Comparador neumático: diseño, funcionamiento, tipos y sus aplicaciones

El comparador en metrología es un instrumento de precisión, que se utiliza para medir la precisión de un componente dado comparando la dimensión del componente dado con el estándar de trabajo real. Es un tipo indirecto de medición de precisión porque no medirá la dimensión, pero especificará la diferencia dentro de la medición entre el componente especificado y el estándar de trabajo. En general, los comparadores están disponibles en diferentes tipos que se utilizan según los requisitos en diferentes campos, como electricidad y electrónica, óptica, electromecánica, mecánico-óptica, neumática, verificación múltiple, desplazamiento de fluidos, proyección, medición automática y comparador mecánico . Entonces, este artículo analiza uno de los tipos de comparador, a saber: comparador neumático , funcionamiento, tipos y sus aplicaciones.

¿Qué es un comparador neumático?

Un dispositivo de precisión que funciona con aire comprimido o Sistema neumático se conoce como comparador neumático. En el comparador neumático, el término 'neumático' significa aire que se usa para ampliar la lectura medida. Por lo tanto, el aire presurizado o comprimido se utiliza como medio de trabajo en este comparador. Al igual que otros comparadores, estos comparadores también se utilizan principalmente para analizar la variación dimensional entre la pieza de trabajo estándar y la pieza de trabajo que se va a medir. Por lo tanto, este comparador tiene muchos beneficios en comparación con otros tipos de comparadores, por lo que es extremadamente elegido en la mayoría de los casos sobre otros tipos de comparadores.

Principio de funcionamiento

El comparador neumático funciona según el principio fundamental de la variación de presión generada dentro del flujo de aire. El aire fluye a una presión estable por toda la pieza de trabajo y luego creará una contrapresión. Entonces, la variación en esta contrapresión ayudará a descubrir la dimensión de la pieza de trabajo.

Diseño de comparador neumático

El comparador neumático está diseñado con algunas partes importantes, como un compresor, un tanque de agua, un filtro de aire, un regulador de presión, un tubo de inmersión, un tubo de manómetro, un orificio de control, un tubo flexible, un cabezal de medición y una escala, que se explican a continuación.

Compresor

El compresor en este comparador es el componente más significativo. La función principal de este compresor es producir y suministrar continuamente aire comprimido dentro del comparador neumático.

Filtro de aire

El filtro de aire en este comparador está conectado a la unidad del compresor. Un filtro de aire es muy útil para filtrar las partículas de suciedad provenientes del aire. Aquí el aire se comprime a través del compresor.

Unidad reguladora de presión

Esta unidad está equipada con un filtro de aire. La función principal de esta unidad es controlar la presión de aire comprimido que proviene del filtro de aire.

Tubo de inmersion

El tubo de inmersión está dispuesto dentro de la línea de aire al lado del regulador de presión. Este tubo se sumerge directamente hacia el cilindro de metal o tanque de agua. La conexión de este tubo así como la línea aérea se conoce como cámara superior.

Depósito de agua

El depósito de agua es un cilindro metálico que se dispone en la base de la cámara superior de este comparador de forma que sujeta en su interior el tubo de inmersión.

Tubo manómetro

El tubo del manómetro en este comparador se fija verticalmente paralelo a la base de un tanque de agua. Control

Orificio

El orificio de control está ubicado en la línea de aire entre dos intersecciones del tubo de inmersión y el tubo del manómetro. Este orificio permite que el Aire suministre a una presión estable.

Tubo flexible

Se utiliza un tubo flexible dentro de la línea de aire para sujetar el cabezal de medición. El punto inicial del tubo flexible se fija con una cámara siguiente, es decir, un manómetro y la unión de la línea aérea, mientras que el punto final se conecta a través de un cabezal de medición o medición.

Cabeza de medición

El cabezal de medición se conecta simplemente a la manguera neumática o al tubo flexible. La función principal de esto es calcular las anormalidades dentro de la pieza de trabajo.

Escala

La escala de medición en este comparador está calibrada y dispuesta en paralelo con el tubo del manómetro. La función principal de la escala es medir el desplazamiento de fluido que ocurre dentro del tubo del manómetro.

Funcionamiento del comparador neumático

El funcionamiento del comparador neumático es; El comparador neumático incluye un tanque de agua o cilindro de metal que se llena con agua hasta un nivel particular. Un manómetro calibrado está conectado verticalmente en paralelo a este tanque de agua. El nivel de agua dentro del tanque de agua y el manómetro deben ser similares y se ajustan con una pieza de trabajo. A la máxima presión, el aire se comprime con un compresor y se filtra y regula con presión a través del filtro de aire y un regulador de presión.

El aire filtrado fluye a través de un tubo de inmersión que se sumerge dentro de un tanque de agua. Al mismo tiempo, el aire comprimido con la misma presión fluye a través del espacio del orificio de control. Una vez que el aire fluya por el orificio de control, la velocidad aumentará y la presión se estabilizará. El aire a gran velocidad pasa a través de la manguera neumática o tubo flexible y finalmente llega al cabezal de medición.

Debido a la expansión del aire dentro del tubo de inmersión, la columna de agua se mantiene estable. El exceso de aire se escapará en forma de burbujas de aire dentro del tanque de agua. A presión constante, el aire sale del chorro de medición dentro del cabezal de medición o del manómetro de medición.

Si la pieza de trabajo es normal o no hay límite dentro de la pieza de trabajo, el aire se escapa continuamente a través del chorro de medición. Al mismo tiempo, el nivel del agua dentro del tubo del manómetro y el tanque de agua coincidirán. Si hay alguna restricción o irregularidad dentro de la pieza de trabajo para el flujo real dentro del chorro de medición, se formará una cierta fuerza de retroceso.

El nivel de agua dentro del manómetro caerá debido a la contrapresión inducida por las restricciones dentro de la pieza de trabajo. El cambio de nivel de agua dentro del manómetro se representa como la variación dimensional o cualquier anormalidad dentro de la pieza de trabajo que se mide en comparación con la pieza de trabajo estándar.

Tipos de comparador neumático

Los comparadores neumáticos están disponibles en tres tipos que se analizan a continuación.

• Comparador neumático tipo flujo/velocidad.
• Comparador neumático tipo contrapresión.
• Comparador neumático de tipo diferencial.

Comparador neumático tipo caudal/velocidad

El comparador neumático de tipo flujo o velocidad está diseñado con diferentes partes como un compresor, filtro de aire, regulador de presión, válvula de cierre, columna de vidrio, flotador, tornillo de ajuste cero, purga de aire, escala, tubo flexible, cabezal de medición y pieza de trabajo.

Al principio, la columna de vidrio debe calibrarse a la dimensión necesaria mediante el uso de un tornillo de ajuste a cero y una purga de aire. Como un comparador neumático, el aire se comprime, filtra y regula. Después de eso, el aire pasa a través de la válvula de cierre y se mueve hacia la columna de vidrio que incluye un flotador de metal. La válvula de cierre se utiliza principalmente para cerrar el suministro de aire cuando no se utiliza. El aire se suministra a lo largo de la columna de aire y finalmente se aleja del cabezal de medición.

Aquí, la cabeza de medición en este comparador se coloca dentro de una pieza de trabajo para ser analizada. Si existe alguna restricción o irregularidad en la pieza de trabajo, se controlará el flujo de aire. Esto da como resultado un pequeño desplazamiento del flotador de metal en la columna de vidrio.

El movimiento del flotador de metal se puede controlar fácilmente a través de la velocidad del flujo de aire dentro de la columna de vidrio, que se decide por la holgura entre el cabezal de medición y la pieza de trabajo. Por lo tanto, la tasa de flujo de aire es directamente proporcional a la holgura. La precisión del comparador es de hasta 1 µm y su aumento es de 1000 000:1.

Comparador neumático tipo contrapresión

El comparador neumático de contrapresión está diseñado con diferentes partes como un compresor, regulador de presión, filtro, escala, restrictor ajustable y cabezal de medición. Este tipo de comparador incluye dos orificios como la oficina de control 'O1' y el orificio de medición 'O2'.

Similar al comparador anterior, el aire comprimido en este comparador se filtra a través de un filtro de aire y luego pasa a través del regulador de presión. Aquí la presión se reduce a 2 bares y pasa a través del orificio de control. Por último, el aire se aleja del orificio de medición dentro del cabezal de medición.

El diámetro de los dos orificios dentro del cabezal de medición se indica con D1 y D2, y las presiones de los orificios se indican con P1 y P2. El aire con presión estable 'P1' pasa a través del orificio O1 hacia la cámara intermedia. Finalmente, se aleja del cabezal de medición a lo largo del orificio de O2. La distancia entre el orificio de O2 y la pieza de trabajo se indica con 'd'.

Al principio, el orificio de medición de O2 estará completamente cerrado. Una vez que esté cerrado, ambas presiones, como P1 y P2, serán iguales. De manera similar, cuando el orificio de medición está completamente abierto, las presiones P1 y P2 se ponen a cero en los orificios O1 y O2.

Siempre que cambie la distancia entre el orificio de medición y la pieza de trabajo, variará la presión P1 y P2 en los orificios O1 y O2. La diferencia de presión se mide mediante un dispositivo indicador de presión. En este comparador, la ampliación se puede lograr hasta 7500:1.

Comparador neumático de tipo diferencial

El comparador neumático de tipo diferencial está diseñado con diferentes partes, como un regulador de presión, un compresor, un filtro de aire, un orificio de control, una válvula de ajuste a cero o chorro de referencia, un dispositivo indicador de presión y un cabezal de medición.

Primero, el aire en este tipo de comparador se comprime y se le permite fluir a través del filtro de aire y el regulador de presión. Por fin, la presión del aire se genera y se estabiliza. A una presión estable, el aire fluye por todo el canal dividido.

El aire fluye por un extremo a través del orificio OC1 y llega al cabezal de medición a través del canal 'P'. Asimismo, el aire fluye a través de un orificio OC2 y llega a una válvula de ajuste a cero a través del canal.
El dispositivo indicador de presión está ubicado dentro de la línea aérea y conecta los canales P y Q. En primer lugar, se calibra con una pieza de trabajo estándar. Una vez que el cabezal de medición se mueve hacia la pieza de trabajo, el puntero dentro del dispositivo de medición comienza a desviarse. Si hay algún permiso o restricción disminuye entre el cabezal de medición y la pieza de trabajo, la presión en el sistema aumentará. Finalmente, se produce la deflexión.

Para convertir las lecturas de presión en dimensiones lineales del dispositivo indicador, se usa la siguiente fórmula.

P = ρgh

Donde, P = Presión indicada a través del dispositivo, ρ = Densidad del aire, g = Gravedad específica y h = Las dimensiones de la pieza a analizar. El rango de aumento de este comparador va desde 1250x hasta 20000x.

Diferencia entre el comparador mecánico y el comparador neumático

La diferencia entre el comparador mecánico y el comparador neumático se analiza a continuación.

Ventajas

El ventajas de un comparador neumático Incluya lo siguiente.

• Estos comparadores son muy simples de operar.
• Este comparador no tiene ningún contacto entre la pieza de trabajo y el cabezal de medición.
• Tiene hasta 30000:1 de gran aumento.
• No hay intrusión cuando tanto el dispositivo indicador como el cabezal de medición están dispuestos en diferentes ubicaciones.
• Un chorro de aire en este comparador ayuda a limpiar la pieza de trabajo.
• Mientras opera este comparador, no se produce ninguna vibración.
• Estos son muy precisos debido a la cantidad extremadamente pequeña de piezas móviles, por lo que hay una fricción extremadamente baja y una inercia baja.
• Este comparador es mejor para determinar la conicidad y ovalidad de los orificios circulares.
• La medición es extremadamente pequeña y no causa ningún daño a la pieza de trabajo. Pero ayuda a limpiar el polvo de la parte medida del chorro de aire.

Desventajas

El desventajas de los comparadores neumáticos Incluya lo siguiente.

• Estos no son útiles.
• Este comparador requiere un compresor.
• No es apropiado para todas las condiciones ecológicas.
• El cambio de temperatura y humedad puede afectar su precisión.
• Estos comparadores tienen una respuesta lenta en comparación con otros comparadores.
• Este comparador necesita un equipo auxiliar elaborado como un regulador de presión preciso.
• No es económico en comparación con los comparadores de tipo mecánico.
• La escala en este comparador no es consistente.
• En este comparador se requieren diferentes cabezales de medición o diferentes dimensiones.
• El error de menisco ocurre cuando se utilizan tubos de vidrio como dispositivo indicador.
• Necesita diferentes cabezales de medición para comprobar diferentes tipos de piezas de trabajo.
• Se requieren componentes auxiliares adicionales como un regulador de presión, filtro de aire, etc.

Aplicaciones

Los usos o aplicaciones de los comparadores neumáticos incluyen los siguientes.

• El comparador neumático detecta el diámetro interior de las piezas de trabajo del cilindro.
• Este comparador se utiliza cuando es necesario probar una gran cantidad de piezas de trabajo o cilindros.
• Estos son ampliamente utilizados para controlar automáticamente el tamaño de los componentes, como los medidores de enchufe.
• Estos comparadores se utilizan principalmente para la comprobación rápida de un gran número de dimensiones iguales.
• Se utiliza para descubrir cuánto cambia la longitud de las dimensiones originales.
• Los diámetros interior y exterior de la pieza de trabajo se pueden detectar utilizando este comparador.
• Se puede detectar la rectitud y planitud de la pieza de trabajo.
• Este comparador se utiliza para analizar los Tappers y la ovalidad de la pieza de trabajo.
• También es útil para comprobar la cuadratura y la redondez de la pieza de trabajo.
• Las aplicaciones del comparador neumático cambian según los tipos de cabezales de medición y el número de orificios.
• Estos comparadores se pueden aplicar a medidas de diámetro interior y exterior y medidas de espesor.
• Estos comparadores son muy útiles para verificar la concentricidad de las partes angulares, la profundidad del agujero ciego, la distancia del centro del agujero, la planitud del paralelismo, etc.

Por lo tanto, esta es una breve información sobre neumáticos. comparador - tipos , ventajas, desventajas y sus aplicaciones. El comparador neumático más utilizado es el comparador neumático Solex, diseñado y comercializado por la industria Solex Air Gauges Ltd en los EE. UU. Así que este es uno de los comparadores neumáticos más populares. Aquí hay una pregunta para ti, ¿qué es un comparador en electrónica?