Cable sensor coaxial piezoeléctrico TS-PC111 — Cable de película PVDF para detección de tráfico WIM, vibración e intrusión perimetral
Cable sensor coaxial de película piezoeléctrica de fluoruro de polivinilideno (PVDF) con cubierta (Modelo TS-PC111, DE total 2.60 ± 0.10 mm, DE del núcleo sensor 1.0 mm) diseñado con una capa dieléctrica de copolímero PVDF polarizado de alta actividad (coeficiente piezoeléctrico hidrostático d33 de 18–22 pC/N, capacitancia ≥ 1.0 nF/m, factor de disipación 0.16 a 1 kHz), conductor central de cobre de baja resistencia (≤ 31 Ω/km a 20 °C), pantalla EMI trenzada de cobre estañado (TC) (≤ 47 Ω/km a 20 °C) y cubierta exterior de polietileno (PE) resistente a la abrasión y retardante de llama para pesaje en movimiento (WIM) en carreteras, detección de intrusión perimetral y monitoreo de vibraciones estructurales de -40 °C a +65 °C.
El TS-PC111 es un cable sensor coaxial autogenerador de película piezoeléctrica de fluoruro de polivinilideno (PVDF) diseñado para la detección continua y distribuida de esfuerzos mecánicos, impactos, vibraciones y ondas acústicas a lo largo de grandes tramos de detección. A diferencia de los acelerómetros cerámicos puntuales que requieren alimentación de excitación externa y soportes de montaje discretos, el TS-PC111 convierte la fuerza compresiva radial, la deformación por flexión o la presión acústica directamente en una carga eléctrica o voltaje proporcional entre su conductor central de 1.0 mm y su blindaje trenzado concéntrico de cobre estañado.
En el corazón de la construcción coaxial de 2.60 ± 0.10 mm se encuentra una capa dieléctrica de polímero piezoeléctrico PVDF polarizado que ofrece un coeficiente piezoeléctrico hidrostático (d33) de 18–22 pC/N, una capacitancia lineal nominal de ≥ 1.0 nF/m y un factor de disipación de 0.16 a 1 kHz. El núcleo central de cobre trenzado (resistencia en CC ≤ 31 Ω/km a 20 °C) y el blindaje trenzado de cobre estañado (TC) de alta cobertura (resistencia en CC ≤ 47 Ω/km a 20 °C) preservan la relación señal-ruido en tendidos largos mientras rechazan la interferencia electromagnética externa de 50/60 Hz.
Protegido por una cubierta exterior negra de polietileno (PE) tenaz, resistente a la abrasión y retardante de llama clasificada para servicio continuo de -40 °C a +65 °C, el TS-PC111 se adapta a tres regímenes principales de acondicionamiento de señal: medición de voltaje de impacto pesado de baja frecuencia (0.1–10 Hz a través de una carga de 10 MΩ), amplificación acústica y de micromovimiento de alta frecuencia (10 Hz–10 kHz), y conmutación de presión cuasiestática con amplificador de carga (0.1–100 Hz). Su alta flexibilidad y resistencia mecánica permiten su empotramiento directo en ranuras de pesaje en movimiento (WIM) en carreteras, cercas de seguridad, tuberías y almohadillas de colchones inteligentes.
Especifique el modelo TS-PC111, la longitud continua de carrete requerida, el modo de frecuencia de operación y la terminación de cable coaxial de salida opcional al solicitar una cotización. TEBAOFLEX suministra el cable sensor coaxial piezoeléctrico TS-PC111 a partir de una cantidad mínima de pedido de 50 m con un plazo de producción estándar de 7–45 días hábiles.
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Construcción
La construcción representativa ilustra el cable sensor coaxial de película piezoeléctrica PVDF Modelo TS-PC111: un núcleo sensor central de cobre trenzado de 1.0 mm, una capa dieléctrica concéntrica de película piezoeléctrica PVDF polarizada, un blindaje EMI trenzado de cobre estañado (TC) y una cubierta exterior de polietileno (PE) resistente a la abrasión y retardante de llama (DE nominal 2.60 ± 0.10 mm).
| Componente | Material y construcción |
|---|---|
| Conductor sensor central (electrodo interno) | Conductor central de cobre trenzado flexible de 1.0 mm de diámetro que funciona como electrodo interno colector de carga, con resistencia máxima del conductor en CC ≤ 31 Ω/km a 20 °C. |
| Capa sensora de película piezoeléctrica de PVDF | Capa dieléctrica concéntrica de copolímero piezoeléctrico de fluoruro de polivinilideno (PVDF) polarizado coaxial / envuelto helicoidalmente que proporciona un coeficiente piezoeléctrico hidrostático (d33) de 18–22 pC/N, capacitancia lineal ≥ 1.0 nF/m y factor de disipación de 0.16 a 1 kHz. |
| Blindaje EMI trenzado (electrodo externo) | Blindaje trenzado de cobre estañado (TC) de alta cobertura que actúa simultáneamente como electrodo de retorno exterior y pantalla electromagnética de Faraday de 360°, con resistencia CC del blindaje ≤ 47 Ω/km a 20 °C. |
| Cubierta exterior retardante de llama y resistente a la abrasión | Cubierta exterior protectora extruida de polietileno (PE) negro resistente a la abrasión y retardante de llama (diámetro total de 2.60 ± 0.10 mm) que protege el núcleo del sensor contra la humedad, los productos químicos del suelo y el desgaste mecánico de -40 °C a +65 °C. |
Aplicaciones
Implemente el cable sensor coaxial piezoeléctrico TS-PC111 en canales empotrados en la calzada, líneas de cercas, superficies estructurales o ensambles de almohadillas flexibles donde el esfuerzo mecánico, la vibración o el impacto deban convertirse directamente en una señal eléctrica limpia.
- Sistemas inteligentes de transporte (ITS), sensores de tira de pesaje en movimiento (WIM) en carreteras, clasificación de vehículos, medición de velocidad y conteo de ejes de camiones pesados.
- Sistemas de detección de intrusión para seguridad perimetral montados en cercas de malla ciclónica o empalizadas de seguridad, o enterrados en zanjas poco profundas a lo largo de límites de infraestructura crítica.
- Monitoreo no destructivo de salud estructural (SHM), detección de fugas e impactos de terceros en tuberías, detección de fatiga en palas de aerogeneradores y diagnóstico de vibraciones en rodamientos de maquinaria.
- Monitoreo de signos vitales en camas médicas inteligentes (frecuencia cardíaca por balistocardiografía, respiración y detección de salida de cama), medidores meteorológicos de impacto de lluvia/granizo e interruptores de borde de seguridad antipellizco.
Para redes coaxiales de pulso de alta frecuencia y detección distribuida en carreteras o túneles, evalúe estos cables complementarios: Cable coaxial de pulso e instrumentación de alta tensión de 20–60 kV (para transmisión apantallada de señales de diagnóstico y pulsos de alta tensión); Cable coaxial radiante Leaky Feeder para minas y túneles (para comunicación troncal RF continua en túneles y bordes de carretera). Confirme las dimensiones de la ranura en la calzada, el rango de temperatura operativa y la terminación del conector coaxial antes de realizar el pedido.
Especificaciones
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Designación del modelo y tipo de sensor | TS-PC111 — Cable sensor coaxial de película piezoeléctrica PVDF con cubierta |
| Diámetro exterior total y diámetro del núcleo | 2.60 ± 0.10 mm de diámetro exterior total de la cubierta; 1.0 mm de diámetro exterior del núcleo sensor central |
| Coeficiente piezoeléctrico hidrostático (d33) | 18–22 pC/N (dieléctrico de película piezoeléctrica de PVDF polarizado) |
| Capacitancia lineal nominal y disipación | ≥ 1.0 nF/m; factor de disipación (tan δ) 0.16 a 1 kHz |
| Resistencia en CC del conductor y del blindaje a 20 °C | Núcleo central ≤ 31 Ω/km a 20 °C; blindaje trenzado de cobre estañado (TC) ≤ 47 Ω/km a 20 °C |
| Materiales de blindaje y cubierta exterior | Pantalla EMI trenzada de cobre estañado (TC); cubierta de polietileno (PE) resistente a la abrasión y retardante de llama |
| Bandas de frecuencia de detección típicas | 0.1–10 Hz (impacto pesado / WIM); 10 Hz–10 kHz (micromovimiento / acústico); 0.1–100 Hz (interruptor de presión) |
| Rango de temperatura de operación | Temperatura de operación continua de -40 °C a +65 °C |
| Condiciones comerciales de suministro | Cantidad mínima de pedido de 50 m; plazo de producción estándar de 7–45 días hábiles |
| Parámetro | Símbolo / Condición | Unidad | Valor típico TS-PC111 | Función de ingeniería y notas |
|---|---|---|---|---|
| Modelo del producto | Cable piezoeléctrico coaxial con cubierta | — | TS-PC111 | Detección continua distribuida de presión, impacto y vibración |
| Diámetro exterior total de la cubierta | DE nominal de la cubierta | mm | 2.60 ± 0.10 | Perfil compacto para canales ranurados WIM, cercas y almohadillas |
| Diámetro del núcleo sensor central | DE del electrodo interno | mm | 1.0 | Núcleo central colector de carga de cobre trenzado flexible |
| Capacitancia lineal nominal | C @ 1 kHz, 20 °C | nF/m | ≥ 1.0 | Alta capacitancia intrínseca para acoplamiento RC de baja frecuencia |
| Coeficiente piezoeléctrico hidrostático | d33 (Película PVDF polarizada) | pC/N | 18–22 | Carga generada por unidad de fuerza mecánica aplicada |
| Resistencia CC del blindaje trenzado exterior | DCR a 20 °C | Ω/km | ≤ 47 | Ruta de retorno de baja impedancia y pantalla EMI de Faraday de 360° |
| Resistencia en CC del conductor central | DCR a 20 °C | Ω/km | ≤ 31 | Atenuación mínima de señal en tramos largos de sensor coaxial |
| Factor de disipación dieléctrica | tan δ @ 1 kHz | — | 0.16 | Baja pérdida dieléctrica en bandas acústicas y de vibración |
| Material del blindaje trenzado | Pantalla exterior | — | TC (Cobre estañado) | Trenza tejida de alambre de cobre estañado resistente a la corrosión |
| Compuesto de la cubierta exterior | Cubierta protectora | — | PE (Polietileno) | Cubierta de PE negro resistente a la abrasión y retardante de llama |
| Rango de temperatura de operación | Servicio continuo | °C | -40 a +65 | Salida piezoeléctrica estable en climas exteriores e industriales |
| Modo de aplicación | Banda de frecuencia de señal objetivo | Topología de etapa de entrada recomendada | Parámetros del circuito de referencia | Aplicaciones típicas en campo |
|---|---|---|---|---|
| Monitoreo de impactos pesados y carga por eje | 0.1 Hz – 10 Hz (Pulso de baja frecuencia) | Modo de voltaje pasivo de alta impedancia | Resistor de carga en derivación R1 = 10 MΩ entre el núcleo central y el blindaje TC | Pesaje en movimiento en carreteras (WIM), conteo de ejes de camiones, ensayos de impacto por caída de peso |
| Monitoreo de micromovimientos y vibraciones | 10 Hz – 10 kHz (Dinámico de alta frecuencia) | Amplificador de voltaje con amplificador operacional no inversor | Polarización de entrada R = 10 MΩ; retroalimentación R1 = 10 kΩ, R2 = 100 kΩ (Ganancia Av = 11×) | Monitoreo de signos vitales en camas de pacientes, vibración de rodamientos, impacto de lluvia/granizo, captación acústica |
| Interruptor de presión y alarma de intrusión | 0.1 Hz – 100 Hz (Cuasiestático / Escalón) | Amplificador de carga (integrador capacitivo) | Vo = ΔQ / Cf; frecuencia de corte baja fc = 1 / (2π · Cf · Rf) | Alarmas de intrusión enterradas y en cercas de seguridad perimetral, bordes de seguridad antipinzamiento en puertas/parachoques |
| Arreglo multizona de larga distancia | 1 Hz – 5 kHz (Enlace alimentador blindado) | Amplificador de línea IEPE / de carga diferencial | Sensor TS-PC111 empalmado a cable coaxial de entrada de bajo ruido en caja IP68 | Monitoreo de impactos de terceros en tuberías, tirantes de puentes y contadores de ejes en vías férreas |
Debido a que la película piezoeléctrica de PVDF es un dieléctrico generador de carga dinámica (Q = d33 × F), el TS-PC111 responde al esfuerzo mecánico variable en el tiempo (dF/dt) en lugar de a la carga estática de peso muerto; la respuesta de baja frecuencia hasta 0.1 Hz está gobernada por la constante de tiempo RC de entrada del preamplificador de lectura.
Para tendidos largos al aire libre en sistemas WIM de carreteras o cercas perimetrales, empalme el cable sensor activo TS-PC111 a un cable alimentador pasivo coaxial o triaxial de bajo ruido dentro de una caja de conexiones sellada IP68 antes de dirigirlo al preamplificador de carga/tensión.
Se pueden suministrar longitudes cortadas a medida, conectores coaxiales BNC/SMA/TNC terminados en fábrica y tapones finales impermeables encapsulados para adaptarse al hardware de adquisición del cliente.
Normas
| Norma o especificación | Aplicación |
|---|---|
| IEC 61196-1 | Métodos de prueba eléctrica de cables coaxiales de comunicación y detección para capacitancia, resistencia del conductor, resistencia del blindaje y factor de disipación dieléctrica. |
| IEEE Std 176 | Norma IEEE sobre piezoelectricidad — definiciones y referencia de medición para la constante de carga piezoeléctrica hidrostática (d33) y el acoplamiento electromecánico. |
| ASTM E1316 / OIML R 134 (referencia de aplicación) | Directrices de aplicación para monitoreo no destructivo acústico/de vibraciones y sensores automáticos de ejes para pesaje en movimiento (WIM) de vehículos viales. |
| IEC 60228 & IEC 60811 | Verificación de la resistencia en CC del conductor a 20 °C y pruebas mecánicas/térmicas de compuestos de cubierta protectora de polietileno (PE). |
Normas de cables coaxiales IEC 61196 e IEC 60228 en IEC Webstore
Referencia de la norma de piezoelectricidad IEEE Std 176 en IEEE
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