Un cavo sensore può sembrare semplice dall'esterno, ma la guaina esterna svolge un compito difficile.

Deve proteggere i conduttori, i cavi dei sensori, gli strati schermanti e il rinforzo interno da umidità, abrasione, variazioni di temperatura, sostanze chimiche e stress meccanico. Nelle applicazioni di stoccaggio dei cereali, la sfida diventa ancora più grande perché il cavo può rimanere sepolto per anni all'interno del grano, del mais, della soia o di altri materiali sfusi mentre il grano si muove, si deposita e si sfrega contro la sua superficie.

La scelta del materiale corretto del rivestimento può prolungare significativamente la durata del cavo. Scegliere quello sbagliato può portare a crepe, infiltrazioni d'acqua, conduttori danneggiati e letture instabili del sensore molto prima che l'elemento sensibile stesso raggiunga la fine della sua vita utile.

Cosa fa effettivamente la guaina esterna del cavo del sensore?

La guaina è lo strato protettivo esterno del cavo. Normalmente non trasporta il segnale elettrico, ma influisce direttamente sulla sopravvivenza del cavo sul campo.

Una buona guaina protegge la struttura interna del cavo da diversi tipi di sollecitazioni contemporaneamente:

• abrasione e contatto ripetuto
• umidità e condensa
• oli e prodotti chimici
• luce solare ed esposizione all’esterno
• basse e alte temperature
• flessione e flessione
• impatto meccanico
• polvere e contaminazione

Per un cavo sensore interno fisso, questi requisiti possono essere relativamente modesti.

Un cavo della temperatura sospeso all'interno di un silo per cereali di 20 o 30 metri si trova ad affrontare un ambiente completamente diverso. Il grano viene caricato, immagazzinato e scaricato. Il cavo rimane all'interno della massa in movimento, dove subisce continuamente forze di attrito, pressione e trazione.

Ecco perché la scelta del rivestimento del cavo dovrebbe iniziare conapplicazione, non con il nome del materiale.

Materiali comuni del rivestimento del cavo del sensore

Diversi materiali sono ampiamente utilizzati per i cavi di sensori e strumentazione industriali. Ognuno ha punti di forza, limiti e un ambiente di lavoro ideale.

Non esiste una giacca "migliore".

Una guaina che funziona eccezionalmente bene su una macchina robotizzata può essere inutilmente costosa per un cavo stazionario per la temperatura dei cereali. Un materiale rigido che funziona bene in un silo può essere scomodo da maneggiare su uno strumento di misura portatile.

Decide l'ambiente.

HDPE: una scelta vincente per i cavi di monitoraggio a granulometria fissa

Polietilene ad alta densità oHDPE, è particolarmente interessante quando la resistenza all'umidità e la protezione meccanica sono più importanti dell'estrema flessibilità.

Ha un basso assorbimento d'acqua e una buona resistenza a molti contaminanti ambientali. La sua superficie relativamente dura lo rende adatto anche a cavi che rimangono a contatto con materiali sfusi per lunghi periodi.

Per un cavo per la temperatura dei cereali sospeso verticalmente all'interno di un silo, questa combinazione è utile.

Il cavo può trascorrere anni circondato dal grano. Ogni ciclo di riempimento e scaricamento crea movimento attorno al cavo e la guaina deve proteggere il nucleo elettrico da quel contatto meccanico ripetuto.

L'HDPE funziona bene anche per le sezioni esterne dei cavi industriali quando viene selezionata la corretta formulazione stabilizzata ai raggi UV.

Per molte applicazioni stazionarie di stoccaggio dei cereali, offre un equilibrio efficace tra:

durabilità + protezione dall'umidità + costo + resistenza meccanica.

LLDPE: protezione simile, maggiore flessibilità

Polietilene lineare a bassa densità, comunemente chiamatoLLDPE, appartiene alla stessa ampia famiglia del polietilene ma risulta notevolmente diverso nella pratica costruzione del cavo.

È generalmente più morbido e più flessibile dell'HDPE.

Ciò è importante quando il cavo ha un diametro relativamente grande o deve essere avvolto a spirale durante la spedizione e l'installazione. Un cavo molto rigido può essere difficile da maneggiare, in particolare quando gli installatori lavorano sui tetti dei silos o instradano lunghe sezioni attraverso strutture di supporto.

L'LLDPE fornisce comunque una forte resistenza all'acqua e all'esposizione ambientale, facilitando al tempo stesso la piegatura del cavo finito.

Per questo motivo, spesso vale la pena prendere in considerazione l’LLDPE per:

• cavi di temperatura multipunto
• cavi dei sensori di temperatura e umidità
• cavi sensibili armati di grande diametro
• cavi lunghi che devono essere arrotolati per il trasporto
• applicazioni che richiedono una flessibilità moderata senza passare a una costosa costruzione in PUR

HDPE e LLDPE dovrebbero quindi essere considerati strumenti diversi piuttosto che materiali concorrenti.

L'HDPE favorisce la rigidità e la protezione meccanica.
L'LLDPE favorisce la tenacità con una migliore flessibilità.

PVC: Pratico ed Economico

Il PVC rimane uno dei materiali per il rivestimento dei cavi più utilizzati perché è conveniente, versatile e facile da lavorare.

Le moderne formulazioni di PVC possono fornire una buona resistenza all'abrasione e una ragionevole resistenza all'umidità, rendendole adatte a molte applicazioni industriali ordinarie. igus, ad esempio, utilizza il PVC nelle famiglie di cavi industriali flessibili e ne nota l'interessante rapporto prezzo/prestazioni per le applicazioni appropriate.

Il PVC ha senso per:

• cablaggio del sensore interno
• armadi di controllo
• cavi strumentazione corti
• apparecchiature con movimento limitato del cavo
• progetti sensibili ai costi

I suoi limiti diventano più evidenti negli ambienti più difficili.

Temperature molto basse, esposizione intensa all'esterno, sostanze chimiche aggressive o flessioni ad alta frequenza possono giustificare il passaggio a un altro materiale.

Ciò non rende il PVC un materiale scadente. Significa semplicemente che la formulazione e l'applicazione devono corrispondere.

Materiali per guaine cavi in ​​PVC, PUR e TPE – igus

PUR e TPU: quando il cavo deve muoversi

Un cavo fisso e un cavo mobile subiscono tipi di stress molto diversi.

Se un cavo viene trascinato ripetutamente su una macchina, piegato attorno a rulli, instradato attraverso un portacavi o attorcigliato da apparecchiature robotiche, la flessibilità diventa importante tanto quanto la protezione dell’ambiente.

Questo è dovePUR, o poliuretano, si comporta particolarmente bene.

Le giacche in PUR sono ampiamente utilizzate in applicazioni di movimento impegnative perché possono offrire una forte resistenza all'abrasione, all'intaglio e al taglio pur rimanendo flessibili. I cavi industriali PUR sono comunemente progettati anche per ambienti oleosi o chimicamente impegnativi.

Ad esempio, LAPP descrive i cavi industriali rivestiti in PUR progettati per resistere a sollecitazioni meccaniche, abrasioni, intagli e tagli, comprese le applicazioni a flessione continua.

PUR o TPU sono quindi un buon candidato per:

• sonde sensore portatili
• apparecchiature mobili per la misurazione della temperatura
• cavi a catena portacavi
• sistemi robotici
• cavi che vengono avvolti e svolti ripetutamente
• apparecchiature esposte ad abrasioni e movimenti

Per un cavo sospeso in modo permanente in un silo di cereali, tuttavia, questo livello di flessibilità dinamica potrebbe non essere necessario. HDPE o LLDPE possono spesso fornire una soluzione più economica.

Esempio di cavo LAPP PUR

TPE: costruito per flessibilità e movimenti ripetuti

Elastomeri termoplastici, oTPE, uniscono alcune caratteristiche della gomma alla lavorazione termoplastica.

Il materiale è particolarmente utile laddove sono previste piegature ripetute, raggi di curvatura stretti o movimenti ad alta velocità. igus descrive i composti per cavi in ​​TPE come adatti a carichi meccanici sostanziali nonché all'esposizione a sostanze chimiche e temperature estreme in progetti di cavi adeguati. igus

Il TPE viene spesso selezionato per sofisticate apparecchiature in movimento piuttosto che per semplici installazioni di sensori stazionari.

Il materiale può essere eccellente.

La domanda è se l'applicazione ne ha davvero bisogno.

Le alte temperature e le sostanze chimiche aggressive richiedono una strategia diversa

I cavi standard in PE e PVC coprono una vasta gamma di applicazioni industriali, ma esistono ambienti in cui i materiali convenzionali smettono di essere pratici.

Immagina un cavo sensore installato vicino ad apparecchiature di lavorazione a caldo, all'interno di un impianto chimico o in un sistema esposto a solventi, carburanti e acidi.

La giacca ora deve resistere molto più che all’umidità e all’abrasione.

Materiali comeFEP e PTFEdiventare attraente.

Alpha Wire, ad esempio, specifica cavi industriali rivestiti in FEP progettati per un'esposizione chimica estrema e un intervallo di temperature che si estende da circa -80 gradi a +200 gradi nella sua famiglia Xtra-Guard 5.

Questo livello di prestazioni ha un prezzo, quindi le giacche in fluoropolimero normalmente hanno senso quando l’ambiente le richiede effettivamente.

Cavo Alpha Wire Xtra-Guard 5 FEP

Il grano sembra morbido quando viene tenuto in mano. All'interno di un grande silo, si comporta in modo molto diverso.

Migliaia di tonnellate di materiale producono una pressione notevole. Quando il grano entra o esce dal silo, le particelle si muovono verticalmente e lateralmente attorno ai cavi di temperatura.

Quel movimento crea attrito.

Il cavo deve inoltre resistere alla polvere, all'umidità e alla possibile condensa, continuando a fornire misurazioni affidabili della temperatura per numerosi cicli di stoccaggio.

I sistemi di monitoraggio della temperatura dei cereali utilizzano quindi cavi sensore sospesi verticalmente in più posizioni in tutto il materiale immagazzinato in modo che gli operatori possano identificare le differenze di temperatura o i punti caldi in via di sviluppo. I sistemi commerciali del mondo reale utilizzano lo stesso concetto di cavo distribuito.

Una giacca adatta non migliora direttamente la precisione della temperatura, ma protegge l'infrastruttura fisica che consente misurazioni accurate anno dopo anno.