En sensorkabel kan se enkel ut från utsidan, men yttermanteln har ett svårt jobb.

Den ska skydda ledare, givartrådar, skärmskikt och inre förstärkning från fukt, nötning, temperaturförändringar, kemikalier och mekanisk påfrestning. I spannmålslagringsapplikationer blir utmaningen ännu större eftersom kabeln kan förbli nedgrävd i vete, majs, sojabönor eller andra bulkmaterial i flera år medan spannmålen rör sig, lägger sig och skaver mot sin yta.

Att välja rätt mantelmaterial kan avsevärt förlänga kabelns livslängd. Att välja fel kan leda till sprickor, vatteninträngning, skadade ledare och instabila sensoravläsningar långt innan själva avkänningselementet når slutet av sin livslängd.

Vad gör en ytterjacka för sensorkabel egentligen?

Jackan är kabelns yttre skyddsskikt. Den bär normalt inte den elektriska signalen, men den påverkar direkt hur bra kabeln överlever i fält.

En bra mantel skyddar den interna kabelstrukturen mot flera typer av påfrestningar samtidigt:

• nötning och upprepad kontakt
• fukt och kondens
• oljor och kemikalier
• solljus och exponering utomhus
• låga och höga temperaturer
• böjning och böjning
• mekanisk påverkan
• damm och föroreningar

För en stationär inomhussensorkabel kan dessa krav vara relativt blygsamma.

En temperaturkabel som hänger inuti en 20-meters eller 30-meters spannmålssilo möter en helt annan miljö. Spannmål lastas, lagras och töms. Kabeln förblir inuti den rörliga massan, där den upplever friktion, tryck och dragkrafter om och om igen.

Det är därför valet av kabelmantel bör börja medansökan, inte med materialnamnet.

Vanligt material för sensorkabeljacka

Flera material används ofta för industriella sensor- och instrumentkablar. Var och en har styrkor, begränsningar och en idealisk arbetsmiljö.

Det finns ingen enskild "bästa" jacka.

En jacka som presterar exceptionellt bra på en robotmaskin kan vara onödigt dyr för en stationär korntemperaturkabel. Ett styvt material som fungerar bra i en silo kan vara obekvämt att hantera på ett bärbart mätinstrument.

Miljön bestämmer.

HDPE: Ett starkt val för fasta spannmålsövervakningskablar

Högdensitetspolyeten, ellerHDPE, är särskilt attraktiv när fuktbeständighet och mekaniskt skydd betyder mer än extrem flexibilitet.

Den har låg vattenabsorption och god motståndskraft mot många miljöföroreningar. Dess relativt hårda yta gör den även lämplig för kablar som förblir i kontakt med bulkmaterial under långa perioder.

För en korntemperaturkabel upphängd vertikalt inuti en silo är den kombinationen användbar.

Kabeln kan vara omgiven av spannmål i flera år. Varje påfyllnings- och urladdningscykel skapar rörelse runt kabeln, och manteln måste skydda den elektriska kärnan från den upprepade mekaniska kontakten.

HDPE fungerar även bra för utomhussektioner av industrikablar när rätt UV-stabiliserad formulering väljs.

För många stationära spannmålslagringsapplikationer erbjuder den en effektiv balans mellan:

hållbarhet + fuktskydd + kostnad + mekanisk styrka.

LLDPE: Liknande skydd, mer flexibilitet

Linjär lågdensitetspolyeten, vanligtvis kalladLLDPE, tillhör samma breda polyetenfamilj men känns märkbart annorlunda i praktisk kabelkonstruktion.

Det är i allmänhet mjukare och mer flexibelt än HDPE.

Det spelar roll när kabeln har en relativt stor diameter eller måste lindas under transport och installation. En mycket styv kabel kan vara svår att hantera, särskilt när installatörer arbetar på silotak eller drar långa sektioner genom stödkonstruktioner.

LLDPE ger fortfarande stark motståndskraft mot vatten och miljöexponering samtidigt som den gör den färdiga kabeln lättare att böja.

Av denna anledning är LLDPE ofta värt att överväga för:

• flerpunkts temperaturkablar
• temperatur- och fuktighetsgivares kablar
• bepansrade avkänningskablar med stor diameter
• långa kabelenheter som måste lindas ihop för transport
• applikationer som kräver måttlig flexibilitet utan att gå över till en dyr PUR-konstruktion

HDPE och LLDPE bör därför ses som olika verktyg snarare än konkurrerande material.

HDPE gynnar styvhet och mekaniskt skydd.
LLDPE gynnar seghet med förbättrad flexibilitet.

PVC: Praktiskt och ekonomiskt

PVC är fortfarande ett av de mest använda kabelmantelmaterialen eftersom det är prisvärt, mångsidigt och lätt att bearbeta.

Moderna PVC-formuleringar kan ge bra nötningsbeständighet och rimlig motståndskraft mot fukt, vilket gör dem lämpliga för många vanliga industriella tillämpningar. igus, till exempel, använder PVC i flexibla industriella kabelfamiljer och noterar dess attraktiva pris-prestanda-förhållande för lämpliga applikationer.

PVC är vettigt för:

• kabeldragning för inomhussensorer
• kontrollskåp
• korta instrumentkablar
• utrustning med begränsad kabelrörelse
• kostnadskänsliga projekt

Dess begränsningar blir mer märkbara i tuffare miljöer.

Mycket låga temperaturer, intensiv utomhusexponering, starka kemikalier eller högfrekvent böjning kan motivera att flytta till ett annat material.

Det gör inte PVC till ett dåligt material. Det betyder helt enkelt att formuleringen och tillämpningen måste matcha.

PVC-, PUR- och TPE-kabelmantelmaterial – igus

PUR och TPU: När kabeln måste flyttas

En fast kabel och en rörlig kabel upplever väldigt olika typer av stress.

Om en kabel upprepade gånger dras över en maskin, böjs runt rullar, dras genom en kabelhållare eller vrids av robotutrustning, blir flexibilitet lika viktigt som miljöskydd.

Det är härPUR, eller polyuretan, presterar särskilt bra.

PUR-jackor används ofta i krävande rörelseapplikationer eftersom de kan erbjuda stark nötnings-, hack- och skärmotstånd samtidigt som de förblir flexibla. Industriella PUR-kablar är också ofta utformade för oljiga eller kemiskt krävande miljöer.

Till exempel beskriver LAPP PUR-mantlade industrikablar utformade för att motstå mekanisk påfrestning, nötning, skåror och skärningar, inklusive kontinuerligt böjande applikationer.

PUR eller TPU är därför en bra kandidat för:

• bärbara sensorsonder
• mobil temperaturmätningsutrustning
• dragkedjekablar
• robotsystem
• kablar som lindas upp och av upprepade gånger
• utrustning som utsätts för nötning och rörelse

För en permanent upphängd spannmålssilo-kabel kanske den nivån av dynamisk flexibilitet inte är nödvändig. HDPE eller LLDPE kan ofta ge en mer ekonomisk lösning.

Exempel på LAPP PUR-kabel

TPE: Byggd för flexibilitet och upprepad rörelse

Termoplastiska elastomerer, ellerTPE, kombinera vissa egenskaper hos gummi med termoplastisk bearbetning.

Materialet är särskilt användbart där upprepade böjningar, snäva böjradier eller höghastighetsrörelse förväntas. igus beskriver TPE-kabelblandningar som lämpliga för betydande mekaniska belastningar såväl som exponering för kemikalier och extrema temperaturer i lämpliga kabelkonstruktioner. igus

TPE väljs ofta för sofistikerad rörlig utrustning snarare än enkla stationära sensorinstallationer.

Materialet kan vara utmärkt.

Frågan är om applikationen verkligen behöver det.

Höga temperaturer och aggressiva kemikalier behöver en annan strategi

Standardkablar av PE och PVC täcker ett stort antal industriella applikationer, men det finns miljöer där konventionella material slutar vara praktiska.

Föreställ dig en sensorkabel installerad nära het processutrustning, inuti en kemisk fabrik eller i ett system som utsätts för lösningsmedel, bränslen och syror.

Jackan måste nu överleva mycket mer än fukt och nötning.

Material som t.exFEP och PTFEbli attraktiv.

Alpha Wire, till exempel, specificerar FEP-mantlad industrikabel designad för extrem kemisk exponering och ett temperaturområde som sträcker sig från cirka -80 grader till +200 grader i sin Xtra-Guard 5-familj.

Denna prestandanivå har ett pris, så fluoropolymerjackor är normalt vettiga när miljön faktiskt kräver dem.

Alpha Wire Xtra-Guard 5 FEP-kabel

Korn ser mjuk ut när den hålls i handen. Inne i en stor silo beter den sig väldigt olika.

Tusentals ton material producerar ett stort tryck. När spannmål kommer in i eller lämnar silon rör sig partiklar vertikalt och i sidled runt temperaturkablarna.

Den rörelsen skapar friktion.

Kabeln måste också tåla damm, fukt och eventuell kondens samtidigt som den fortsätter att ge tillförlitliga temperaturmätningar under många lagringscykler.

Spannmålstemperaturövervakningssystem använder därför vertikalt upphängda sensorkablar på flera positioner i hela det lagrade materialet så att operatörer kan identifiera temperaturskillnader eller hotspots under utveckling. Verkliga kommersiella system använder samma distribuerade kabelkoncept.

En lämplig jacka förbättrar inte temperaturnoggrannheten direkt, men den skyddar den fysiska infrastrukturen som gör att noggranna mätningar kan fortsätta år efter år.