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,接近或光電開關(guān)能做什么?雖然,目前限位開關(guān)沒有化時(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)就存在不少問題。"屏蔽"傳感器解決了這個(gè)問題。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。
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