Gutdver.ru

Отделка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип действия индуктивных бесконтактных выключателей, разновидности и примеры их использования

Принцип действия индуктивных бесконтактных выключателей, разновидности и примеры их использования

Для автоматизированного бесконтактного обнаружения объектов, с различными промышленными целями, применяют бесконтактные индуктивные выключатели (датчики приближения, proximity sensors). Принцип их действия основан на явлении изменения амплитуды колебаний генератора, связанном с внесением в рабочую зону датчика ферромагнитного, магнитного или металлического предмета определенных размеров.

Когда на датчик подано питание, в его рабочей зоне действует переменное магнитное поле, и если теперь внести в эту зону металл, то наведенные в этом металле (мишени) вихревые токи приведут к изменению изначальной амплитуды колебаний генератора, при том величина изменения будет зависеть от расстояния между металлическим предметом и датчиком. Соответствующей величины аналоговый сигнал будет преобразован триггером в логический сигнал, чем определится величина гистерезиса и уровень переключения.

Индуктивные бесконтактные выключатели

Собственно выключатель в данном контексте представляет собой полупроводниковый преобразователь, управляющий состоянием некой внешней исполнительной цепи в зависимости от места нахождения контролируемого объекта, причем положение объекта определяется без механического контакта с ним датчика.

Как вы наверняка уже поняли, чувствительным элементом здесь выступает катушка индуктивности, магнитопровод которой разомкнут в направлении рабочей зоны.

Индуктивные путевые выключатели относятся к большой группе бесконтактных датчиков положения механизмов, которые очень широко распространены в своременных автоматических системах.

Датчики приближения в АСУТП

Индуктивный бесконтактный выключатель в той или иной системе автоматизации выступает первичным инструментом контроля положения определенных элементов оборудования, сигналы с которого обрабатываются в зависимости от назначения оборудования счетчиком продукции, контроллером перемещения, системой аварийной сигнализации и т. д.

В частности, индуктивные бесконтактные выключатели часто применяют для подсчета металлических объектов и для отслеживания их положения, например по конвейеру движутся бутылки, по крышкам которых ведется их подсчет, или в сборочном цехе смена инструмента происходит после того, как ответный фланец окажется в зоне действия индуктивного датчика.

Принцип работы индуктивного датчика

Описать процесс функционирования выключателя можно так. В рабочем состоянии перед рабочей поверхностью бесконтактного датчика пульсирует магнитное поле постоянной амплитуды.

Если приблизить к датчику металл (допустим жестяную крышку бутылки или часть детали, участвующей в роботизированной сборке), то появится тенденция к затуханию колебаний магнитного поля, соответственно упадет величина демодулированного напряжения, триггер срабатывает, что приводит к переключению коммутационного элемента (например к срабатыванию счетчика или к смене инструмента).

Объектами контроля или подсчета для бесконтактных индуктивных выключателей могут служить любые металлические предметы достаточных размеров, например: выступы на валу, фланцы, стальные пластины, головки болтов на соединительной муфте и т. п.

Читайте так же:
Выключатель для ночника с регулятором яркости

Индуктивные бесконтактные выключатели

По принципу коммутации управляемой цепи и по способу подключения к ней, индуктивные датчики бывают нескольких разновидностей, с разным количеством проводов. Строятся датчики на базе NPN или PNP – ключей, могут быть нормально-замкнутыми или нормально-разомкнутыми.

Двухпроводные — включаются непосредственно в цепь нагрузки и питаются через нее, здесь очень важно соблюсти полярность и номинальное сопротивление нагрузки, иначе датчик будет срабатывать некорректно.

Трехпроводные выключатели — наиболее распространенные, у них на два провода подается питание, а третий — служит для присоединения коммутируемой нагрузки.

Наконец, четырех — пятипроводные выключатели имеют возможность выбора режима коммутации (нормально-замкнутый или нормально-разомкнутый режим).

Еще один распространенный вид датчиков положения в современных автоматических системах: Оптические бесконтактные выключатели

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Индуктивные бесконтактные выключатели

Индуктивные бесконтактные выключатели

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

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

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

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

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

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

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

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

Читайте так же:
Как подключить гребенку для автоматических выключателей

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Читайте так же:
Как соединить проходной выключатель lezard

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

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

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

Индуктивные бесконтактные выключатели

Индуктивные бесконтактные выключатели (ВБИ) имеют чувствительный элемент в виде катушки индуктивности с открытым в сторону активной поверхности магнитопроводом.

Перед активной поверхностью ВБИ образуется электромагнитное поле. При внесении металлического объекта в это поле колебания генератора затухают, демодулированное напряжение падает, триггер опрокидывается, коммутационный элемент переключается.

ВБИ марки «Сенсор» выпускаются в латунных никелированных или пластмассовых корпусах различной формы с расстояниями срабатывания от 1 до 150 мм.

Приведенные в каталоге реальные расстояния срабатывания Sr измерены стандартным объектом воздействия из металла (квадратная пластина из СтЗ толщиной 1 мм, состороной, равной 3Sn или диаметру чувствительной поверхности).

При рабочих условиях эксплуатации (в том числе при рабочих значениях напряжения питания и температур окружающей среды) ГОСТ предусматривает надежное срабатывание всех изделий ВБИ в гарантированном интервале срабатывания Sa.

Обычно на практике объект воздействия для ВБИ изготавливается в виде стальной пластины требуемых размеров, соединенной с движущейся деталью механизма, положение которой нужно контролировать.

Если объект воздействия имеет размеры меньше стандартного, то расстояние срабатывания может измениться. Представление о характере этого изменения дает график зависимости отношения S/Sn от К — отношения площади используемого объекта (толщиной примерно 1 мм) к площади стандартного объекта воздействия.

При работе с объектами из различных металлов и сплавов расстояния срабатывания могут уменьшаться, и для предварительных расчетов можно использовать следующие поправочные коэффициенты:

  • нержавеющая сталь — 0,8;
  • латунь — 0,5;
  • медь — 0,48;
  • нихром — 0,9;
  • алюминий — 0,5;

Для надежного и однозначного переключения ВБИ его расстояние срабатывания и расстояние отпускания при обратном ходе объекта делаются разными. Параметр «дифференциальный ход» характеризует и нормирует эту разницу.

В эксплуатации приближение объекта к ВБИ, как правило, производится не вдоль относительной оси, а перпендикулярно ей. При этом точка срабатывания в пределах гарантированного интервала срабатывания зависит от удаления объекта от активной поверхности. При наличии люфтов в механизмах это нужно учитывать и располагать пластину на минимально возможных расстояниях от активной поверхности с учетом люфтов.

Читайте так же:
Автоматические выключатели вкз 42

Щелевые ВБИ, при наличии допустимых люфтов, обеспечивают более точное позиционирование, граница срабатывания у них приближена к прямой линии.

В каталоге приведены значения частоты срабатывания ВБИ, измеренные по стандартной методике. При проверке частоты срабатывания активная поверхность ВБИ устанавливается на расстоянии 0,5 Sn от поверхности объектов воздействия, размещенных на вращающемся диске.

Установка ВБИ в конструкции.

При проектировании размещения ВБИ следует учитывать минимально допустимые ГОСТ Р 50030.5.2 расстояния до окружающих элементов конструкций из металла. ВБИ не утапливаемого исполнения имеют несколько большие расстояния срабатывания, но более жесткие ограничения по условиям установки. Устанавливать ВБИ можно и несколько ближе, чем предусматривает ГОСТ, но расстояние срабатывания в этом случае может увеличиться.

В изделиях ВБИ-П40-. чувствительная головка имеет возможность смены положения, и потребитель может расположить активную поверхность на одной из пяти плоскостей изделия. От изготовителя изделие поступает с торцевой, активной поверхностью.

Ниже приводятся рисунки установки различных видов ВБИ с рекомендуемыми минимальными расстояниями до демпфирующег оматериала.

Установка цилиндрических ВБИ утапливаемого исполнения (минимальные размеры)

Установка цилиндрических ВБИ не утапливаемого исполнения (минимальные размеры)

Установка фланцевых ВБИ не утапливаемого исполнения (минимальные размеры)

Установка ВБИ-П40-120. -1. утапливаемого исполнения (минимальные размеры)

Установка ВБИ-П40-120. -2. не утапливаемого исполнения (минимальные размеры)

Индуктивные бесконтактные выключатели наиболее широко используются в качестве конечных выключателей в станках с ЧПУ, автоматических линиях и т. п.

Индуктивные бесконтактные выключатели в никелированном корпусе со степенью защиты IP67 могут работать при воздействии СОЖ и масла в станочном оборудовании. ВБИ с расстоянием срабатывания 150 мм применяются в трубопрокатном производстве, на скребковых конвейерах и т.п.

ВБИ холодоустойчивого исполнения работают на открытом воздухе в условиях северных районов нашего родного Урала.

ВБИ с напряжением питания 20-250 В переменного тока не требуют блока питания и часто применяются в простых схемах управления.

При выборе ВБИ с напряжением питания 10-30 В постоянного тока с тремя или четырьмя выводами следует отдавать предпочтение ВБИ с электрической защитой выхода от перегрузок (буква «3» в обозначении). Применение изделий без защиты (Л) целесообразно только при наличии длинных, более 100м, цепей подключения.

Бесконтактные выключатели

Бесконтактные выключатели, датчики, переключатели

Бесконтактные выключатели (бесконтактные датчики, бесконтактные переключатели, конечные бесконтактные выключатели) — это приборы промышленной автоматизации, предназначенные для контроля положения объектов. ГОСТом 26430-85 был введён термин «бесконтактный выключатель». Впоследствии ГОСТом Р 50030.5.2-99 термин заменён на «бесконтактный датчик». В настоящее время для данных изделий используются оба термина.

Читайте так же:
Выключатель безопасности kum катко

Так же применяется название — «датчики приближения» (proximity sensors). Бесконтактный выключатель (БВК) осуществляет коммутационную операцию при попадании объекта воздействия в зону чувствительности выключателя. Отсутствие механического контакта между воздействующим объектом и чувствительным элементом БВК обеспечивает высокую надежность его работы.

Зона чувствительности бесконтактных выключателей

Принцип действия бесконтактных датчиков

Принцип действия бесконтактных выключателей (датчиков) основан на изменении амплитуды колебаний генератора при внесении в чувствительную зону датчика конкретного материала определенных размеров. Расстояние переключения устройства задается в зависимости от потребностей процесса и разновидности датчика. Бесконтактный способ распознавания объекта воздействия позволяет существенно повысить надежность работы устройства по причине отсутствия движущихся и трущихся деталей.

Перечень функциональных возможностей бесконтактных датчиков широк. Обнаружение положения объекта, подсчет, позиционирование и сортировка предметов на конвейерах, контроль перемещения и скорости, обнаружение поломок механизмов, определение угла поворота, измерение перекоса и еще много других функций заложено в понятие «датчик приближения», как еще называют бесконтактный выключатель.

Именно потому их используют в самых разных отраслях: от металлообработки до пищевого производства, как элемент автоматизации транспорта и для контроля в станкостроении, для управления водо- газо, нефтеснабжением и на морских нефтеперерабатывающих платформах. Чтобы подобрать подходящий переключатель, стоит ознакомиться с классификацией датчиков по принципу их действия.

Бесконтактные выключатели производства ТЕКО

Индуктивные бесконтактные выключатели

Индуктивные датчики реагируют на металлические, магнитные, ферромагнитные или аморфные материалы нужных размеров. Эффект достигается за счет изменения амплитуды колебаний генератора при попадании объекта в чувствительную зону датчика.

Емкостные бесконтактные выключатели

Емкостные выключатели обнаруживают как металлические, так и диэлектрические объекты. Принцип действия выключателя основан на изменении емкости конденсатора, выполняющего роль чувствительного элемента, при внесении в чувствительную зону объектов.

Оптические бесконтактные выключатели

Оптические бесконтактные датчики обнаруживают контролируемые объекты, отражающие или прерывающие оптическое излучение. Коммутационный элемент у оптических бесконтактных датчиков полупроводниковый или релейный. Дальность действия этих датчиков может достигать значения 150 метров.

Магниточувствительные бесконтактные выключатели

Магниточувствительные датчики служат для обнаружения в пространстве намагниченного объекта. Срабатывание датчика происходит при изменении напряженности магнитного поля, вызванного, например, перемещением постоянного магнита, расположенного на подвижной части механизма.

Бесконтактные датчики могут быть исполнены в особо прочных корпусах из специальных материалов, согласно стандарту NAMUR, а также с приемкой 5.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector