近年來隨著新能源汽車、消費電子、AI、5G應用和物聯(lián)網(wǎng)等應用領域的興起，電子電路技術走向了更高的功率密度，電子產(chǎn)品的生產(chǎn)對穩(wěn)定性、可靠性和效率的基本訴求越來越高——因此電子半導體器件的熱管理成為一項越來越重要的課題。
高功率密度的電力電子器件工作時的功率損耗會更容易引起器件發(fā)熱、升溫，而溫度過高將縮短器件壽命，甚至燒毀器件。這也成為電力電子器件設計容量的主要限制因素。為此，采用高效的冷卻方式以保證器件正常工作，是冷卻系統(tǒng)生產(chǎn)商必需應對的挑戰(zhàn)。
作為全球工業(yè)傳感器專家，ifm為冷卻系統(tǒng)生產(chǎn)商Leffek公司提供了全面的冷卻回路監(jiān)測解決方案。
持續(xù)監(jiān)測與處理
對于小型電子器件而言，散熱片通常就足以滿足散熱需求，更強大的PC則已經(jīng)使用水冷技術來防止處理器過熱。位于德國杜伊斯堡的Leffek Industrie GmbH公司專門設計和生產(chǎn)用于電力電子器件的冷卻系統(tǒng)——容器式XXL工業(yè)冷卻系統(tǒng)，這一強大的系統(tǒng)冷卻能力達到500 W~5 MW，相應的冷卻液流量為3~800 m3/h，可持續(xù)散發(fā)能量轉換期間產(chǎn)生的熱損耗，從而能滿足大型能量轉換器的持續(xù)運行。
在這樣一套大型冷卻系統(tǒng)中，無疑需要傳感器，尤其是流量、壓力和溫度等關鍵工藝參數(shù)的傳感器來監(jiān)測冷卻回路，以確保高能效和優(yōu)化散熱。在容器式XXL工業(yè)冷卻系統(tǒng)中，Leffek公司最終選擇在冷卻管道中安裝使用了自動化專家ifm的多種傳感器為控制器的冷卻功率調(diào)節(jié)提供支持。
在冷卻系統(tǒng)中，控制器必須對流量、壓力和溫度這些關鍵過程值進行持續(xù)監(jiān)測和處理。同時，這些參數(shù)也是相互關聯(lián)的。例如，如果沒有壓力或壓差，冷卻液就不會流動。而當冷卻液不流動時，就無法對電力電子器件進行散熱。此時，系統(tǒng)就可能過熱并發(fā)生損壞。因此，從安全和可靠運行角度來說，冷卻系統(tǒng)的控制和監(jiān)測尤其重要。Leffek公司的生產(chǎn)總監(jiān)Cengiz Danaci表示：“我們也對許多傳感器進行了兩個甚至三個聯(lián)用，這可防止因測量點故障導致冷卻系統(tǒng)停機，進而避免相應的重要能量轉換器發(fā)生停機。來自ifm的傳感器可以在環(huán)境溫度和結構堅固性等方面滿足相應的環(huán)境條件，從而讓我們的冷卻系統(tǒng)很好地應用于發(fā)電廠、采礦和鋼鐵等環(huán)境要求嚴苛的行業(yè)中。”
“形神”兼具的PG壓力傳感器
在冷卻泵的上游系統(tǒng)壓力和下游輸送壓力監(jiān)測中，Leffek公司采用了ifm的PG系列帶模擬量顯示器的電子壓力傳感器，同時具備壓力表顯示器讀數(shù)方便的特點和電子壓力傳感器的優(yōu)勢。也就是說，PG系列一方面進行數(shù)字量測量，可通過電流信號將壓力值發(fā)送到過程控制系統(tǒng)，另一方面在現(xiàn)場還能提供模擬量壓力表顯示器，方便讀數(shù)。
PG系列傳感器同時提供可編程的開關量輸出和可調(diào)整量程的模擬量輸出，當前系統(tǒng)壓力通過指針指示，同時還以字母數(shù)字值的形式顯示在LED顯示器上。LED環(huán)形燈同樣可指示設定點和復位點、趨勢以及動態(tài)壓力波動限值（若有）。因此，在現(xiàn)場進行讀數(shù)時可以實現(xiàn)非常高的透明性并輕松總覽概況。
憑借堅固的不銹鋼外殼，該傳感器還可承受嚴苛的工業(yè)環(huán)境，并配有IO-Link通信接口，允許對傳感器進行數(shù)字化訪問，在設置、配置和存檔階段都可大量使用其IO-Link參數(shù)設置功能。為了進一步提高可靠性，傳感器還可提供診斷數(shù)據(jù)。
此外，Leffek公司還在冷卻系統(tǒng)上還使用了ifm的TN系列溫度傳感器用于可靠地監(jiān)測過程溫度，以及采用不銹鋼外殼的SI5系列緊湊型流量傳感器，以確保對管道系統(tǒng)中的冷卻液進行可靠監(jiān)測。“我們對ifm傳感器的性能、設備存檔功能、精度和MTBF（平均故障間隔時間）分析非常滿意”，Cengiz Danaci說道。
憑借著ifm領先的傳感監(jiān)測解決方案和同樣出色的技術支持服務，ifm多年來始終踐行著“ifm – close to you”這一貼近客戶的鄭重承諾。
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