【易福门】案例分享 | ifm 带模拟量显示器的PG压力传感器确保冷却系统高效散热

　　近年来随着新能源汽车、消费电子、AI、5G应用和物联网等应用领域的兴起，电子电路技术走向了更高的功率密度，电子产品的生产对稳定性、可靠性和效率的基本诉求越来越高——因此电子半导体器件的热管理成为一项越来越重要的课题。

　　高功率密度的电力电子器件工作时的功率损耗会更容易引起器件发热、升温，而温度过高将缩短器件寿命，甚至烧毁器件。这也成为电力电子器件设计容量的主要限制因素。为此，采用高效的冷却方式以保证器件正常工作，是冷却系统生产商必需应对的挑战。

　　作为全球工业传感器专家，ifm为冷却系统生产商Leffek公司提供了全面的冷却回路监测解决方案。

　　持续监测与处理

　　对于小型电子器件而言，散热片通常就足以满足散热需求，更强大的PC则已经使用水冷技术来防止处理器过热。位于德国杜伊斯堡的Leffek Industrie GmbH公司专门设计和生产用于电力电子器件的冷却系统——容器式XXL工业冷却系统，这一强大的系统冷却能力达到500 W~5 MW，相应的冷却液流量为3~800 m³/h，可持续散发能量转换期间产生的热损耗，从而能满足大型能量转换器的持续运行。

　　在这样一套大型冷却系统中，无疑需要传感器，尤其是流量、压力和温度等关键工艺参数的传感器来监测冷却回路，以确保高能效和优化散热。在容器式XXL工业冷却系统中，Leffek公司最终选择在冷却管道中安装使用了自动化专家ifm的多种传感器为控制器的冷却功率调节提供支持。

　　在冷却系统中，控制器必须对流量、压力和温度这些关键过程值进行持续监测和处理。同时，这些参数也是相互关联的。例如，如果没有压力或压差，冷却液就不会流动。而当冷却液不流动时，就无法对电力电子器件进行散热。此时，系统就可能过热并发生损坏。因此，从安全和可靠运行角度来说，冷却系统的控制和监测尤其重要。Leffek公司的生产总监Cengiz Danaci表示：“我们也对许多传感器进行了两个甚至三个联用，这可防止因测量点故障导致冷却系统停机，进而避免相应的重要能量转换器发生停机。来自ifm的传感器可以在环境温度和结构坚固性等方面满足相应的环境条件，从而让我们的冷却系统很好地应用于发电厂、采矿和钢铁等环境要求严苛的行业中。”

“形神”兼具的PG压力传感器

　　在冷却泵的上游系统压力和下游输送压力监测中，Leffek公司采用了ifm的PG系列带模拟量显示器的电子压力传感器，同时具备压力表显示器读数方便的特点和电子压力传感器的优势。也就是说，PG系列一方面进行数字量测量，可通过电流信号将压力值发送到过程控制系统，另一方面在现场还能提供模拟量压力表显示器，方便读数。

　　PG系列传感器同时提供可编程的开关量输出和可调整量程的模拟量输出，当前系统压力通过指针指示，同时还以字母数字值的形式显示在LED显示器上。LED环形灯同样可指示设定点和复位点、趋势以及动态压力波动限值（若有）。因此，在现场进行读数时可以实现非常高的透明性并轻松总览概况。

　　凭借坚固的不锈钢外壳，该传感器还可承受严苛的工业环境，并配有IO-link通信接口，允许对传感器进行数字化访问，在设置、配置和存档阶段都可大量使用其IO-link参数设置功能。为了进一步提高可靠性，传感器还可提供诊断数据。

　　此外，Leffek公司还在冷却系统上还使用了ifm的TN系列温度传感器用于可靠地监测过程温度，以及采用不锈钢外壳的SI5系列紧凑型流量传感器，以确保对管道系统中的冷却液进行可靠监测。“我们对ifm传感器的性能、设备存档功能、精度和MTBF（平均故障间隔时间）分析非常满意”，Cengiz Danaci说道。