبة لظروف بيئية محددة لضمان قياسات موثوقة ودقيقة.

• التكامل والتوافق

  يجب أن يكون مستشعر الارتفاع متوافقًا مع الأنظمة الموجودة، مثل دمج الرادار أو الليدار مع أنظمة إدارة حركة المرور. علاوة على ذلك، من الضروري مراعاة توافق المستشعر مع أنظمة المركبات الأخرى، مثل نظام التحكم التكيفي بالسرعة أو أنظمة تجنب الاصطدام، لضمان تكامل سلس وأداء مثالي.

• التكلفة والميزانية

  يجب على مشتري الأعمال مراعاة تكلفة مستشعرات الارتفاع وميزانيتهم. من المهم اختيار المستشعرات التي توفر الأداء والميزات المطلوبة ضمن الميزانية. علاوة على ذلك، من الضروري مراعاة التكلفة الإجمالية للملكية، بما في ذلك تكاليف التثبيت والصيانة والمعايرة.

• الموثوقية والوحدات المتعددة

  في التطبيقات الحرجة للسلامة، مثل المركبات ذاتية القيادة أو الطائرات، تكون موثوقية مستشعرات الارتفاع ووحدات التكرار ذات أهمية قصوى. من الضروري اختيار المستشعرات ذات الوحدات المتعددة المدمجة وآليات السلامة لضمان التشغيل المستمر ودقة قياس الارتفاع حتى في حالة فشل المستشعر.

• إثبات المستقبل وقابلية الترقية

  يجب على مشتري الأعمال مراعاة قابلية ترقية مستشعرات الارتفاع وإثباتها للمستقبل. من الضروري اختيار المستشعرات ذات التقنيات والميزات المتقدمة التي يمكنها التكيف مع التطورات والمتطلبات المستقبلية لضمان الاستثمار طويل الأجل.

كيفية القيام بنفسك واستبدال مستشعر الارتفاع

يمكن استبدال مستشعر التحكم في الارتفاع في المنزل أو في أي موقع مرغوب فيه إذا كانت الأدوات المناسبة متاحة. تشمل الأدوات اللازمة لتنفيذ هذه العملية منصة رفع وأدوات يدوية أساسية ونظارات السلامة. تتم العملية على النحو التالي:

• 1. أولاً، حدد أي مستشعر يحتاج إلى استبدال. عادة ما يستخدم مستشعر المقدمة على جانب السائق لضبط الارتفاع.
• 2. قم بإزالة العجلة أولاً للوصول إلى المستشعر.
• 3. استخدم مقبس 10 مم لإزالة البرغيين اللذين يثبتان المستشعر. من المهم ملاحظة أن الشركة المصنعة الأصلية تستخدم مركبًا قفلًا للخيوط على البراغي. لذلك، كن حذرًا عند فك البراغي حتى لا تتلف نقاط التركيب.
• 4. افصل الموصل الكهربائي عن المستشعر.
• 5. ثبت المستشعر الجديد وأعد توصيل الموصل الكهربائي.
• 6. شد البراغي بعناية لتجنب تلف نقاط التركيب.
• 7. قم بتثبيت العجلة وخفض المركبة.
• 8. شغّل المركبة وتحقق مما إذا كانت المشكلة لا تزال قائمة. إذا كانت كذلك، فحاول استبدال المستشعرات الثلاثة الأخرى.

مع الخطوات المذكورة أعلاه، يكون استبدال مستشعر التحكم في الارتفاع سهلًا ويمكن لأي شخص ذو مهارات ميكانيكية أساسية القيام به.

الأسئلة والأجوبة

س1: ما هو الغرض من مستشعر الارتفاع؟

ج1: تُستخدم مستشعرات الارتفاع لاكتشاف وقياس التغيرات في المسافة الرأسية أو الارتفاع في جسم ما. تُستخدم بشكل شائع في المركبات لمراقبة تعديلات ارتفاع الحمولة وفي التطبيقات الصناعية حيث يكون تتبع التغيرات في الارتفاع أمرًا بالغ الأهمية.

س2: ما هو مستشعر ارتفاع الحمولة؟

ج2: يقيس مستشعر ارتفاع الحمولة، المعروف أيضًا باسم مستشعر ارتفاع الحمولة، الحمولة على سطح ما أو ارتفاع جسم ما فوق نقطة مرجعية. يحول الإزاحة الميكانيكية الناتجة عن الحمولة أو تغير الارتفاع إلى إشارة كهربائية تتناسب مع الارتفاع أو الحمولة التي يتم قياسها. يمكن استخدام مستشعر ارتفاع الحمولة في أنظمة تعليق الشاحنات لمراقبة ظروف التحميل وفي تطبيقات أخرى حيث يكون قياس الحمولة أمرًا بالغ الأهمية.

س3: أين يقع مستشعر الارتفاع؟

ج3: عادة ما يتم تركيب مستشعر الارتفاع على نظام تعليق المركبة، ووجد عادةً على المحور الخلفي. يسمح موقعه بقياس المسافة بين جسم المركبة والأرض، مما يمكّن من اكتشاف تعديلات ارتفاع الحمولة.

س4: كيف يعمل مستشعر الارتفاع؟

ج4: تستخدم مستشعرات الارتفاع أنواعًا مختلفة من التكنولوجيا، بما في ذلك تلك القائمة على مقياس الوضع، ومستشعر الدوران، ونظام النانو الميكانيكية. بغض النظر عن النوع، فهي تؤدي جميعها وظيفة أساسية واحدة: قياس الإزاحة الرأسية أو التغيرات في الارتفاع بدقة عالية.