非接觸式傳感器在離散制造業(yè)的應(yīng)用

接近和光電傳感產(chǎn)品和技術(shù)的智能程度不斷提高，尺寸越來(lái)越小，成本越低，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。

關(guān)于離散傳感器的話題層出不窮。一些人有疑問(wèn)，接近或光電開關(guān)能做什么？雖然，目前限位開關(guān)沒(méi)有化時(shí)代的進(jìn)步。但這樣的懷疑態(tài)度是完全錯(cuò)誤的。微控制器電路現(xiàn)在非常微小，足以適應(yīng)圓柱形的接近傳感器。再加上網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)，為其增加了更多的功能和適應(yīng)性的潛力。

最初，限位開關(guān)（有時(shí)，開關(guān)和傳感器能相互使用）的特性是離散的，信號(hào)的接通或關(guān)閉，或是在半導(dǎo)體中改變狀態(tài)。接近和光電傳感器是非接觸式的，也就是說(shuō)，他們能在標(biāo)定的范圍內(nèi)檢測(cè)到物體，而不需要與物體相接觸。而限位開關(guān)，必須與被檢測(cè)的物體接觸。這一般用于各種杠桿臂或柱塞（roller plunger）。

接近開關(guān)有三種基本類型：感應(yīng)式、電容式和超聲波式。感應(yīng)式傳感器在制造業(yè)中使用最為普遍，能感知金屬物體。電容式和超聲波傳感器能感知金屬和非金屬的物質(zhì)。

一個(gè)感應(yīng)式傳感器的直徑遠(yuǎn)大于開關(guān)，它通過(guò)產(chǎn)生電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)隨著距離增加而減弱。這樣，隨著目標(biāo)的越接近，傳感器能檢測(cè)渦電流的減少。當(dāng)金屬物質(zhì)進(jìn)入這個(gè)電磁場(chǎng)中，渦電流產(chǎn)生變化。

當(dāng)安裝在金屬盤上，如金屬模上時(shí)，感應(yīng)磁場(chǎng)的直徑的范圍內(nèi)就存在不少問(wèn)題。"屏蔽"傳感器解決了這個(gè)問(wèn)題。屏蔽主要直接針對(duì)磁場(chǎng)，這樣周圍的金屬就不被感應(yīng)到。但是屏蔽的代價(jià)是縮短了感應(yīng)的距離。

光電傳感器有三種基本形式。傳送式或透射式光電傳感器需要一個(gè)發(fā)射器和一個(gè)接受器。反射感知從反射物體來(lái)的光。這兩種傳感器在光束中斷的時(shí)候，產(chǎn)生輸出。漫反射傳感器感知物體漫反射回的光線，當(dāng)接收到光線時(shí)，產(chǎn)生輸出。

大多數(shù)產(chǎn)品的傳感范圍都是有特定的條件的，一般是1 mm厚的方形低碳鋼。如果物體是不含鐵性物質(zhì)的，如黃銅或鋁，那么額定的傳感距離就要縮小。

接近智能傳感器

現(xiàn)在的狀況是，要么磁場(chǎng)存在，要么就徹底不行（當(dāng)金屬物體進(jìn)入時(shí)）。隨著在開關(guān)電路中增加的智能功能，磁場(chǎng)的不同能量能被感知和計(jì)算。另外一種用途是讓傳感器感知，在某個(gè)特定的點(diǎn)上，即在"死區(qū)"編程的能力。Cutler-Hammer開關(guān)以及Rockwell 的DeviceNet傳感器就有這種功能，此外Schneider有全系列的"可編程"接近傳感器，相比傳統(tǒng)的輸入設(shè)備的確有其先進(jìn)之處。

Cutler-Hammer的接近傳感器甚至能在筆記本電腦中進(jìn)行編程。期待在不久的未來(lái)PDA與傳感器也能順利地連接。

一個(gè)感應(yīng)式接近傳感器含有一個(gè)線圈，用以產(chǎn)生電磁場(chǎng)；一個(gè)振蕩器電路，用以激勵(lì)線圈；一個(gè)觸發(fā)電路和一個(gè)輸出電路。最新型的傳感器能進(jìn)行編程，在額定的空間內(nèi)感知物體，當(dāng)然不是任何地方都可以正常使用。

也許接近開關(guān)最大的價(jià)值在于能經(jīng)受惡劣的環(huán)境。大部分能應(yīng)用于切割區(qū)，液體沖洗，或其他劇烈的環(huán)境中。特別的模型具有特富龍(Teflon)涂層，外部物質(zhì)如焊渣等就不會(huì)黏附在表面。有些可用于焊接環(huán)境，具有堅(jiān)固的內(nèi)部電子器件，使失真最小化，不受焊弧產(chǎn)生的高的電磁場(chǎng) (emf)的干擾。

在電工安裝這些設(shè)備時(shí)，最重要的建議是什么呢？答案是，提醒安裝電工，這些是非接觸式的設(shè)備。雖然它們的傳感距離比較小，有時(shí)僅僅為8mm(大約是0.3英寸)，接近傳感器并不需要吸收貨盤停止時(shí)的力。使用一個(gè)圓柱形接近傳感器作為軟梯也會(huì)用到，所以要注意放置的位置。

電容接近傳感器優(yōu)點(diǎn)包括，傳感距離更遠(yuǎn)，以及能感知非金屬物質(zhì)。開關(guān)中的電路檢測(cè)一個(gè)電容性磁場(chǎng)，這是由傳感頭和感知的物體內(nèi)的極板形成。這些特性再加上一個(gè)模擬輸出，使得電容接近傳感器成為液體液位應(yīng)用的理想產(chǎn)品。超聲波接近傳感器一般來(lái)說(shuō)，其感知距離是最大的，它通過(guò)發(fā)送和接受一個(gè)超聲波來(lái)感知物體的。

紅光感應(yīng)

光電傳感器發(fā)出一個(gè)光束，并檢測(cè)光束返回與否。大多數(shù)是常用的可視紅光和紅外線?？梢暭t光在設(shè)備中十分有效，但現(xiàn)在大多數(shù)傳感器都具有一個(gè)信號(hào)LED以增強(qiáng)信號(hào)。

光電傳感器有三種基本形式，透射、反射和散射，基于這幾種方式，他們發(fā)出并接受光。

可靠性最高的是透射型光電傳感器，它使用獨(dú)立的發(fā)送和接受器。這種方法對(duì)于接受器來(lái)說(shuō)產(chǎn)生出最大的接受能量，產(chǎn)生最強(qiáng)的和最穩(wěn)定的信號(hào)。常用的透射型光電傳感器如現(xiàn)代自動(dòng)化大門開啟裝置。裝置被放置在大約門上6英寸，以確保沒(méi)有遮擋，比如小孩等。在制造業(yè)中，這種類型最適合探測(cè)物體的通過(guò)，如通道或大門。

透射型光電傳感器的缺點(diǎn)是成本問(wèn)題，有兩個(gè)元件，相對(duì)于其他的傳感器，安裝比較困難。接收器可放置在變送器的位置上，獨(dú)立的設(shè)備可由反射體替代。光線從傳感器發(fā)射出來(lái)，反射體將光線反射，然后再由傳感器中不同物鏡和線路接收。這種類型被稱為：逆反射。它降低成本，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)元件，而且安裝更為方便，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)設(shè)備需要調(diào)整。

散射光電傳感器與接近傳感器的運(yùn)行方式相仿。例如，傳感器以物體為反射物。這有利于近距離測(cè)量，或可應(yīng)用于難以放置反射物的場(chǎng)合。一個(gè)散射傳感器安裝在滾動(dòng)傳送裝置下，能檢測(cè)包裝，當(dāng)包裝傳送路徑錯(cuò)誤時(shí)，產(chǎn)生輸出。 電容式接近開關(guān)相關(guān)文章:電容式接近開關(guān)原理
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