Oncool.ru

Строй журнал
17 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Индуктивный концевой выключатель принцип работы

Какие бывают концевые выключатели и для чего используются: классификация и описание работы

Концевые выключатели, также именуемые как путевые коммутаторы, нужны для сборки схем управления электрооборудования или сигнальных устройств.

Еще такие аппараты используются при проектировании систем, которые периодически тестируются на работоспособность.

Элемент устанавливается непосредственно на корпус в точке контроля параметров движения частей конструкции.

Для правильного применения концевого выключателя важно знать его функционал, классификацию и принцип работы каждого типа. Далее в статье мы расскажем об этом.

Составные части концевого выключателя

Концевой выключатель состоит из таких элементов:

  • панель;
  • каркас;
  • контактные элементы;
  • управляющая головка.

Одним из основных показателей качества концевого выключателя является устойчивость оболочки элемента к внешним механическим воздействиям. По этой причине наиболее популярными материалами для изготовления корпуса являются прочная пластмасса и силумин.

Предлагаем посмотреть следующее видео, в котором показаны составные элементы концевого выключателя.

Виды концевых выключателей

Знание основных видов поможет правильно подобрать соответствующий концевой выключатель для конкретного случая. Все коммутаторы имеют такую классификацию:

  1. Бесконтактные. Датчик срабатывает на приближение указанного металлического или неметаллического тела, заданного в настройках.
  2. Механические. Данный тип реагирует на непосредственный контакт с чувствительной частью выключателя. В результате цепь замыкается или разрывается, получая соответствующую команду.
  3. Магнитные или герметичные контакты. Принцип действия основан на воздействии магнитом при заданном расстоянии.

Герконы считаются наиболее современным решением, нежели концевые выключатели с непосредственным контактом. Принцип действия основан на чувствительной головке, которая при открытом положении имеет значение сопротивления.

Герконы также имеют свою классификацию:

  1. Индуктивные. Концевой выключатель реагирует на наличие металлического элемента. В момент срабатывания значение сопротивление материала увеличивается, уменьшая при этом силу тока, что приводит к размыканию цепи. Размерный ряд имеет большое количество значений, поэтому подбор нужного элемента не требует особых усилий.
  2. Емкостные срабатывают на человеческое тело. Во время приближения возрастает емкость, что и дает команду для импульсов. Чем меньше расстояние к человеку, тем меньше амплитуда и емкость возрастает. Ключевым узлом является панель, которая подключена к конденсатору.
  3. Ультразвуковые. В составе аппарата есть элементы, воспроизводящие звук. При срабатывании концевого устройства генерируется звуковая дорожка, к которой нечувствительно человеческое ухо.
  4. Оптические датчики состоят из чувствительных светодиодов и транзисторов. Когда длина луча становится короткой, срабатывает устройство.

Далее наглядно представлено несколько разновидностей концевого устройства:

Принцип работы

Каждый коммутатор имеет свой алгоритм срабатывания и пуска. Когда концевик срабатывает при взаимодействии с замыкающим элементом, электрический контур разрывается.

Одним из главных условий является безотказная работа всех элементов цепи. На надежность срабатывания не должны влиять параметры сети и вид аппарата.

По этой причине концевики используют на наиболее ответственных участках электрического контура.

При реагировании коммутатора на воздействие создается сигнал. Данное явление свидетельствует о неисправности в цепи. Такой аппарат служит автоматическим выключателем.

Использование концевых выключателей

Знание областей применения устройств также необходимо. Каждому виду концевиков свойственны свои особенности применения в разных отраслях.

По принципу применения существует два типа:

  1. Функциональные. Используются для управления электроприборами. Простой пример — холодильник. Лампочка освещения работает только при открытой двери.
  2. Защитные. Датчики предохраняют от ошибочных действий. Как пример можно привести лифт, который не начнет движения, пока не закроются двери.

Применение концевых элементов полностью зависит от характеристик устройства, в котором они применяются.

В повседневной жизни мы не обращаем внимание на количество применяемых концевых:

  • в машиностроении и транспорте;
  • в бытовых электроприборах;
  • дизайн интерьера и мебель;
  • на промышленных предприятиях.

Коммутационные элементы упрощают много процессов и делают их безопасными. Но установкой и настройкой концевых аппаратов должны заниматься только профессионалы.

Концевые устройства делают эксплуатацию электротехники комфортной. Верим, что вы получили много актуальной и необходимой информации из нашей статьи.

БЕСКОНТАКТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

При всей своей простоте традиционные контактные выключатели имеют множество недостатков.

Основной из них – это низкий ресурс при коммутации высоких нагрузок: при размыкании контактов между ними возникает искра, приводящая к их обгоранию и выходу из строя.

Если в цепях постоянного тока с этим явлением в некоторой степени может бороться конденсатор, подключенный параллельно контактам (классический пример – трамблер контактного зажигания), то в цепях переменного тока единственным способом увеличения ресурса контактов является тугоплавкая вольфрамовая напайка.

Второй недостаток – это высокая чувствительность к загрязнению: попадание масла, пыли или песка способно если не полностью разорвать цепь, то как минимум уменьшить площадь соприкосновения контактов и вызвать их перегрев.

Развитие силовой электроники позволило создать транзисторные и симисторные ключи с крайне низким сопротивлением в открытом состоянии – от десятых до сотых долей ома, благодаря этому они способны пропускать большие токи без заметного нагрева (напомним, что тепловая мощность, выделяемая на ключе, определяется как квадрат тока, умноженный на сопротивление открытого ключа).

Таким образом стало возможным создание индуктивных, емкостных и оптических бесконтактных выключателей – удобных, долговечных и стойких к воздействию внешних условий.

Конструктивно бесконтактный выключатель состоит из трех частей:

  • чувствительный элемент (емкостный, индуктивный и т.д.);
  • схема обработки сигнала;
  • силовой ключ.

Принцип работы чувствительного элемента может быть различным. В зависимости от конкретных условий работы и требуемого быстродействия выключателя могут использоваться следующие варианты:

Емкостный датчик использует в своей работе собственную емкость человеческого тела. Чувствительный элемент емкостного датчика – это пластина, являющаяся фактически обкладкой конденсатора, подключенного к мультивибратору. Выход мультивибратора соединяется с преобразователем частота-напряжение и пороговым элементом (компаратором).

Поднося руку к емкостному датчику, человек создает определенную электрическую емкость, запускающую времязадающий RC-контур мультивибратора.

Чем меньше расстояние между телом человека и емкостным датчиком, тем больше емкость образующегося конденсатора и ниже частота, генерируемая мультивибратором. Как только она становится ниже заданного порога, пороговый элемент открывает ключ.

Индуктивный датчик в отличие от емкостного реагирует не на расстояние до объекта, а на движение рядом с ним магнитного предмета либо предмета, выполненного из способного намагничиваться сплава.

В первом случае индуктивный датчик имеет простой металлический сердечник, во втором – намагниченный (как, например, у автомобильного датчика положения коленвала или гитарного звукоснимателя).

В зависимости от того, приближается или отдаляется предмет, индуктивный датчик генерирует импульс тока разного направления. Обработка сигнала датчика осуществляется обычным пороговым элементом – как только напряжение на обмотке индуктивного сенсора превышает заданное значение, срабатывает триггер, открывающий ключ.

Оптические датчики состоят из инфракрасного (для избавления от помех, создаваемых солнечным светом) светодиода и работающего с ним в паре фототранзистора.

В зависимости от типа датчика они могут работать на отражение света (таким образом, например, работают считыватели штрих-кода) или на прерывание потока (объект должен оказаться между датчиком и источником света).

Ультразвуковые датчики используют кварцевые излучатели звука, улавливаемого затем настроенным на ту же частоту приемником. Также их называют датчиками объема и движения – в помещении, где нет движущихся предметов, время возврата и амплитуда принятого датчиком сигнала будут постоянными.

Как только в помещение кто-нибудь войдет или в нем начнется движение, картина распределения звуковых волн изменится, соответственно изменится и сигнал, принимаемый датчиком.

Читать еще:  Схема подключения главного выключателя

БЕСКОНТАКТНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ СВЕТА

Бесконтактные выключатели позволяют осуществлять не только удобное, но и экономичное управление светом.

Простейший пример – это освещение проходных помещений наподобие лестничных пролетов и коридоров: инфракрасный датчик включает освещение только тогда, когда в коридор кто-либо входит, и гасит свет спустя некоторое время после прекращения движения.

Благодаря этому минимизируются затраты на дежурное освещение, увеличивается ресурс ламп освещения. Наиболее удобно использовать такие датчики в системах светодиодного освещения.

Минимальный ток потребления и работа в цепях постоянного тока позволяет коммутировать осветительные приборы сравнительно маломощными ключами.

Емкостные бесконтактные выключатели света являются основой сенсорных датчиков. В зависимости от размеров и чувствительности емкостного элемента они могут реагировать как на прикосновение пальца к панели, так и на поднесение руки к нему.

Чаще всего подобного рода емкостные бесконтактные выключатели оформляются как обычные настенные, просто они не используют клавиш.

Бесконтактные выключатели, использующие индуктивный принцип работы датчика, реагируют на металлические предметы, которые есть у входящего в помещение человека – как минимум, это связка ключей. В отличие от емкостных бесконтактных выключателей, они не чувствительны к изменению плотности или влажности воздуха.

С другой стороны, для срабатывания индуктивного выключателя в его «поле зрения» должна обязательно вноситься определенная масса металла – включать таким образом свет в бане, как Вы понимаете, точно не получится.

КОНЦЕВЫЕ БЕСКОНТАКТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Наибольшее распространение бесконтактные выключатели получили в промышленности. На основе емкостных выключателей создаются разнообразные датчики уровня (жидкостей, сыпучих тел), применяемые в дозаторах различного рода.

Например, при заполнении жидкостью емкостей в них вводится бесконтактный концевой выключатель, перекрывающий поток жидкости по достижению нужного уровня.

Индуктивные бесконтактные выключатели часто являются элементами систем безопасности, так как реагируют не только на массу металла, но и на скорость его движения. Таким образом реализуются ограничители хода штоков, индуктивные датчики поворота зубчатых колес, датчики движения защитных кожухов.

Нечувствительность индуктивных сенсоров к грязи, влажности и запыленности позволяет им надежно работать в любых условиях производства.

Оптические сенсоры благодаря точности и высокому быстродействию применяются в станкостроении как концевые выключатели хода подвижных узлов (кареток, суппортов), в системах автоматического управления воротами, где они срабатывают как в финишных точках движения створки (сигнал прекращения подъема/опускания), так и при появлении посторонних предметов перед начавшей опускаться створкой.

В обычном бесконтактном выключателе ключом управляет либо схема временной задержки (инфракрасные выключатели света) или триггер, меняющий состояние при каждом срабатывании (емкостные бесконтактные выключатели, включающие и выключающие свет по касанию).

Бесконтактный же концевой выключатель в большинстве случаев подает лишь импульс в блок управляющей электроники (в первую очередь это касается индуктивных сенсоров).

Исключением являются оптические бесконтактные концевые выключатели – они, как и обычные механические концевики, имеют два постоянных состояния, благодаря чему часто используются при усовершенствовании схем, рассчитанных на использование контактных концевых выключателей.

Широкий выбор типов бесконтактных выключателей позволяет выбрать наиболее подходящий для каждого конкретного применения чувствительный элемент. Емкостные выключатели наиболее удобны при реализации сенсорного управления, индуктивные – лучший выбор для работы в условиях загрязнения и вибраций.

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Газета ЗАО МПО «Электромонтаж»

Газета «МПО ЭЛЕКТРОМОНТАЖ» май 2013

В номере

Акцент

  • МПО Электромонтаж на выставке Mosbuild-2013

Да будет свет

  • Светодиодные прожекторы General lighting

Из дальних странствий

  • Милан и Ганновер рядом

Известная марка

  • Розетки и выключатели Unica
  • Вентиляторы Dospel

Новинки ассортимента

  • Установочные изделия Modul
  • Магнитные контакторы КТ
  • Не думай о конденсаторах свысока…
  • Индуктивные бесконтактные выключатели

Инструмент

  • Слесарно-монтажный инструмент NWS
  • Вкус напряжения

Кабельное хозяйство

  • Волшебные кембрики
  • Ремонтируем силовой кабель?

Прошлое больших открытий

  • Джеймс К. Максвелл

C праздником

  • Военная сила света
Архив газеты по годам
Все статьи по рубрикам газеты

Индуктивные бесконтактные выключатели

В ассортименте МПО Электромонтаж (см. товарную группу А66 нашего прайс-листа) появились выключатели бесконтактные индукционные от Schneider Electric и Калужского предприятия Мега-К. Эти электронные приборы предназначены для бесконтактного определения наличия или отсутствия объектов в зоне своего действия. Бесконтактный выключатель срабатывает (вкл/выкл) при попадании в зону своей чувствительности движущихся механизмов или отдельных их узлов, изделий на конвейере и т. д.

Индуктивные бесконтактные выключатели наиболее эффективны в качестве конечных в станках, датчиков в автоматических линиях, т. п.

В основу работы бесконтактных выключателей положен принцип управляемого генератора. При подаче напряжения питания перед активной поверхностью прибора образуется переменное магнитное поле, создаваемое катушкой индуктивности генератора. При попадании в зону чувствительности выключателя объекта контроля снижается амплитуда колебаний, что вызывает его срабатывание (переключение).

Схема выключателя состоит из собственно генератора, триггера, обеспечивающего гистерезис при переключении и необходимую длительность сигнала управления, и усилителя, увеличивающего амплитуду этого сигнала.

Индуктивный выключатель реагирует только на металлические предметы (это может быть и стандартная металлическая пластина, прикрепленная к оборудованию). Прибор помехоустойчив от конструкций из неметаллов — введение в зону его чувствительности рук оператора, эмульсии, воды, смазки и т. д. не приведет к ложному срабатыванию. Рабочее положение в пространстве любое.

Корпус исполнен из металла или полиамида, с комплектующими крепёжными метизами и светодиодным индикатором состояния, заполняется компаундом, обеспечивает высокую степень пылевлагозащиты.

Бесконтактные индуктивные выключатели Schneider Electric серии XS6 универсальная — это приборы с автоматической настройкой и высокоточным обнаружением объекта. Предназначены для коммутации приложений постоянного тока.

У нас они — с 1 замыкающимся контактом, триггером на транзисторе PNP проводимости. Диапазон напряжения питания DC 10–58 В, макс. коммутационная способность (макс. ток нагрузки) — 200 мА, падение напряжения не более 2 В. Имеют защиту от перегрузки и короткого замыкания.

Корпус из никелированной латуни, цилиндрический для скрытого монтажа (заподлицо). Рабочая температура от –25 до +70 °С.

Модель XS612 B1 PAM12 (А6652) имеет следующие характеристики: номинальная зона чувствительности 4 мм, рабочая зона чувствительности 0–3,2 мм, частота коммутации 2500 Гц. Формат корпуса М12 (резьба), габариты d=12х61 мм, подключение — разъём М8. Степень защиты IP67.

Номинальная зона чувствительности приборов XS618 B1 PAM12 (А6656) и XS618 B1 PAL 2 (А6654) — 8 мм, рабочая зона чувствительности 0–6,4 мм, частота коммутации 1000 Гц. Формат корпуса М18х60 мм. Подключение, соответственно — трёхштырьковый разъём М8 (степень защиты IP67) и трёхпроводной кабель типа PvR 9 (IP68).

Обратите внимание на название серии XS6 — Osiprox: оно содержит аббревиатуру OSI, Оffering simplicity through innovation — Предлагая простоту через инновации…

Индуктивные выключатели Мега-К серии ВБ2 с 1 замыкающимся контактом, триггером PNР, принципиально и функционально аналогичны приборам Schneider Electric, отличаются от них значением характеристик.

Диапазон напряжения питания DC 10–30 В, макс. ток нагрузки — 300 мА, падение напряжения не более 1,5 В. Имеют защиту от короткого замыкания в нагрузке и от напряжения обратной полярности.

Корпус из никелированной латуни, цилиндрический, с резьбой. Присоединение — кабель 3х0,35 мм2. Рабочая температура от –25 до +70 °C.

Характеристики этих выключателей ВВБ2.12 М.55.2.1.1.К, встраиваемого заподлицо (А6642) и ВВБ2.12 М.55.4.1.1.К, не встраиваемого заподлицо (А6644): расстояние срабатывания 2 мм, гарантированный интервал срабатывания 0–1,6 мм, частота срабатывания, соответственно, 800 и 600 Гц. Габариты М12х55 мм.

Читать еще:  Выключатель две клавиши установить сам

Выключатели ВВБ2.18 М.65.5.1.1.К, встраиваемый заподлицо (А6646) и ВВБ2.18 М.55.8.1.1.К, не встраиваемый заподлицо (А6648) отличаются от приборов ВВБ2.12 М характеристиками срабатывания — соответственно расстояние 5 и 8 мм, гарантированный интервал 0–4 и 0–6,4 мм, частота 500 и 300 Гц. Формат корпуса М18х65 мм

Выключатель бесконтактный ВК 261, имея в основе тот же принцип управляемого индуктивного генератора, срабатывает при введении в щель его конструкции алюминиевой пластины, смонтированной на движущемся объекте.

Расстояние срабатывания 8 мм, гарантированный интервал срабатывания 0,6–4 мм. Частота срабатывания максимальная 300 Гц. Напряжение питания10–30 В, макс. ток нагрузки 300 мА, падение напряжения не более 1,5 В. Имеется защита от напряжения питания обратной полярности и от ЭДС самоиндукции индуктивной нагрузки. Корпус прямоугольный, из полиамида и стали, степень защиты IP67. м, габариты монтажного кронштейна 75х70 мм. Подключение кабелем 3х0,12 мм2. Диапазон рабочих температур от –10 до +45 °C.

Прибор ВК261 является полным аналогом выключателя БВК 261, но без щели. Это увеличивает надёжность работы т.к при отсутствии щели отклонение движущегося объекта может быть опасным только в одну сторону. При этом интервал срабатывания ВК 261 равен ширине щели БВК 261.

Выключатели имеют светодиодные индикаторы для оперативного контроля коммутационного состояния и работоспособности.

Индуктивный датчик приближения, на основе которого работает бесконтактный выключатель, стажёр кафедры радиотехники Штутгартского университета Вальтер Клашка изобрёл ещё полвека назад, и организовал фирму по их производству, ныне одну из ведущих в мире. Сегодня бесконтактные индукционные выключатели — гораздо более надёжные, точные, быстродействующие и простые в монтаже варианты контроля движения оборудования, чем концевые выключатели, фотореле и прочие подобные устройства.

Принцип работы индуктивных датчиков перемещения

Предлагаем Вам ознакомиться с физическими основами работы индуктивных датчиков перемещения производства компании RDP Electronics Ltd (United Kingdom), с их основными параметрами, преимуществами и сферами применения.

Сам термин LVDT (Linear Variable Differential Transformer) — означает линейный дифференциальный трансформатор с переменным коэффициентом передачи.

Рассмотрим принцип работы датчиков на LVDT технологии.

Первичная возбуждающая обмотка
Вторичная обмотка 1
Вторичная обмотка 2
Результирующий сигнал от суммы вторичных обмоток

В принципе имеется две схемы работы — с выходным напряжением и выходным током.


Схема работы с выходным током (4-20мА)

Схема работы с выходным напряжением

Рассмотрим более детально сам процесс измерения перемещения.

Датчик перемещения, работающий по технологии LVDT, состоит из трех обмоток трансформатора — одной первичной и двух вторичных. Степень передачи тока между первичной и двумя вторичными обмотками определяется положением подвижного магнитного сердечника, штока. Вторичные обмотки трансформатора соединены в противофазе.

При нахождении штока в середине трансформатора, напряжение на двух вторичных обмотках равны по амплитуде, а т. к. они соединены противофазно, суммарное напряжение на выходе равно нулю — перемещения нет.

Если шток перемещается от серединного положения в какую либо сторону — происходит увеличение напряжения в одной из вторичных обмоток и уменьшение в другой. В результате суммарное напряжение будет не нулевым — датчик будет фиксировать смещение штока.

Соотношение выходной фазы сигнала по сравнению с фазой возбуждающего сигнала дает возможность электронике понять, в какой части обмотки находится в данный момент шток.

Основная особенность принципа работы индуктивных датчиков перемещения состоит в том, что прямой электрический контакт между чувствительным элементом и трансформатором отсутствует (связь осуществляется через магнитное поле), что дает пользователям абсолютные данные по перемещению, теоретически бесконечную точность разрешения и очень долгий срок службы датчика.

Особенности схемы работы с выходным током — т. к. цепь генератор/демодулятор встроена в сам датчик перемещения и питается от выходного тока 4-20 мА, то нет необходимости во внешнем оборудовании для формирования сигнала.

Особенности схемы работы с выходным напряжением — цепь генератор/демодулятор, встроенная в датчик перемещения обеспечивает возбуждение и преобразует сигнал обратной связи в напряжение постоянного тока. При этом так же не требуется внешнее оборудование для формирования сигнала.

Особенности измерения выходного сигнала.
1) Если выходное напряжение измеряется не фазочувствительным (среднеквадратичным) вольтметром, то отклонение штока в любую сторону от центрального положения в трансформаторе датчика будет соответствовать увеличению выходного напряжения.

Заметим, что кривая не касается горизонтальной оси. Это происходит из-за остаточного выходного напряжения.

2) Если используется фазочувствительная демодуляция, то по выходному сигналу можно судить, в какой части трансформатора находится шток в данный момент.

Для формирования сигнала всегда используется фазочувствительная демодуляция, т.к. это исключает влияние на выходной сигнал остаточного выходного напряжения и позволяет пользователю знать положение штока в трансформаторе.

Диапазон линейности индуктивного датчика перемещения.
Если мы рассмотрим выходную кривую вне механического диапазона типичного LVDT датчика, то можно заметить, что на краях диапазона кривая изгибается. Это значит, что механический диапазон существенно шире линейного участка работы.

При калибровке датчика, важно, что электрическая нулевая точка используется в качестве ссылки, и что датчик используется в пределах ± FS (полного диапазона) вокруг электрического нулевом положения.

Если проводить калибровку не беря за основу точку ноля вольт, одно из положений полного диапазона будет за пределами линейного диапазона и, следовательно, может привести к ошибке линейности.

Типы индуктивных датчиков перемещения

Тип 1 — несвязанные преобразователи, которые имеют якорь, который отделен от тела корпуса. Части датчика должны быть установлены таким образом, что якорь не прикасался к внутренней трубке корпуса. Сделав это, можно получить абсолютное отсутствие трения при движении чувствительного элемента датчика.

Тип 2 — монолитные преобразователи, которые имеют тефлоновый подшипник, который направляет якорь (шток) по внутренней трубке.

Тип 3 — монолитные преобразователи с возвратной пружиной, которая толкает якорь (шток) наружу.

Внутреннее строение типичного индуктивного датчика перемещения LVDT

Преимущества индуктивных датчиков перемещения LVDT

1. Преимущества над линейными потенциометрами (POTS).

  • Не имеют контакта корпуса и внутренних деталей с чувствительным элементом, что означает, что нет никакого износа при движении штока. POTS датчики имеют контакт с чувствительным элементом и могут быстро изнашиваются, особенно под воздействием вибрации.
  • Можно легко обеспечить защиту от влаги и пыли на требуемом уровне, даже стандартные версии LVDT датчиков обычно имеют гораздо лучший уровень защиты от внешний воздействий, чем POTS.
  • Вибрация не вызывает влияния на пропадание сигнала, в отличие от POTS, где скользящий бегунок может прервать контакт с проводником при вибрации.

2. Преимущества над магнитострикционными датчиками.

  • Не восприимчивы к ударам и вибрации.
  • Менее восприимчивы к паразитным магнитным полям окружающей среды.
  • Система формирования сигнала может быть удалена от чувствительного элемента на некоторое расстояние, что позволяет использовать датчики при работе с высокой температурой и высоким уровнем радиации.
  • Магнитострикционные датчики не имеют короткого штока ±100мм или менее, а это как раз наиболее востребованный диапазон технического применения датчиков перемещения.

3. Преимущества над кодерами (датчиками положения).

  • Имеют лучший аналоговый частотный отклик.
  • Имеют более прочный корпус.
  • Сразу после включения «знают» положение штока, в отличии от кодеров, которым надо указывать постоянную ссылку на известное положение.
Читать еще:  Подсоединение двух клавишного выключателя

4. Преимущества над переменными векторными резистивными преобразователями (VRVT)

  • LVDT датчики как правило более дешевы.
  • Имеют меньший диаметр корпуса.
  • Более прочные и не изнашиваются.
  • Могут использоваться значительно дольше.

5. Преимущества над линейными емкостными датчиками

  • LVDT датчики как правило более дешевы.
  • Менее восприимчивы к внешним условиям эксплуатации.
  • Значительно более прочные.

Особенности индуктивных датчиков перемещения LVDT

  • Максимальная рабочая температура 600°C.
  • Минимальная рабочая температура –220°C (для справки, температура жидкого азота -196°C, температура жидкого гелия -269°С).
  • Могут работать при уровне радиации 100,000 рад.
  • Могут работать при давлении 200Бар.
  • Могут работать под водой, при этом вода может попадать внутрь датчика не причиняя ему вреда. Существует специальная серия подводных датчиков, которые могут без тех. осмотра работать под водов в течении 10-ти лет, работать под водой на глубине до 2,2км. Кабельные разъемы могут подсоединяться так же под водой.

Основные сферы применения LVDT датчиков

Промышленные измерительные системы

  • Регулирующие вентили — везде, где существуют регулирующие вентили индуктивные датчики перемещения могут быть использованы для контроля положения штока вентиля. Особенно, где есть ответственные участки работы, например, в клапанах пара для турбин на электростанциях.
  • Контроль положения шлюзов — погружные датчики перемещения подходят для измерения положения шлюзов в водохозяйственных и канализационных системах.
  • Измерение зазора между валками.
    Для поддержания равномерной толщины проката зазор между валками часто измеряется на обоих концах.
  • Контроль перемещения штоков вентилей на подводных нефте/газо проводах.
  • Контроль работы гидравлических активаторов — измерение перемещения объекта, который передвигает активатор. Благодаря очен высокой износостойкости, данные LVDT датчики перемещения могут выдерживать миллионы циклов перемещения.
  • Контроль положения/перемещения режущих инструментов, отрезающих рулонные материалы.
  • Измеряет положение/смещение роликов, которые используется для выпрямления полосового проката перед штамповкой.
  • Могут быть использованы для динамического измерения размеров (диаметров) рулонов продукта, например, инициировать сигнал к системе управления, когда рулон достигает максимального/минимального размера при наматывании/сматывании материала.

Станки

  • Могут быть использованы в испытательных приспособлениях для измерения круглости, плоскостности и т.д. частей машин для анализа качества их изготовления.
  • Могут быть использованы для оценки и контроля взаимного расположения компонентов деталей в сборке, когда требуется юстировка/подгонка размеров взаимного расположения деталей.

Авиация/космонавтика

  • Могут быть использованы для оценки реакции привода на действие активатора. Например, преобразователь измеряет положение отклонения закрылков крыла самолета при техническом обслуживании. Тут очень важно измерить скорость срабатывания активатора после подачи на него управляющего сигнала, а так же скорость изменения положения закрылков.
  • Анализ Ротора вертолета
    Датчики LVDT используются на вертолетах, чтобы измерить угол наклона лопастей ротора.
  • Могут быть использованы для оценки смещения корпуса двигателя при нагревании.
  • Могут быть использованы для измерения смещения (деформации) лопасти турбины при внешнем воздействии.
  • Могут быть использованы для измерения отклонения диафрагмы сопла реактивного двигателя.
  • Могут быть использованы для испытания крыльев самолетов для измерения их отклонения при нагрузке.

Строительство / Проектирование зданий и сооружений

  • Могут быть использованы для измерения вибрации или деформации мостов при изменении трафика движения или порывов ветра.
  • Могут быть использованы для измерения смещения грунта при строительстве, контроля оползней и насыпных дамб.
  • Могут быть использованы при испытании крупногабаритных строительных конструкций, балок, пролетов моста и т. д. на силовую деформацию.

Автомобилестроение

  • Могут быть использованы для контроля смещения корпуса двигателя при его испытаниях.
  • Идеальным применением LVDT датчиков может быть тестирование компонентов подвески автотранспорта.
  • Могут быть использованы для контроля изготовления прецизионных компонентов.
  • Могут быть использованы для настройки компонентов двигателя, таких как дизельные форсунки.
  • Могут быть использованы для тестирования сидений, дверей, педалей и ручек транспортных средств для моделирования продления их срока службы.
  • Могут быть использованы для измерения профиля поверхности заготовки, например стекла или других площадных объектов.

Выработка энергии

  • Могут быть использованы для измерения биения вала турбины.
  • Могут быть использованы для контроля положения главного парового клапана, который регулирует поток пара в турбину. Клапан постоянно корректирует свое положения для поддержания постоянной скорости вращения турбины. LVDT датчики идеально подходят для работы в зоне высоких температур, грязи и постоянной вибрации.
  • Могут быть использованы для контроля положения перепускного клапана. Когда откроется перепускной клапан, датчик может испытать температуру 200°C.

Индуктивные бесконтактные выключатели

Бесконтактный выключатель (датчик) — это полупроводниковый преобразователь, который управляет состоянием внешней цепи в зависимости от положения контролируемого объекта. При этом определение положения объекта происходит без механического контакта преобразователя и объекта.

В системах автоматизации бесконтактные выключатели, как правило, работают как первичные датчики контроля положения рабочих элементов оборудования, сигналы с которых далее передаются, в зависимости от задачи, на счетчики продукции, контроллеры перемещения, в системы аварийно-предупредительной сигнализации и т. п.

В зависимости от принципа действия бесконтактные выключатели бывают индуктивными, емкостными и оптическими.

Индуктивные бесконтактные выключатели могут применяться для подсчета или контроля положения металлических объектов. Чувствительный элемент такого датчика — катушка индуктивности с магнитопроводом, разомкнутым в сторону рабочей поверхности.

При подаче питания перед активной поверхностью бесконтактного выключателя образуется электромагнитное поле. При появлении в нем объекта из металла колебания генератора затухают, происходит падение демодулированного напряжения, срабатывает триггер, и переключается коммутационный элемент.

Контролируемым объектом для бесконтактных индуктивных выключателей может служить любой металлический предмет достаточных размеров, например: стальная пластина, выступ на валу, головка болта на соединительной муфте и др.

Емкостные бесконтактные выключатели могут применяться для подсчета или контроля положения объектов как из металла, так и из диэлектрических материалов. Также их можно использовать для контроля уровня жидких сред и сыпучих материалов.

Чувствительным элементом емкостного датчика являются вынесенные к рабочей поверхности пластины конденсатора. Приближение к этой поверхности контролируемого объекта из любого материала приводит к изменению емкости конденсатора, параметров генератора и, в итоге, к переключению коммутационного элемента.

Емкостные датчики могут применяться в системах автоматизации, например, для позиционирования заготовок из древесины или пластмассы; для подсчета стеклянной тары; в качестве датчиков уровня электропроводных и неэлектропроводных жидкостей в емкостях, а также сыпучих материалов — опилок, зерна и др. — в бункерах; в качестве бесконтактных водонепроницаемых «кнопок» для включения различных устройств посетителями в бассейнах и аквапарках и т. д.

Оптические бесконтактные выключатели применяют для позиционирования или подсчета любых объектов. Использование в них инфракрасного излучения минимизирует влияние на срабатывание выключателей засветки от посторонних и фоновых источников света.

Оптические бесконтактные выключатели серии AR подразделяются на две группы:

  • диффузные — с приемом луча, рассеянно отраженного от объекта;
  • барьерные — с приемом прямого луча от излучателя.

Диффузный оптический выключатель имеет размещенные в одном корпусе излучатель и приемник. Срабатывание датчика происходит, когда в рабочей зоне в пределах дальности действия датчика появляется объект достаточных размеров, и в приемник поступает луч, рассеянно отраженный от контролируемого объекта.

Барьерный оптический выключатель состоит из излучателя и приемника, которые размещены в отдельных корпусах. От излучателя к приемнику идет прямой луч. При перекрытии этого луча контролируемым объектом происходит срабатывание датчика.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector