Seika NG2I/NG3I/NG4I傳感器應用全解析

Seika 與 NG2I/NG3I/NG4I 系列產品概述

Seika Mikrosystemtechnik 是一家來自德國的高科技企業，于 1975 年成立，在高精度傾角儀、加速度計及傳感器盒的研發制造領域有著深厚的技術積累與豐富的經驗。多年來，憑借著先進的技術和產品質量，Seika 在范圍內樹立了良好的口碑，其產品廣泛應用于建筑、礦業、船舶、醫療及科學設備等多個領域。

NG2I/NG3I/NG4I 系列產品是 Seika Mikrosystemtechnik 旗下的重要產品。它們屬于電容式微型傾角傳感器，基于電容和液體的測量原理工作。其內部構造較為精巧，設有充滿特殊液體的腔體以及電容極板。當傳感器產生角度變化時，液體位置會相應改變，致使電容極板間的距離和角度發生變化，進而引發電容量改變，通過檢測這一電容變化就能精確感知傾角。

這一系列傳感器集成了傳感器電子元件和電流放大器，電子元件可對電容變化產生的電信號進行初步處理，將其轉化為更便于理解和傳輸的信號形式，電流放大器則對微弱的電信號進行放大，確保信號在傳輸過程中穩定可靠，使得信號處理更加便捷高效，能快速準確地將采集到的傾角數據進行處理和輸出。

在輸出信號方面，它們可以輸出 4 - 20mA 或 0 - 5V 信號 ，這種輸出方式方便與各種工業自動化系統進行集成，滿足不同場景下的數據采集和控制需求。同時，該系列產品還具備電子溫度補償功能，能彌補初級變壓器靈敏度的溫度漂移，確保在不同溫度環境下都能穩定工作；集成的高度穩定的穩壓器，可確保在一定范圍的電源電壓下穩定運行。此外，測量技術提供了待測角度與在制造過程中校準的輸出信號之間的線性關系，通過適當的硬件編程，還可以將測量時間常數與測量任務的要求相匹配。 從測量電流環路獲得功率，實現了兩線制連接，消除了對單獨電源的需求 。這些特性使得 NG2I/NG3I/NG4I 系列產品在工業自動化、建筑監測、機械工程等眾多領域具有廣泛的應用前景。

案例一：建筑施工中的傾斜監測

在建筑施工領域，保障建筑物的結構安全至關重要，傾斜監測是其中環節。隨著建筑高度的不斷增加以及施工環境的日益復雜，傳統的監測手段難以滿足高精度、實時性的要求。Seika Mikrosystemtechnik 的 NG2I/NG3I/NG4I 系列傳感器憑借其先進的技術和性能，成為建筑施工傾斜監測的理想選擇。

在某超高層建筑的施工過程中，施工團隊需要對建筑主體結構的傾斜情況進行實時監測。該建筑設計高度達 300 米，施工周期長，且位于城市繁華區域，周邊環境復雜，對施工安全和建筑質量提出了的要求。為了確保施工過程中建筑結構的穩定性，施工團隊決定采用 Seika 的 NG3I 傳感器進行傾斜監測。

NG3I 傳感器的安裝過程相對簡便。施工人員首先在建筑結構的關鍵部位，如每層樓的四個角和核心筒的特定位置，使用專用的安裝支架將傳感器牢固固定。這些位置能夠準確反映建筑結構的整體傾斜狀態。傳感器通過雙線連接與控制系統相連，從測量電流回路獲得功率，無需單獨的電源，簡化了布線工作。

在監測過程中，NG3I 傳感器實時感知建筑結構的傾斜角度變化。其基于電容和液體的測量原理使其能夠精準捕捉到微小的角度改變，內部集成的傳感器電子元件迅速對電容變化產生的電信號進行初步處理，將其轉化為更易于理解和傳輸的信號形式，電流放大器則對微弱的電信號進行放大，確保信號穩定可靠地傳輸給控制系統。當建筑結構發生傾斜時，傳感器輸出 4 - 20mA 或 0 - 5V 信號 ，控制系統根據預設的算法，將這些信號實時轉換為具體的傾斜角度數據，并在監控中心的顯示屏上直觀呈現。

從實際使用的數據來看，在施工的關鍵階段，如大型塔吊吊運重物、混凝土澆筑等可能對建筑結構產生較大影響的作業過程中，NG3I 傳感器準確監測到了建筑結構的微小傾斜變化。例如，在一次混凝土澆筑作業中，隨著澆筑量的增加，建筑結構出現了輕微的傾斜，NG3I 傳感器及時捕捉到這一變化，并將信號傳輸給控制系統。數據顯示，在澆筑過程中，建筑某一角的傾斜角度在半小時內從 0° 逐漸增加到 0.05°，輸出信號也相應地從初始值按照線性關系逐漸變化。控制系統根據這些數據，及時調整了混凝土的澆筑速度和順序，避免了傾斜角度的進一步增大，確保了施工安全。

在整個施工期間，NG3I 傳感器持續穩定地工作，為施工團隊提供了大量準確的傾斜監測數據。通過對這些數據的分析，施工團隊能夠及時發現建筑結構可能存在的安全隱患，并采取相應的措施進行調整和加固。這不僅保障了建筑施工的安全進行，還為后續的建筑維護和改造提供了重要的歷史數據參考。

案例二：礦山設備的姿態監測

在礦山開采作業中，保障礦山設備的穩定運行對于安全生產起著至關重要的作用。礦山設備通常在惡劣的環境下工作，承受著巨大的壓力和復雜的力學作用，一旦設備姿態出現異常，極有可能引發嚴重的安全事故，不僅會造成設備損壞、生產停滯，還可能危及工作人員的生命安全。因此，對礦山設備的姿態進行實時、精準的監測，及時發現并處理設備異常，是礦山安全生產的關鍵環節。

某大型露天礦山采用了 Seika Mikrosystemtechnik 的 NG4I 傳感器，對其關鍵設備進行姿態監測。在挖掘機的大臂、小臂和鏟斗連接處，以及礦用卡車的車廂與底盤連接處，均安裝了 NG4I 傳感器。這些位置能夠準確反映設備在作業過程中的姿態變化。傳感器通過堅固的安裝支架固定，確保在劇烈振動和沖擊環境下仍能穩定工作。其兩線制連接方式，從測量電流環路獲得功率，無需單獨電源，適應了礦山復雜的布線環境。

在挖掘機作業時，NG4I 傳感器實時感知大臂、小臂和鏟斗的角度變化。當挖掘作業遇到堅硬巖石，導致大臂受力不均發生傾斜時，傳感器內部的電容和液體結構會相應變化，引發電容量改變。傳感器電子元件迅速處理這一電信號，電流放大器將其放大后，輸出 4 - 20mA 或 0 - 5V 信號給控制系統 。控制系統根據預設的正常工作角度范圍，判斷設備是否出現異常。例如，當大臂正常工作角度范圍設定為 ±10°，若傳感器檢測到角度超出該范圍，立即發出警報，提醒操作人員停止作業，檢查設備狀況。

在一次礦用卡車運輸過程中，由于道路崎嶇不平，卡車車廂出現過度傾斜。NG4I 傳感器及時捕捉到這一姿態變化，將信號傳輸給控制系統。數據顯示，車廂傾斜角度在短時間內達到了 15°，超出了正常的 ±5° 范圍，輸出信號也隨之超出正常范圍。控制系統迅速啟動應急措施，如限制車輛行駛速度，并向司機發出警報。司機根據警報提示，及時調整行駛路線，避免了車廂內物料灑落以及車輛側翻事故的發生。

據統計，在該礦山使用 NG4I 傳感器進行設備姿態監測的一年內，成功避免了多起可能發生的事故。如在一次大規模爆破作業后，由于地面震動，部分挖掘機和礦用卡車的姿態出現異常。NG4I 傳感器及時檢測到這些變化，為工作人員爭取了寶貴的時間進行設備調整和加固，有效避免了因設備姿態異常引發的坍塌和碰撞事故。這些案例充分證明了 NG4I 傳感器在礦山設備姿態監測中的重要作用，為礦山安全生產提供了有力保障。

案例三：船舶航行姿態測量

船舶在廣闊的海洋中航行時，保持精確的航行姿態對于安全航行至關重要。船舶的航行姿態直接影響到其穩定性、操控性以及貨物的安全運輸。在惡劣的海況下，如遭遇大風浪，船舶可能會發生劇烈搖晃、傾斜，甚至面臨傾覆的危險。精確測量船舶的航行姿態，及時調整航向和航速，是保障船舶安全航行的關鍵。

某大型集裝箱貨輪在遠洋航行中采用了 Seika Mikrosystemtechnik 的 NG2I 傳感器進行航行姿態測量。在貨輪的駕駛室底部、船身中部以及船尾等關鍵位置，分別安裝了 NG2I 傳感器。這些位置能夠全面反映船舶在航行過程中的姿態變化，包括橫搖、縱搖和艏搖。傳感器通過堅固的安裝支架固定在船體結構上，確保在惡劣的海洋環境下仍能穩定工作。其兩線制連接方式，從測量電流環路獲得功率，無需單獨電源，適應了船舶復雜的電氣環境。

在船舶航行過程中，NG2I 傳感器實時感知船舶的姿態變化。當船舶遇到風浪發生傾斜時，傳感器內部基于電容和液體的測量結構會相應改變，引發電容量變化。傳感器電子元件迅速處理這一電信號，電流放大器將其放大后，輸出 4 - 20mA 或 0 - 5V 信號給船舶的控制系統 。控制系統根據預設的算法，將這些信號轉換為具體的橫搖、縱搖和艏搖角度數據，并在駕駛室的顯示屏上實時顯示。

在一次跨洋航行中，貨輪遭遇了 8 級大風和巨浪。船舶在風浪的作用下發生了劇烈的搖晃和傾斜，NG2I 傳感器及時捕捉到這些姿態變化。數據顯示，船舶的橫搖角度在短時間內達到了 15°，縱搖角度達到了 8°，輸出信號也相應地超出了正常范圍。控制系統根據傳感器傳輸的數據，迅速啟動了自動穩向系統，調整船舶的航向和航速，使船舶逐漸恢復到穩定的航行姿態。

在通過狹窄的海峽時，對船舶的航向和姿態控制要求。NG2I 傳感器實時監測船舶的艏搖角度，為船員提供準確的航向偏差信息。當船舶出現微小的航向偏差時，傳感器立即將信號傳輸給控制系統，船員根據控制系統的提示，及時調整舵角，確保船舶沿著預定的航線安全通過海峽。

據統計，在該貨輪使用 NG2I 傳感器進行航行姿態測量的一年中，成功避免了多次因姿態異常可能導致的事故。如在一次強臺風來襲時，NG2I 傳感器提前監測到船舶姿態的異常變化，為船員爭取了寶貴的時間采取應急措施，有效避免了船舶在臺風中發生傾覆事故。這些實際案例充分證明了 NG2I 傳感器在船舶航行姿態測量中的重要作用，為船舶的安全航行提供了可靠保障。

案例總結與產品優勢分析

通過上述三個案例可以看出，Seika Mikrosystemtechnik 的 NG2I/NG3I/NG4I 系列產品在不同行業的關鍵應用場景中都展現出了性能和可靠性。

在精度方面，該系列產品表現出色。以建筑施工中的傾斜監測為例，NG3I 傳感器能夠精準捕捉到建筑結構在施工過程中極其微小的傾斜變化，在混凝土澆筑作業中，準確監測到建筑某一角傾斜角度在半小時內從 0° 逐漸增加到 0.05° 的變化，為施工團隊提供了精確的數據支持，使其能夠及時調整施工操作，保障施工安全。在礦山設備姿態監測和船舶航行姿態測量中，NG4I 和 NG2I 傳感器同樣憑借高精度的測量能力，為設備的穩定運行和船舶的安全航行提供了有力保障。

穩定性也是 NG2I/NG3I/NG4I 系列產品的一大亮點。在礦山惡劣的作業環境中，NG4I 傳感器在承受劇烈振動和沖擊的情況下，依然能夠持續穩定地工作，準確監測設備姿態變化。在船舶航行過程中，面對復雜的海洋環境和惡劣的海況，NG2I 傳感器始終保持穩定運行，為船舶的姿態控制提供可靠數據。這得益于其固態無機械移動部件設計，減少了因機械磨損、松動等問題導致的故障發生概率，以及集成的高穩定電壓調節器和電子溫度補償等技術，確保了在不同的供電電壓和溫度環境下都能穩定運行 。

此外，該系列產品還展現出了強大的環境適應性和廣泛的應用潛力。在防護等級上達到 IP65/IP67，外殼采用 ABS+PC 阻燃材質，能有效抵御粉塵侵入，在短時浸水時也能確保內部電子元件不受損壞；寬溫運行范圍為 - 40℃~+85℃，抗電磁干擾符合 EN 61000-6-2 標準，使其能夠適應各種復雜的工業環境。無論是建筑施工、礦山開采還是船舶航行等領域，都能找到適合的應用場景。在未來，隨著工業自動化、智能化的不斷發展，NG2I/NG3I/NG4I 系列產品有望在更多行業得到應用，如醫療設備中需要精確角度控制的儀器、航空航天領域的飛行器姿態監測、工業自動化生產線中的機械部件角度檢測等，為各行業的發展提供關鍵的技術支持，具有廣闊的市場前景。

 Seika Mikrosystemtechnik 主要產品型號

Seika Mikrosystemtechnik GmbH 是德國一家專業研發與制造高精度電子傾角和加速度傳感器的廠商，產品廣泛應用于工業自動化、航空航天、交通運輸和建筑工程等領域。

1. 傾角傳感器系列

NG 系列（高精度傾角傳感器）

• NG2/NG3/NG4：基礎型號，測量范圍 ±10°/±30°/±80°

• NG2I/NG3I/NG4I：帶集成電子元件，輸出 4-20mA 或 0-5V 信號

• NG2U/NG3U/NG4U：抗沖擊型 (500G)，適合惡劣環境

• NG360：360° 傾角測量

NA 系列（歸一化輸出傾角傳感器）

• NA2-05/NA2-10：測量范圍 ±0.5°/±10°，高精度型

• NA3-30：測量范圍 ±30°

• NA4-45/NA4-70：測量范圍 ±45°/±70°

N 系列（經濟型傾角傳感器）

• N2/N3/N4：基礎型號，測量范圍 ±10°/±30°/±80°，無放大輸出

NBA 系列（高精度傾角傳感器）

• NBA2：測量范圍 ±0.2°，高精度 (0.01° 級)，帶集成信號調理

2. 加速度計系列

B 系列（靜態加速度計）

• B1/B2/B3：電容式彈簧質量加速度計，測量靜態加速度

• B2：測量范圍 ±2g，工業標準型

BDK 系列（動態加速度計）

• BDK3：測量范圍 ±3g，頻率響應 0.5Hz-3kHz

• BDK10：測量范圍 ±10g，頻率響應 0.3Hz-10kHz，抗過載 (10,000G)

• BDK100：測量范圍 ±100g，高頻響應，適合沖擊測量

3. 傳感器盒與配件系列

SB 系列（傳感器盒）

• SB1I/SB2I：可容納 1-2 個傳感器，帶信號調理，IP67 防護

• SB1U/SB2U：抗沖擊型傳感器盒，適合惡劣環境

• SB360：360° 傾角測量盒

• SBL1：集成式傳感器盒，內置 NG 系列傳感器和信號調理

NV 系列（信號調節器）

• NV4a/NV6a：濾波歸一化放大器，用于傳感器信號調理和放大

其他配件

• NB43210：特殊定制傳感器，用于特定工業應用

• SC485B：RS485 信號轉換器，用于遠距離數據傳輸

4. 特殊型號

• STT280/STT500：高精度傾角傳感器，用于特殊工業測量

• SCA-01-00：專用加速度傳感器，用于汽車測試行業

產品特點與應用

• 核心技術：液體電容式測量技術，精度高、穩定性好、抗電磁干擾

• 應用領域：工程機械調平、建筑監測、車輛動態測量、航空航天設備姿態控制、醫療設備定位

注：以上型號為 Seika Mikrosystemtechnik 的主要產品線，實際應用中可根據需求選擇合適的型號或定制解決方案。如需更詳細的技術參數，建議參考 Seika 手冊或聯系其授權代理商。

Seika Mikrosystemtechnik 主要產品型號

Seika Mikrosystemtechnik GmbH 是德國一家專業研發與制造高精度電子傾角和加速度傳感器的廠商，產品廣泛應用于工業自動化、航空航天、交通運輸和建筑工程等領域。

1. 傾角傳感器系列

• NG 系列（高精度傾角傳感器）

• NG2/NG3/NG4：基礎型號，測量范圍 ±10°/±30°/±80°。

• NG2I/NG3I/NG4I：帶集成電子元件，輸出 4-20mA 或 0-5V 信號。就像在建筑施工案例中，NG3I 傳感器利用這種信號輸出方式，方便與施工控制系統集成，實時傳輸傾斜角度數據。

• NG2U/NG3U/NG4U：抗沖擊型 (500G)，適合惡劣環境。礦山設備工作時環境惡劣，若采用此型號，能更好地承受沖擊，保障姿態監測穩定進行。

• NG360：360° 傾角測量。在一些需要監測角度變化的設備中，該型號可發揮優勢。

• NA 系列（歸一化輸出傾角傳感器）

• NA2-05/NA2-10：測量范圍 ±0.5°/±10°，高精度型。在對精度要求的科研設備角度測量中，這類高精度型號可滿足需求。

• NA3-30：測量范圍 ±30°。

• NA4-45/NA4-70：測量范圍 ±45°/±70°。

• N 系列（經濟型傾角傳感器）

• N2/N3/N4：基礎型號，測量范圍 ±10°/±30°/±80°，無放大輸出。對于一些對成本敏感且對信號精度要求相對不高的簡單應用場景，可選用該系列。

• NBA 系列（高精度傾角傳感器）

• NBA2：測量范圍 ±0.2°，高精度 (0.01° 級)，帶集成信號調理。在精密儀器的角度校準中，該型號能憑借高精度和集成信號調理功能，確保儀器的準確性。

2. 加速度計系列

• B 系列（靜態加速度計）

• B1/B2/B3：電容式彈簧質量加速度計，測量靜態加速度。在一些需要測量物體靜止時加速度的場景，如靜止的大型機械基礎穩定性監測，可使用該系列。

• B2：測量范圍 ±2g，工業標準型。在眾多工業場景中，B2 型號作為標準型被廣泛應用。

• BDK 系列（動態加速度計）

• BDK3：測量范圍 ±3g，頻率響應 0.5Hz - 3kHz。在一些對動態加速度變化頻率響應要求在該范圍內的設備監測中，BDK3 能發揮作用。

• BDK10：測量范圍 ±10g，頻率響應 0.3Hz - 10kHz，抗過載 (10,000G)。在航空航天領域，飛行器在飛行過程中會經歷各種復雜的加速度變化和過載情況，BDK10 的特性使其能適應此類環境。

• BDK100：測量范圍 ±100g，高頻響應，適合沖擊測量。在汽車碰撞測試等需要測量高強度沖擊加速度的場景中，BDK100 可準確測量。

3. 傳感器盒與配件系列

• SB 系列（傳感器盒）

• SB1I/SB2I：可容納 1 - 2 個傳感器，帶信號調理，IP67 防護。在一些戶外應用場景，如橋梁監測，IP67 防護等級的傳感器盒可有效保護傳感器免受雨水、灰塵等侵蝕。

• SB1U/SB2U：抗沖擊型傳感器盒，適合惡劣環境。礦山、建筑工地等環境中，使用抗沖擊型傳感器盒能更好地保護內部傳感器。

• SB360：360° 傾角測量盒。與 NG360 傳感器搭配，可實現更全面的角度監測應用。

• SBL1：集成式傳感器盒，內置 NG 系列傳感器和信號調理。方便在一些對安裝空間有限且需要快速搭建監測系統的場景中使用。

• NV 系列（信號調節器）

• NV4a/NV6a：濾波歸一化放大器，用于傳感器信號調理和放大。在傳感器信號傳輸過程中，可能會受到干擾，NV 系列信號調節器可對信號進行濾波和放大，確保信號準確傳輸。

• 其他配件

• NB43210：特殊定制傳感器，用于特定工業應用。不同行業可能有測量需求，這種特殊定制傳感器可滿足其個性化要求。

• SC485B：RS485 信號轉換器，用于遠距離數據傳輸。在大型工廠中，傳感器與控制系統距離較遠時，可通過 SC485B 進行遠距離信號傳輸。

4. 特殊型號

• STT280/STT500：高精度傾角傳感器，用于特殊工業測量。在一些對精度要求的特殊工業制造過程中，如光學鏡片制造中的設備角度監測，可使用這兩款高精度傾角傳感器。

• SCA - 01 - 00：專用加速度傳感器，用于汽車測試行業。在汽車研發過程中，需要對車輛的加速度性能進行測試，SCA - 01      - 00 可滿足此類測試需求。

產品特點與應用

• 核心技術：液體電容式測量技術，精度高、穩定性好、抗電磁干擾。以 NG2I/NG3I/NG4I 系列產品為例，在船舶航行姿態測量案例中，其液體電容式測量技術確保了在復雜電磁環境下，依然能精準測量船舶姿態，不受海洋環境中各種電磁信號的干擾。

• 應用領域：工程機械調平、建筑監測、車輛動態測量、航空航天設備姿態控制、醫療設備定位。在建筑監測中，如前文提到的超高層建筑施工傾斜監測；在車輛動態測量中，可用于自動駕駛汽車的車身姿態監測，為自動駕駛系統提供準確的車輛角度信息；在醫療設備定位中，可用于機器人的角度調整，確保操作的精準性。

注：以上型號為 Seika Mikrosystemtechnik 的主要產品線，實際應用中可根據需求選擇合適的型號或定制解決方案。如需更詳細的技術參數，建議參考 Seika 手冊或聯系其授權代理商。

 Seika NG2I/NG3I/NG4I傳感器應用全解析