В настоящее время прослеживается устойчивая тенденция к автоматизации работы подъёмно-транспортных машин. Для реализации данной задачи подъёмно-транспортное оборудование необходимо оснащать передовыми датчиками скорости, GPS, влажности, температуры, давления потока, камерами, газоанализаторами и многими другими датчиками последнего поколения. Самыми значимыми датчиками для портовой перегрузочной техники являются датчики, позволяющие навести грузозахватное приспособление на груз и захватить его. В частности, отличным решением является применение оптических датчиков, однако для эффективной работы на портовой технике необходима их частичная модернизация [4].
Важно отметить, что многие портовые парки до сих пор используют краны прошлого столетия, так как в них был заложен огромный запас прочности, и поэтому они обладают высоким ресурсом работы. Однако их эффективность крайне низка в сравнении с последним поколением аналогичной техники. Решить данную проблему можно с помощью полной замены реостатно-контакторной системы управления на полупроводниковую систему управления и внедрения значительного количества оптических датчиков [4].
Датчики на портовой технике размещаются на открытых внешних элементах, поэтому они должны иметь возможность исправно работать в разных температурных диапазонах, справляться с влиянием ветровых нагрузок, быть устойчивыми к прибрежному климату, осадкам и другим факторам. На данный момент на рынке представлено несколько видов защитных устройств для оптических датчиков. На рисунке 1 представлен защитный кожух открытого типа, который способен защитить датчик от удара, например, при столкновении с грузом. На рисунке 2 представлен кожух закрытого типа, который защищает датчик от ударов, а также создает герметичное пространство внутри, что позволяет уберечь датчик от внешней среды. Однако этих решений недостаточно для эффективного внедрения датчиков в системы подъёмно-транспортных машин. Остаются важные проблемы, такие как налипание снега и скопление дождевой воды на линзах излучателей и приемников, выпадение конденсата внутри защитного корпуса в результате преодоления точки росы, а также возможные низкие температуры, при которых датчики не способны исправно функционировать [1, с. 77-81; 5, с. 61-75].
Рис. 1. Защитный кожух для датчиков измерения расстояния E21236
Рис. 2. Кожух оптических датчиков ТЕКО PRC I61 00-00046328
Разобраться со всеми вышеизложенными проблемами поможет совокупность следующих технологических решений. Для предотвращения образования конденсата в корпусе защитного устройства предлагаю залить герметичное внутреннее пространство между датчиком и корпусом термоактивной термопластической полимерной смолой с добавлением специальных присадок. Для предотвращения обледенения, налипания снега и воздействия отрицательных температур предлагаю выполнить двойной корпус, между стенками которого разместить нагревательный элемент в виде алюминиевого напыления, через который будет протекать электрический ток. Это приведет к нагреву корпуса всего устройства, а во внутреннем пространстве герметичного корпуса разместить датчик температуры с возможностью автоматической регулировки и отключения нагревательного элемента. Для предотвращения оптических помех вследствие скопления воды или снега предлагаю модифицировать линзу следующим образом: установить на линзу прозрачную нагревательную плёнку, а саму линзу сделать вращающейся. Вращение линзы предлагаю реализовать посредством установки в корпус системы, состоящей из электромотора, уплотнений, подшипников и втулки. При этом плоскость вращения должна остаться параллельной исходной плоскости линзы. За счёт вращения линзы частички воды под действием центробежной силы и силы Кориолиса будут увлекаться с поверхности линзы, что показано на рисунке 3 [2, с. 9-13; 3].
Рис. 3. Отклонение частицы воды, движущейся во вращающейся системе отсчета
Реализация данных предложений позволит качественно модернизировать оптические датчики для их применения в портовой технике. Эксплуатация таких перспективных датчиков на подъёмно-транспортных машинах откроет новые возможности в автоматизации перегрузочных работ, что, в свою очередь, влечёт за собой значительную экономическую выгоду, снижение уровня ручного труда, повышение производительности, а также увеличение срока службы подъёмно-транспортных машин.
.png&w=640&q=75)
