Содержание, карта.

Виды датчиков


Типы датчиков | Типы и работа

Введение в типы датчиков

В этой статье мы рассмотрим различные типы датчиков, но сначала мы поймем, что такое датчик? Датчик представляет собой оборудование, которое обнаруживает любые изменения и события на физическом входе и выдает необходимые выходные сигналы, которые могут быть записаны и переданы для дальнейшего использования. Выходной сигнал выводится в количестве электричества. Слово датчики также называют преобразователями и относится к измерительной системе. Хорошим примером датчика является ртутный термометр, который измеряет температуру или температуру в системе или теле человека. Температура измеряется от калиброванного стеклянного корпуса термометра на основе сжатия и расширения жидкой ртути. Происхождение слова «сенсор» происходит от слова «воспринимать».

Типы датчиков

Существуют различные классификации датчиков, которые выполняют разные функции от простых до сложных операций. Некоторые из различных физических данных, которые тоже измеряются, получаются в форме ниже:

  • Акустика: входы измеряются волной, длиной волны, скоростью волны и спектром
  • Электрический: входы, которые должны быть измерены: ток, напряжение, электрическое поле, проводимость и диэлектрическая проницаемость
  • Agnetic: калибруемые входные данные: проницаемость, магнитное поле, интенсивность потока
  • Термический: термины, которые должны быть измерены: удельная теплоемкость, теплопроводность и температура
  • Местоположение, сила, ускорение, давление, объем, структура, жесткость, крутящий момент, импульс, значения напряжения и деформации, плотность и соответствие являются механическими формами входных данных, которые необходимо отметить. Оптическими сигналами, подлежащими измерению, являются скорость волны, поглощение, показатель преломления, волна и излучательная способность.

Вышеупомянутое является некоторой формой ввода, которая также может быть преобразована в другую форму вывода по мере необходимости и отмечена и изучена для будущих технологий.

Классификация датчиков на основе их различного применения производится следующим образом:

  • близость
  • Позиция
  • Датчики смещения

Датчики, которые используются для измерения расстояния, представляют собой потенциометр. Затем в этой области применяются различные датчики: датчики приближения, оптические энкодеры, вихретоковые датчики приближения, пневматические датчики и датчики Холла.

  • Датчик освещенности : они применяются в фотодиоде, светозависимом резисторе и фототранзисторе.
  • Датчики температуры: они используются в термопарах, термисторах и термостатах
  • Датчики движения и скорости: они установлены в тахогенераторе и инкрементальном кодере
  • Тактильный датчик и пьезоэлектрические датчики: они применяются для измерения давления жидкости и манометра диафрагмы
  • Датчики потока жидкости: они применяются в турбинном счетчике с диафрагмой и трубке Вентури
  • Инфракрасный датчик: они используются в паре инфракрасного передатчика и приемника
  • Датчик силы: применяется в тензодатчиках и тензодатчиках
  • Сенсорные датчики: они используются в резистивных и емкостных сенсорных датчиках.
  • Ультрафиолетовые датчики и датчики фотостабильности: они используются для обнаружения УФ-бактерицидных УФ-детекторов, фототрубок и детекторов ультрафиолетового света.

Датчики классифицируются на основе требований как активные и пассивные датчики.

  • Активные датчики: его работа основана на питании или сигнале от внешнего источника. Этот сигнал, который подается, называется сигналом возбуждения, и он производит требуемый выход.
  • Пассивные датчики: он непосредственно выдает выходной сигнал в соответствии с входными сообщениями.

Примером активного датчика является тензодатчик, который не генерирует свой выходной сигнал, но рассчитывает объем приложенного давления, относящийся к сопротивлению системы. Сопротивление рассчитывается путем пропускания тока через него. Здесь передаваемый ток называется сигналом возбуждения. Термопара является примером пассивного датчика.

Работа датчика

Работа и использование датчиков варьируются от устройства к устройству в зависимости от спроса. Датчик, установленный в общедоступной операционной системе, обсуждался здесь. Система состоит из микрофона, динамика и усилителя. Здесь датчик используется в качестве входной функции для микрофона, который воспринимает звуковые волны и преобразует их в электрические сигналы. Затем он подается на усилитель, где электрические волны получают силу и усиливается, а затем подается на громкоговоритель.

Громкоговоритель получает выходную волну от привода, где электрические волны от усилителя снова преобразуются в звуковые волны с большей досягаемостью. Аналоговые датчики выдают непрерывные переменные выходные волны с набором значений. Напряжение является выходным сигналом и прямо пропорционально измеряемой величине. Конечный счет, который измеряется как температура, скорость, напряжение, давление, являются аналоговыми величинами и происходит непрерывно в природе.

Цифровые датчики генерируют дискретные сигналы в digital.c Выход этого датчика имеет состояния ON и OFF с логикой 1 и 0. Кнопка действует как цифровой датчик. Переключатель имеет два возможных состояния, когда он включен и находится в выключенном состоянии. Датчик освещенности используется для расчета скорости и генерирует цифровой сигнал. Диск соединен с валом двигателя с конечным числом видимых пазов. Датчик освещенности извлекает отсутствие или присутствие света и выдает логические сигналы 1 и 0, соответствующие входу.

Затем на входе отображается скорость и вращение диска. Точное значение увеличивается за счет увеличения слота на диске, и это позволяет одновременно больше настраивать слот. Производительность цифрового и аналогового сравнивается, когда точность цифрового датчика высока и представляет собой измеряемую величину с использованием нескольких битов.

Преимущества и недостатки датчика

  • Некоторые из датчиков концевых выключателей имеют высокую токовую нагрузку, требуют ограниченного технического контроля и доступны по низкой цене. Недостатки этого датчика концевого выключателя в том, что он требует физического контакта и имеет очень медленное время срабатывания.
  • Фотоэлектрические датчики обладают длительным сроком службы, минимальным временем отклика, применяются в датчиках дальнего действия, распознают все виды доступной энергии и работают эффективно. Но здесь объектив подвержен загрязнению, а диапазон чувствительности зависит от цвета. Отражательная способность цели снижается.
  • Индуктивные датчики очень предсказуемы, имеют длительный срок службы, просты в установке и устойчивы в жестких условиях. В индуктивных датчиках расстояние является ограничением, которое необходимо исправить.
  • Емкостные датчики идентифицируют неметаллические цели, а также обнаруживают их через большие контейнеры. Но они чувствительны к изменениям окружающей среды
  • Ультразвуковые датчики используются для определения всех материалов и слишком чувствительны к изменениям температуры. Имеет низкое разрешение и повторяемость.

Рекомендуемые статьи

Это было руководство по типам датчиков. Здесь мы обсудим работу, типы, преимущества и недостатки датчика. Вы также можете взглянуть на следующие статьи, чтобы узнать больше -

  1. Что такое датчики?
  2. Что такое датчики приближения?
  3. Интернет вещей
  4. Нечеткая логическая система

Датчики давления

Датчики давления

Для поиска необходимого прибора перейдите в раздел КАТАЛОГ ТОВАРОВ

Современные датчики давления основаны на различных методах электрического преобразования входных параметров. Выпускаются миниатюрные тензорезисторные, пьезорезистивные, пьезоэлектрические, емкостные с монокристаллическим упругим элементом, использующие эффект Холла (тензо–ЭДС) и другие датчики давления.

Классификация датчиков по типу измеряемого давления

По типу измерения датчики можно классифицировать на:
  • датчики абсолютного давления
  • датчики избыточного (относительного) давления, манометры
  • датчики дифференциального (перепада) давления
  • датчики дифференциального (перепада) давления
  • вакуумные датчики, датчики разряжения

Датчики абсолютного давления (Absolute Pressure Sensor)


Эти датчики измеряют давление относительно абсолютного вакуума. Применение: пищевые и химические производства.

Датчики избыточного (относительного) давления, манометры/ (Gauge Pressure Sensor)


Эти датчики измеряют давление относительно атмосферного давления в этом месте. Барометры измеряют атмосферное давление. Применение: водоснабжение и водоотведение.

Датчики дифференциального (перепада) давления (Differential Pressure Sensor)


Эти датчики измеряют перепад (разность) давления в двух точках. Применение: контроль загрязнения фильтров, измерение расхода и уровня жидкости (гидростатический метод).

Вакуумные датчики, датчики разряжения (Vacuum Pressure Sensor)


Измеряют давление, которое ниже атмосферного (вакуум).

Классификация датчиков для измерения давления

Датчики давления по принципу действия можно классифицировать на следующие типы:
  • Оптические датчики
  • Магнитные датчики
  • Емкостные датчики
  • Ртутные датчики
  • Пьезоэлектрические датчики
  • Пьезорезонансные датчики
  • Резистивные датчики

Оптические датчики давления


Оптические датчики давления имеют два способа построения: волоконно-оптическом и оптоэлектронном.
Волоконно-оптические датчики имеют очень высокую точность и не зависят существенно от температурных режимов. Основным чувствительным элементом в таких датчиках является оптический волновод. Волоконно–оптические датчики могут работать в жидких и газовых средах, в том числе агрессивных, как одиночные датчики, так и в составе распределенных систем пассивного контроля с применением оптических методов уплотнения информации. Эти датчики могут изготавливаться с использованием групповой технологии микроэлектроники и на той же элементной базе, что и быстроразвивающиеся волоконно–оптические системы связи.
Оптоэлектронные датчики давления производятся из сложных многослойных прозрачных структур. Свет проходит через данную структуру. Параметры слоев меняются, на основании чего проводится вычисление давления. При изменении этих и других параметров будут изменяться свойства проходящего света, это изменение будет регистрироваться фотоэлементом.

Магнитные датчики давления


В основе магнитных датчиков лежат Е-образные пластины. В структуре этой системы находится катушка, и проводящей мембраны чувствительной к давлению. Чувствительная мембрана располагается на небольшом расстоянии от края пластины.

Емкостные датчики давления


Емкостные датчики имеют простую конструкцию. Датчик состоит из 2 электродов. Один из этих электродов представляет собой мембрану на которую давит измеряемое давление, из-за этого, изменяется величина емкости. То есть, этот тип датчиков представляет собой конденсатор с изменяющейся величиной зазора. Емкостные датчики способны фиксировать очень маленькие изменения давления, имеют высокую точность. Емкостные датчики давления измеряют интегральные значения микродеформации упругого чувствительного элемента, которые практически несоизмеримы с локальными поверхностными деформациями от остаточных напряжений в материале, что и определяет их стабильность во времени

Ртутные датчики давления


Ртутные датчики работают по принципу сообщающихся сосудов. На один из этих сосудов давить измеряемое давление. Давление определяется по величине ртутного столба.

Пьезоэлектрические датчики давления


Пьезоэлектрические датчики давления имеют следующую конструкцию. Чувствительным элементом датчиков этого типа является пьезоэлемент — материал, выделяющий эклектический сигнал при деформации (прямой пьезоэффект). Пьезоэлемент находится в измеряемой среде, он будет выделять ток пропорциональный величине изменения давления. Так как электрический сигнал в пьезоматериале выделяется только при деформировании, а при постоянном давлении деформирование не происходит, то этот датчик пригоден только для измерения быстро меняющегося давления. Высокая чувствительность полупроводниковых тензорезисторов, применение монокристаллических материалов в упругих элементах тензорезисторных преобразователей, высокая надежность и стабильность, технологическая совместимость с интегральными микросхемами обработки сигнала, миниатюрные размеры полупроводниковых чувствительных элементов, возможность применения групповой технологии изготовления являются их основными достоинствами.

Пьезорезонансные датчики давления


Пьезорезонансные датчики работают на пьезоэффекте. Изменение формы пьезоматериала в зависимости от подаваемого тока. В датчиках этого типа используется резонатор из пьезоматериала, к которому нанесены электроды с двух сторон. На электроды по переменно подается напряжение разного знака, поэтому, пластина изгибается то в одну, то в другую сторону с частотой подаваемого напряжения. Но если на эту пластину подать силу, например мембраной чувствительной к давлению, то частота колебания резонатора изменится. Частота резонатора и будет показывать величину, с которой действует давление на мембрану, а она в свою очередь давит на резонатор.

Резистивные датчики давления


Резистивные датчики давления работают на основе тензоризистора. Тензорезистор это элемент, изменяющий свое сопротивление в зависимости от деформирования. Эти тензоризисторы устанавливают на мембрану чувствительную к изменению давления. В итоге, при давлении на мембрану она изгибается и изгибает тензоризисторы, закрепленные на ней. Из-за этого, сопротивление на них меняется и меняется величина тока в цепи.

Применение датчиков давления

Датчики давления применяются сегодня в следующих отраслях:
  • Машиностроение
  • Кораблестроение
  • Контрольно-измерительные технологии
  • Гидравлика и пневматика
  • Насосы и компрессоры
  • Транспорт
  • Коммунальное хозяйство
  • Строительство
  • Медицина

Сертификация датчиков измерения давления

Датчики давления относятся к контрольно-измерительной технике, поэтому сертификационные испытания им показаны в обязательном порядке. Только после этого они могут вноситься в Государственный реестр средств измерений.

Купить датчики давления по выгодной цене

Купить по низкой цене датчики давления в Ростове-на-Дону, Ростовской области, в Краснодаре и Краснодарском Крае, Ставрополе и Ставропольском Крае, Волгограде и Волгоградской области, в городах: Грозный, Нальчик, Владикавказ, Махачкала и других городах Юга России можно в нашей компании. Все покупатели могут получить бонусы и подарки!

Доставка датчиков давления в города Юга России


Мы доставим датчики для измерения давления в течении одного - двух дней в города: Ростов, Таганрог, Новочеркасск, Азов, Шахты, Волгоград, Элиста, Астрахань, Ставрополь, Невинномысск, Минеральные Воды, Волгодонск, Сальск, Краснодар, Тихорецк, Тимашевск, Сочи, Новороссийск, Анапа, Туапсе, Геленджик, Ейск, Майкоп, Армавир, Кисловодск, Пятигорск, Железноводск, Черкесск, Нальчик, Владикавказ, Грозный, Махачкала.

Техническая документация и гарантии на датчики давления

На все виды датчиков измерения давления наша компания представляет полный пакет сопроводительных документов и технической документации. Все приборы имеют длительный срок эксплуатации и обеспечиваются заводской гарантией и сервисным обслуживанием. Инженеры нашей компании готовы предоставить самую подробную информацию о датчиках давления и способах их установки.

Типы датчиков движения

В прошлой статье мы рассмотрели общий принцип работы такого датчика и даже затронули техническую сторону. Теперь рассмотрим какие бывают типы, их плюсы и минусы.

В настоящее время наибольшее распространение получили следующие типы датчиков движения:

1.Инфракрасные датчики движения (ИК)

2. Ультразвуковые датчики движения (УЗ)

3. Микроволновые датчики движения (СВЧ)

4. Комбинированные датчики движения

Каждый из этих типов датчиков движения имеет свои сильные и слабые стороны и используется в различных ситуациях и условиях.

ИНФРАКРАСНЫЕ (ИК) ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ИНФРАКРАСНОГО ДАТЧИКА ДВИЖЕНИЯ

Принцип работы инфракрасных датчиков движения заключается в обнаружении изменений инфракрасного (теплового) излучения окружающих объектов.

Каждый объект имеющий температуру испускает инфракрасное излучение, которое через систему линз или специальных вогнутых сегментированных зеркал, попадает на расположенный внутри датчика движения чувствительный сенсор, регистрирующий это.

КАК РАБОТАЕТ ИНФРАКРАСНЫЙ ДАТЧИК ДВИЖЕНИЯ?

Когда объект движется, его ИК излучение поочередно фокусируется различными линзами системы на сенсоре (количество линз обычно варьируется от двадцати до шестидесяти штук), это и является сигналом к выполнению заложенной в датчике функции. Чем больше линз в системе датчика движения – тем выше его чувствительность. Так же, чем больше площадь поверхности системы линз – тем шире зона охвата у датчика движения.

ОСНОВНЫЕ НЕДОСТАТКИ ИНФРАКРАСНЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

- Возможность ложных срабатываний. Из-за того, что датчик реагирует на любые ИК (тепловые) излучения, могут случаться ложные срабатывания даже на теплый воздух, поступающий из кондиционера, радиаторов отопления и т.п.

- Снижена точность работы на улице. Из-за воздействия окружающих факторов, таких как прямой солнечный свет, осадки и т.п.

- Относительно небольшой диапазон рабочих температур

- Не обнаруживает объекты облаченные/покрытые не пропускающими ИК - излучение материалами

ПЛЮСЫ ИНФРАКРАСНЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

- Возможность довольно точной регулировки дальности и угла обнаружения движущихся объектов

- Удобен в использовании вне помещений т.к. реагирует лишь на объекты имеющие собственную температуру.

- При работе абсолютно безопасны для здоровья человека или домашних питомцев, т.к. работает как «приемник», ничего не излучая

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ (УЗ) ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ДАТЧИКА ДВИЖЕНИЯ

Принцип работы ультразвукового датчика движения заключается в исследовании окружающего пространства с помощью звуковых волн, частотой находящейся за пределами слышимости человеческим ухом – ультразвуком. При обнаружении изменения частоты отраженного сигнала, в следствии движения объектов, датчик запускает заложенную в нее функцию.

КАК РАБОТАЕТ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДАТЧИК ДВИЖЕНИЯ?

Внутри ультразвукового датчика движения расположен генератор звуковых волн (в зависимости от производителя и модели обычно генерируется частота звуковой волны 20-60 кГц), которые излучаются в зоне действия датчика и отражаясь от окружающих объектов поступают обратно в приемник.

Когда в зоне обнаружения ультразвукового датчика движения появляется движущийся объект, частота отраженной от объекта волны изменяется (эффект Доплера), что регистрируется приемником датчика и от него поступает сигнал на выполнение заложенной в ультразвуковой датчик движения функции, это может быть включение освещения или разрыв сигнальной сети охранной системы.

Особо широкое применение ультразвуковые датчики движения получили в автомобильной промышленности: в системах автоматической парковки, в так называемых «парктрониках», а также системах контроля за «слепыми» зонами. В доме хорошо проявляют себя в обнаружении движений в достаточно длинных коридорах, на лестницах и т.п.

ОСНОВНЫЕ НЕДОСТАТКИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

- Многие домашние животные слышат ультразвуковые частоты, на которых работает датчик движения, что зачастую вызывает у них сильный дискомфорт

- Относительно невысокая дальность действия

- Срабатывает только на достаточно резкие перемещения, если двигаться совсем плавно – возможно обмануть ультразвуковой датчик движения

ПРЕИМУЩЕСТВА УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

- Относительно невысокая стоимость

- Не подвергаются влиянию окружающей среды

- Определяют движение вне зависимости от материала объекта

- Имеют высокую работоспособность в условиях высокой влажности или запылённости

- Не зависят от влияния температуры окружающей среды или объектов

МИКРОВОЛНОВЫЕ (СВЧ) ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МИКРОВОЛНОВОГО ДАТЧИКА ДВИЖЕНИЯ

Микроволновый датчик движения излучает высокочастотные электромагнитные волны (частота волн может быть различной в зависимости от производителя, обычно она составляет 5,8ГГц), которые отражаясь от окружающих объектов регистрируются сенсором и в случае обнаружения малейших изменений отраженных электромагнитных волн, микропроцессор устройства приводит в действие заложенную в него функцию.

КАК РАБОТАЕТ МИКРОВОЛНОВОЙ ДАТЧИК ДВИЖЕНИЯ?

Работа ультразвукового датчика движения во многом схожа с описанным выше ультразвуковым датчиком движения и основана на взаимодействии микроволновых волн с материалом и использовании эффекта Доплера - изменение частоты волны, отраженной от движущихся объектов. Само название "микроволновый" говорит о том, что он работает в диапазоне сверхвысоких частот, его длина волны в приблизительном диапазоне от одного миллиметра до одного метра.

Когда в зоне обнаружение микроволнового датчика движения появляется перемещающийся токопроводящий объект, это регистрируется им и сразу поступает сигнал на выполнение встроенной в него функции.

ОСНОВНЫЕ НЕДОСТАТКИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

- Имеет более высокую стоимость относительно датчиков других типов с аналогичными показателями

- Возможность ложных срабатываний, из-за движений вне необходимой зоны наблюдения, за окном и т.п.

- СВЧ излучение небезопасно для здоровья человека, необходимо выбирать микроволновые датчики движения с малой мощностью излучения. Согласно заключениям организаций, изучающих влияния СВЧ излучения на организм человека (Всемирная Организация Здравоохранения, Международная Комиссия по Защите от Неионизирующего Излучения и некоторых других), безопасным для человека является непрерывное излучение с плотностью мощности до 1 мВт/см2.

ПРЕИМУЩЕСТВА МИКРОВОЛНОВЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

- Датчик способен обнаруживать объекты за разнообразными диэлектрическими или слабо проводящими ток препятствиями: тонкими стенами, дверьми, стеклами и т.п.

- Работоспособность датчика не зависит от температуры окружающей среды или объектов

- Микроволновый датчик движения способен реагировать на самые незначительные движения объекта

- Датчик обладает более компактными размерами

- Может иметь несколько независимых зон обнаружения

КОМБИНИРОВАННЫЕ ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ

Комбинированные датчики движения совмещают в себе сразу несколько технологий обнаружения движений, например, инфракрасный датчик и микроволновой. Это наиболее удачное решение если требуется наиболее точное определение перемещений в зоне действия датчика. Несколько параллельно работающих каналов обнаружения движений, делают работу такого датчика максимально продуктивной, ведь они дополняют друг друга, замещая недостатки одних технологий – достоинствами других.

Типы датчиков pH

Датчик pH - один из самых важных инструментов, который обычно используется для измерения уровня воды. Этот тип датчика может измерять уровень щелочности и кислотности в воде и других растворах. При правильном использовании датчики pH могут гарантировать безопасность и качество продукта и процессов, происходящих в сточных водах или на производственном предприятии.

Содержание:

1 Датчики pH для качественной воды
1.1 Комбинированные датчики pH
1.2 Дифференциальные датчики pH
1.3 Лабораторные датчики pH
1.4 Датчики pH технологического процесса
2 Важность систем качественной воды
3 Заключение

В большинстве случаев стандартная шкала pH представлена значением, которое может находиться в диапазоне от 0 до 14. Когда вещество имеет значение pH, равное семи, это считается нейтральным. Вещества со значением pH выше семи представляют собой более высокую щелочность, тогда как вещества со значением pH ниже семи считаются более кислыми. Например, зубная паста обычно имеет значение pH 8-9. С другой стороны, кислотность желудочного сока имеет значение pH, равное двум.

Разница между щелочным и кислотным веществом очень важна для любой компании, которая использует градирню, бойлер, производственные процессы, управление плавательными бассейнами и различные виды мониторинга окружающей среды. Организм человека имеет стандартный уровень pH 7,4, который необходим для эффективной работы организма. Если состав тела становится слишком кислым или чрезмерно щелочным, он будет возвращаться в нейтральное состояние.

Независимо от того, для какого приложения вы его используете, датчик pH позволит вам поддерживать уровень pH на уровне, наиболее подходящем для процесса. Это может быть что угодно, от сильных кислот до щелочи. Существует множество различных типов датчиков pH, которые вы можете получить для своего применения в ходе измерения жидкости; они могут включать комбинированные датчики pH, лабораторные датчики pH, технологические датчики pH и дифференциальные датчики pH.

Комбинированный датчик pH использует электрод сравнения и измерительный электрод. Электрод сравнения используется для обеспечения стабильного сигнала, в то время как измерительный электрод предназначен для обнаружения любых изменений, произошедших со значением pH.
Дифференциальные датчики состоят из трех отдельных электродов, третий из которых является металлическим заземляющим электродом. Эти датчики уникальны тем, что могут предотвратить загрязнение эталонных материалов.
Лабораторные датчики могут быть изготовлены из комбинированных датчиков, содержащихся в пластиковом корпусе и 12-миллиметровом стекле. Эти датчики предназначены для более легких применений, таких как мониторинг бассейнов и отбор проб окружающей среды.
Датчики технологического pH состоят из комбинированных сенсоров, но встроены в большие и прочные корпуса, которые содержат технологическое соединение для непрерывного мониторинга pH.
Различные датчики pH созданы для разных применений, что вы должны полностью понять, прежде чем покупать один из этих датчиков.

Датчики pH для качественной воды

Датчик pH помогает измерять кислотность или щелочность воды со значением от 0 до 14. Когда значение pH опускается ниже семи, вода становится более кислой. Любое число выше семи означает более щелочной. Каждый тип датчика pH работает по-разному для измерения качества воды. PH воды может помочь определить качество воды. Измерение pH также может указывать на коррозию труб, накопление твердых частиц и других вредных побочных продуктов промышленного процесса.

В условиях окружающей среды изменение pH также может быть ранним индикатором увеличения загрязнения. Если уровень pH превышает 8,5, вода будет считаться жесткой, что, вероятно, вызовет образование накипи в котлах и трубах. Как упоминалось выше, существует четыре основных типа датчиков pH, из которых вы можете выбрать, которые включают комбинированные датчики, дифференциальные датчики, лабораторные датчики и датчики процесса, каждый из которых подходит для различных приложений.

Комбинированные датчики pH

Комбинированный датчик pH - это, безусловно, наиболее часто используемый датчик, что в основном связано с тем, что этот тип датчика может выступать в качестве основы для создания лабораторных датчиков и датчиков процесса. Этот электрохимический датчик оснащен двумя разными электродами, которые включают электрод сравнения и измерительный электрод. В то время как электрод сравнения фокусируется на поддержании стабильного сигнала при записи уровня pH, измерительный электрод будет определять, были ли в последнее время изменения уровня pH.

В Sensorex технология комбинированных датчиков pH в основном используется для создания лабораторных и технологических датчиков. Лучшим аспектом этого типа датчика является то, что технология очень универсальна. Два электрода могут выполнять самые важные функции по считыванию и измерению уровня pH воды, что обеспечивает быстрые и точные измерения.

Датчики дифференциального pH
Дифференциальные датчики pH работают несколько иначе, чем комбинированные датчики pH, поскольку они оснащены тремя электродами. В то время как первые два электрода такие же, как и те, что используются в комбинированных датчиках, третий является металлическим заземляющим электродом, который может быть очень полезным для предотвращения эталонного загрязнения. Этот тип датчика считается датчиком для тяжелых условий эксплуатации из-за наличия третьего электрода.

Хотя стандартный датчик pH может загрязняться при изменении уровня pH, использование третьего электрода действует как буфер для измерительного электрода, что обеспечивает точные показания даже в случае загрязнения. Таким образом, эти датчики должны работать дольше и идеально подходят для сложных сточных вод и промышленных применений.

Вы можете приобрести три основных серии дифференциальных датчиков, в том числе серию SD7000, серию SD7420 и серию SD7500. Каждый датчик предлагает надежные результаты и ряд дополнительных функций, которые могут оказаться полезными при измерении качества вашей воды.

Лабораторные датчики pH
В лабораторных датчиках pH используется комбинированная технология датчиков pH, но они заключены в пластиковые корпуса и 12-миллиметровое стекло. Эти легкие датчики идеально подходят для легких приложений, которые могут включать исследования и образование, мониторинг бассейнов и отбор проб окружающей среды. Универсальность этих датчиков просто фантастическая. Если вы ищете лабораторный датчик, соединения, кабели и заполнение датчика можно настроить в соответствии с вашими потребностями.

При поиске подходящего лабораторного датчика вам доступны три категории датчиков: базовые, расширенные и исследовательские. Базовые датчики, такие как ph2000, долговечны, но просты в использовании, что делает их идеальными для использования в бассейнах, аквариумах и гидропонике. Усовершенствованные датчики, такие как ph3000, можно использовать для различных типов проб, что делает их идеальными для отбора проб сточных вод и окружающей среды. Наконец, сенсоры исследовательского класса, такие как ph4000, лучше всего подходят для образцов с низким содержанием ионов, которые включают питьевую воду и фармацевтические препараты.

Датчики pH технологического процесса
В технологических датчиках pH используется технология комбинированных датчиков в более крупных и прочных корпусах. Эти датчики также оснащены технологическим соединением, что делает их очень подходящими для непрерывного мониторинга уровня pH в вашей воде. Из-за высокой прочности этих датчиков их можно разместить в резервуаре или установить непосредственно в трубу. Независимо от того, хотите ли вы использовать датчик для мониторинга промышленной воды, технологической воды или сточных вод, три категории технологических датчиков включают умеренные датчики, умеренные и сверхмощные датчики и сверхмощные датчики / датчики покрытия, которые могут быть сконфигурированы с плоским баллоном стекло, которое многие считают самоочищающимся.

                                                      

Если вы хотите устранить ошибку контура заземления с помощью метода дифференциальных измерений, серия SD7000 для тяжелых условий эксплуатации подойдет именно вам. Серия S8000 для средних и тяжелых условий эксплуатации обеспечивает быструю замену картриджей и очень экономичное обслуживание. Наконец, умеренный датчик S272CD поставляется со встроенным кабелем для удобства использования. Чтобы определить, какой из этих датчиков вам подходит, важно сначала определить, что вам нужно для измерения pH.

Важность систем качественной воды
Качество воды, которую вы используете в различных производственных процессах, имеет важное значение для качества предоставляемых вами услуг и товаров, а это означает, что на вашу рентабельность инвестиций может напрямую влиять низкое качество воды. Управление качеством воды с помощью различных систем также является важным аспектом соблюдения строгих экологических, промышленных стандартов и стандартов безопасности.

Если рассматривать именно предварительную очистку воды для производственных целей, этот тип управления качеством воды позволяет удалять примеси из забираемой воды до того, как эта вода будет использоваться в различных производственных процессах. Когда эти примеси будут удалены, эффективность работы повысится, нагрев и охлаждение станут более эффективными, и вы сможете более эффективно поддерживать соблюдение необходимых стандартов качества воды. Если у вас есть хорошая система мониторинга, преимущества могут быть многочисленными и могут включать:

Уменьшение водных отходов
Сохранение энергии
Соответствие требованиям устойчивости для вашей цепочки поставок
Предотвращение простоев
Поддержание здорового рабочего места для ваших сотрудников
Снижение использования опасных химикатов

Для повседневного потребителя плохое качество воды может вызвать проблемы со здоровьем, тусклые волосы, грубую одежду и сухую и зудящую кожу. Датчик pH играет очень важную роль в качестве воды и ее очистке. Когда значение pH на водоочистной установке становится слишком высоким или слишком низким, вода может быть опасной.

Имейте в виду, что исправлять колебания pH тоже очень дорого. Чтобы избавиться от отходов, потребуется дополнительное количество химикатов, что приведет к увеличению времени простоя и увеличению расходов. В стандартном водоочистном сооружении значение pH 6,5-8,5 считается нейтральным.

Поддержание такого уровня воды и постоянный мониторинг уровня pH должны помочь вам снизить расходы. Однако важно использовать разные датчики pH, чтобы получить воду наилучшего качества. Например, использование третьего электрода в дифференциальных датчиках делает этот датчик идеальным для различных промышленных применений, таких как мокрые скрубберы.

Заключение
Понимание различий между различными типами датчиков pH может сыграть важную роль в вашей компании. Если вам требуется постоянный мониторинг уровня pH в резервуаре или трубе, важно выбрать промышленный датчик, а не легкий лабораторный датчик.

Вышеупомянутое руководство должно помочь вам сделать правильный выбор, что сэкономит вам время и деньги в будущем. Чтобы получить дополнительную информацию о pH или интеллектуальных датчиках воды, обязательно ознакомьтесь с нашими продуктами или свяжитесь с одним из членов нашей команды здесь, в МоемГород!

Обзор всех типов датчиков для мониторинга сельхозтехники

Датчики мониторинга сельхозтехники: какие параметры контролируем и что это дает

Сельскохозяйственная техника часто работает в сложных эксплуатационных и климатических условиях, в результате чего техника может выходить из строя или выполнять свои задачи не на сто процентов. Также нельзя исключать человеческий фактор, из-за которого может нарушиться точное выполнение запланированных операций. Даже незначительные отклонения от установленной нормы и задержки во время посевной повлекут за собой дополнительные финансовые потери и потерю урожая. Избежать многих проблем позволит контроль сельхозтехники, реализуемый с помощью комплекса датчиков, RFID меток и терминалов мониторинга.

Для чего нужен мониторинг и датчики?

Мониторинг техники с применением специальных датчиков позволяет отслеживать перемещение транспорта в режиме реального времени и эффективность его работы на полях. Помимо этого, внедрение системы позволяет решать широкий спектр других задач:
  • автоматически рассчитывать пробег, рабочее время, фактически обработанную площадь;

  • контролировать состояние топлива, выявлять несанкционированные сливы;

  • учитывать плановый и фактический расход ГСМ;

  • планировать техническое обслуживание техники;

  • своевременно получать оповещения о возникновении внештатных ситуаций и принимать меры по их устранению.

Еще больше узнать про возможности мониторинга сельхозтехники вы сможете в этом видео:


Терминалы мониторинга - основа для контроля производственных процессов

Терминалы мониторинга – важный элемент, обеспечивающий передачу данных с техники в режиме реального времени. В зависимости от типа устройства, на транспорте может быть установлены следующие виды терминалов:

  • с внешними антеннами спутникового сигнала – удобное в применении высокоточное оборудование с погрешностью 2 – 3 метра при стандартной установке и до 2 см при подключении к системам навигации;

  • со встроенными антеннами – уступают по точности первой модели, но имеют более доступную цену;

  • портативные – модули для быстрой установки и подключения через прикуриватель, чаще всего применяются для наемной техники.

        

Для того чтобы получать данные с минимальной погрешностью, GPS модуль любого из этих терминалов необходимо монтировать по центру трактора.

Метки механизаторов

Метки механизатора позволяют точно понимать кто находится в момент работы техники за рулем и усложнить хищение топлива и урожая за счет идентификации любых их перемещений. В качестве меток используют два варианта модулей:

  • RFID карточки - простые в применении считыватели карт, поставляемые совместно с картой;

  • RFID ключи - считыватели ключей с ключом в комплекте.


После подключения метки  дают возможность отслеживать соблюдение графика работы механизаторами, контролировать операции, выполняемые техникой, идентифицировать движение ГСМ по время заправки и движение урожая при уборке.

Метки орудий и их особенности

Установка меток данного типа позволяет понимать с каким именно прицепным орудием работает трактор и автоматически рассчитывать обработанную площадь. Для этих целей используют:

  • Проводные метки– на технику ставятся розетки, а на орудия RFID модули в виде штекера, вставляющиеся в розетку. Обеспечивают 100% верную идентификацию используемого орудия.

  • Беспроводные метки – компактные модули, устанавливаемые на орудия и работающие на батарейках. Не нуждаются в сложной установке, но подвержены воздействию помех при нахождении большого количества орудий в одном месте, затрудняющих идентификацию.
                       

 Проводные метки орудий 

    Беспроводные метки орудий 

Датчики глубины, принцип работы

Для понимания эффективности фактической работы техники, контроля соблюдения установленных норм механизатором используют датчики глубины, отличающиеся принципом работы:

  • Ультразвуковой – определяет высоту расположения орудия над поверхностью земли, но подвержен помехам при наличии большого количества растительности на поле.

  • Анализатор угла наклона – отображает информацию о том, заглублено орудие или нет.

  • Механический – наиболее точный датчик, показывающий глубину. Он не реагирует на возникающие помехи, но имеет более высокую стоимость.

     
Ультразвуковой датчик глубины      Датчик угла наклона       Механический датчик глубины 


Данные, получаемые с любого из этих датчиков, отображаются на раскрашенной по цветам карте, по которой можно отследить качество работы орудия на каждом участке поля.


Карта заглубления орудий на поле

Системы контроля высева и отчеты о посеве

Системы мониторинга высева способны контролировать степень заглубления орудия, качество сева, давление в бункере и ряд других важных показателей. В их состав входят:

  • Датчики потока семян – оптические модули с функцией самоочищения, врезаемые в семяпроводы. Они устанавливаются на каждый семяпровод и подключаются к модулям сбора информации

  • Модули сбора информации с анализаторов потока семян, бункера – отвечают за анализ, передачу показателей на основной терминал мониторинга.

  • Датчик заглубления сошников – определяет глубину обработки почвы с помощью ультразвука, имеет погрешность не более 1 см.

  • Девятидюймовый сенсорный монитор с продублированными кнопками – выводит информацию по каждому датчику отдельными блоками, сопровождает их голосовым оповещением, в случае обнаружения проблем.

  • Терминал мониторинга – собирает данные со всех приборов, анализирует их и передает в режиме реального времени на сервер.

Возможности системы позволяют формировать отчеты по работе каждой сеялки с учетом уже выполненных или запланированных операций. Установка этих модулей дает возможность вести учет точного объема израсходованного посевного материала и оперативно принимать решения при появлении проблем.


Датчики для комбайнов

Для детального контроля комбайнов используют следующие виды датчиков:

  • Датчик выгрузного шнека – мониторит время и место выгрузки урожая. Программа позволяет на аппаратном уровне настроить работу модуля так, чтобы шнек срабатывал только когда подъезжает своя грузовая техника.

  • Классический датчик уровня бункера – определяет уровень зерна в бункере в процессе загрузки и выгрузки. Он чувствителен к влажности, поэтому требует предварительной калибровки в соответствии с культурой.

  • Усовершенствованный датчик уровня бункера мембранного типа – оптимальный вариант для контроля, который практически не реагирует на влажность и более точно определяет уровень зерна в бункере.

  • Модуль вращения мотовил – определяет соответствие скорости вращения мотовил и скорости движения комбайна. Большая разница в этих показателях приводит к серьезным потерям урожая.

  • Датчик угла наклона – определяет положение жатки: опущена она или поднята.

Вся информация с датчиков выводится на мониторы диспетчеров вместе с графиками и тревогами. Визуальное отображение показателей на графиках позволяет быстро обрабатывать информацию и корректировать работу техники, чтобы сохранить или повысить объем собранного урожая.

Чтобы полностью контролировать весь уборочный процесс, перечисленные метки, терминалы необходимо устанавливать не только на комбайн, но и бункер-перегрузчик (если он используется) и грузовую технику. 

Благодаря комплексному применению датчиков на уборке можно определять с какого поля и комбайна поступил урожай на зерновоз и сколько далее пришло на весовую, где также фиксируется вес Брутто, тары и затем НЕТТО.

Датчики моточасов

Точно понимать время  работы двигателя помогут датчики:

             
 Датчик оборотов двигателя            Датчик вибраций 


Полученные с них данные помогут контролировать состояние техники и планировать ее техническое обслуживание, а также более точно производить расчет заработной платы при почасовой оплате труда.

Датчики CAN-шины - преимущества и основные параметры

Датчики CAN-шины – модули, отвечающие за обработку данных с CAN-шины техники. Благодаря установке этих датчиков и программному обеспечению, отпадает необходимость использования дополнительного оборудования для сбора таких параметров, как:

  • объем топлива;

  • уровень масла;

  • моточасы;

  • обороты и температура двигателя;

  • обработанная площадь и пр.

Для контроля сельхозтехники могут быть использованы два вида модулей:

  • CAN логгер – интегрируемый в электропроводку и считывающий широкий спектр параметров.

  • Бесконтактный считыватель – не нарушающий целостность проводов, но обрабатывающий меньшее число параметров.


   
CAN-логгер  Бесконтактный считыватель 

Топливные датчики

В перечень топливных датчиков входит:

  • Датчики уровня топлива для контроля за уровнем топлива в баке техники. Обладают погрешностью около 2%.

  • Датчики расхода топлива, контролирующие количество топлива, проходящее по топливной магистрале. Обладают погрешностью около 0.5%.

                
Датчик уровня топлива          Проточный датчик расхода топлива 

Этапы подключения датчиков в хозяйстве

Для того чтобы обеспечить высокую эффективность работы системы, все датчики необходимо устанавливать в правильной очередности:

1.       Терминалы мониторинга

2.       Метки механизаторов

3.       Топливные датчики

4.       Метки орудий

5.       Датчики для комбайнов

6.       Системы контроля высева

7.       Контроль внесения удобрений

8.       Датчики моточасов и глубины

9.       CAN шины


обзор платформы датчиков и расположения Windows - Win32 apps

  • Статья
  • Чтение занимает 3 мин
  • Участники: 2

Были ли сведения на этой странице полезными?

Да Нет

Хотите оставить дополнительный отзыв?

Отзывы будут отправляться в корпорацию Майкрософт. Нажав кнопку "Отправить", вы разрешаете использовать свой отзыв для улучшения продуктов и служб Майкрософт. Политика конфиденциальности.

Отправить

В этой статье

операционная система Windows 7 предоставляет встроенную поддержку устройств датчиков. Сюда входит поддержка датчиков расположения, например устройств GPS. в рамках этой поддержки платформа датчиков и расположений Windows предоставляет стандартный способ предоставления производителям устройств датчиков для разработчиков и потребителей программного обеспечения. В то же время платформа предоставляет разработчикам стандартизированный API и интерфейс драйвера устройства (DDI) для работы с датчиками и данными датчиков.

Сведения о сенсорных устройствах

Датчики имеют много конфигураций, и с определенной точки зрения почти все, что предоставляет данные о физических явленийах, может называться датчиком. Несмотря на то, что обычно используются датчики как аппаратные устройства, логические датчики также могут предоставлять информацию посредством эмуляции функций датчика в программном обеспечении или микропрограмме. Кроме того, одно аппаратное устройство может содержать несколько датчиков.

платформа датчиков и расположения Windows упорядочивает датчики по категориям, которые представляют широкие классы устройств датчиков, и типы, представляющие определенные виды датчиков. Например, датчик в видеоигровом видеоконтроллере, который определяет положение и движение руки игрока (например, для игры видео боулинг), будет классифицироваться как датчик ориентации, но его тип будет 3-D акселерометр. в коде Windows представляет категории и типы с помощью глобально уникальных идентификаторов (guid), многие из которых являются предопределенными. Производители устройств могут создавать новые категории и типы, определяя и публикуя новые идентификаторы GUID, когда это необходимо.

Расположение устройств состоит из одной особенно интересной категории. На данный момент большинство пользователей знакомы с глобальными системами позиционирования (GPS). в Windows датчик GPS является частью категории "расположение". Категория расположения может включать другие типы датчиков. Некоторые из этих типов датчиков основаны на программном обеспечении, например сопоставитель IP-адресов, который предоставляет сведения о расположении на основе адреса в Интернете, средства триангуляции для мобильного телефона, определяющего расположение на основе ближайших Towers, или поставщика сетевых расположений Wi-Fi, считывающего сведения о расположении из подключенного концентратора беспроводной сети.

Сведения о платформе

платформа датчиков и расположения Windows состоит из следующих компонентов разработчика и пользователя:

  • DDI позволяет Windows обеспечить стандартный способ подключения устройств датчиков к компьютеру и предоставления данных другим подсистемам.
  • API датчика Windows предоставляет набор методов, свойств и событий для работы с подключенными датчиками и данными датчиков.
  • api расположения Windows, который основан на api датчика Windows, предоставляет набор программных объектов, включая объекты сценариев, для работы со сведениями о расположении.
  • Панель управления "расположение и другие датчики" позволяет администраторам компьютеров устанавливать датчики, включая датчики расположения, для каждого пользователя.

В следующих разделах описываются все эти компоненты.

Схема архитектуры

На следующей схеме показана связь между компонентами.

Интерфейс драйвера устройства

производители датчиков могут создавать драйверы устройств для подключения датчиков к Windows 7. драйверы устройств датчиков реализуются с помощью модели драйверов Windows для портативных устройств (WPD), основанной на инфраструктуре Windows пользовательского режима (UMDF). Многие драйверы устройств были написаны с помощью этих платформ. Так как эти технологии установлены, опытные программисты по драйверам устройств найдут драйвер датчика как привычную задачу. DDI датчика использует определенные типы данных и интерфейсы UMDF и WPD, а также определяет конкретные команды и параметры WPD, где это необходимо. дополнительные сведения о создании драйверов датчиков устройств см. в разделе Windows Driver Kit.

API датчика

API датчика позволяет разработчикам C++ создавать программы на основе датчиков с помощью набора COM-интерфейсов. API определяет интерфейсы для выполнения стандартных задач программирования датчика, включающих управление датчиками по категориям, типам или ИДЕНТИФИКАТОРам, управление событиями датчика, работу с отдельными датчиками и коллекциями датчиков, а также работу с данными датчика. Windows SDK включает файлы заголовков, документацию, примеры и средства, помогающие разработчикам программного обеспечения использовать датчики в Windowsных программах. В этой документации описывается API датчика.

API расположения

API расположения, основанный на API датчика, предоставляет простой способ получения данных о географическом расположении и защите конфиденциальности пользователей. API расположения предоставляет свои функциональные возможности через набор COM-интерфейсов, представляющих объекты. Эти объекты могут использоваться программистами, которые понимают, как использовать COM через язык программирования C++ или в языках сценариев, таких как JScript. Поддержка сценариев обеспечивает простой доступ к данным о расположении для проектов, которые выполняются в зоне локального компьютера, например мини-приложения. Windows SDK включает файлы заголовков, документацию (включая справочную документацию по сценариям), образцы и средства, помогающие разработчикам веб-приложений и программных продуктов использовать сведения о расположении в своих программах.

Панель управления "расположение и другие датчики"

Windows 7 содержит панель управления, которая позволяет администраторам компьютеров включать или отключать датчики для всей системы или для каждого пользователя. Поскольку некоторые датчики могут предоставлять конфиденциальные данные, этот пользовательский интерфейс предоставляет администраторам контроль над тем, имеют ли все программы доступ к каждому датчику для каждого пользователя. Пользователи также могут просматривать свойства датчика и изменять описание датчика, отображаемое в пользовательском интерфейсе.

Панель управления также предоставляет страницу расположения по умолчанию, с помощью которой пользователи могут указать свое расположение. Если датчик недоступен, платформа будет использовать указанное пользователем расположение. Пользователи могут предоставлять поля с административным адресом, включая улица, город, штат, район, страну или регион.

Сведения об API датчика

Windows Веб-сайт центра разработчиков оборудования

Центр разработчиков для Windows

Типы ультразвуковых датчиков - новости и публикации компании "Радиомед Центр"


Радиомед Центр предлагает большой выбор ультразвуковых датчиков. Ниже приведено описание основных типов.

Датчики работают на основе пьезоэлектрического эффекта. При подаче тока на монокристалл возникают механические колебания с излучением ультразвуковых волн. Так работает трансдьюсер (датчик). Лучше ознакомиться с работой ультразвука вы можете тут.

Линейные датчики 

Частота 3-15 МГц. 5 типоразмеров 
Кристаллы расположены в линию и издают звуковую волну поочередно, создавая большое прямоугольное поле обзора. За счет большой частоты позволяют получать изображение в высоком разрешении. Но при этом маленькая глубина сканирования не более 11 см. Неудобство использования из-за плоского наконечника и большого размера.
Линейные датчики используются для исследования щитовидной железы, молочных желез, небольших суставов, мышц, сосудов.

Конвексные датчики

Частота 1,8 – 7,5 Мгц
За счет изгиба и меньшего размера обеспечивает лучшее прилегание к телу. Изображение больше датчика и нужно п
Используется для исследования органов брюшной полости и забрюшинного пространства, мочевой системы, тазобедренных суставов, плода на поздних стадиях беременности.

 

Секторальные датчики 

Частота 1,5 - 5 Мгц
Для исследования небольших участков на большой глубине. Значительное несоответствие реальным размерам.
Используются для исследования сердца.

Микроконвексные датчики 

 

Имеют различную кривизну рабочей поверхности (апертура) и различный угол дуги. Обеспечивают широкий обзор. Используется в акушерстве и гинекологии

 

 

 Чреспищеводные датчики ТЭЭ 

Используются для исследования сердца со стороны митрального клапана. Имеют вращающийся излучатель. Есть датчики для трехмерного и четырехмерного сканирования.

 

Би-плановые датчики

Имеют два совмещенных излучателя. 
Конвексный+ конвексный
Линейный+ конвексный
Дают поперечный и продольный срез. У некоторых производителей есть трехплановые с одновременным выводом изображения.
Применяются для диагностики и контроля брахитерапии простаты.

 

Объемные 3D/4D датчики

Механические датчики с кольцевым вращением делают посрезовое сканирование органа. Затем данные преобразуются в изображение. Возможно применение 4d Multi slicing - ультразвуковая томография. Получение и просмотр всех срезовых изображений. 
Используются для получения трехмерных изображений при исследовании плода, сердца, брюшных органов.

 

Матричные датчики

1\5 D - полуторамерные
2 D - двухмерные позволяют делать трехмерные изображения в реальном времени.

 

 

Карандашные (слепой допплер CW) 

Датчики с разделенным приемником и излучателем. В слепом допплере нет черно-белого режима.
Используют для крупных артерий и вен всех конечностей, шеи, сердца.
Для исследования вен 4-8 Мгц.
Для исследования сердца 2 Мгц.

 

Видеоэндоскопические датчики 

Совмещают в себе гастрофиброскоп/бронхофиброскоп и ультразвук. Работают совместно с видеоэндоскопической стойкой стороннего производителя

 

Игольчатые (катетерные)

Микродатчики для ввода в труднодоступные полости, сосуды, сердце.

 

Лапароскопические 

Тонкая трубка с излучателем на конце для контроля лапароскопических операций.

Для чего нужны датчики приближения и каков принцип их работы? Прочтите статью, чтобы узнать об этом больше!

Сегодня сложно представить современные системы автоматизации без передовых датчиков приближения. Такие элементы играют ключевую роль во многих устройствах, и их использование ограничивается только изобретательностью инженеров. Существует несколько типов датчиков приближения, в том числе: индуктивные датчики, лазерные и оптические датчики, ультразвуковые датчики, магнитные датчики и емкостные датчики.Чем они характеризуются и каково их применение? Проверять!

В этой статье вы узнаете:

  • По какому принципу работает датчик приближения?
  • Как работают индуктивные датчики?
  • Как работают лазерные и оптические датчики?
  • Как работают ультразвуковые датчики?
  • Как работают магнитные датчики?
  • Как работают емкостные датчики?

Датчики приближения - для чего они нужны?

21 век – это не только бурное развитие компьютеров и информационных технологий, но и автоматизация.Однако все более совершенные устройства нуждаются во все большем количестве различных типов датчиков. Среди них мы можем найти простые датчики, основной задачей которых является сигнал о присутствии, а также очень продвинутые датчики для обработки трехмерных изображений. Однако чаще всего в автоматизации используются датчики приближения. Для чего они? Их основная задача — сигнализировать о наличии объекта бесконтактным способом. Ниже перечислены наиболее популярные типы датчиков приближения.

Индуктивные датчики

Первые модели таких датчиков появились в 1960-х годах и по сей день являются одними из наиболее часто используемых в системах автоматизации. Такие индуктивные датчики (например, Truck BI2-EG08-AN6X-V1131) идеально подходят, когда необходимо обнаружить элемент из металла на очень близком расстоянии от датчика. Индуктивные датчики приближения могут отличаться корпусом и его типом. Однако структура каждого индуктивного датчика состоит из следующих частей:

  • катушка,
  • осциллятор,
  • схемы обнаружения,
  • выходных цепей.

Каков принцип работы индуктивного датчика приближения? В таких датчиках переменный ток вырабатывается генератором, а затем проходит через катушку для создания магнитного поля. Именно направление установки катушки определяет, где находится активная поверхность датчика. Когда металлический предмет попадает в поле обнаружения датчика, он создает магнитное поле, направленное противоположно полю, создаваемому катушкой. Это приводит к уменьшению амплитуды колебаний и обнаруживается схемой обнаружения.Это активирует выходные цепи. Эти типы датчиков приближения чаще всего используются в промышленном секторе.

Корпуса индуктивных датчиков могут быть самыми разными, но наиболее популярными и наиболее покупаемыми являются цилиндрические датчики (например, XSAV11373 SCHNEIDER). Индуктивные датчики приближения могут обнаруживать различные типы металлов.

При выборе индуктивного датчика обратите внимание на такие параметры, как:

  • диапазон датчика - обычно выражается как максимальный диапазон индуктивного датчика.Это зависит от того, из какого металла сделан обнаруженный объект.
  • гистерезис - чаще всего выражается в процентах, входит в функцию диапазона датчика. Это разница в расстоянии, на которое реагирует индуктивный датчик, когда металл приближается к поверхности датчика и удаляется от нее. Величина гистерезиса в основном зависит от типа и размера датчика и обычно не превышает 20% диапазона измерения.
  • материальный фактор (уменьшение диапазона) - для данного типа датчиков используется шкала значений материального фактора.Он определяет приблизительный диапазон действия индуктивного датчика для данного материала.
  • лицевая сторона сенсора - то, как установлена ​​лицевая сторона сенсора, также очень важно. От этого зависит, будет ли дальность действия датчика больше или меньше. Инкапсулированная поверхность индуктивного датчика приближения обычно имеет меньший радиус действия, но более точную точку подключения. С другой стороны, неразработанные сенсорные головки имеют больший радиус действия, но менее точную точку крепления.
  • Степень защиты (назначение и сопротивление датчика) - определение условий и где можно использовать датчики приближения.

Оптические и лазерные датчики

Другим типом датчиков приближения являются фотоэлектрические датчики, в которых источником света являются, например, лазерные диоды (например, Banner QS18VP6LAF). Часто производители используют модуляцию светового луча, что значительно снижает шум и энергопотребление. Чаще всего на рынке можно встретить лазерные датчики приближения, в которых передатчик совмещен с источником света, хотя есть и модели с отдельными модулями.Благодаря лазерным датчикам можно обнаруживать даже очень маленькие объекты и даже их минимальные смещения. Датчики этого типа быстро реагируют, а также характеризуются очень большой дальностью обнаружения. С другой стороны, проблема может заключаться в высокой чувствительности лазерных датчиков к загрязнению. На рынке мы можем найти лазерные датчики, которые используют прямое отражение от объекта, которые используют отражение от отражателя на объекте (объект обнаруживается, когда он загораживает испускаемый световой луч), и используют отражение поляризованного света (он реагирует только на луч с заданного направления, а другие лучи игнорируются).Некоторые модели работают с использованием так называемого барьеры (передатчик и приемник отделены друг от друга). Обнаружение объекта происходит, когда этот объект разрывает балку между двумя модулями. На рынке также имеются оптические датчики, в которых вместо лазерного диода используются светодиоды (например, XUX1ARCNT16 SCHNEIDER). Однако принцип работы оптического датчика аналогичен принципу действия лазерной версии.

Ультразвуковые датчики приближения

Ультразвуковые датчики

— это решение, которое как минимум на 30 лет моложе, чем, например, оптические или индуктивные датчики.В ультразвуковых датчиках (например, Banner QS18UPAQ8) ультразвуковая волна излучается в сторону обнаруженных объектов. Когда эта волна действительно достигает объекта, она отражается от него и возвращается к датчику. Однако в этом случае проблема заключается в том, что ультразвук может также отражаться от объектов, которые не измеряются (например, корпуса машины). Поэтому во избежание искажения измерения считается время, прошедшее от отправки до приема волны. Когда это время меньше, чем предполагалось ранее, датчик распознает, что он обнаружил объект, а когда больше — отражение было от машины или стены.Ультразвуковые датчики приближения имеют множество преимуществ, в т.ч. они устойчивы даже к крупным загрязнениям, могут работать в жидкости и обнаруживать различные типы объектов.

Магнитные датчики приближения

Магнитные датчики (например, электронный MZ070186) относятся к простейшим датчикам приближения. Принцип их действия заключается в управлении контактами под действием магнитного поля, источником которого может быть электромагнит или постоянный магнит. В зависимости от модели датчика контакты могут быть приспособлены для проведения малых токов или для высоких индуктивных нагрузок.В отличие от других датчиков приближения, магнитные датчики имеют простую конструкцию, в них нет электроники, которая могла бы сломаться. Благодаря тому, что магнитные датчики приближения обладают высокой устойчивостью к пыли и высоким температурам, а также магнитным вибрациям, их можно использовать в сложных условиях эксплуатации.

Такие датчики приближения также обладают высокой устойчивостью к перегрузкам и перенапряжениям, а датчики могут использоваться в различных системах автоматизации (например,для пневматических цилиндров). Однако следует учитывать низкую чувствительность таких датчиков и необходимость использования магнитов или электромагнитов.

Емкостные датчики приближения

Емкостные датчики

(например, L80. CDWM3020ZPM SELS) могут использоваться для обнаружения как металлических объектов, так и других типов препятствий (вода, дерево, пластик и т. д.). Особенно возможность обнаружения предметов из пластика означает, что емкостные датчики охотно устанавливаются в системы упаковочных машин, но их также используют, например, для обнаружения наполнения бака жидкостью и т.д.Датчик этого типа работает путем измерения изменения емкости между объектом и датчиком. При этом создается конденсатор, емкость которого зависит от расстояния между объектом и датчиком. Когда объект появляется в поле обнаружения, емкость конденсатора увеличивается, что сигнализирует генератору о работе. Увеличилась или уменьшилась частота, определяется схемой обнаружения и приводит в действие усилитель, который питает контакты реле.

Большим преимуществом емкостных датчиков является возможность простой настройки их чувствительности (рабочего расстояния).Эта чувствительность зависит от размера датчика, а также материала обнаруживаемого объекта.

Кроме того, емкостные датчики чрезвычайно устойчивы к помехам, таким как: пыль, аэрозоль в воздухе или электромагнитное воздействие. По этой причине емкостные датчики приближения используются в различных отраслях промышленности – пищевой, автомобильной, а также в складской и переносной технике.

Датчики приближения в предложении Onninen

На рынке представлены различные типы датчиков приближения, и производители превосходят друг друга в инновационных дизайнерских решениях.Это означает, что вы можете легко выбрать правильный датчик для данной системы автоматизации и в полной мере использовать его возможности. Вы можете выбрать датчики приближения в зависимости от ваших предпочтений. Вы можете выбрать среди прочего емкостный датчик, индуктивный датчик, лазерный или оптический датчик, ультразвуковой датчик, магнитный датчик. Ознакомьтесь с предложением датчиков приближения в магазине Onninen и выберите продукт, соответствующий вашим потребностям!

См. Датчики приближения в магазине

.

Промышленные датчики - конструкция, виды, эксплуатация

Промышленные датчики - элементы системы автоматизации, задачей которых является обнаружение и регистрация сигналов из окружающей среды, важных с точки зрения алгоритма управления. В настоящее время они необходимы для работы большинства машин и технологических линий.

Современные системы промышленной автоматизации требуют использования датчиков для интеллектуального обнаружения объектов, оценки/измерения параметров процесса, важных с точки зрения управления автоматикой.Мы можем понимать промышленные датчики как органы чувств технологии. Какими бы сложными ни были требования, правильно подобранные датчики могут справиться со многими проблемами, став надежным решением во многих приложениях. К неоспоримым преимуществам использования промышленных датчиков относятся повышение эффективности машин, повышение качества продукции, снижение риска простоя машин и вклад в экономию энергии.

Одними из наиболее широко используемых являются датчики приближения.Бесконтактные, т.е. предназначенные для бесконтактного обнаружения элементов. Во многих приложениях без них не обойтись. Их задача — бесконтактная сигнализация присутствия объекта. Это включает датчики: емкостные, индуктивные, фотоэлектрические. Каждый из них использует разный принцип работы, а выбор и применение зависят от конкретного приложения, от рабочей среды.

Типы промышленных датчиков

- Датчики приближения - емкостные датчики
- Датчики приближения - Индуктивные датчики
- Датчики температуры
- Датчики давления
- Фотоэлектрические датчики (оптические датчики приближения)
- Датчики наклона

Датчики приближения

Датчики приближения популярного типа.Они используются везде, где есть необходимость в бесконтактном обнаружении объектов. Датчики, подключенные к счетчикам, контроллерам или реле, могут подсчитывать элементы, обороты или контролировать положение движущихся частей.

Индуктивные датчики приближения

Индуктивные датчики приближения используются при необходимости бесконтактного обнаружения металлических предметов. Принцип работы основан на взаимодействии, связанном с попаданием контролируемого объекта в переменное высокочастотное электромагнитное поле, генерируемое датчиком.Обнаружение металла датчиком приближения происходит в его рабочей зоне, которая различается в зависимости от типа датчика и может составлять от нескольких до нескольких десятков мм. В каталогах рабочая зона указана для стали. В случае с другими металлами следует учитывать поправочный коэффициент – укорачивается рабочая зона.

Датчик приближения ТС12-05П-2

Индуктивные датчики используют явление изменения напряженности магнитного поля внутри обмотки катушки (рис.4). Принудительный поток тока создает электромагнитное поле вокруг катушки, которое воздействует на металлические детали в пределах диапазона действия датчика. Датчик отслеживает изменения электромагнитного поля в пределах диапазона действия датчика. Величина изменений зависит от расстояния элементов от поверхности датчика. Регулируя чувствительность сенсора, можно изменить диапазон сенсорного поля.

Рис. 4. Конструкция и работа индуктивного датчика, источник [3]на металлах, рассеивающих магнитное поле, таких как алюминий, латунные сплавы, бронза и т. д., или на металлах, фокусирующих магнитное поле.

Отдельные параметры индуктивных датчиков приближения
(Некоторые из этих параметров применимы и к другим датчикам, рассмотренным в статье.)

1. Диапазон датчика
Рабочая область - диапазон датчика - это базовый параметр каждого датчика этот тип. Диапазон зависит от размера катушки, которая является элементом обнаружения, и пропорционален длине датчика.Вы можете увидеть различные описания для параметра диапазона датчика. Наиболее распространенным параметром является максимальный диапазон датчика Sn. Датчик откалиброван для низкоуглеродистой стали. В спецификации также указаны такие параметры, как рекомендуемый/рабочий диапазон Sa. Чаще всего указывается как переводной коэффициент 0,81Sn. Калькулятор получается с учетом переменных значений источника питания, температуры, а также электронных компонентов, используемых для построения датчика.

Рис. 5. На питатель устанавливаются алюминиевые крышки, их наличие фиксируется индуктивным датчиком с маркировкой 45У7, источник [4]

Рис.6. Диапазон параметров датчика, источник [4]

2. Гистерезис
Датчики имеют гистерезис, под которым понимается задержка реакции на внешний фактор. Гистерезис представлен в виде процентного значения в зависимости от диапазона датчика и зависит от типа и размера датчика. Она не должна превышать 20% диапазона измерения. Результатом гистерезиса является изменение точки переключения выхода при перемещении объекта в направлении по отношению к лицевой стороне датчика.

Рис.7. Зона чувствительности индуктивного датчика, источник [6]

Внимание!
Что делать, если вам нужна точка переключения с высокой воспроизводимостью? Выбирайте датчик с маленькой катушкой и малым радиусом действия!

3. Уменьшение диапазона
Благодаря приблизительным эталонным значениям для различных материалов мы можем приблизительно определить диапазон датчика для данного материала.

Таблица 1. Таблица 1. Диапазон датчиков для выбранных материалов на основе [4]

4.Корпус лица
Стоит обратить внимание на корпус датчика лица, у которых со свободной головкой радиус действия больше. Преимуществом датчиков с закрытой лицевой стороной является точная точка переключения.

Рис. 8. Примеры индуктивных датчиков с закрытым фронтом и вытянутым фронтом, источник [6]

Также стоит помнить о принципах установки индуктивных датчиков - максимальное расстояние от другого индуктивного датчика, металлические элементы в пределах досягаемости. Каждый раз требуется тестирование датчиков в реальных условиях.

5. Частота переключения
Это максимальная частота, с которой датчик может обнаруживать появляющиеся объекты - сигнализировать об их наличии на выходе. Стандартная частота переключения индуктивных датчиков находится в диапазоне 1кГц - 2,5кГц.

6. Параметры питания, тип и количество выходов

Рис. 9. PNP - После срабатывания датчика на выходе получаем ПЛЮС сигнал, например +28 В постоянного тока, NPN - После срабатывания датчик, выход получает МИНУС сигнал, т.е.-0,1ГДН, источник [8]

Чаще всего индуктивные датчики изготавливаются с дискретными (двоичными) коммутационными выходами PNP или NPN. Вы также можете найти универсальные версии, в которых можно подключить датчик в заданной полярности по вашему выбору. Для измерительных целей чаще всего используются версии от 4 до 20 мА или от 0 до 10В. Необходимо помнить, что расстояние от элемента детектирования влияет на амплитудное значение выходного сигнала.

Наиболее распространенными индуктивными датчиками являются датчики с одним выходом и двумя взаимодополняющими переключающими выходами (один нормально открытый и один нормально замкнутый), комбинации одного переключающего выхода и другого с IO-Link, импульсным выходом и выходом IO-Link, а также аналоговые датчики. уступить место датчикам с протоколами.

7. Назначение и степень защиты
Типичной ошибкой является подключение кабелей с более низкой степенью защиты к датчикам с высокой степенью защиты IP, например IP68, IP69K. При использовании датчика для работы в агрессивной среде нельзя забывать о кабеле, который также должен обладать высокой устойчивостью. Проще говоря, если вы используете датчик IP68, выберите кабель, соответствующий стандарту IP68. Также важно правильно подобрать материал, из которого изготовлен кабель, например, с повышенной маслостойкостью, для подвижных лотков или для работы в заданном диапазоне температур.Все это влияет на работу и сопротивление датчика.

Обычно используемые индуктивные датчики используются в стандартных приложениях и в нормальной среде. Наиболее распространены датчики в корпусах М12, М18, затем М8 и М30. Корпуса выполнены из никелированной латуни, а передние панели из пластика со степенью защиты IP69K.
Для обеспечения антисептических условий и контакта с пищевыми продуктами корпус датчика изготовлен из нержавеющей стали, а передняя часть датчика – из композитного материала без красителя.

Емкостные датчики приближения

Конструкция емкостных датчиков приближения напоминает упомянутые выше индуктивные датчики и отличается только принципом действия. Условно можно сказать, что он заключается в измерении емкости - датчик это одна оболочка, другая оболочка - предмет, приближающийся к грани датчика. Благодаря этому датчик может обнаруживать и неметаллические объекты: пластик, стекло, дерево, бумагу, органические материалы и многие другие.Следует помнить, что в зависимости от типа обнаруживаемого материала дальность «обзора» датчика может быть укорочена.
Дополнительным преимуществом емкостных датчиков приближения является их высокая устойчивость к электромагнитным помехам по сравнению с индуктивными датчиками.

Емкостный датчик приближения CM18-3008NC

Емкостные датчики реагируют практически на все. Следовательно, они используются для обнаружения неметаллических объектов.Емкостный датчик использует принцип конденсатора. Одна часть датчика представляет собой оболочку, которая является частью лицевой стороны датчика, а другая — узнаваемая часть. При приближении объекта (металла, жидкости, гранул) к датчику конденсатор меняет свою емкость. Если фактическая емкость значительно отличается от базовой емкости конденсатора, активируется выход датчика. Если в рабочей области датчика должен присутствовать материал с более высокой диэлектрической проницаемостью, изменение емкости регистрируется с помощью материала с более низкой диэлектрической проницаемостью.

Рис. 1. Емкостные датчики, принцип работы, источник [1] ​​

Для емкостного датчика стены и шторы не являются преградой, так как позволяют обнаруживать объекты, скрывающиеся под поверхностями. Применяются при контроле уровня наполнения и подачи жидкости, государственной регистрации в технологических процессах и конечного производственного контроля.

Рис. 2. Незакрытый датчик для контроля уровня сыпучих материалов – риск прилипания к поверхности датчика, источник [2]

Хотя емкостные датчики достаточно быстры для большинства приложений, они обращая внимание на низкую частоту переключения, которая обычно не превышает 50Гц (особенно по сравнению с индуктивными датчиками, со стандартной частотой переключения 1кГц - 2,5кГц.

Поэтому следует быть осторожным с вязкими жидкостями, прилипание которых к поверхности датчика может исказить его работу. Например: состояние датчика необходимо часто контролировать, особенно в приложениях для контроля вязких жидкостей, порошков с высокой гигроскопичностью. К счастью, можно свести к минимуму риск «обмана» датчика, используя датчики с закрытой лицевой стороной или специальными крышками, или рассмотреть возможность использования ультразвукового датчика.

Емкостные бесконтактные датчики обычно имеют возможность регулировки чувствительности (с помощью потенциометра или программного обеспечения), и, таким образом, можно настроить датчик в соответствии с приложением.

Датчики емкостные применяются при необходимости сигнализации уровня молока, воды, сыпучих пищевых продуктов, кормов, жиров, а также пресервов и соков и применяются для стабилизации уровня наполнения емкостей. Датчики этого типа подходят для процессов, включающих подсчет металлических деталей, обнаружение движения конвейерных лент и определение положения продуктов на ленте.

Примечания и замечания по использованию емкостных датчиков

1.Не превышайте максимальную частоту переключения емкостных датчиков. Помните, что емкостные датчики не такие быстрые, как индуктивные.
2. Из-за возможности фальсификации показаний датчика будьте осторожны, особенно при использовании для проверки гигроскопичных и вязких материалов. Если возможно, используйте ультразвуковой датчик или емкостный датчик с закрытой лицевой стороной или используйте специальную крышку, чтобы датчик не прилипал к ней.

Фотоэлектрические датчики (оптические)

Принцип работы фотоэлектрических датчиков заключается в отправке и приеме модулированного светового луча. Это может быть видимый, инфракрасный или лазерный свет. Элементы на пути света прерывают луч, вызывая управляющий выход. Наиболее распространенными датчиками являются: рефлекторные, рефлекторные, преградные и щелевые датчики.

Датчик фотоэлектрический G18-D10PH рефлекторный

Несомненным преимуществом оптических датчиков является их большая рабочая зона, которая может достигать нескольких десятков метров.Это свойство чаще всего используется при реализации барьерной функции, например, для ограждения проходной зоны световой завесой. Следует помнить, что работа этих датчиков может быть затруднена в запыленной среде - пыль может осесть на передатчике или приемнике и, следовательно, прервать пучок лучей, тем самым искажая работу датчика.


Вышеперечисленные промышленные датчики успешно применяются в машинах с различными производственными характеристиками.Кроме того, стоит подумать о подборе держателей, входящих в систему крепления датчиков, и готовых соединительных кабелей для датчиков.

Ссылки
1. Емкостные датчики, http://pgsystems.pl/produkty/czujniki-procesowe-i-pojemnosciowe.htm, по состоянию на 26 июня 2020 г.
2. Датчики приближения, https://iautomatyka.pl/czujniki- zlizacyjne -responsibility-types-application- наиболее часто совершаемые-ошибки, доступ 26 июня 2020 г.
3. Жилка В., Жилка М., Датчики в практике инженерного образования, Образование - Техника - Информатика, № 4/22 /2017
4.Емкостные датчики и датчики приближения - статья IAutomatyka.pl, https://tiny.pl/7cl3s, по состоянию на 26 июня 2020 г.
5. Индуктивные датчики в системах промышленной автоматизации, https://polskiprzemysl.com.pl/utrzymanie-ruchu/czujniki - Measurements-Systems-Vision / Sensor-Inductive /, по состоянию на 26 июня 2020 г.
6. Емкостные, индуктивные и фотоэлектрические датчики, https://elektrosystemy.pl/?p=11846, по состоянию на 26 июня 2020 г.
7. Датчики приближения для промышленности в предложении Micros, https: //www.elektroonline.en / a / 10319, Предлагаемые микродатчики приближения для промышленности, Электроника, по состоянию на 26 июня 2020 г.
8. Датчики типа PNP и NPN. Краткое описание, https://termoregulatory.pl/pl/blog/p-czujniki-typ-pnp-i-npn-krotki-opis, по состоянию на 26 июня 2020 г.

.

Типы датчиков и рекомендации

Успех измерения физической величины зависит от того, какие датчики используются для приложения.

Дискретное измерение, называемое цифровым измерением, повсеместно используется в автоматизации. Он использовался с момента изобретения систем релейной логики, задолго до распространения программируемых контроллеров (ПЛК), и до сих пор используется для упрощения логики блоков ПЛК.Каждый дискретный цифровой датчик передает сигнал ноль-единица, что позволяет блоку ПЛК игнорировать уровни аналогового срабатывания, мертвые зоны сигнала, время обнаружения и другие параметры, препятствующие измерению.

Этот сигнал может означать «я вижу объект», «давление в машине превышает 5 бар», «привод достиг своего положения», «нагреватель достиг заданной температуры» или иметь множество других значений. Надежная работа машины в значительной степени зависит от правильного использования соответствующих датчиков.В каждом из этих случаев потребуется использование другого датчика.

Рис. 1. Датчики положения с крышкой и без нее. Стоит обратить внимание на дополнительную пластиковую деталь (желтого цвета) в версии без крышки.

Популярные типы датчиков

Концевые выключатели

Все еще популярные концевые выключатели обычно имеют механический переключатель, который включается или выключается при контакте с объектом. Они бывают разных размеров и форм и предлагают такие варианты, как отсутствие необходимости прямого контакта.Несмотря на их простоту и доступность, во многих приложениях уже используются бесконтактные датчики без движущихся частей благодаря их универсальности и долговечности. В случае классических датчиков значительное неудобство в некоторых приложениях заключается в том, что они требуют некоторой формы прямого контакта с обнаруживаемым объектом.

Герконы

Герконы, наиболее часто используемые в пневматических системах, снабжены контактом - электрическим переключателем, включаемым и отключаемым магнитом.Обычно они устанавливаются на приводы, в которых поршень имеет встроенный магнит. Стоит подчеркнуть, что не всегда хорошо определять положение поршня. Например, когда он приводит в движение механизм, конец которого толкает предмет в заданное положение. Что делать, если штифт выпадает из механизма? Что делать, если механизм запаздывает или разболтался? Гораздо выгоднее регистрировать движение концевой части механизма, соприкасающейся с объектом, чем отслеживать положение поршня. Поскольку герконовые переключатели по сути являются механическими датчиками (подвижный контакт), вопрос долговечности аналогичен вопросу о концевых выключателях.В приводах есть датчики положения поршня, которые не имеют движущихся частей и могут использоваться вместо герконов.

Рис. 2. Фотоэлектрические датчики, создающие помехи друг другу.

Датчики приближения

Датчики приближения — это еще один тип датчиков, работающих с использованием явления индукции, для которого требуется присутствие металла, предпочтительно содержащего железо. Неферромагнитные металлы, такие как алюминий и медь, также могут работать с таким датчиком, но обнаруживаются не так хорошо, как железо.В этом случае дальность, диапазон обнаруживаемой области будет меньше, а объект должен быть больше, чтобы быть обнаруженным (иногда даже до такой степени, что эта функция становится бесполезной). Тогда есть два способа улучшить обнаруживаемость объекта:

  1. Установка стального винта в неферромагнитный объект, чтобы облегчить его обнаружение датчиком приближения.

2. Используйте датчик дальнего действия или датчик без крышки. Это два названия одного и того же типа датчика, чувствительность которого выше из-за отсутствия металлической оболочки на конце датчика.

Существуют также другие типы датчиков, в которых не используется принцип индуктивности (емкостные или ультразвуковые) и которые могут обнаруживать объекты, изготовленные из материалов, отличных от металлов. Однако это настолько редкое решение, что, когда технические специалисты говорят о датчике приближения, обычно предполагается, что это индуктивный датчик.


Ключевые понятия и правила реализации PE (фотоэлектрических) датчиков

→ Видимый и инфракрасный свет: Пользователь обычно сталкивается с задачей настройки, заключающейся в том, чтобы направить свет на приемник, что намного проще, если мы его видим.Поэтому следует использовать видимый свет, когда нет необходимости в инфракрасном (ИК).

→ Утечка сигнала: Свет от этих датчиков может создавать помехи для других датчиков и световых завес. Следует помнить, что луч света представляет собой не прямую линию, а конус и может мешать работе других устройств, работающих с той же длиной волны ( рис. 2 ).


Есть много способов решить проблему перекрестного сигнала:


→ Различные направления излучения света, , когда датчики PE расположены близко друг к другу.Например, если два датчика измеряют на конвейере на расстоянии 150 мм друг от друга, первый должен иметь излучатель слева, а второй — справа.

→ Использование различных длин волн. Например, световые завесы обычно используют инфракрасный свет. Если поблизости работает другой датчик PE, он должен работать с видимым светом.

→ Используйте шторки датчиков, , чтобы сузить поперечное сечение светового луча.

→ Датчик нормально включен или нормально выключен: Должен ли датчик включаться при обнаружении света или когда нет? Обычно это можно установить с помощью отвертки или кнопки.

→ Точность: Популярные датчики PE не обеспечивают точного обнаружения объектов. Например, обнаружение пакетов на конвейере с помощью отражения датчиком ПЭ может быть точным только с расстояния 25-50 мм. Использование оптических волокон и апертур для уменьшения площади излучаемого (и принимаемого) света может помочь повысить точность.

→ Лазеры: Эти датчики дороже, но имеют много преимуществ, таких как способность определять расстояние, а не только наличие света. Они также обнаруживают прозрачные предметы из пластика или стекла.


Фотоэлектрические датчики

Датчики фотоэлектрические

(ФЭ - фотоглазок ) оснащены передатчиком и приемником. Эти элементы иногда являются частью одного датчика, а иногда и отдельными. Обычно это недорогие датчики для отслеживания объектов в системе.Иногда свет передается по оптоволокну или поступает напрямую от передатчика/приемника. Детали и объекты можно обнаружить по отражению от них света или по прерыванию светового луча, попадающего на приемник.

Выбор типа датчика

Сегодня на рынке представлено множество типов датчиков. Если вы выбираете датчик, который можно правильно прикрепить и указать его тип, при покупке стоит учитывать и другие характеристики:

PNP или NPN: Все датчики без движущихся частей имеют эту опцию.Это определяет направление тока. В США типичны датчики типа PNP, но если ваше оборудование получено из другого места, важно проверить, какие входные данные требуются вашему ПЛК. Если в руководстве по эксплуатации ПЛК указано, что для него требуется стоковой вход, то известно, что это датчик PNP. Если требуется вход источника, следует использовать датчик NPN. Некоторые модули работают с любыми типами датчиков. В этом случае определите, что подключено к общей точке подключения.Если на общую клемму подается 0 В пост. тока, датчик относится к типу PNP. Если 24 В постоянного тока, то это датчик типа NPN.

→ Двухпроводный или трехпроводной: В основном это выбор между механическим контактом (двухпроводным) и датчиком без движущихся частей (трехпроводным).

→ Датчик со съемным или встроенным кабелем: Многие датчики имеют постоянно встроенный кабель, но есть и датчики со съемным кабелем. Несмотря на несколько более высокую цену, датчики со съемным кабелем обычно облегчают техническое обслуживание.Если датчик вышел из строя, то нет необходимости покупать новый кабель.

В технологическом развитии было время, когда дискретные датчики были полностью цифровыми по своей природе, такими как подпружиненный механический клапан или ртутный термостат, но эта грань начинает стираться. Современные дискретные датчики часто измеряют такие значения, как давление, температура, сопротивление и количество света, по аналогии и преобразуют их в ноль-единицу с помощью небольших логических схем.Важно отметить, что многие из современных датчиков способны передавать эту информацию на блок ПЛК с использованием таких технологий, как IO-Link (консорциум IO-Link). Если есть данные и есть компьютер на месте, почему бы им не воспользоваться? Это относительно новая тенденция, которая еще не прочно закрепилась на рынке. Блок ПЛК и блок-схема программирования легли в основу концепции дискретных сигналов.


Джон Брин является владельцем компании Breen Machine Automation Services LLC.

.

Типы промышленных датчиков, используемых в промышленной автоматизации - Automatyka.pl

Введение:

В основе промышленной автоматизации, поддерживающей работу производственных линий, лежит новое поколение передовых интеллектуальных датчиков, подключенных через сети реального времени с малой задержкой к высокопроизводительным программируемым логическим контроллерам (ПЛК) и системам человеко-машинного интерфейса (ЧМИ).В промышленной автоматизации датчики играют очень важную роль в разработке интеллектуальных и высокоавтоматизированных продуктов. Машины могут обнаруживать, обрабатывать, анализировать и измерять различные положения, высоту, длину появления и любые смещения в производственных помещениях. Эти датчики также удовлетворяют потребности многих сенсорных приложений.

Что такое промышленный датчик?

Датчики/детекторы/преобразователи представляют собой электронные или электрические устройства.Эти специальные, чувствительные к электронике материалы обнаруживают, измеряют и обнаруживают изменения положения, температуры, смещения, электрического тока и многих параметров промышленного оборудования.

Доступно множество типов датчиков, преобразователей и детекторов, в том числе для обнаружения физического присутствия, такого как пламя, металлы, утечки, уровни или газ и химические вещества. Некоторые из них предназначены для обнаружения физических свойств, в то время как другие предназначены для обнаружения движения или близости. Для достижения этих целей используются различные технологии, в том числе индуктивные, магниторезистивные, ультразвуковые, оптические и емкостные.

Промышленные датчики уникальны в своих приложениях и средах, в которых они используются.Они должны обеспечивать отличные рабочие характеристики даже в экстремальных условиях в суровых и труднодоступных средах, таких как очень высокая или очень низкая температура, вибрация, высокая влажность и т. д.

Критерии выбора:

Выбор правильного датчика имеет решающее значение для проектирования вашей системы управления. Точность, тип вывода, время отклика и возможность подключения — вот некоторые характеристики, которые следует учитывать при выборе.

Как показано на рисунке ниже, различные датчики образуют промышленную систему управления.Они подключаются к основному контроллеру через интерфейсный модуль. Этот модуль включает в себя компонент формирования сигнала и аналоговый усилитель усиления для усиления мощности сигнала. Аналоговые датчики производят постоянный выходной сигнал в диапазоне от нескольких микровольт (мкВ) до нескольких милливольт (мВ) пропорционально измеряемой величине. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) преобразует аналоговый сигнал в цифровой формат для повышения точности и аккуратности. Логический контроллер является мозгом системы управления, получает сигнал датчика, обрабатывает его в соответствии с требованиями приложения и отправляет управляющий сигнал через привод на выходные устройства.К ним относятся управление шаговым двигателем, привод двигателя конвейерной ленты или любое другое устройство с механическим приводом.


Рисунок 1: Блок-схема различных датчиков, подключенных к промышленной системе управления

Следующие промышленные датчики используются в системах промышленной автоматизации и производственных процессах. Промышленная автоматизация включает в себя множество типов датчиков. Element14 сотрудничает с ведущими в отрасли поставщиками, поддерживающими широкий спектр промышленных датчиков.Мы рассмотрим несколько различных сенсорных технологий. (Для получения дополнительной информации об этих продуктах, пожалуйста, нажмите здесь)

  • Датчик положения и скорости:

Измерение скорости и положения часто требуется в контурах обратной связи, позиционировании и управлении скоростью. Он измеряет расстояние, пройденное любым устройством, начиная с эталонного положения устройства или путем «углового перемещения»/вращения Для получения дополнительной информации о датчике положения нажмите здесь, а для продуктов с датчиками скорости нажмите здесь.

Потенциометр представляет собой тип "датчика положения" и чаще всего используется для измерения смещения или расстояния до объекта при вращательном или прямолинейном движении. Он состоит из скользящего контакта, прикрепленного к механическому валу. Этот вал может двигаться линейно ( ползункового типа) или под углом (вращающийся), что приводит к изменению значения сопротивления между двумя концевыми соединениями и грязесъемником/золотником. Следствием является электрический выходной сигнал с пропорциональным соотношением между значением сопротивления и фактическим положением грязесъемника на этот путь сопротивления.Потенциометры действуют как делители напряжения и являются аналоговыми датчиками. На рисунке ниже показаны распространенные типы потенциометров, включая обмоточный провод, металлокерамику и пластиковую пленку. Положительным аспектом потенциометра является то, что для недорогого управления ему нужен аналоговый сигнал. Пожалуйста, нажмите здесь для получения дополнительной информации о продукте).


Рис. 2: Принцип работы аналогового сенсора-потенциометра

Датчик линейного положения является синонимом точного положения и играет ключевую роль в автоматическом управлении.Датчики измеряют линейное положение устройства.Прекрасным примером датчика этого типа является линейный дифференциальный трансформатор (LVDT) . Датчик состоит из движущегося магнитного сердечника внутри цилиндра. Гильза цилиндра содержит первичную колебательную катушку, управляемую напряжением. Гильза содержит две вторичные катушки, которые воспринимают это колебательное напряжение, равное смещению.Это автоматическое обнуление, достигаемое с помощью двух катушек, делает LVDT точным в субмиллиметрах.Преобразование сигнала LVDT использует модуляцию переменного тока, сравнение фаз и демодуляцию. Тогда высокоточный LVDT имеет высокую точность и может работать в любых сложных условиях. Для получения дополнительной информации об этих продуктах, пожалуйста, нажмите здесь.

Оптические энкодеры — это цифровые датчики. Они обычно используются для обеспечения обратной связи о положении исполнительных механизмов. Эти датчики состоят из стеклянного или пластикового диска, вращающегося между источником света (светодиодом) и парой фотодетекторов.Диск кодируется чередующимися темными и светлыми секторами. Вращение этого диска создает импульс. Щелкните здесь для получения дополнительной информации об этих продуктах.

Импульсы от светодиодов в инкрементальных энкодерах подсчитываются для определения положения вращения. Для определения направления используются два детектора, а начальная точка определяется индексным импульсом.Уникальный код абсолютного энкодера может обнаруживать каждое угловое положение в «коде Грея», двоичном коде с минимальным изменением.Для этих компактных и прочных энкодеров требуется точная информация о положении и цифровой контур обратной связи.

Тахометр измеряет скорость вращения диска или вала на любой машине. В этом устройстве используется калиброванный аналоговый циферблат для отображения числа оборотов в минуту (об/мин), но цифровые дисплеи становятся все более распространенными.

Эти датчики, состоящие из сенсорной головки (оптической, индуктивной и емкостной), усилителя, детекторной схемы и выходной цепи (ТТЛ, твердотельное реле), обнаруживают наличие закрытых объектов и обнаруживают любой физический контакт.Их можно найти в промышленной автоматизации, подключенной к конвейерной линии, станках с цифровыми датчиками для обнаружения наличия или отсутствия объекта. Пожалуйста, нажмите здесь для получения дополнительной информации о продукте.

Датчики приближения оптические состоят из источника света (светодиода) и светоприемника (фототранзистора). Сигнал модулируется для минимизации условий окружающего освещения. Обычно используемые для подсчета контейнеров, контроля высоты штабеля и контроля уровня жидкости, эти датчики работают в трех режимах работы: а) лучевой режим с диапазоном 20 м, б) отражательный режим с диапазоном 1–3 м и в) диффузно-отражающий режим с диапазон 12-300 миллиметров. Эти датчики бесконтактны и нечувствительны к вибрациям и ударам.У них нет движущихся частей. Чтобы лучше понять такие продукты и содержащуюся в них информацию, нажмите здесь.

Ультразвуковые датчики приближения используют звуковой импульс 40 кГц-2 МГц для измерения времени полета и амплитуды. Они используются для предупреждения приближения о возможном столкновении и определения уровней твердых и жидких тел. Как показано на рисунке 3 ниже, датчики обнаруживают объекты, в которых обычные фотоэлементы не могут использоваться для измерения твердых и жидких веществ, определяют диаметр или петли материалов, таких как железо, бумага, и обнаруживают прозрачные объекты, такие как пластиковые фильтры, стеклянные бутылки и т. д.Для получения дополнительной информации о продуктах, пожалуйста, нажмите здесь.


Рис. 3: Работа Ультразвуковой датчик приближения

Емкостные и индуктивные датчики приближения. Эти два датчика отличаются тем, что индуктивные датчики используют локальные изменения магнитного поля для обнаружения присутствия металла, а емкостные датчики используют локальные изменения емкости, вызванные неметаллическими объектами. Оба надежные и прочные. Нажмите здесь для получения дополнительной информации о емкостных датчиках и здесь для продуктов с индуктивными датчиками приближения.

  • Датчик давления и силы

Существует множество методов измерения давления и силы. Сила часто преобразуется в изменение длины или высоты пружины. Затем разница размеров измеряется с помощью LVDT, и пьезоэлектрические материалы производят ток после деформации и тензодатчиков.

Датчики давления используются во многих типах оборудования, включая, помимо прочего, азотные и кислородные баллоны. Они также используются в оборудовании HVAC, управлении технологическими процессами и компрессорах и др. Некоторые из них бывают разных размеров, типов и спецификаций; для некоторых устройств требуются легкие и компактные датчики давления.Пожалуйста, нажмите здесь для получения дополнительной информации о продукте.

Датчики силы/крутящего момента делятся на два типа: Количественный датчик измеряет силу и определяет ее значение по отношению к электрическому сигналу. А датчик качества указывает на наличие соответственно большой силы независимо от того, приложена она или нет. Датчики силы используются во многих промышленных приложениях для распознавания нагрузки и сжатия, роботизированных рабочих органов, контроля постоянного натяжения и оборудования для соединения проводов.Для получения дополнительной информации об этих продуктах, пожалуйста, нажмите здесь.

Датчик ускорения и вибрации:

Акселерометры представляют собой полноконтактные преобразователи, которые обычно используются в высокочастотном оборудовании. Акселерометры используют пьезоэлектрический эффект. Датчики ускорения также используются для обнаружения вибраций. Датчики, встроенные в промышленные устройства, такие как осевые компрессоры и газовые турбины, обнаруживают высокочастотные сигналы вибрации, связанные с опорами подшипников, резонансами фундамента и корпуса и т. д.Они обнаруживают статическое смещение вала, реакцию на дисбаланс, несоосность, динамическую нестабильность и т. д. Нажмите здесь для получения дополнительной информации о продуктах для ускорения.

Датчики контроля вибрации помогают обнаруживать неисправности машины и предотвращать дорогостоящие вторичные повреждения. Вибрации часто измеряют с помощью керамического пьезоэлектрического датчика или акселерометра. Пожалуйста, нажмите здесь для получения дополнительной информации о продукте.

  • Датчики температуры и влажности:

Датчик температуры собирает информацию о температуре из определенного источника, а затем преобразует ее в удобочитаемую для наблюдателя или любого устройства. Датчики влажности определяют уровень влажности воздуха. Датчики влажности и температуры часто связаны друг с другом.Сочетание высокой температуры и воды приводит к испарению молекул воды, увеличивая влажность.Доступны различные датчики температуры в зависимости от конкретной среды и измеряемой среды. Термопары, термометры сопротивления (RTD), термисторы, термометры и инфракрасные датчики используются повсеместно. Алгоритмы данных, встроенные в автоматизированные процессы, обнаруживают возможный перегрев, который мог произойти, и предпринимают корректирующие действия, чтобы устранить ощущение перегрева без вмешательства человека. Пожалуйста, нажмите здесь для получения дополнительной информации о датчике температуры и здесь для продуктов с датчиками влажности.

90 132 90 133

.

Датчики приближения - принцип работы, виды применения

В данной статье в доступной форме сделана попытка изложить принцип работы, области применения и основные параметры, а также типичные проблемы, возникающие при выборе и использовании этих датчиков. Авторы решили перенести эти - одни из самых простых в принципе - датчики в связи с их повсеместным распространением в системах автоматики.

Сайт iAutomatyka.pl уже публиковал об оптических датчиках .На этот раз будут обсуждаться вопросы индуктивных, магнитных и емкостных датчиков.

Статья создана в сотрудничестве с SICK и iAutomatyka.pl.

Что такое датчики приближения?

Датчики приближения

— это датчики, предназначенные для бесконтактного обнаружения компонентов . Они очень часто используются в приложениях автоматизации. Чаще всего они используются для контроля положения, смещения и уровня. Датчики приближения включают, среди прочего, индуктивные, магнитные и емкостные датчики.Каждый из них имеет разный принцип работы и может использоваться для обнаружения других элементов.

Содержимое

  1. Индуктивные датчики
  2. Магнитные датчики
  3. Емкостные датчики

Принцип работы индуктивного датчика

Основным чувствительным элементом индуктивного датчика является катушка. Заставляя ток течь через катушку, мы индуцируем вокруг нее электромагнитное поле. Электромагнитное поле воздействует на металлические элементы (ферромагнитные и неферромагнитные — подробнее об этом далее в этой главе), расположенные перед датчиком в пределах его диапазона.Изменения в этом поле отслеживаются электроникой датчика. Величина этих изменений зависит от расстояния элемента от поверхности датчика. Выход активируется после приближения элемента на соответствующее расстояние. Чаще всего это расстояние можно изменить, регулируя чувствительность датчика.


В зависимости от диапазона датчика (номинальный Sn или рабочий/рекомендуемый Sa ), типа материала (ферромагнитный/неферромагнитный металл) и его размеров, типа установки датчика (со встроенной передней панелью или без нее) ), переключение частоты и другие параметры, будет зависеть от того, какие элементы и при каких условиях мы сможем обнаруживать (благодаря коммутации/дискретным выходам) и измерять (напр.аналоговые выходы). Эти датчики могут работать с протоколом IO-Link. Возможны также комбинации вышеперечисленных выходов, например датчик имеет на одном выводе коммутационный или импульсный выход, а на другом - связь IO-Link.

Обзор индуктивных датчиков SICK: https://www.sick.com/en/gb/sensors- Proximity- / Inductive- Proximity-sensors/c/g190731

Индуктивный датчик

Они обычно используются для обнаружения металлических предметов, деталей машин, кулачков, контроля наличия/качества, например.алюминиевые крышки, пробки для бутылок, позиционирование деталей машин, проверка нанесения слоя материала, измерение или проверка толщины листового металла или алюминиевой фольги, измерение скорости или ускорения в приводах и т. д. На самом деле использование этих датчиков ограничено только вашим воображением . Например, металлический винт, прикрученный к пластиковому барабану, можно использовать для измерения скорости вращения барабана.

]]>

Примером применения индуктивного датчика является обнаружение присутствия толкателя в конечном положении.На пивзаводе крышки, которыми закрываются банки, постепенно выталкиваются из дозатора с помощью толкателя, приводимого в действие исполнительным механизмом. Необходимо контролировать, когда толкатель находится в крайнем положении. Для этого использовался индуктивный датчик. Датчик расположен внизу в месте толкателя и если он расположен непосредственно над датчиком, то выход датчика будет активирован.

На фотографиях ниже показан вышеупомянутый датчик 45У1, который на одном фото срабатывает (толкатель над ним), а на другом нет.

]]>

Кроме того, ниже приведена схема подключения, показывающая, как запитываются трехпроводные датчики и где сигнал от датчика подается в систему управления. Прилагается фотография, показывающая подключение датчика к острову ввода-вывода.

]]>

И для другого примера мы показываем датчик с той же производственной линии. Так устанавливаются алюминиевые крышки на кормушку, а их наличие определяет индуктивный датчик с маркировкой 45У7.


Наиболее важные параметры индуктивных бесконтактных датчиков

Важное примечание: Некоторые из этих параметров также относятся к магнитным и емкостным датчикам.

  1. Диапазон

В зависимости от материалов можно встретить различные описания и зависимости между различными типами диапазонов. Наиболее распространен , максимальный диапазон датчика . Масштабируется для типичной конструкционной стали Ст3. Также для той же марки стали указан рекомендуемый диапазон / рабочий / определенный Sa . Чаще всего приводится коэффициент пересчета 0,81 от максимального диапазона Sn . Это значение является результатом, среди прочего.в от значения допуска питания, разницы температур, допуска электронных компонентов, используемых для создания датчика.

На практике диапазон датчика , предусмотренный Sa , используется в качестве ориентира для обеспечения переключения выходного сигнала датчика с учетом всех допусков. Это также гарантирует, что датчик работает в своем рабочем диапазоне.

Большинство индуктивных датчиков представляют собой простые конструкции, которые после «сборки» датчика имеют постоянные параметры, такие как диапазон и гистерезис.В некоторых, более совершенных датчиках, после сборки дополнительно применяется калибровка. В результате упомянутый рекомендуемый диапазон датчика имеет значения, более близкие к максимальному диапазону, меньший гистерезис и т. д.

Диапазон помимо параметров самого датчика зависит еще от ряда других внешних факторов

Важно: Калибровка датчика выполняется на пластине из стали Ст3 определенных размеров. На практике это выражается в обнаружении металлических элементов с расстояния, близкого к номинальному диапазону, когда минимальная толщина объекта составляет мин.2 мм, а его площадь в 2,5-3 раза превышает активное поле датчика.

90 100
  • Гистерезис
  • Как и любое техническое устройство, датчики имеют определенный гистерезис. В случае с датчиками это проявляется разной точкой переключения выхода при перемещении объекта к/от лица датчика. Важно отметить, что это явление также возникает, когда мы перемещаем объект сбоку перед лицом датчика. Гистерезис обычно представляет собой процентное значение в зависимости от диапазона датчика.

    Важно: Что делать, если нам нужна точка переключения с высокой повторяемостью? Проще всего взять датчик с маленькой катушкой (маленький диаметр), малый радиус действия.

    Другими словами, гистерезис — это разница в расстоянии, на которое датчик реагирует на приближение и расстояние металла от его грани. Затем состояние выхода меняется с OFF на ON или с ON на OFF (см. рисунок ниже). Величина гистерезиса зависит от типа и размера датчика и не превышает 20% диапазона измерения.При этом датчик будет работать корректно и тогда, когда обнаруженный объект находится на границе зоны действия датчика. В извещателях, оснащенных сигнализацией состояния выхода, это отображается горением светодиода.

    90 120
  • Материальные факторы (уменьшение диапазона)
  • Индуктивные датчики в большинстве случаев не имеют возможности обнаруживать разные металлические элементы с одного/близкого расстояния.Для данных материалов, например, меди, латуни, алюминия, используются коэффициенты, которые умножаются на диапазон датчика. Таким образом, с некоторым приближением мы можем определить дальность действия датчика на заданном материале.

    Существуют также датчики, обнаруживающие разные металлы на одинаковых расстояниях.

    Важный вопрос: Даже если датчик имеет такую ​​электронную систему, необходимо проверить, из какого материала сделана поверхность датчика . .В некоторых исполнениях с высокой степенью защиты IP 69К датчики могут иметь лицевые панели из нержавеющей стали . Такой датчик, обнаруживая разные металлы из одинакового диапазона, будет корректно обнаруживать все типы металлов, кроме нержавеющей стали со свойствами, аналогичными стали поверхности датчика. Как видите, из правил есть исключения.

    1. Передняя крышка

    В зависимости от корпуса датчика спереди (с крышкой или без) датчик с данным корпусом имеет больший или меньший диапазон.В случае датчиков с резьбовым корпусом корпус можно распознать с первого взгляда, проверив торец датчика и резьбу, т.е. навинчен ли корпус почти до конца торца или какая-то часть торца должна выступают над металлическим корпусом, монтажным кронштейном и т. д.

    Встроенные датчики лица обычно имеют меньший радиус действия, но более точную точку переключения. Датчики с открытой передней частью (в просторечии «выступающие») имеют больший диапазон, но менее точную точку переключения.

    Наряду с типом лицевого корпуса и диапазоном действия датчика необходимо обратить внимание на принципы установки индуктивных датчиков. Речь идет о том, чтобы держаться на расстоянии от другого индуктивного датчика, металлического объекта на заднем плане или металлических деталей сбоку от датчика.

    Эти значения отличаются от одного датчика к другому. Их стоит проверить перед установкой при выборе датчиков. Обычно датчики размещают в проектной документации или в машинах в конце проекта. Иногда это связано с хлопотной проблемой «упаковки» датчиков с заданным диапазоном в тесный корпус.Если датчик выбран неправильно, он не будет работать должным образом, например, он будет возбуждаться на металлический объект на заднем плане за обнаруженным объектом.

    1. Частота переключения

    Это максимальная частота, с которой датчик может обнаруживать появляющиеся объекты - сигнализировать об их наличии на выходе.

    Здесь стоит отметить, что в случае быстро появляющихся объектов условие максимальной частоты коммутации обычно выполняется примерно в половине номинального диапазона.

    1. Параметры источника питания, тип и количество выходов

    Обычно эти датчики изготавливаются с переключающими (дискретными) выходами PNP или NPN. Существуют также универсальные версии, позволяющие подключать датчик в обеих полярностях, выбираемых при подключении соответствующей последовательности контактов. Обычно для измерений используются версии с аналоговыми выходами 4…20 мА или 0…10 В.

    Важно: Прежде чем принять решение о конкретном датчике с аналоговым выходом, стоит проверить, отображается ли (в случае токового выхода) значение 4 мА, когда объект находится ближе к передней части датчика и 20 мА дальше от передней части датчика, или если мы имеем дело с ситуацией, когда 20 мА на выходе датчика — это когда объект почти касается грани датчика, а 4 мА — на краю диапазона.

    Когда индуктивный датчик должен непосредственно управлять устройством, снабжая его своим выходом, используются двухпроводные датчики. Затем один из проводов двухпроводного датчика подключается к катушке реле, которая перемещает якорь реле.

    Неопытные пользователи иногда подключают двухпроводной датчик напрямую к питанию (минуя нагрузку, как будто они вообще не знают, что датчик должен издавать сигнал), что обычно заканчивается сгоранием датчика.

    Существуют также датчики с интерфейсами для обмена данными, например, работающие по протоколу IO-Link, датчики с импульсными выходами, где наличие объекта или его скорость определяется определенной частотой импульсов и т. д.

    Что касается количества и комбинаций выходов, наиболее распространенными являются индуктивные датчики с одним выходом и двумя взаимодополняющими переключающими выходами (один нормально открытый и другой нормально закрытый ), также существуют комбинации одного переключающего выхода и одного с IO -Link, импульсный выход и выход IO-Link, три коммутационных выхода, которые последовательно сигнализируют, когда объект достигает заданного порога.В последние годы датчики с аналоговыми выходами уступают место датчикам, работающим с протоколами, но они по-прежнему очень популярны.

    На рисунке ниже показаны примеры подключения датчиков с цифровым выходом .

    На рисунке ниже показан пример подключения датчика с аналоговым выходом . Это именно индуктивный датчик IMA18-10BE1ZCOK с аналоговым выходом 0-10В (выход QA1) или 4-20мА (выход QA2).Из технической спецификации мы можем узнать, что его диапазон измерения составляет 0-10 мм. Обратите внимание на его рабочие характеристики на графике ниже:

    • 0 мм будет соответствовать 0 В для выхода напряжения QA1 и 4 мА для токового выхода QA2,
    • 5 мм будет соответствовать приблизительно 5 В для выхода напряжения QA1 и 12 мА для токового выхода QA2,
    • 10 мм будет соответствовать 10 В для выхода напряжения QA1 и 20 мА для выхода тока QA2.

    Обратите внимание, что узор не является на 100% линейным, он принимает форму «волны». В результате изменения аналогового сигнала ближе к концам диапазона измерений также будут нелинейными.

    1. Назначение, сопротивление (класс защиты)

    Большинство широко используемых индуктивных датчиков предназначены для работы в обычных условиях, где нет тяжелых условий работы. Наиболее популярными типами датчиков являются датчики в корпусах M12, M18, M8 и M30 с самыми большими диапазонами.Корпуса изготовлены из никелированной латуни, а лицевые панели из пластика. Стандартная степень защиты IP 69K

    .

    Существуют также датчики, предназначенные для работы в определенных приложениях или средах. Это могут быть датчики для работы в пищевой, фармацевтической или косметической промышленности. Из-за риска прямого контакта со средой, сохранения антисептики, предотвращения роста бактерий их корпуса выполнены из нержавеющей стали. Головки датчиков могут быть изготовлены из пластика без красителя (чтобы он не осаждался в среде) с сертификатами материалов, допускающими контакт, например.с пищевой или нержавеющей стали.

    Существуют также датчики с повышенной устойчивостью к машинным маслам, трансмиссионным маслам и охлаждающей жидкости. Если мы имеем дело с датчиком, выведенным из кабеля, кабель также имеет повышенную устойчивость, например, к маслу.

    90 250

    Другим примером могут служить датчики для гидравлических систем высокого давления. Их лоб сделан из других материалов.Само подключение датчика выполнено немного иначе.

    Существуют также интеллектуальные датчики для работы в приводах, используемые для контроля скорости или ускорения, датчики с повышенной устойчивостью к электромагнитным помехам и повышенной температуре (например, для сварки или применения в печах) и многие другие.

    Все чаще датчики называют SMART SENSORS. Это датчики, которые связываются с системой управления машиной и передают диагностические данные в дополнение к параметрам обнаружения и данным измерений.Эти датчики следят за своими параметрами и имеют дополнительные функции - в зависимости от выбранного типа датчика. Это могут быть, например, функции счетчика, дебаунсера, временного фильтра и многое другое. Такой датчик во многих случаях после программирования может работать самостоятельно или даже разгружать ПЛК. SMART SENSORS во многих моделях также могут работать как стандартные датчики с транзисторным выходом.

    Примеры:

    • Посмотрите, сколько различных параметров можно настроить в меню датчика, отслеживающего скорость и ускорение привода.

    • Датчик, контролирующий износ цепи в системе транспортировки поддонов. Видны четыре диапазона (окна) диапазона, который поддерживает датчик.

    • Меню для индуктивного датчика, который контролирует наличие одинарного или двойного слоя алюминиевой фольги.

    Подробнее об SMART SENSORS:

    https://www.sick.com/pl/pl/smart-sensors/w/smart-sensors/

    Когда нам нужен большой радиус действия, мы часто используем индуктивные датчики в прямоугольном корпусе.Также есть датчики в виде небольших прямоугольных параллелепипедов, которые удобно размещать в профилях или прикреплять к корпусам устройств.

    В некоторых приложениях, где датчики подвержены частым механическим повреждениям, прямоугольные датчики устанавливаются на специальные крепления (также называемые люльками). В случае повреждения головка датчика быстро отсоединяется от крепления и заменяется новой. Это экономит время, необходимое для замены и установки стандартного датчика.

    Отдельную группу индуктивных датчиков составляют датчики, предназначенные для работы во взрывоопасных средах. Наиболее распространенные датчики основаны на искробезопасном решении NAMUR, где датчик работает при малых токах и подключается к специальному модулю безопасности.

    Распространенные ошибки и способы их устранения

    1. Датчики обычно размещают в проектах (в документации) и в машинах одним из последних элементов.По этой причине часто возникает необходимость разместить индуктивные датчики в герметичном корпусе или как можно ближе к другому датчику. Условия минимальной постройки или постройки двух датчиков, расположенных близко друг к другу, иногда можно нивелировать. Каждый раз требуется тестирование датчиков вживую. Таблицы установки датчиков обычно создаются на основе типовых конструкционных сталей. Интервалы между двумя рабочими датчиками, в свою очередь, обычно выбираются на основе результатов, полученных между двумя идентичными датчиками.Подбирая индуктивные датчики из двух разных семейств с разными параметрами, мы увеличиваем шанс построить их ближе друг к другу. Важно проводить проверку в реальных условиях, многократно вводя и удаляя обнаруженный элемент/объект.

    2. Бывают и аварийные случаи, когда выходит из строя индуктивный датчик с расширенным диапазоном, а у нас в наличии только стандартный вариант. Здесь можно использовать обратный метод, и попытаться форсировать большую дальность, поместив «на заднем плане» за обнаруживаемым элементом/объектом металлический лист (ферромагнитный).Это увеличит радиус действия датчика. Однако мы должны, как и в рассмотренном выше случае, проводить испытания, потому что мы обычно нарушаем принципы установки индуктивного датчика.

    3. Некоторые пользователи 2-проводных датчиков пытаются подключить их напрямую к источнику питания или к неправильному источнику (например, 230 В переменного тока вместо 24 В постоянного тока). Подключение двухпроводного датчика без нагрузки напрямую к источнику питания приводит к сгоранию датчика. Возникает вопрос: Чего хотел добиться пользователь таким образом, если он не вел сигнал с датчика? Другой случай — подключение искробезопасных датчиков NAMUR вместо специализированных сепараторов (датчики работают на малых токах и напряжениях) к штатным источникам питания.Мы часто полагаемся на то, что уже сделали, и иногда пропускаем проверку документации. Каждый раз следует проверять, с каким типом сенсорной электронной системы мы имеем дело.

    4. Одним из частых случаев является перегрузка по току транзисторных выходов индуктивных датчиков. Эту тему можно разбить на два случая:

    • Подключение транзисторного выхода датчика не в качестве сигнала наличия элемента, а непосредственно для управления другим устройством путем подачи на него питания.Если пусковой ток «прибора» превышает номинальный ток датчика на его выходе, то может быть поврежден транзисторный выход датчика (если он не имеет соответствующей защиты). Если нам нужно использовать датчик для контроля мощности устройства, лучше всего использовать двухпроводной датчик, где мы подключаем катушку реле на один из его проводов. Реле может снабжать целевую систему/устройство вторым напряжением.
    • Соединение выходов индуктивных датчиков в каскады, т.е.выход предыдущего датчика питает следующий. Это более обширная вариация предыдущего случая, когда пользователь строит простую логическую систему без использования драйвера или логических вентилей. У нас больше элементов, поэтому ток, потребляемый с выхода, например, первого датчика, еще больше. В случае одновременного срабатывания такой «самопушки» ток, снимаемый с выхода первого датчика, может достигать больших значений и повредить его транзисторный выход. Надо помнить, что, особенно при срабатывании датчика, мгновенное значение тока при его срабатывании выше, чем при номинальной работе.Производители датчиков обычно не знают, какой ток потребляется при запуске внешнего устройства, подключенного своими клеммами питания к выходу датчика. Это необходимо уточнять в документации к устройству. Этот способ подключения датчиков обычно не рекомендуется. Это очень рискованно для самих датчиков. Также страдает качество и уровень выходного сигнала на последнем датчике.

    5. Подключение к датчикам с высокой степенью защиты IP, напр.IP68, IP69K кабелей с меньшей степенью защиты или штекеров с предварительно смонтированным кабелем. Как правило, если мы ищем устойчивый датчик для работы в сложных условиях, помните, что кабель также должен иметь высокое сопротивление. Например, если мы используем датчик IP69K для пищевых продуктов с мойками высокого давления, мы выбираем кабель, соответствующий стандарту IP69K. Если мы выбираем кабель с IP67, не стоит делать вид, что через какое-то время в электрическом разъеме датчика появится влага, что приведет к короткому замыканию.Также важно правильно подобрать материал, из которого изготовлен кабель, например, с повышенной маслостойкостью, для подвижных лотков или для работы в заданном диапазоне температур. Все это влияет на работу и сопротивление датчика.

    6. Типичными ошибками при использовании интеллектуальных датчиков, таких как SMART SENSORS, являются проблемы, связанные с отсутствием опыта программирования, например, контроллеров ПЛК. При выборе датчика проверьте, какой у вас контроллер и есть ли у датчика библиотеки, поддерживающие его.Если вы решите использовать SMART SENSOR как отдельный датчик, не забудьте загрузить его настройки на свой ноутбук. В случае повреждения датчика устанавливаем следующий такой же и сразу заливаем его настройки. После этого датчик готов к работе. Если мы работаем в более крупной команде, то стоит отметить такой самостоятельно работающий датчик в документации и приложить файл его настроек, а то и нанести на него специальную маркировку несмываемым маркером. Таким образом, мы избежим неожиданностей при запуске.

    Магнитные датчики Принцип работы

    Магнитные датчики обнаруживают наличие магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом. Таким образом, они используются для обнаружения магнитов. Однако как часто на производственных линиях возникает такая необходимость? Редко, и это преимущество. Магниты могут быть установлены в различных движущихся частях, а их положение определяется магнитными датчиками. Наиболее распространенным применением является определение положения штока поршня в пневматических и гидравлических цилиндрах и пределов закрытия крышек на производственных линиях.Простые датчики не требуют питания и доступны в двухпроводном исполнении.

    Обзор магнитных датчиков SICK: https://www.sick.com/gb/gb/zip-sensors/ Magnetic-sensors/c/g201656

    Теоретическая основа

    Пространство, в котором взаимодействуют магнитные силы, называется магнитным полем. В основном магнитное поле существует вокруг магнитов и проводников, по которым протекает электрический ток. У магнита два полюса - N и S.Линии влияния магнитного поля всегда проходят от полюса N к полюсу S и замкнуты. Точно так же выглядит магнитное поле, создаваемое катушкой, по которой течет электрический ток.

    Здесь стоит упомянуть ферромагнетики. Это материалы, которые могут стать намагниченными в магнитном поле. В основном используются ферромагнитные сплавы (сталь с различными добавками) и никель.

    Типы магнитных датчиков

    Среди магнитных датчиков можно выделить две основные технологии изготовления: герконы и датчики Холла.

    Магнитные датчики для приводов

    Магнитное поле обладает высокой проникающей способностью, что придает этим датчикам высокую устойчивость к загрязнениям и помехам. За диапазон отвечает правильный выбор узла датчик + магнит.

    Для «стандартных» магнитных датчиков диапазон выражается в [мм]. В случае магнитных датчиков для приводов обычно указывается их чувствительность к напряженности магнитного поля, выраженная в [мТл].

    Кроме того, для этого типа датчиков часто указывается параметр «Перебег», выраженный в [мм]. Эта величина аппроксимирует общую часть пути, по которому шток перемещался в одну и другую сторону (общая часть при выдвижении и втягивании штока).

    Датчики для исполнительных механизмов изготавливаются в корпусах в зависимости от типа установки исполнительного механизма. Наиболее распространены варианты датчиков, адаптированные для установки в Т-образные и С-образные пазы.

    В случае с С-образными канавками следует отметить, что некоторые их виды имеют минимальные различия в размерах. В случае неправильного подбора могут возникнуть серьезные проблемы с «вдавливанием» датчика в канавку. Датчик также может выскочить из паза во время работы.

    Другие типы - это датчики для исполнительных механизмов со штифтом, со шлицами (датчики внешне похожи, но их нельзя спутать, так как они не взаимозаменяемы). Есть также ряд аксессуаров, например.ленты, застежки, переходники, благодаря которым датчики можно крепить к исполнительным механизмам.

    В некоторых случаях магнитный датчик должен указывать конкретное значение положения штока поршня пневмоцилиндра (например, популярные шуруповерты или автоматические настольные дрели). Можно сказать, что такой датчик работает по принципу линейки. Затем информация о положении/смещении передается через аналоговый выход или IO-Link.

    Когда мы имеем дело с приводами с очень коротким ходом и не хотим ставить два датчика, сообщающих о крайних положениях поршня, можно использовать один датчик с двумя головками в одном корпусе (датчики), определяющие магнит на поршне стержень.Это экономит время и уменьшает количество проводов.

    В эпоху повсеместной миниатюризации создается все больше структур, специализированных для управления замыканием/размыканием захватов промышленных роботов и манипуляторов. В случае такого применения важны не только размеры и место выхода кабеля (захват ведь не может на нем «защелкнуться»), но и устойчивость датчика и кабеля к динамическим нагрузкам.


    Распространенные ошибки и способы их устранения

    1. Одной из типичных ошибок, вытекающих из стремления значительно расширить номенклатуру магнитных датчиков, является попытка использовать неодимовые магниты вместо рекомендованных производителем постоянных магнитов. Использование неодимовых магнитов обычно приводит к повреждению электроники датчика.

    2. У датчиков для цилиндров с Т-образным или С-образным пазом маленькие винты, фиксирующие датчик в пазу, потеряны.Они изготовлены из неферромагнитных металлов. Заменив такой винт широко используемым, мы заставим новый винт намагничиться. Через некоторое время пользователь, даже вытащив датчик из паза, замечает, что его выход по-прежнему высок — несмотря на отсутствие магнита. Аналогичное явление происходит, когда мы используем типичные ферромагнитные металлические скобы для крепления магнита или рядом с ним. Они будут намагничиваться на более длительный период времени, что приведет к ошибочным показаниям датчика.

    3. Другой случай касается связывания нескольких кабелей датчиков с приводами. Они не должны быть тугими – должен быть небольшой провис. Если мы его не предусмотрим, а пучок натянут и собран с «кабелем», то в результате работы актуатора и вибраций от него трос-стяжка начнет перерезать провода. В крайних случаях кабель может даже оторваться от корпуса датчика, что приведет к его отсоединению или отсоединению от электронной системы.

    Емкостные датчики Принцип действия

    В некоторых приложениях, где обнаруживаемые объекты не сделаны из металла, используются емкостные датчики. Они прекрасно обнаруживают металлы, жидкости и гранулы. В зависимости от диэлектрической проницаемости объекта мы обнаружим его с большего или меньшего расстояния. Датчик состоит из двух металлических электродов, образующих открытый конденсатор. Когда объект приближается к датчику, конденсатор меняет свою емкость.Выход датчика активируется, когда фактическая мощность значительно отличается от базовой мощности (например, когда рядом с датчиком нет никаких предметов). Емкостные датчики используют тот факт, что диэлектрическая проницаемость (диэлектрическая проницаемость) всех твердых тел и жидкостей больше, чем у газов (включая воздух).

    Обзор емкостных датчиков SICK: https://www.sick.com/pl/pl/zujniki-zzajniki-zimizacyjne/pojemnosciowe-zujniki-zimizacyjne/c/g201659


    Применение емкостных датчиков

    Емкостные датчики чаще всего используются для:

    • Обнаружение объектов, являющихся диэлектриками.
    • В качестве датчиков контроля уровня маловязких жидкостей.
    • В качестве датчиков жидкости/уровня для тонкостенных резервуаров. Эти варианты датчиков «плоские» крепятся на заданной высоте к тонкостенным резервуарам.
    • В качестве датчиков уровня для гранул и порошков (обратите внимание на гигроскопичность).
    • Для обнаружения металлических объектов, независимо от того, являются ли они ферромагнитными или неферромагнитными.
    • Емкостные датчики очень устойчивы к помехам (благодаря постоянной зарядке/разрядке конденсатора), что можно использовать при их использовании, например.вместо обычных индуктивных датчиков.
    • Для проверки уровня/наличия агрессивных веществ. Есть варианты датчиков в корпусах из тефлона. Они очень химически стойкие.
    • В качестве датчиков заполнения, уровня заполнения.

    Важно! К недостаткам емкостных датчиков относятся:

    - Низкая частота коммутации. Обычно она не превышает 50 Гц. По сравнению с типичными, например, индуктивными датчиками, где стандартная частота переключения составляет 1 кГц - 2,5 кГц, можно сказать, что емкостные датчики довольно медленные.Тем не менее, они достаточно быстры для большинства приложений.

    - Эти датчики относительно чувствительны. Поэтому следует быть осторожным с вязкими жидкостями, которые, налипая на лоб датчика, могут исказить его работу. Например: Датчик, «застрявший» в вязкой, густой жидкости, укажет на максимальное состояние в баке, когда на самом деле бак почти пустой. То же явление относится и к сыпучим веществам с высокой гигроскопичностью. Под воздействием влаги такое вещество может прилипать к емкостному датчику, искажая его показания.По этой причине в резервуарах, где обнаруживаются такие вещества, следует использовать датчики со встроенной головкой. Таким образом мы снижаем риск «обмана» датчика.

    Датчик с открытой передней частью для контроля уровня сыпучих материалов - риск прилипания к поверхности датчика

    В большинстве случаев емкостные датчики имеют возможность регулировки чувствительности в виде потенциометра или кнопок программирования. Благодаря этому можно настроить датчик для данного приложения.

    Распространенные ошибки и способы их устранения — емкостные датчики

    1. Наиболее распространенными ошибками являются превышение максимальной частоты переключения емкостных датчиков. Мы должны помнить, что эти датчики не такие быстрые, как индуктивные датчики.

    2. Из-за их относительно высокой чувствительности следует помнить, что с ними следует соблюдать осторожность, особенно в случае применения гигроскопичных или липких материалов. Они могут прилипнуть ко лбу датчика и исказить его показания, как описано выше.Затем мы используем емкостные датчики со встроенным фронтом или, если это возможно, например, ультразвуковые датчики.

    3. Другим способом предотвращения залипания датчика является использование специальных чехлов, предназначенных для этого типа материала. Они сводят к минимуму накопление материала и механически отделяют поверхность датчика от материала своей стенкой. Однако это каким-то образом влияет на чувствительность сенсора.

    4. Некоторые емкостные датчики выполнены в виде плоских прямоугольных параллелепипедов.Эти версии обычно используются в герметичных корпусах или для контроля уровня в тонкостенных резервуарах. Важно, чтобы датчик крепился к стенке резервуара активной поверхностью, используемой для обнаружения (да, бывают ошибки), и активная часть датчика не должна смазываться клеем – особенно на водной основе (датчик активируется сразу на наличие клея).

    Статья создана в сотрудничестве с SICK и iAutomatyka.pl

    Авторов:

    Петр Вёнчек - SICK
    Марцин Фащевски - iAutomatyka.pl 90 519
    Петр Гвяздовски - iAutomatyka.pl 90 519

    .

    Оптические датчики приближения в инженерной практике

    Среди датчиков приближения, используемых в автоматизации, Оптические модели становятся все более популярными. Разработка применяемые в них технологии позволили получить очень много хорошие технические параметры, поэтому они могут эффективно заменить емкостные или индуктивные датчики, а во многих приложения просто незаменимы. В статье мы обсуждаем имеющиеся в настоящее время типы оптических датчиков, предназначенные для использования в промышленной автоматизации и многое другое.

    Оптика в датчиках используется не только для обнаружения присутствия объектов, но также может использоваться, например, для проверки цвета или контраста. Однако мы сосредоточимся на датчиках, которые предназначены для обнаружения объектов. Мы обсудим различные типы таких датчиков .

    Подразделение на категории

    Фотоэлектрические датчики — таково их правильное название — используют электронные детекторы света и излучатели световых лучей для обнаружения присутствия объектов в определенной области.Их работа основана не на вариациях поля, как в случае индуктивных датчиков , а на передаче энергии. По деталям конструкции, а по практике и механизму работы они делятся на несколько категорий:

    • датчики отражения (включая подавление фона),
    • отражающие датчики,
    • барьеры (датчики площади),
    • волокно
    • ,
    • люминесцентный,
    • прорезной,
    • аналог.

    Фото 1. Фотоэлектрические датчики AECO Fotostar

    Фото 2. Оптические компоненты Turck

    Практически все они доступны в различных конструктивных вариантах. Есть несколько подразделений, которые могут быть применены к оптическим датчикам . Во-первых, это тип питания. Есть версии:

    • Управление постоянным током,
    • с питанием от переменного тока (AC),
    • с питанием от переменного или постоянного тока (AC/DC).

    Форма корпуса также важна, так как он традиционно изготавливается в двух формах:

    • прямоугольный (куб),
    • цилиндрический (кругло-резьбовой).

    Эта классификация не применяется к площадным датчикам, т.е. световые барьеры, которые по своей природе должны иметь форму продолговатых параллелепипедов. Также стоит отметить, что, как и барьеры, отражающие датчики состоят из двух элементов, которые следует монтировать друг напротив друга.

    Четвертый способ разделить датчиков приближения на — длина волны, на основе которой производится обнаружение. Сенсоры Чаще всего излучают инфракрасный (ближний), но есть и модели, использующие ультрафиолет или просто видимый свет. Используемая длина волны должна выбираться в соответствии с условиями окружающей среды.

    Фото 3. Больной

    отражательный датчик

    Фото 4.Фотоэлектрические датчики Balluff

    Пятая часть состоит из материала корпуса. Предлагаются продукты, адаптированные к широкому спектру условий. Используемые материалы включают:

    • АБС, часто ударопрочный,
    • ПБТ,
    • ПК,
    • никелированная латунь,
    • сплавы гадолиния и цинка.

    Параметры

    Практически независимо от датчика типа его параметры одинаковы.В том числе:

    • зона действия (от миллиметров до метров, определяется диапазоном),
    • рабочая частота (от единиц герц до единиц килогерц, но есть и более быстрые мегагерц датчики),
    • напряжение питания - чаще всего 12...24 В постоянного тока или 230 В постоянного тока переменного тока , но есть и такие исполнения, как 15...30 В постоянного тока или 18...28 В 90 116 постоянного тока ,
    • Степень защиты IP,
    • тип вывода (например,тип выходного транзистора, состояние покоя),
    • тип розетки,
    • рабочая температура.

    В дополнение к указанным параметрам определены дополнительные функции для двух типов датчиков , т.е. для аналоговых и световых завес. В случае аналоговых датчиков указаны разрешающая способность и точность. Первое обычно составляет десятые, сотые или тысячные доли миллиметра.

    Фото 5.Фотоэлектрические датчики Baumer

    Фото 6. Миниатюрные фотоэлектрические датчики IFM в пластиковых корпусах

    Секунда определяется в процентах или - для датчиков с большим диапазоном - в миллиметрах. Более того, аналоговые датчики должны иметь другие выходные сигналы, чем цифровые датчики. Интерфейсы бывают напряжением (0...10 В), током (0...20 мА, 4...20 мА) и цифровыми, последовательными (напр.РС-485). Может случиться так, что датчик оснащен более чем одним интерфейсом или имеет прямое подключение к коммуникационной сети.

    Однако в случае со световыми завесами такие параметры, как ширина обнаружения (обычно несколько сотен миллиметров), расстояние между лучами (несколько десятков миллиметров) и минимальный размер обнаруживаемого объекта (в зависимости от расстояния между лучами - чаще всего на 10 мм больше этого расстояния).

    Стоит добавить, что некоторые модели оснащены механизмами регулировки чувствительности.

    Диффузные датчики

    Модели с отражением — это модели, в которых излучатель и детектор размещены в одном корпусе. Обнаружение объектов осуществляется путем направления на них луча и ожидания отражения луча от объекта, чтобы он достиг детектора.

    Основным преимуществом данного типа датчиков является простота установки - нет необходимости в точной регулировке фар, а установка происходит очень быстро. Недостатком этого решения является ограниченная дальность действия — датчики этого типа обычно работают с более слабыми световыми лучами и на практике максимальное расстояние обнаружения может достигать 2 метров.

    Рис. 7. Технический чертеж корпуса датчика отражения польской фирмы TWT

    Фото 8. Датчик отражения Sensopart

    датчики этого типа часто используются для обнаружения начала и конца продуктов на производственных линиях. Стоит отметить, что чаще всего они работают в режиме, при котором выход активируется, когда датчик обнаруживает объект.Они могут появляться в версиях с игнорированием фона или переднего плана.

    Датчики отражения

    В отражательных датчиках передатчик и приемник также размещены в общем корпусе, но обращены к отражателю в конце рабочей зоны. Во время отдыха рефлектор отражает луч от передатчика, благодаря чему луч попадает на приемник. Появление объекта в рабочей области датчика вызывает прерывание луча, а значит, возбуждение датчика .

    Фото 9. Датчик отражения Baumer в приложении

    Фото 10. Датчик отражения Panasonic SunX с призматическим отражателем

    Несколько более сложная установка, чем в случае датчиков отражения, дает много важных преимуществ. Во-первых, больше радиус действия, который на практике может достигать 12 метров. При этом датчики гораздо более универсальны и нечувствительны к цвету обнаруживаемых объектов.Более того, многие из них способны обнаруживать практически прозрачные объекты, например стекло.

    Световые барьеры

    Важную группу составляют световые барьеры, то есть датчики , которые состоят из двух элементов с независимым питанием: передатчика и приемника. Эти элементы размещаются друг напротив друга, на определенном расстоянии в зависимости от дальности. Передатчик излучает свет, который идет к приемнику. Благодаря такой конструкции световые завесы обеспечивают максимальную дальность действия - даже до 50 метров.

    Кроме того, барьеры часто выполняются в виде световых завес, состоящих из множества параллельных световых лучей. Они используются в основном в установках безопасности, где позволяют контролировать проникновение сотрудника в рабочую зону машин.

    Фото 11. Датчик отражения Lenze

    Фото 12. Световой барьер IDEC

    Современные шлагбаумы этого типа могут быть дополнительно запрограммированы.Например, функция приглушения позволяет определить участок барьера, пересечение которого не приведет к включению завесы и, например, остановке работы машины. Это делается, например, когда для корректной работы промышленного робота требуется периодическое появление рабочей руки в контролируемом световым барьером фрагменте зоны.

    Самые продвинутые модели штор позволяют даже определять группы световых лучей и назначать им разные степени реакции. Например, можно определить, что срезание барьера в одной области приводит к тому, что машина перестает работать, а в другой только замедляет ее или ограничивает ее определенной подобластью, так что она не может причинить никому реального вреда. .

    Волоконно-оптические датчики

    Датчики этого типа могут быть основаны на различных принципах работы, при этом ключевым элементом, отличающим эту группу изделий, являются оптические волокна, передающие световые сигналы от излучателя к детектору через зону обнаружения.

    Для датчиков передачи, датчик состоит из двух оптических волокон, обращенных друг к другу. Они в некотором роде являются продолжением излучателя и детектора световых барьеров. Интенсивность света, достигающего приемника, изменяется в зависимости от расстояния между фронтами световодов и углов наклона осей обоих волокон.

    Фото 13. Световая завеса безопасности Schmersal

    Фото 14. Оптоволоконный датчик Contrinex

    Датчики этого типа используются для обнаружения объектов практически только тогда, когда этого требует ограниченное пространство для установки или очень сложные условия окружающей среды, которые не позволяют осуществлять непосредственный монтаж излучателя и приемника волн.Кроме того, датчики передачи используются для измерения вибрации и смещения.

    Существуют и другие волоконно-оптические датчики, основанные на контроле отклонения волокна или фазового изменения света, но поскольку они никоим образом не являются датчиками приближения , мы не будем их обсуждать в этой статье.

    Люминесцентные датчики

    Эти датчики интересны тем, что используются для обнаружения необычных объектов. Они чаще всего излучают ультрафиолетовое излучение, которое отражается от люминесцентных поверхностей и затем детектируется.Эта технология позволяет обнаруживать, например, флуоресцентную маркировку, нанесенную на различные объекты таким образом, что в стандартных условиях они не видны невооруженным глазом человека. Кроме того, эти датчики позволяют избежать проблемы интерференции и отражения света от нелюминесцентных поверхностей, таких как стекло, зеркала и блестящие металлические поверхности.

    Фото 15. Лазерный датчик Contrinex

    Фото 16.Лазерный фотоэлектрический датчик IFM Electronic

    Датчики этого типа широко используются, например, в фармацевтической и керамической промышленности, где при производстве применяется люминесцентная маркировка. Они также используются в деревообработке, в автоматической упаковке и в текстильной промышленности, и даже в банкоматах для проверки банкнот и кредитных карт. Они также используются для обнаружения клея. Ассортимент этих датчиков не очень большой.

    Датчики зазора

    По принципу действия практически идентичны фоторелейным барьерам, но отличаются конструкцией, так как извещатель и приемник размещены в одном корпусе. Как ни странно это может показаться на первый взгляд, необходимо учитывать специфику приложений, в которых используются эти датчики . Щелевые датчики имеют очень маленькую зону обнаружения — просто зазор между излучателем и детектором.

    Фото 17.Люминесцентный датчик Datalogic

    Фото 18. Щелевой датчик Omron

    Ширина не более нескольких сантиметров, а на практике может быть и меньше. Он позволяет очень точно определять наличие объектов, проходящих через него, и на практике эти датчики используются для быстрого обнаружения непрерывности, например, лент или проводов. Щелевые датчики намного проще в установке, чем обычные шлагбаумы.

    Аналоговые датчики

    Последней обсуждаемой группой датчиков являются аналоговые датчики, позволяющие не только обнаруживать наличие объектов, но и определять их расстояние от датчика. На выходе поступает аналоговый сигнал тока или напряжения, пропорциональный расстоянию между датчиком и обнаруживаемым объектом. Эти датчики чаще используются для точного измерения линейных величин, параметров движущихся или вибрирующих элементов, чем просто для обнаружения присутствия.

    Фото 19. Семейство щелевых датчиков IFM Electronic

    Фото 20. Миниатюрный щелевой датчик Panasonic

    Приложения

    В промышленности оптические датчики , применяются в основном при обнаружении таких объектов, как товары на производственных линиях и движущиеся части - манипуляторы, роботы, укладчики на поддоны и различные детали машин.

    Фото 21. Датчик расстояния Pepperl + Fuchs

    Фото 22. Фотоэлектрический датчик Autonics

    Фото 23. Старый фотоэлектрический датчик Siemens, предназначенный для работы во взрывоопасных средах

    Датчики также используются для подсчета, определения положения предметов, их размеров и других физических характеристик. С их помощью также можно определять уровни сыпучих материалов и жидкостей. Оптические датчики также очень часто используются для контроля закрытия дверей (лифты, транспортные средства) и могут быть в специальных версиях, в системах безопасности, часто в виде интегрированных в пакеты.

    Оптические датчики плохо работают в очень запыленной среде, хотя на рынке появляются модели, все более устойчивые к тяжелым условиям работы. Повышена не только устойчивость к экстремальным температурам и давлениям, но и улучшены используемые алгоритмы и системы обработки сигналов, что позволяет использовать расширенные функции и даже механизмы обучения для облегчения ввода в эксплуатацию сенсорных установок .

    Современные оптические датчики становятся все меньше и в то же время имеют большую рабочую площадь и более точные возможности определения точек переключения, чем старые модели. Эволюция ведет к более сложным датчикам зрения , которые обнаруживают не только присутствие, но и узоры, маркеры и цвета. Все больше и больше датчиков также оснащаются интерфейсами для цифровых сетей связи.

    К компаниям, производящим популярные оптические датчики , относятся: Balluff, Banner Engineering/Turck, Baumer, Festo, IFM Electronic, IPF Electronic, Omron, Panasonic, Pepperl + Fuchs, Schneider Electric, Sels, Sensopart, Sick и TWT Automation.Кроме того, компоненты этого типа также используются такими компаниями, как: Aeco, Anly, Autonics, Carlo Gavazzi, Contrinex, Datalogic, Dimetix, EGE-Elektronik, IBest, Idec, Lenze, Selet, Philtec, Riko, Siemens, Takex и Ксекро.

    Марцин Карбовничек, EP

    .

    Датчик движения - как работает, стоит ли устанавливать дома?

    Что такое датчик движения?

    Под датчиком движения, также называемым детектором движения, следует понимать устройство, обнаруживающее различные виды активности в пределах действия данного решения. Работа детектора основана на различных технологиях, в том числе ультразвук, инфракрасные волны или микроволны.

    Эти датчики движения чаще всего используются для включения освещения или подачи сигнала тревоги о проникновении.Их также можно использовать для других целей, например, для включения подачи воды в туалет после того, как пользователь покинул кабину.

    Датчики являются частью системы защиты имущества от кражи и взлома, но не обеспечивают безопасность. Поэтому при покупке страховки дома стоит учитывать риск кражи со взломом.

    Типы датчиков движения

    Существует три основных типа датчиков движения по принципу их действия. Это следующие датчики:

    • активные ультразвуковые - они отправляют и принимают ультразвуковые волны из окружающей среды,
    • активные радарные - отправляют и принимают электромагнитные волны с помощью доплеровского радара,
    • пассивные инфракрасные - обнаруживают изменения, происходящие только в инфракрасном излучении.

    Существуют также типы детекторов движения, которые используют различные принципы работы для повышения чувствительности обнаружения движения в окружающей среде.

    По месту использования датчики бывают внешние датчики движения и внутренние датчики движения. С учетом поля контроля существуют настенные датчики, способные контролировать от 140 до даже 200 кв м пространства, и устройства с углом обзора 360 градусов, которые позволяют охватить площадь до 300 кв м.Контролируемая зона регулируется вертикальными движениями головы, а горизонтальными движениями - дальностью действия настенных датчиков.

    Обычно используются другие типы решений, например шторные датчики, для которых характерно плавное изменение фокусного расстояния. Их часто устанавливают над входной дверью, чтобы обнаружить любого входящего.

    В зависимости от используемого источника питания датчики движения могут быть проводными и беспроводными. Использование беспроводных датчиков движения рекомендуется везде, где мы не можем подключить такое устройство к электрической сети.

    Датчик движения - как работает это устройство?

    Пассивные детекторы, известные как PIR, реагируют на излучение в дальнем инфракрасном диапазоне и в то же время обнаруживают изменения теплового излучения. Тип линз в пассивных датчиках движения влияет на зону их действия. Детекторы PIR могут иметь широкоугольные линзы, горизонтальные шторки и вертикальные шторки. Вход или выход человека или животного из наблюдаемого сектора фиксируется внешними датчиками движения по изменению теплового излучения.Датчики движения PIR работают наиболее точно, когда объект пересекает прямой угол сектора обнаружения датчика. Усовершенствованные ИК-детекторы способны различать инфракрасное излучение, испускаемое движущимися людьми, и излучение, испускаемое стационарными объектами.

    Активные датчики движения работают немного иначе, поскольку они используют электромагнитные волны и эффект Доплера для обнаружения движущихся объектов. Этот эффект заключается в изменении частоты волны в результате изменения взаимного положения источника волны и ее приемника.Отправитель и получатель в активных датчиках располагаются рядом друг с другом. Этот передатчик излучает волны определенной частоты, а задача приемника — принимать волны, отраженные, например, от стены или пола.

    В нормальных условиях приемниками в таких устройствах являются неподвижные объекты, находящиеся в пределах рабочего диапазона датчика. Если в помещении не беспокоят движения людей или животных, частота отраженной волны останется такой же, как и частота, излучаемая передатчиком.Если в его функционировании появится человек, он изменит частоту отраженной волны.

    Среди активных датчиков движения есть и микроволновые датчики, которые намного лучше обнаруживают движение. Микроволны способны проникать через пластик, дерево, стекло и всевозможные тонкие перегородки, поэтому датчики, использующие их, можно монтировать, например, за тонкой стеной. Они нечувствительны к изменениям температуры окружающей среды или движущимся объектам.

    Где чаще всего используются датчики движения?

    В основном датчики движения используются в сложных устройствах сигнализации или в системах освещения. Например, когда домочадцы спят в комнатах на первом этаже, внутренний датчик движения может обнаружить активность в гостиной и активировать сигнал тревоги.

    Домашние датчики движения могут использоваться не только в системах сигнализации и безопасности, но и для экономичного освещения помещений. Они позволяют экономить электроэнергию, даже если домохозяин забывает выключить свет в холле, тамбуре, ванной или на лестнице.Именно в таких местах чаще всего рекомендуют устанавливать датчики, так как после исчезновения движения они автоматически отключат освещение через несколько секунд или через другое время. Свет на датчике движения включается именно тогда, когда нам это нужно.

    Вне дома или коммерческого здания можно использовать датчик движения и сумерек, который включит освещение при обнаружении движения или когда на улице темно. Задачей датчика сумерек является активация или деактивация другого устройства или установки, например.освещение, основанное на изменении солнечного света.

    Стоит ли использовать датчики движения и сумерек?

    В установках сигнализации и освещения очень хорошо работают датчики движения, учитывая, что они создают условия для безопасного и комфортного использования помещений и зон, прилегающих к разным зданиям. Датчики сумерек и движения позволят эффективно управлять электричеством. Например, освещение коридора датчиком движения позволит сразу включать освещение в этом месте при обнаружении активности человека.Благодаря этому решению человеку, который поднимается по лестнице, например, в подвал или на чердак, с занятыми руками, не приходится искать выключатель в темноте. Такой извещатель будет гасить лампы, если в комнате больше никого нет, т.е. извещатель перестает обнаруживать движение. Кроме того, датчики движения в системах сигнализации отпугивают злоумышленников и снижают риск краж и краж со взломом.

    .

    Смотрите также