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非接觸式傳感器在離散制造業的應用

http://www.tb2588.cn 2015年09月19日        

接近和光電傳感產品和技術的智能程度不斷提高,尺寸越來越小,成本越低,應用范圍越來越廣。


關于離散傳感器的話題層出不窮。一些人有疑問,接近或光電開關能做什么?雖然,目前限位開關沒有化時代的進步。但這樣的懷疑態度是完全錯誤的。微控制器電路現在非常微小,足以適應圓柱形的接近傳感器。再加上網絡連接技術,為其增加了更多的功能和適應性的潛力。

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

接近開關有三種基本類型:感應式、電容式和超聲波式。感應式傳感器在制造業中使用最為普遍,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。

一個感應式傳感器的直徑遠大于開關,它通過產生電磁場,電磁場隨著距離增加而減弱。這樣,隨著目標的越接近,傳感器能檢測渦電流的減少。當金屬物質進入這個電磁場中,渦電流產生變化。

當安裝在金屬盤上,如金屬模上時,感應磁場的直徑的范圍內就存在不少問題。"屏蔽"傳感器解決了這個問題。屏蔽主要直接針對磁場,這樣周圍的金屬就不被感應到。但是屏蔽的代價是縮短了感應的距離。

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發射器和一個接受器。反射感知從反射物體來的光。這兩種傳感器在光束中斷的時候,產生輸出。漫反射傳感器感知物體漫反射回的光線,當接收到光線時,產生輸出。

大多數產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

現在的狀況是,要么磁場存在,要么就徹底不行(當金屬物體進入時)。隨著在開關電路中增加的智能功能,磁場的不同能量能被感知和計算。另外一種用途是讓傳感器感知,在某個特定的點上,即在"死區"編程的能力。Cutler-Hammer開關以及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,相比傳統的輸入設備的確有其先進之處。

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

一個感應式接近傳感器含有一個線圈,用以產生電磁場;一個振蕩器電路,用以激勵線圈;一個觸發電路和一個輸出電路。最新型的傳感器能進行編程,在額定的空間內感知物體,當然不是任何地方都可以正常使用。

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

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