自動車、二輪車、船舶の心臓部である内燃機関(ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなど)では高性能化、熱効率の向上、低振動/静寂性とさらに新しい燃料に向けた新しい技術開発が進んでいます。これらのエンジンの開発、設計、試験において、エンジン内での各部に小型センサを組み込み、挙動解析が行なわれています。例えば、ピストンの内側に耐熱性の高い小型渦電流式変位センサを組み込み、シリンダ内でのピストンの挙動やシリンダの熱変形による隙間変化を動的に計測ができます。また、吸気/排気バルブ動作のタイミング、開度(変位量)測定にも渦電流式変位センサが使用され、最適なバルブ動作による省エネ、低環境負荷化への対応が図られています。

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渦電流式変位センサの外観

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▲渦電流式変位センサ(VCシリーズ)

渦電流式変位センサの特長

  • 非接触高分解能測定
    静止状態から高速運動中の変位を高分解能で測定します。
    分解能  :0.5 μm(VC-005)
    周波数応答:DC ~ 20 kHz(-3 dB)
  • 耐環境性
    センサは潤滑油中でも影響を受けず変位測定できます。
    またセンサ部は低温から高温環境、高圧環境で使用でき、様々な環境にも安定した測定ができます。
    (-10 ~ +200 ℃ *対応実績:-253 ℃、25 MPa )
  • センサ間の近接使用対策
    エンジン内に複数の渦電流式変位センサを設置できる近接使用に対応できます。

ピストンとシリンダの隙間測定例

隙間と渦電流式変位センサの出力例(0.5 mm用センサの場合)

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▲ピストンとシリンダの隙間と渦電流式変位センサの出力(ギャップ対出力のイメージ)

センサセレクションガイド

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変位センサのカスタマイズ例

機器組み込み用小型変位センサ

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L型変位センサ

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VCシリーズ 渦電流式変位センサの構成

記号 名称 機能/仕様
センサ センサ先端内部のコイルから高周波磁界を発生し、渦電流の測定原理により、ターゲット(被測定物)との距離を非接触で検出するセンサです。測定原理上、水、油、ほこりなど非導電体の影響を受けない耐環境性の高いセンサです。

世界トップクラス*1のセンサ温度特性(±0.015% of F.S./℃典型値)
装置の温度上昇や周囲温度の変化にも安定した信頼性の高い変位測定が可能です。

(*1:2023年6月 新川電機調べ)

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延長ケーブル センサとVC型変換器を結ぶ専用同軸ケーブルで、センサから変換器までの距離を3 mまたは5 mに整合します。
中継コネクタ センサと延長ケーブルを接続するコネクタ。防滴仕様の中継コネクタも選択可能です。
VC型変換器 センサと延長ケーブルを介して接続され、安定した高周波発振回路とセンサコイルを一辺とした交流ブリッジ回路、リニアライザ回路を内蔵し、センサとターゲットの距離に対し直線化されたアナログ信号(0 ~ 5 VDC)を出力します。

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