Kokie žemės ūkio mikrojungikliai turi stabilų veikimą?

IP67/IP68 sertifikavimas: Pagrindinis reikalavimas žemės ūkio mikrojungiklių patikimumui

Kodėl IP67 ir IP68 klasifikacijos yra privalomos žemės ūkyje naudojamiems mikrojungikliams

Ūkiuose žemės ūkio mikrojungikliai turi išlaikyti įvairias sunkias sąlygas, įskaitant dulkių audras, purvą ir kartais netrukčiai panerti į drėkinimo kanalus. IP67 reitingas reiškia, kad jis nepraleidžia dulkių ir gali išgyventi laikinai panardintas maždaug vieno metro gyliu apie pusvalandį. Dar sudėtingesnėms situacijoms skirti IP68 reitingo jungikliai sukurti ilgesniam panardinimui giliau. Šie reitingai tikrai turi reikšmės įrangos išlikimui. Įranga, naudojama aplink dulkingus grūdų silus arba zonose, linkusiose užtvindymui, dažnai sugenda kur kas greičiau, jei nėra tinkamų IP67 ar IP68 sandarinimo. 2024 metų „Harsh Environment Switches“ ataskaita parodė, kad tokia įranga be šių apsauginių tarpinių sugenda maždaug 73 % greičiau.

Už etiketės: kaip realiame pasaulyje dulkių, purvo ir laikino panardinimo iššūkiai meta abejonių į IP reikalavimus

Laboratoriniai IP bandymai retai atspindi realias sąlygas. Standartinėse dulkėse nėra abrazyvinių dirvožemio dalelių, o panardinimo bandymuose nepaisoma cheminėmis medžiagomis prisotinto vandens, kuris dažnai pasitaiko tręšiamuose laukuose. Realūs gedimai atsiranda, kai:

• Plynas purvas užkimša aktuatoriaus mechanizmus, blokuodamas kontaktus
• Staigios liūtys sukelia šiluminius smūgius, kurie sukelia tarpines mikroįtrūkimus
• Trąšų likutis pagreitina koroziją ant terminalų be aukso dengimo

Gamintojai, išspręsdami šias problemas, naudoja daugiasluoksnius silikono tarpiklius ir nerūdijančio plieno korpusus – tai 3 metų lauko tyrimuose perjungiklių tarnavimo laiką pailgino 40 %.

Aplinkos atsparumas: temperatūros svyravimai, drėgnumas ir cheminės medžiagos žemdirbystėje

Oksidacijos atsparumas ir kontaktų stabilumas aukšto drėgnumo laistymo sistemose bei rūko prisotintose vietovėse

Žemės ūkyje naudojami mikrojungikliai nuolat kovoja su drėgmės problemomis, ypač laistymo sistemose ir regionuose, kurie yra linkę į stiprų rūką, o drėgmė ilgesnį laiką (net kelias savaites iš eilės) išlieka aukštesnė nei 85 %. Tokiomis sąlygomis įprasti kontaktai greitai oksiduojasi, dėl ko elektrinė varža padidėja apie 40 % ir jau po kelių mėnesių veikimo atsiranda signalo sutrikimų. Tačiau kontaktų aukso danga daro esminį skirtumą – ji išlaiko gerą laidumą net po šimtų tūkstančių jungimo ciklų, nepaisant nuolatinio kondensato, susidarančio ant jų. Projektuojant šiuos komponentus, verta atsižvelgti į keletą svarbių veiksnių:

• Hermetiškas sandarinimas jungiklių sąsajose
• Hidrofobinės dangos vidinėse dalyse
• Nuolatiniai nutekėjimo takai korpusuose

Lauko tyrimai ryžių laukuose parodė, kad jungikliai su šiomis savybėmis po 18 mėnesių išlaiko <5 % varžos pokyčių, palyginti su 60 % gedimų dažnumu įprastuose modeliuose.

Ilgalaikis degradavimas dėl trąšų, pesticidų ir dirvožemio sūrumo – medžiagų tyrimo įžvalgos

Chemine korozija kelia didesnę grėsmę nei drėgmė, amonio nitratų trąšos ir glifosato pagrindu pagaminti pesticidai medžiagų nusidėvėjimą pagreitina 300 %, palyginti su standartine aplinkos veikla. Greitinio senėjimo tyrimai atskleidžia pagrindines pažeidžiamas vietas:

Dirvožemio sūrumas dar labiau pablogina šias problemas, nes chloridų jonai prasiskverbia pro mikroįtrūkimus korpuso sandarikliuose. Pagrindiniai gamintojai dabar naudoja trijų sluoksnių hermetizavimą ir aukos anodines dangas, dėl ko perjungiklių keitimo reikmė sumažėja 70 % aukšto sūrumo regionuose, tokiuose kaip pakrančių ūkiai.

Pritaikymo specifinė naša: pritaikymas žemės ūkio mikrojungiklių reikalavimams laistymo sistemose

Lašelinio, purkštinio ir centrinio sukimosi sistemos – sukimo momento jautrumas, valdymo tikslumas ir apkrovos ciklo skirtumai

Skirtingos laistymo sistemos iš tiesų kelia skirtingą apkrovą mažiesiems mikrojungikliams, apie kuriuos taip dažnai kalbame. Paimkime lašelinio laistymo sistemą – šios sistemos geriausiai veikia su jungikliais, kuriems reikia nedidelės jėgos, bet kurie gali aptikti net menkiausius slėgio pokyčius – apie 10–15 svarų kvadratiniam colui. Tokio jautrumo reikia tiksliai nutraukti vandens srautą ties augalų šaknimis, nieko nešvaistant. Apie lašelinį laistymą pasakojama viena istorija, o apie laistymo purkštuvais – visai kita. Čia esantys jungikliai turi atlaikyti gana stiprius vandens smūgius, judančio greitai per vamzdžius. Šie komponentai taip pat turi patikimai veikti po to, kai būna įjungiami ir išjungiami tūkstančius kartų kasdien, ypač svarbu derinant su šiuolaikine laikmačių technologija, kuri padeda sumažinti vandens švaistymą maždaug ketvirtadaliu. O tada dar yra centrinės sukimosi sistemos, kurios inžinieriams kelia nemažai galvos skausmo. Šioms didelėms besisukančioms konstrukcijoms reikalingi jungikliai su ypatingu antirūdžių danga ir turintys išgyventi gerokai daugiau nei 100 tūkstančių veikimo ciklų, kol prireiks keisti, kad būtų išvengta gedimų pastoviai judančiose dalyse. Kiekviena laistymo sistema iš esmės reikalauja visiškai skirtingų požiūrių projektuojant šiuos kritiškai svarbius komponentus.

• Riedulys : Sub-Newtono sukimo momento jautrumas neleidžia dirvoje perdaug prisotinti drėgmės
• Šiukšlinė : Vibracijų atsparumas užtikrina stabilų veikimą esant hidrauliniam pulsavimui
• Pasukimas : Mechaninė ilgaamžiškumą užtikrinanti konstrukcija nuolatiniam sukamajam judesiu

Tinkamas suderinamumas sumažina vandens švaistymą iki 45 %, tuo pačiu pailginant jungiklio tarnavimo laiką smėlingose ar aukštos druskingumo dirvose.

Konstrukcija ir medžiagų mokslas: patikimo darbo užtikrinimas kiekviename žemės ūkio mikrojungiklyje

Medžiagų mokslo inovacijos tiesiogiai lemia žemės ūkio mikrojungiklių eksploatavimo trukmę žemės ūkio sunkiomis sąlygomis.

Auksu dengti prie kontaktai palyginti su sidabro lydiniais: eksploatavimo ciklo kompromisai veisiant nuolatinę žemės ūkio apkrovą

Auksinis dengimas ant kontaktinių taškų suteikia puikią apsaugą nuo rūdžių ir korozijos, ypač svarbu įrangai, naudojamai drėgnose vietose, tokiuose kaip laistymo sistemos, kur drėgmė ilgainiui gali stipriai veikti metalines paviršius. Trūkumas tas, kad šie auksiniai kontaktai netrunka ilgai, kai veikiami didelių elektros srovės, ką pastebime kasdien valdymo sistemose grūdų saugykloms. Pagal sidabrą pagaminti medžiagai geriau laiduoja elektra ir paprastai iš pradžių kainuoja mažiau, tačiau greitai susidėvi, jei liečiasi su trąšomis ar yra veikiamos vandenilio sulfido dujų, kurios išsiskiria iš gyvulių šlapimo. Laimei, pastaruoju metu pasiekta pažangos su naujomis hibridinėmis medžiagomis, kurios sujungia sidabrą su specialiais nano danga. Šios naujesnės versijos gali atlaikyti apie 85 tūkstančius operacijų prieš reikiant keisti, kas yra apie 42 procentais daugiau nei senesni modeliai galėjo. Tai sudaro gerą kompromisą tarp pernelyg didelių išlaidų ir per greitai sugedančių detalių.

Korpuso medžiagos (PBT, nilonas, nerūdijantis plienas) ir sandarumo vientisumas daugelio metų lauko naudojimui

• PBT korpusai atsisako pesticidų prasiskverbimo, tačiau tampa trapūs žemiau -20°C
• Stiklu armuotas nilonas sugeria mechaninius smūgius traktoriuose ir derliaus nuėmimo mašinose
• Nerūdantis plienas atlaiko abrazyvias dirvožemio daleles dirbymo įrangose
  Daugiasluoksnės silikono tarpinės išlaiko IP68 sandarumą slėgio valymo metu ir panardinus. Tyrimai ir kietinimo technologijų plėtra žemės ūkio taikymams šiuo metu sudaro 29 % visų pasaulinių mikrojungiklių inovacijų investicijų, siekiant užtikrinti 10 metų trukmę lauke.

Dažniausiai paskyrančių klausimų skyrius

Kokia yra skirtumas tarp IP67 ir IP68 reitinguoto jungiklio?

IP67 reitinguoti jungikliai nepraleidžia dulkių ir gali išgyventi laikiną panardintą iki vieno metro gylio apie 30 minučių. IP68 reitinguoti jungikliai atlaiko ilgesnį panardinimą didesniame gylyje.

Kodėl IP67/IP68 reitingai svarbūs žemės ūkio jungikliams?

Šie reitingai užtikrina, kad įranga išgyventų sunkiomis sąlygomis, tokiomis kaip dulkių audros, purvas ir atsitiktinis panardinimas, taip pailginant jos veikimo trukmę.

Kaip jungikliai atlaiko aukštą drėgmę ir cheminį poveikį?

Dėl oksidacijai atsparių kontaktų su aukso danga, hidrofobinių dangų ir nuolatinių nutekėjimo takų, jungikliai yra pasiruošę aukštos drėgmės aplinkai.

Kokie medžiagų tipai geriausi žemės ūkio jungiklių korpusams?

PBT, stiklu armuotas nilonas ir nerūdijantis plienas yra pageidaujami dėl jų atsparumo pesticidams, mechaniniams smūgiams ir abrazyviniams dirvožemio dalelėms.