Känn av och påverka den fysiska världen

Sensorer & Aktörer

Sensorer

Tillsammans ger olika typer av sensorer omfattande och tidsbestämd information för analys, beslut och presentation. Sensorerna som ett system kan tillgå avgör hur intelligent ett system kan bli, dvs hur noggrant analys kan göras, hur värdefull informationen kan bli, och hur precisa automatiska beslut kan bli.

Free2moves trådlösa sensorer är lätta att installera och har en mycket lång batterilivslängd. De bygger på en gemensam hårdvara och ett trådlöst protokoll som en del av 2Connect™ plattform. Det finns både inomhus- och utomhusmodeller.

Trådlösa inomhussensorer utnyttjar radio i det övre UHF-bandet och ibland SHF-bandet som standard. För utomhus, när mycket lång räckvidd krävs, kan de lägre delarna av UHF-bandet samt också VHF-bandet användas. All Free2moves sensorer är certifierade enligt CE / ETSI och FCC, och produceras enligt RoHS och REACH standarder.

Not: På svenska kallas sensorer också för givare. Det är samma sak.

Aktörer

Aktörer är enheter eller delsystem genom vilka 2Connect™ kan utöva ett inflytande på den fysiska miljön. Det är genom aktörer som beslut verkställs. Free2moves aktörer delar den gemensamma hårdvaruplattformen med Free2moves sensorer, men har rikare I/O-möjligheter, inklusive ställdon, relän, motorer o.s.v. De är ofta fysiskt utformade för att installeras i DIN-rack, 19"-rack eller bäddas in i maskiner. Dessutom integrerar Free2move ofta tredjeparts system, via protokoll såsom Modbus och KNX. Dessa system har ofta egna aktörer för olika syften.

 

Nedan beskrivs de viktigaste sensor- och aktörtyperna inom 2Connect™. Inte varje sensor- eller aktörtyp nyttjas i varje installation. Istället konfigureras 2Connect™ med de sensor- och aktörstyper som behövs för de uppgifter som är avsedda, till exempel för den analys, beslut och presentation som behövs. Detta bestäms i sin tur av datamodellen och verifieras i och med orkestreringen av systemet.

Temperatursensorer (temperaturgivare)

De vanligaste sensorerna är temperatursensorerna. Beroende på vilken typ av information som krävs, mäter de temperaturen på olika sätt.

Omgivningstemperaturgivare används för att övervaka rumstemperaturen, och ibland utomhustemperatur. Skillnaden mellan omgivningssensorer i angränsande utrymmen ger viktig information om hur temperaturvariationer i två eller flera utrymmen är kopplade till varandra. Tidsmarkerad temperaturinformation ger viktig information om hur temperaturvariationer i en byggnad korrelerar med varandra. Detta används för att spara energi och upptäcka avvikelser.

Kontakttemperaturgivare kan vara av proximity-typ, kontakttyp eller prob-typ. Dessa används till exempel för att mäta temperatur av ett motorblock, vilket ger värdefull information om motorns hälsa, eller för att mäta temperatur i rörledningar, till exempel för att få information om värmeförluster i ett värmesystem.

I livsmedelsproduktionen och livsmedelskedjan (exempelvis den så kallade ’cold-chain’), halvledarproduktion och i läkemedelshantering, är kontroll av temperaturen ofta avgörande för kvalitet och hälsa. På offentliga platser, såsom i skolor, idrottsarenor, butiker, terminaler, är temperaturkontroll viktig för produktivitet och hälsa.

Temperatursensorer används ofta för att kalibrera andra sensorer, vars mätmetod har ett temperaturberoende.
2Connect™-plattformen omfattar en rad olika temperaturgivare som väljs i enlighet med kravbilden.

 

Fuktsensorer
Det finns starka skäl till att fuktsensorer efterfrågas alltmer. Liksom med temperatursensorer, är fuktsensorer kritiska för människors komfort, produktivitet, hälsa, matkvalitet, förebyggande av rost och förruttnelse, förebyggande av svampbildning och allergier, samt mycket mera. Av denna anledning är fuktsensorer viktiga luftkonditionerings- och VVS-system i offentliga utrymmen och bostäder.
En säker mänsklig komfortzon är typiskt inom 30-48 RH% och 23,0-23,5°C gränser, men kan variera något beroende på säsong och aktiviteten i byggnaden.
I både byggnadsförvaltning och tillverkningsindustrin används fuktsensorer för att upptäcka vattenläckor och upptäcka kvalitetsproblem. De används för att styra miljön i kritiskt tillverkning, t.ex. livsmedel, läkemedel, halvledare och i lagring av fuktkänsliga varor.
En logg över temperatur- och fuktighetsvariationer används för att förutsäga daggpunkten. Detta används för att förhindra elektrisk kortslutning, träröta, svamp, bakterier och korrosion.
Förutom ovanstående, har Free2moves är fuktsensorer installerats i sporthallar, museer, lektionssalar och produktionsanläggningar för glass och choklad.
Fuktsensorer har en temperatursensor inbyggd för kalibreringsändamål. Därför, för varje fuktsensor, finns det alltid en temperatursensor.

2Connect™-plattformen omfattar en rad olika fuktsensorer som väljs i enlighet med kravbilden.

 

 

Vibrationssensorer och accelerometrar

Vibrationssensorer används för en mängd olika ändamål i byggnader, tillverkning och transport. Ett viktigt område är att övervaka utrustning, till exempel fläktmotorer och pumpar. Anomalier i vibrationer används för att förutsäga fel och beräkna effektivitet tillsammans med andra sensorer. Vibrationssensorer kan också användas för att upptäcka avvikelser i rörsystem, för att övervaka hälsa på arbetsplatsen, t.ex. förhindra vibrationsrelaterade arbetsskador, och för att upptäcka stöld.

Vibrationssensorer har typiskt 1-, 2- eller 3-axlar, medan accelerometrar har 3-, 6- eller 9-axlarna. Den senare används för att spåra objekt eller utföra avancerad rörelsemönsterigenkänning , t.ex. falldetektorer.

2Connect™-plattformen omfattar en rad olika vibrationssensorer och accelerometrar med hög noggrannhet vilka väljs i enlighet med kravbilden

Gassensor - Koldioxid, CO2

Tillsammans med temperatur och fuktighet är CO2-koncentrationen en viktig faktor i luftkvaliteten. Hög CO2-koncentration i byggnader är vanligtvis ett resultat av dålig ventilation och är förknippat med hälsa, komfort och försämrad inlärningsförmåga. Långa exponeringar vid övre gränser 5000 ppm (0,5%), leder till huvudvärk, letargi, mental långsamhet, emotionell irritation och sömnstörningar. Frisk luft bör ha en koncentration kring 400 ppm (0,04%).

Bortsett från at CO2 avges genom cellulär andning i organismer, används ofta CO2 som ett kylmedel, som en växthusgas för att öka planttillväxt och minska skadedjursangrepp, samt som ett pneumatisk drivmedel.

Övervakning av CO2 i samband med luftkonditionering är viktig i skolsalar och föreläsningssalar, i idrottshallar, kontor och allmänna utrymmen. I normalt ventilerade utrymmen, blandas CO2 väl i luft, men eftersom den är tyngre än luft, ifall det inte finns någon ventilation under en längre tid, tenderar den att koncentrera sig längs golvet och i utrymmen under golvet.

2Connect™-plattformen inkluderar CO2-givare med hög noggrannhet som väljs i enlighet med kravbilden och är kalibrerade från andra sensorer.

 

Gassensor - VOC

Flyktiga Organiska Ämnen (Volatile Organic Compounds, VOCs) är organiska kemikalier som har ett högt ångtryck vid vanliga rumstemperaturer. Deras höga ångtryck är resultat av en låg kokpunkt, vilket orsakar ett stort antal av molekyler att förånga sig eller sublimera från flytande eller fast form av föreningen till den omgivande luften, ett fenomen som kallas flyktighet. Ett exempel är formaldehyd, som avdunstar från färg, och har en kokpunkt av endast -19°C (-2°F).

VOC ämnen är många, varierade, och allestädes närvarande. De omfattar både mänskligt gjorda och naturligt förekommande kemiska föreningar. De flesta dofter eller lukter är VOC:er. Vissa VOC är farliga för människors hälsa eller kan orsaka skador på miljön. Antropogena VOC regleras i lag, speciellt inomhus, där koncentrationerna är som högst. Skadliga VOC:er är normalt inte akut giftiga, men har långsiktiga hälsoeffekter.

2Connect™-plattformen inkluderar VOC-sensorer med hög noggrannet som väljs i enlighet med kravbilden och är kalibrerade från andra sensorer.

 

Gassensor – Kolmonooxid, CO

Kolmonoxidförgiftning är den vanligaste typen av dödlig luftförgiftning i många länder. Kolmonoxid är färglös, luktfri och smaklös, men mycket giftig. Den reagerar med hemoglobin för att producera karboxyhemoglobin, som själ utrymme från hemoglobinet som normalt transporterar syre, men är själv ineffektivt för att leverera syre till kroppens vävnader. Koncentrationer så låga som 667 ppm kan orsaka upp till 50% av kroppens hemoglobin att konvertera till karboxyhemoglobin. En nivå på 50% hemoglobin kan leda till kramper, koma, och dödsfall. Inom korta tidsskalor, är kolmonoxidabsorptionen kumulativ, eftersom halveringstiden är ca 5 timmar i frisk luft.

Detta kräver att kolmonoixid sensorer har kort upptäcktstid och har hög larmprioritet i systemet.

I hemmen har frisk luft runt 1-5 ppm koncentration av CO, men det kan öka till 15 ppm runt spisar och i fordonsgarage, parkeringsplatser etc. Den lägsta nivån för kolmonooxidvarning bör vara 35 ppm, vilket är den rekommenderade maximala nivå.

2Connect™-plattformen inkluderar CO-sensorer med hög noggrannet som väljs i enlighet med kravbilden och är kalibrerade från andra sensorer.

 

Takometrar, rotationssensorer och varvräknare
Dessa sensorer mäter rotationshastigheten hos en axel, skiva eller ett hjul samt ofta också antal gjorda varv. De använder olika sensorprinciper baserade på objekt och tillämpning. De kan vara magnetiska, optiska, infraröda , mekaniska eller accelerometriska. De används för att känna av och styra vinkelhastighet, och anges ofta i varv per minut (RPM).
Om man kombinerar det uppmätta RPM-värdet med vibrationer, temperatur, strömförbrukning och luftflöde av en fläkt motor erhålls en arbetsrapportering av motorn, och därmed kan behovet av underhåll beräknas.

2Connect™-plattformen inkluderar takometrar, rotationssensorer och varvräknare som är snabba och har hög noggrannhet. De väljs i enlighet med kravbilden.

 

Trycksensorer

Differentiala trycksensorer ger värdefull information om luftflödet mellan två utrymmen. Detta används i övervakningen av t.ex. luftkonditioneringssystem och hur värme flödar genom byggnaden.

Barometertryckgivare ger information om absolut tryck. Detta är viktigt för utrymmen som behöver ha kontrollerat tryck, t.ex. vissa produktionsprocesser och operationssalar i sjukhus. Barometertryck används också i väderstationer.

Förutom ovanstående, tryckinformation används också för att kalibrera andra sensorer, t.ex. gassensorer av olika slag.

2Connect™-plattformen inkluderar trycksensorer med hög noggrannhet, som väljs i enlighet med kravbilden.