Seika NG2I/NG3I/NG4I传感器应用全解析

Seika NG2I/NG3I/NG4I传感器应用全解析

Seika 与 NG2I/NG3I/NG4I 系列产品概述

Seika Mikrosystemtechnik 是一家来自德国的高科技企业，于 1975 年成立，在高精度倾角仪、加速度计及传感器盒的研发制造领域有着深厚的技术积累与丰富的经验。多年来，凭借着先进的技术和产品质量，Seika 在范围内树立了良好的口碑，其产品广泛应用于建筑、矿业、船舶、医疗及科学设备等多个领域。

NG2I/NG3I/NG4I 系列产品是 Seika Mikrosystemtechnik 旗下的重要产品。它们属于电容式微型倾角传感器，基于电容和液体的测量原理工作。其内部构造较为精巧，设有充满特殊液体的腔体以及电容极板。当传感器产生角度变化时，液体位置会相应改变，致使电容极板间的距离和角度发生变化，进而引发电容量改变，通过检测这一电容变化就能精确感知倾角。

这一系列传感器集成了传感器电子元件和电流放大器，电子元件可对电容变化产生的电信号进行初步处理，将其转化为更便于理解和传输的信号形式，电流放大器则对微弱的电信号进行放大，确保信号在传输过程中稳定可靠，使得信号处理更加便捷高效，能快速准确地将采集到的倾角数据进行处理和输出。

在输出信号方面，它们可以输出 4 - 20mA 或 0 - 5V 信号 ，这种输出方式方便与各种工业自动化系统进行集成，满足不同场景下的数据采集和控制需求。同时，该系列产品还具备电子温度补偿功能，能弥补初级变压器灵敏度的温度漂移，确保在不同温度环境下都能稳定工作；集成的高度稳定的稳压器，可确保在一定范围的电源电压下稳定运行。此外，测量技术提供了待测角度与在制造过程中校准的输出信号之间的线性关系，通过适当的硬件编程，还可以将测量时间常数与测量任务的要求相匹配。 从测量电流环路获得功率，实现了两线制连接，消除了对单独电源的需求 。这些特性使得 NG2I/NG3I/NG4I 系列产品在工业自动化、建筑监测、机械工程等众多领域具有广泛的应用前景。

案例一：建筑施工中的倾斜监测

在建筑施工领域，保障建筑物的结构安全至关重要，倾斜监测是其中环节。随着建筑高度的不断增加以及施工环境的日益复杂，传统的监测手段难以满足高精度、实时性的要求。Seika Mikrosystemtechnik 的 NG2I/NG3I/NG4I 系列传感器凭借其先进的技术和性能，成为建筑施工倾斜监测的理想选择。

在某超高层建筑的施工过程中，施工团队需要对建筑主体结构的倾斜情况进行实时监测。该建筑设计高度达 300 米，施工周期长，且位于城市繁华区域，周边环境复杂，对施工安全和建筑质量提出了的要求。为了确保施工过程中建筑结构的稳定性，施工团队决定采用 Seika 的 NG3I 传感器进行倾斜监测。

NG3I 传感器的安装过程相对简便。施工人员首先在建筑结构的关键部位，如每层楼的四个角和核心筒的特定位置，使用专用的安装支架将传感器牢固固定。这些位置能够准确反映建筑结构的整体倾斜状态。传感器通过双线连接与控制系统相连，从测量电流回路获得功率，无需单独的电源，简化了布线工作。

在监测过程中，NG3I 传感器实时感知建筑结构的倾斜角度变化。其基于电容和液体的测量原理使其能够精准捕捉到微小的角度改变，内部集成的传感器电子元件迅速对电容变化产生的电信号进行初步处理，将其转化为更易于理解和传输的信号形式，电流放大器则对微弱的电信号进行放大，确保信号稳定可靠地传输给控制系统。当建筑结构发生倾斜时，传感器输出 4 - 20mA 或 0 - 5V 信号 ，控制系统根据预设的算法，将这些信号实时转换为具体的倾斜角度数据，并在监控中心的显示屏上直观呈现。

从实际使用的数据来看，在施工的关键阶段，如大型塔吊吊运重物、混凝土浇筑等可能对建筑结构产生较大影响的作业过程中，NG3I 传感器准确监测到了建筑结构的微小倾斜变化。例如，在一次混凝土浇筑作业中，随着浇筑量的增加，建筑结构出现了轻微的倾斜，NG3I 传感器及时捕捉到这一变化，并将信号传输给控制系统。数据显示，在浇筑过程中，建筑某一角的倾斜角度在半小时内从 0° 逐渐增加到 0.05°，输出信号也相应地从初始值按照线性关系逐渐变化。控制系统根据这些数据，及时调整了混凝土的浇筑速度和顺序，避免了倾斜角度的进一步增大，确保了施工安全。

在整个施工期间，NG3I 传感器持续稳定地工作，为施工团队提供了大量准确的倾斜监测数据。通过对这些数据的分析，施工团队能够及时发现建筑结构可能存在的安全隐患，并采取相应的措施进行调整和加固。这不仅保障了建筑施工的安全进行，还为后续的建筑维护和改造提供了重要的历史数据参考。

案例二：矿山设备的姿态监测

在矿山开采作业中，保障矿山设备的稳定运行对于安全生产起着至关重要的作用。矿山设备通常在恶劣的环境下工作，承受着巨大的压力和复杂的力学作用，一旦设备姿态出现异常，极有可能引发严重的安全事故，不仅会造成设备损坏、生产停滞，还可能危及工作人员的生命安全。因此，对矿山设备的姿态进行实时、精准的监测，及时发现并处理设备异常，是矿山安全生产的关键环节。

某大型露天矿山采用了 Seika Mikrosystemtechnik 的 NG4I 传感器，对其关键设备进行姿态监测。在挖掘机的大臂、小臂和铲斗连接处，以及矿用卡车的车厢与底盘连接处，均安装了 NG4I 传感器。这些位置能够准确反映设备在作业过程中的姿态变化。传感器通过坚固的安装支架固定，确保在剧烈振动和冲击环境下仍能稳定工作。其两线制连接方式，从测量电流环路获得功率，无需单独电源，适应了矿山复杂的布线环境。

在挖掘机作业时，NG4I 传感器实时感知大臂、小臂和铲斗的角度变化。当挖掘作业遇到坚硬岩石，导致大臂受力不均发生倾斜时，传感器内部的电容和液体结构会相应变化，引发电容量改变。传感器电子元件迅速处理这一电信号，电流放大器将其放大后，输出 4 - 20mA 或 0 - 5V 信号给控制系统 。控制系统根据预设的正常工作角度范围，判断设备是否出现异常。例如，当大臂正常工作角度范围设定为 ±10°，若传感器检测到角度超出该范围，立即发出警报，提醒操作人员停止作业，检查设备状况。

在一次矿用卡车运输过程中，由于道路崎岖不平，卡车车厢出现过度倾斜。NG4I 传感器及时捕捉到这一姿态变化，将信号传输给控制系统。数据显示，车厢倾斜角度在短时间内达到了 15°，超出了正常的 ±5° 范围，输出信号也随之超出正常范围。控制系统迅速启动应急措施，如限制车辆行驶速度，并向司机发出警报。司机根据警报提示，及时调整行驶路线，避免了车厢内物料洒落以及车辆侧翻事故的发生。

据统计，在该矿山使用 NG4I 传感器进行设备姿态监测的一年内，成功避免了多起可能发生的事故。如在一次大规模爆破作业后，由于地面震动，部分挖掘机和矿用卡车的姿态出现异常。NG4I 传感器及时检测到这些变化，为工作人员争取了宝贵的时间进行设备调整和加固，有效避免了因设备姿态异常引发的坍塌和碰撞事故。这些案例充分证明了 NG4I 传感器在矿山设备姿态监测中的重要作用，为矿山安全生产提供了有力保障。

案例三：船舶航行姿态测量

船舶在广阔的海洋中航行时，保持精确的航行姿态对于安全航行至关重要。船舶的航行姿态直接影响到其稳定性、操控性以及货物的安全运输。在恶劣的海况下，如遭遇大风浪，船舶可能会发生剧烈摇晃、倾斜，甚至面临倾覆的危险。精确测量船舶的航行姿态，及时调整航向和航速，是保障船舶安全航行的关键。

某大型集装箱货轮在远洋航行中采用了 Seika Mikrosystemtechnik 的 NG2I 传感器进行航行姿态测量。在货轮的驾驶室底部、船身中部以及船尾等关键位置，分别安装了 NG2I 传感器。这些位置能够全面反映船舶在航行过程中的姿态变化，包括横摇、纵摇和艏摇。传感器通过坚固的安装支架固定在船体结构上，确保在恶劣的海洋环境下仍能稳定工作。其两线制连接方式，从测量电流环路获得功率，无需单独电源，适应了船舶复杂的电气环境。

在船舶航行过程中，NG2I 传感器实时感知船舶的姿态变化。当船舶遇到风浪发生倾斜时，传感器内部基于电容和液体的测量结构会相应改变，引发电容量变化。传感器电子元件迅速处理这一电信号，电流放大器将其放大后，输出 4 - 20mA 或 0 - 5V 信号给船舶的控制系统 。控制系统根据预设的算法，将这些信号转换为具体的横摇、纵摇和艏摇角度数据，并在驾驶室的显示屏上实时显示。

在一次跨洋航行中，货轮遭遇了 8 级大风和巨浪。船舶在风浪的作用下发生了剧烈的摇晃和倾斜，NG2I 传感器及时捕捉到这些姿态变化。数据显示，船舶的横摇角度在短时间内达到了 15°，纵摇角度达到了 8°，输出信号也相应地超出了正常范围。控制系统根据传感器传输的数据，迅速启动了自动稳向系统，调整船舶的航向和航速，使船舶逐渐恢复到稳定的航行姿态。

在通过狭窄的海峡时，对船舶的航向和姿态控制要求。NG2I 传感器实时监测船舶的艏摇角度，为船员提供准确的航向偏差信息。当船舶出现微小的航向偏差时，传感器立即将信号传输给控制系统，船员根据控制系统的提示，及时调整舵角，确保船舶沿着预定的航线安全通过海峡。

据统计，在该货轮使用 NG2I 传感器进行航行姿态测量的一年中，成功避免了多次因姿态异常可能导致的事故。如在一次强台风来袭时，NG2I 传感器提前监测到船舶姿态的异常变化，为船员争取了宝贵的时间采取应急措施，有效避免了船舶在台风中发生倾覆事故。这些实际案例充分证明了 NG2I 传感器在船舶航行姿态测量中的重要作用，为船舶的安全航行提供了可靠保障。

案例总结与产品优势分析

通过上述三个案例可以看出，Seika Mikrosystemtechnik 的 NG2I/NG3I/NG4I 系列产品在不同行业的关键应用场景中都展现出了性能和可靠性。

在精度方面，该系列产品表现出色。以建筑施工中的倾斜监测为例，NG3I 传感器能够精准捕捉到建筑结构在施工过程中极其微小的倾斜变化，在混凝土浇筑作业中，准确监测到建筑某一角倾斜角度在半小时内从 0° 逐渐增加到 0.05° 的变化，为施工团队提供了精确的数据支持，使其能够及时调整施工操作，保障施工安全。在矿山设备姿态监测和船舶航行姿态测量中，NG4I 和 NG2I 传感器同样凭借高精度的测量能力，为设备的稳定运行和船舶的安全航行提供了有力保障。

稳定性也是 NG2I/NG3I/NG4I 系列产品的一大亮点。在矿山恶劣的作业环境中，NG4I 传感器在承受剧烈振动和冲击的情况下，依然能够持续稳定地工作，准确监测设备姿态变化。在船舶航行过程中，面对复杂的海洋环境和恶劣的海况，NG2I 传感器始终保持稳定运行，为船舶的姿态控制提供可靠数据。这得益于其固态无机械移动部件设计，减少了因机械磨损、松动等问题导致的故障发生概率，以及集成的高稳定电压调节器和电子温度补偿等技术，确保了在不同的供电电压和温度环境下都能稳定运行 。

此外，该系列产品还展现出了强大的环境适应性和广泛的应用潜力。在防护等级上达到 IP65/IP67，外壳采用 ABS+PC 阻燃材质，能有效抵御粉尘侵入，在短时浸水时也能确保内部电子元件不受损坏；宽温运行范围为 - 40℃~+85℃，抗电磁干扰符合 EN 61000-6-2 标准，使其能够适应各种复杂的工业环境。无论是建筑施工、矿山开采还是船舶航行等领域，都能找到适合的应用场景。在未来，随着工业自动化、智能化的不断发展，NG2I/NG3I/NG4I 系列产品有望在更多行业得到应用，如医疗设备中需要精确角度控制的仪器、航空航天领域的飞行器姿态监测、工业自动化生产线中的机械部件角度检测等，为各行业的发展提供关键的技术支持，具有广阔的市场前景。

 Seika Mikrosystemtechnik 主要产品型号

Seika Mikrosystemtechnik GmbH 是德国一家专业研发与制造高精度电子倾角和加速度传感器的厂商，产品广泛应用于工业自动化、航空航天、交通运输和建筑工程等领域。

1. 倾角传感器系列

NG 系列（高精度倾角传感器）

• NG2/NG3/NG4：基础型号，测量范围 ±10°/±30°/±80°

• NG2I/NG3I/NG4I：带集成电子元件，输出 4-20mA 或 0-5V 信号

• NG2U/NG3U/NG4U：抗冲击型 (500G)，适合恶劣环境

• NG360：360° 倾角测量

NA 系列（归一化输出倾角传感器）

• NA2-05/NA2-10：测量范围 ±0.5°/±10°，高精度型

• NA3-30：测量范围 ±30°

• NA4-45/NA4-70：测量范围 ±45°/±70°

N 系列（经济型倾角传感器）

• N2/N3/N4：基础型号，测量范围 ±10°/±30°/±80°，无放大输出

NBA 系列（高精度倾角传感器）

• NBA2：测量范围 ±0.2°，高精度 (0.01° 级)，带集成信号调理

2. 加速度计系列

B 系列（静态加速度计）

• B1/B2/B3：电容式弹簧质量加速度计，测量静态加速度

• B2：测量范围 ±2g，工业标准型

BDK 系列（动态加速度计）

• BDK3：测量范围 ±3g，频率响应 0.5Hz-3kHz

• BDK10：测量范围 ±10g，频率响应 0.3Hz-10kHz，抗过载 (10,000G)

• BDK100：测量范围 ±100g，高频响应，适合冲击测量

3. 传感器盒与配件系列

SB 系列（传感器盒）

• SB1I/SB2I：可容纳 1-2 个传感器，带信号调理，IP67 防护

• SB1U/SB2U：抗冲击型传感器盒，适合恶劣环境

• SB360：360° 倾角测量盒

• SBL1：集成式传感器盒，内置 NG 系列传感器和信号调理

NV 系列（信号调节器）

• NV4a/NV6a：滤波归一化放大器，用于传感器信号调理和放大

其他配件

• NB43210：特殊定制传感器，用于特定工业应用

• SC485B：RS485 信号转换器，用于远距离数据传输

4. 特殊型号

• STT280/STT500：高精度倾角传感器，用于特殊工业测量

• SCA-01-00：专用加速度传感器，用于汽车测试行业

产品特点与应用

• 核心技术：液体电容式测量技术，精度高、稳定性好、抗电磁干扰

• 应用领域：工程机械调平、建筑监测、车辆动态测量、航空航天设备姿态控制、医疗设备定位

注：以上型号为 Seika Mikrosystemtechnik 的主要产品线，实际应用中可根据需求选择合适的型号或定制解决方案。如需更详细的技术参数，建议参考 Seika 手册或联系其授权代理商。

Seika Mikrosystemtechnik 主要产品型号

Seika Mikrosystemtechnik GmbH 是德国一家专业研发与制造高精度电子倾角和加速度传感器的厂商，产品广泛应用于工业自动化、航空航天、交通运输和建筑工程等领域。

1. 倾角传感器系列

• NG 系列（高精度倾角传感器）

• NG2/NG3/NG4：基础型号，测量范围 ±10°/±30°/±80°。

• NG2I/NG3I/NG4I：带集成电子元件，输出 4-20mA 或 0-5V 信号。就像在建筑施工案例中，NG3I 传感器利用这种信号输出方式，方便与施工控制系统集成，实时传输倾斜角度数据。

• NG2U/NG3U/NG4U：抗冲击型 (500G)，适合恶劣环境。矿山设备工作时环境恶劣，若采用此型号，能更好地承受冲击，保障姿态监测稳定进行。

• NG360：360° 倾角测量。在一些需要监测角度变化的设备中，该型号可发挥优势。

• NA 系列（归一化输出倾角传感器）

• NA2-05/NA2-10：测量范围 ±0.5°/±10°，高精度型。在对精度要求的科研设备角度测量中，这类高精度型号可满足需求。

• NA3-30：测量范围 ±30°。

• NA4-45/NA4-70：测量范围 ±45°/±70°。

• N 系列（经济型倾角传感器）

• N2/N3/N4：基础型号，测量范围 ±10°/±30°/±80°，无放大输出。对于一些对成本敏感且对信号精度要求相对不高的简单应用场景，可选用该系列。

• NBA 系列（高精度倾角传感器）

• NBA2：测量范围 ±0.2°，高精度 (0.01° 级)，带集成信号调理。在精密仪器的角度校准中，该型号能凭借高精度和集成信号调理功能，确保仪器的准确性。

2. 加速度计系列

• B 系列（静态加速度计）

• B1/B2/B3：电容式弹簧质量加速度计，测量静态加速度。在一些需要测量物体静止时加速度的场景，如静止的大型机械基础稳定性监测，可使用该系列。

• B2：测量范围 ±2g，工业标准型。在众多工业场景中，B2 型号作为标准型被广泛应用。

• BDK 系列（动态加速度计）

• BDK3：测量范围 ±3g，频率响应 0.5Hz - 3kHz。在一些对动态加速度变化频率响应要求在该范围内的设备监测中，BDK3 能发挥作用。

• BDK10：测量范围 ±10g，频率响应 0.3Hz - 10kHz，抗过载 (10,000G)。在航空航天领域，飞行器在飞行过程中会经历各种复杂的加速度变化和过载情况，BDK10 的特性使其能适应此类环境。

• BDK100：测量范围 ±100g，高频响应，适合冲击测量。在汽车碰撞测试等需要测量高强度冲击加速度的场景中，BDK100 可准确测量。

3. 传感器盒与配件系列

• SB 系列（传感器盒）

• SB1I/SB2I：可容纳 1 - 2 个传感器，带信号调理，IP67 防护。在一些户外应用场景，如桥梁监测，IP67 防护等级的传感器盒可有效保护传感器免受雨水、灰尘等侵蚀。

• SB1U/SB2U：抗冲击型传感器盒，适合恶劣环境。矿山、建筑工地等环境中，使用抗冲击型传感器盒能更好地保护内部传感器。

• SB360：360° 倾角测量盒。与 NG360 传感器搭配，可实现更全面的角度监测应用。

• SBL1：集成式传感器盒，内置 NG 系列传感器和信号调理。方便在一些对安装空间有限且需要快速搭建监测系统的场景中使用。

• NV 系列（信号调节器）

• NV4a/NV6a：滤波归一化放大器，用于传感器信号调理和放大。在传感器信号传输过程中，可能会受到干扰，NV 系列信号调节器可对信号进行滤波和放大，确保信号准确传输。

• 其他配件

• NB43210：特殊定制传感器，用于特定工业应用。不同行业可能有测量需求，这种特殊定制传感器可满足其个性化要求。

• SC485B：RS485 信号转换器，用于远距离数据传输。在大型工厂中，传感器与控制系统距离较远时，可通过 SC485B 进行远距离信号传输。

4. 特殊型号

• STT280/STT500：高精度倾角传感器，用于特殊工业测量。在一些对精度要求的特殊工业制造过程中，如光学镜片制造中的设备角度监测，可使用这两款高精度倾角传感器。

• SCA - 01 - 00：专用加速度传感器，用于汽车测试行业。在汽车研发过程中，需要对车辆的加速度性能进行测试，SCA - 01      - 00 可满足此类测试需求。

产品特点与应用

• 核心技术：液体电容式测量技术，精度高、稳定性好、抗电磁干扰。以 NG2I/NG3I/NG4I 系列产品为例，在船舶航行姿态测量案例中，其液体电容式测量技术确保了在复杂电磁环境下，依然能精准测量船舶姿态，不受海洋环境中各种电磁信号的干扰。

• 应用领域：工程机械调平、建筑监测、车辆动态测量、航空航天设备姿态控制、医疗设备定位。在建筑监测中，如前文提到的超高层建筑施工倾斜监测；在车辆动态测量中，可用于自动驾驶汽车的车身姿态监测，为自动驾驶系统提供准确的车辆角度信息；在医疗设备定位中，可用于机器人的角度调整，确保操作的精准性。

注：以上型号为 Seika Mikrosystemtechnik 的主要产品线，实际应用中可根据需求选择合适的型号或定制解决方案。如需更详细的技术参数，建议参考 Seika 手册或联系其授权代理商。

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