En sensorkabel kan se enkel ut fra utsiden, men ytterkappen har en vanskelig jobb.

Den skal beskytte ledere, sensorledninger, skjermingslag og innvendig armering mot fuktighet, slitasje, temperaturendringer, kjemikalier og mekanisk påkjenning. I kornlagringsapplikasjoner blir utfordringen enda større fordi kabelen kan forbli nedgravd inne i hvete, mais, soyabønner eller andre bulkmaterialer i årevis mens kornet beveger seg, legger seg og gnis mot overflaten.

Å velge riktig jakkemateriale kan forlenge kabelens levetid betydelig. Å velge feil kan føre til sprekker, vanninntrenging, skadede ledere og ustabile sensoravlesninger lenge før selve følerelementet når slutten av levetiden.

Hva gjør egentlig en ytre jakke med sensorkabel?

Jakken er kabelens ytre beskyttelseslag. Det bærer normalt ikke det elektriske signalet, men det påvirker direkte hvor godt kabelen overlever i felten.

En god kappe beskytter den interne kabelstrukturen mot flere typer påkjenninger samtidig:

• slitasje og gjentatt kontakt
• fuktighet og kondens
• oljer og kjemikalier
• sollys og utendørs eksponering
• lave og høye temperaturer
• bøying og bøying
• mekanisk påvirkning
• støv og forurensning

For en stasjonær innendørs sensorkabel kan disse kravene være relativt beskjedne.

En temperaturkabel som henger inne i en 20 meter eller 30 meter lang kornsilo vender mot et helt annet miljø. Korn lastes, lagres og slippes ut. Kabelen forblir inne i den bevegelige massen, hvor den opplever friksjon, trykk og strekkkrefter om og om igjen.

Derfor bør valg av kabelkappe begynne medsøknad, ikke med materialnavnet.

Vanlige materialer for sensorkabeljakke

Flere materialer er mye brukt til industrielle sensor- og instrumentkabler. Hver og en har styrker, begrensninger og et ideelt arbeidsmiljø.

Det er ingen enkelt "beste" jakke.

En jakke som yter eksepsjonelt bra på en robotmaskin kan være unødvendig dyr for en stasjonær korntemperaturkabel. Et stivt materiale som fungerer godt i en silo kan være ubehagelig å håndtere på et bærbart måleinstrument.

Miljøet bestemmer.

HDPE: Et sterkt valg for faste kornovervåkingskabler

Høytetthetspolyetylen, ellerHDPE, er spesielt attraktiv når fuktmotstand og mekanisk beskyttelse betyr mer enn ekstrem fleksibilitet.

Den har lav vannabsorpsjon og god motstand mot mange miljøforurensninger. Den relativt harde overflaten gjør den også egnet for kabler som forblir i kontakt med bulkmaterialer over lengre perioder.

For en korntemperaturkabel opphengt vertikalt inne i en silo, er denne kombinasjonen nyttig.

Kabelen kan tilbringe årevis omgitt av korn. Hver påfyllings- og utladningssyklus skaper bevegelse rundt kabelen, og kappen må beskytte den elektriske kjernen fra den gjentatte mekaniske kontakten.

HDPE fungerer også bra for utendørs seksjoner av industrikabler når riktig UV-stabilisert formulering er valgt.

For mange stasjonære kornlagringsapplikasjoner tilbyr den en effektiv balanse mellom:

holdbarhet + fuktbeskyttelse + kostnad + mekanisk styrke.

LLDPE: Lignende beskyttelse, mer fleksibilitet

Lineær lavdensitetspolyetylen, vanligvis kaltLLDPE, tilhører den samme brede polyetylenfamilien, men føles merkbart annerledes i praktisk kabelkonstruksjon.

Det er generelt mykere og mer fleksibelt enn HDPE.

Det har betydning når kabelen har en relativt stor diameter eller må kveiles under frakt og installasjon. En veldig stiv kabel kan være vanskelig å håndtere, spesielt når installatører jobber på silotak eller fører lange seksjoner gjennom bærekonstruksjoner.

LLDPE gir fortsatt sterk motstand mot vann- og miljøeksponering samtidig som det gjør den ferdige kabelen lettere å bøye.

Av denne grunn er LLDPE ofte verdt å vurdere for:

• flerpunkts temperaturkabler
• temperatur- og fuktighetssensorkabler
• pansrede sensorkabler med stor diameter
• lange kabelenheter som må kveiles for transport
• applikasjoner som krever moderat fleksibilitet uten å gå over til en kostbar PUR-konstruksjon

HDPE og LLDPE bør derfor sees på som forskjellige verktøy i stedet for konkurrerende materialer.

HDPE favoriserer stivhet og mekanisk beskyttelse.
LLDPE favoriserer seighet med forbedret fleksibilitet.

PVC: Praktisk og økonomisk

PVC er fortsatt et av de mest brukte kabelkappematerialene fordi det er rimelig, allsidig og enkelt å behandle.

Moderne PVC-formuleringer kan gi god slitestyrke og rimelig motstand mot fuktighet, noe som gjør dem egnet for mange vanlige industrielle applikasjoner. igus, for eksempel, bruker PVC i fleksible industrielle kabelfamilier og noterer seg sitt attraktive pris-til-ytelse-forhold for passende bruksområder.

PVC gir mening for:

• innendørs sensor ledninger
• kontrollskap
• korte instrumenteringskabler
• utstyr med begrenset kabelbevegelse
• kostnadssensitive prosjekter

Begrensningene blir mer merkbare i tøffere miljøer.

Svært lave temperaturer, intensiv utendørs eksponering, sterke kjemikalier eller høyfrekvent bøying kan rettferdiggjøre flytting til et annet materiale.

Det gjør ikke PVC til et dårlig materiale. Det betyr ganske enkelt at formuleringen og anvendelsen må samsvare.

PVC-, PUR- og TPE-kabelkappematerialer – igus

PUR og TPU: Når kabelen må bevege seg

En fast kabel og en bevegelig kabel opplever svært forskjellige typer stress.

Hvis en kabel gjentatte ganger blir dratt over en maskin, bøyd rundt ruller, ført gjennom en kabelbærer eller vridd av robotutstyr, blir fleksibilitet like viktig som miljøvern.

Det er herPUR, eller polyuretan, fungerer spesielt godt.

PUR-jakker er mye brukt i krevende bevegelsesapplikasjoner fordi de kan tilby sterk slitasje-, hakk- og kuttmotstand samtidig som de forblir fleksible. Industrielle PUR-kabler er også ofte designet for oljete eller kjemisk krevende miljøer.

For eksempel beskriver LAPP PUR-kappede industrikabler designet for å tåle mekanisk påkjenning, slitasje, hakk og kutt, inkludert kontinuerlig bøyningsapplikasjoner.

PUR eller TPU er derfor en god kandidat for:

• bærbare sensorprober
• mobilt utstyr for temperaturmåling
• trekkkjedekabler
• robotsystemer
• kabler som vikles opp og opp gjentatte ganger
• utstyr utsatt for slitasje og bevegelse

For en permanent opphengt korn-silo-kabel kan det imidlertid hende at det nivået av dynamisk fleksibilitet ikke er nødvendig. HDPE eller LLDPE kan ofte gi en mer økonomisk løsning.

Eksempel på LAPP PUR-kabel

TPE: Bygget for fleksibilitet og gjentatte bevegelser

Termoplastiske elastomerer, ellerTPE-er, kombinere noen egenskaper av gummi med termoplastisk behandling.

Materialet er spesielt nyttig der det forventes gjentatte bøyninger, tette bøyeradier eller høyhastighetsbevegelser. igus beskriver TPE-kabelblandinger som egnet for betydelige mekaniske belastninger samt eksponering for kjemikalier og ekstreme temperaturer i passende kabeldesign. igus

TPE velges ofte for sofistikert bevegelig utstyr i stedet for enkle stasjonære sensorinstallasjoner.

Materialet kan være utmerket.

Spørsmålet er om applikasjonen virkelig trenger det.

Høye temperaturer og aggressive kjemikalier trenger en annen strategi

Standard PE- og PVC-kabler dekker et stort spekter av industrielle bruksområder, men det er miljøer der konvensjonelle materialer slutter å være praktiske.

Se for deg en sensorkabel installert nær varmt prosessutstyr, inne i et kjemisk anlegg eller i et system utsatt for løsemidler, drivstoff og syrer.

Jakken må nå overleve mye mer enn fuktighet og slitasje.

Materialer som f.eksFEP og PTFEbli attraktive.

Alpha Wire spesifiserer for eksempel FEP-kappet industrikabel designet for ekstrem kjemisk eksponering og et temperaturområde som strekker seg fra omtrent -80 grader til +200 grader i Xtra-Guard 5-familien.

Dette ytelsesnivået har en pris, så fluorpolymerjakker gir normalt mening når miljøet faktisk krever dem.

Alpha Wire Xtra-Guard 5 FEP-kabel

Korn ser myk ut når den holdes i hånden. Inne i en stor silo oppfører den seg veldig annerledes.

Tusenvis av tonn materiale produserer betydelig trykk. Når korn kommer inn eller ut av siloen, beveger partikler seg vertikalt og sideveis rundt temperaturkablene.

Den bevegelsen skaper friksjon.

Kabelen må også tåle støv, fuktighet og mulig kondens samtidig som den fortsetter å gi pålitelige temperaturmålinger over mange lagringssykluser.

Korntemperaturovervåkingssystemer bruker derfor vertikalt opphengte sensorkabler i flere posisjoner i hele det lagrede materialet, slik at operatører kan identifisere utviklende temperaturforskjeller eller hotspots. Virkelige kommersielle systemer bruker det samme distribuerte kabelkonseptet.

En passende jakke forbedrer ikke temperaturnøyaktigheten direkte, men den beskytter den fysiske infrastrukturen som gjør at nøyaktige målinger kan fortsette år etter år.