接近传感器在车间闪闪发光

感知物体的存在或不存在,透明容器中的液位,或计数沿着传送带移动的罐头,这些都是工厂车间离散传感器的日常任务。非接触式接近传感器形成了离散传感器的一个分支,通常使用电容式、电感式、光电式和超声波器件——每种器件的传感方法都不同。

通过Frank J. Bartos,控制工程 二四年三月一日

感知物体的存在或不存在,透明容器中的液位,或计数沿着传送带移动的罐头,这些都是工厂车间离散传感器的日常任务。非接触式接近传感器形成了离散传感器的一个分支,通常使用电容式、电感式、光电式和超声波器件——每种器件的传感方法都不同。

电容接近传感器模拟物理电容器的平行板模型。传感器的前表面作为一个板,目标表面作为另一个板。由于电容与电容“极板”之间的距离成反比,传感器的电子电路可以被校准,以触发特定的值来检测设定距离的物体。电容式“prox”传感器几乎可以感应任何金属或非金属物体,包括导电材料和介电材料。它们还可以调节,用于感知玻璃、塑料或其他透明材料内部或后面的物体。

归纳接近传感器几乎可以探测到所有金属,包括有色金属。这些传感器在感应线圈中设置高频磁场,在金属物体附近产生波动电流。检测器监测电流信号并启动开关或为其他控制动作发送反馈。坚固的外壳,通常是桶形,使它们在制造中很常见,因为它们可以承受高温和压力,冲击/振动,冲洗,甚至焊接飞溅。

光电Prox传感器的工作原理是从发射器发送到探测器的光束,以及到达探测器的光强度变化(包括它的缺失)。这些信号被放大后,可以在短(或长)距离上感知各种非金属和一些金属材料。可见光和红外(IR)光束可用,使用led或激光二极管作为发射器。虽然可见光简化了传感器的校准,但调制到低khz范围的红外脉冲是传感精度、更远距离和低功耗的首选。

光电还能感应难以探测的透明材料,并且必须适应目标物体的反射特性,如光泽和光泽。工厂的另一个问题是灰尘、污垢、油或光学表面上的其他涂层,这些涂层可能会改变传感精度。在最新的传感器中,信号调理和控制电路通过灵敏度调节、背景/前景抑制和自学功能来处理这些限制。

三种工作模式进一步细分光电。在扩散传感时,目标的反射光必须直接到达接收器以激活探测信号。回射的反射传感使用目标来中断传输光束,它驱动检测信号,并单独反射到接收机。在上述两种模式中,发射机和接收机位于同一个模块中。顾名思义,连续梁传感包括将光束直接从发射器发送到位于独立内联壳体中的接收器。目标中断这个穿透光束光激活输出。

声波也有作用

超声波接近传感器提供了另一种短距离和远距离物体探测的方法——使用声波而不是光波。这些传感器发射超声波脉冲,通常在40-250 kHz范围内,目标表面反射回探测器。通常一个换能器模块同时处理发射和接收功能。超声波传感器能探测到的不仅仅是物体的存在。通过测量回声返回到接收器的时间并使用声速,传感器系统计算出到目标的距离。超声波还具有处理恶劣环境的坚固性。检测到的材料类型与光电传感器的材料类型相似。

微处理器正在扩展离散接近传感器的功能,同时使它们变得更小(图)。它们可以从许多制造商那里获得,用户可以选择2线或3线输入(直流和交流),不同的输出类型(晶体管,继电器等),传感范围调节,以及各种外壳。

fbartos@reedbusiness.com