Модернизация датчиков движения, как способ продления срока их эксплуатации

Современные принципы построения систем освещения подразумевают использование энергоэффективных решений, основная задача которых снизить потребление электрической энергии и повысить эффективность ее использования. Согласно исследований, использование датчиков движения позволяет снизить потребление электроэнергии на освещение в общественных местах на 75%. [1]

Для выбора оптимального решения по организации энергосберегающих мероприятий необходимо правильно оценить достоинства и недостатки устанавливаемых приборов и принимаемых технических решений. В связи с этим основной целью исследования стал анализ датчиков на предмет причин выхода из строя. Согласно этого были поставлены следующие задачи: определить причины выхода из строя датчиков при эксплуатации, разработать комплекс мероприятий по устранению обнаруженных недостатков и дать рекомендации по эксплуатации датчиков.

Для измерения технических характеристик использовались следующие приборы: инфракрасный тепловой термометр FLUKE, тепловизор Flir Е60, измеритель мощности цифровой MASTER KIT МТ4011.

Для проведения исследований на предприятиях Амурской области были отобраны вышедшие из строя датчики (как самые распространенные использовались ДД-024) и закупленные в торговых точках новые.

В процессе работы с датчиками, вышедшими из строя, были выявлены недостатки конструкции, заключающиеся в перегреве платы управления, а в частности перегрев стабилизатора, что приводило к сбоям в работе и выходу из строя. Так же обнаружено высыхание конденсаторов вследствие перегрева, перегрев сопротивлений и как следствие перегрев коммутирующего реле, которое в конечном итоге так же выходило из строя. [2, 3]

а.                                       б.

Рисунок 1 - Плата управления датчиком движения: а. Инфракрасная фотография платы управления датчика движения; б. плата управления с отслоившимися дорожками

Для оценки динамики перегрева новые датчики испытывались в предельном режиме. Анализ снимков показал, что средняя температура платы колебалась в пределах (50±4)°С и средняя температура на плате составляла (33,7±3)°С. На снимке зона перегрева представляет собой область размещения коммутирующего реле, стабилизатора положительного напряжения (рис.1.а). Перегрев приводит к отслаиванию дорожек платы управления (рис.1.6), что нарушает контакт между элементами схемы управления и приводит к выходу из строя датчика. Таким образом, основной причиной выхода из строя является перегрев платы управления.

Для исключения перегрева были использованы более мощные резисторы, стабилизатор напряжения и конденсаторы (рис.2.а)

а.

Рисунок 2 - Модернизированная плата управления (а), инфракрасный снимок (б)

Проведенные мероприятия позволили снизить температуру платы и улучшить ее рабочие условия. Функциональность схемы управления после реконструкции была сохранена. При исследовании температуры платы после доработки было вывялено, что конструктивные изменения позволили снизить температуру (рис.2.б) с находящейся в пределе ~50,3°С. Таким образом замена комплектующих показала себя как более выгодный вариант решающий проблему снижения температуры на плате управления до приемлемого уровня. Предложенный вариант модернизации потребует затрат в размере 68 рублей на каждую установленную единицу. Эксперименты, проведенные с преобразователями, показали, что модернизацию необходимо проводить для новых датчиков во избежание их выхода из строя. Это позволит сократить затраты на эксплуатацию и замену.