4.3.2. Ємнісні сенсори серії f46a

Емкосные сенсори серії F46A компанії АНТРЕЛ випускаються й хімічно стоїком корпусі з поливинилфторида. Застосовуються дли виявлення неметалічних матеріалів і здатні реагувати на їхню появу в зоні спрацьовування через непровідні матеріали. Легко монтуються на машинне встаткування, завдяки своїй плоскій формі. Основні технічні характеристики:

Гарантована зона реагування: 0. ..3,5 мм

3-провідна схема підключення

Частота спрацьовування: 10 Гц

Ступінь захисту: IP68 і IP69K

Напруга живлення: 10...30 В

Діапазон робочих температур: -25...+70°С.

Зовнішній вигляд зазначених конструкцій сенсорів наведений на мал. 4.11

Ємнісні сенсорні пристрої виробництва компанії СЗЭМО [7], наведені на мал. 4.12, більше подібні з відомими конфігураціями компанії Festo циліндричної форми й зі схожими технічними характеристиками, наведеними в таблиці 4.2

Основні властивості пристроїв такі:

Реагують на металеві й неметалічні об'єкти, на рідину в неметалічному резервуарі.

Надійно працюють у незабруднених середовищах.

За допомогою настроювання чутливості їх можна набудовувати для різних умов при різних матеріалах об'єктів.

Вони досягають найвищий функціональної здатності при малій комутаційній частоті.

4.3.3. Монтаж, настроювання й експлуатація ємнісних сенсорів

При проектуванні розміщення ємнісних сенсорів (ЄС) неутапливаемого виконання варто враховувати мінімально припустимим стандартом відстані до навколишніх елементів конструкцій з металу.

Для ЄС, що мають фланцевий корпус, перед активної поверхні також потрібна зона, вільна від матеріалу, що демпфірує (металу) на відстані, рівній 3Sn (мал. 4.9). На практиці припустиме розміщення ЄС із меншими відстанями до металу, але при цьому знижується його чутливість.

При монтажі й експлуатації виробляється настроювання спрацьовування ЄС за допомогою убудованого многооборотного потенціометра регулювання чутливості. Варто мати на увазі, що при цьому змінюється не тільки спрацьовування, але й повернення сенсора у вихідний стан.

Найбільш широке застосування ЄС знайшли в якості надійних і дешевих засобів контролю максимального або мінімального рівня рідких або сипучих матеріалів (мал.4.13). При цьому можливий монтаж і обслуговування ЄС поза резервуарами або бункерами.

ЄС спрацьовує й від матеріалу, що перебуває за яким-небудь діелектриком, наприклад, він буде почувати борошно через пластину з текстоліту. Як ілюстрація такої роботи з урахуванням впливу навколишнього металу можна привести наступний приклад застосування. При діаметрі отвору в металевому резервуарі, рівному потрійному діаметру активної поверхні безконтактного вимикача ВБЕ-Ц30-96У-..., він може реагувати на мінеральне масло через скло товщиною 18мм, а при діаметрі отвору в резервуарі, рівному подвійному діаметру активному поверхні - через скло товщиною 6 мм.

ЄС застосовується також для рахунку або позиціонування різних об'єктів з неметалічних матеріалів.

4.3.4. Індуктивні сенсори

Індуктивні сенсори засновані на перетворенні лінійних переміщень у зміну індуктивності котушки. Перевагами індуктивного методу вимірів є: безперервність виміру можливість реєстрації безупинно, що змінюються величин, що необхідно при контролі параметрів зубчастих, коліс, переміщень вузлів верстатів і ін, можливість відліку дійсних відхилень вимірюваної величини по шкалі приладу; дистанционность вимірів; висока чутливість і простота конструкції сенсорів.

Недоліками методу є порівняльна складність електричних схем включення сенсорів і вплив відхилень параметрів схеми на результати виміру.

Індуктивний метод контролю може бути безконтактним і контактним. У безконтактних індуктивних вимірювальних системах контрольована деталь (тільки з феромагнітних матеріалів) безпосередньо включена в магнітний ланцюг, образуя ділянка магнітопроводу. Останнім часом розроблені експериментальні зразки безконтактних індуктивних сенсорів з високою чутливістю. Індуктивні безконтактні сенсори приклади конструкцій яких наведені на мал. 4.14 [10], служать для визначення механічного положення металевих предметів з видачею відповідних електричних сигналів. Ці сигнали обробляють вільно програмувальних контролерах (СПК). Вихідні сигнали СПК викликають відповідну реакцію, наприклад, спрацьовування контактора. Індуктивні сенсори являють собою ще один різновид електричних перетворювачів і спрацьовують при наближенні до сенсора металевих об'єктів, якими можуть служити як металевий елемент конструкції, так і металева пластина, прикріплена до будь-якої частини, що рухається, устаткування.

Індуктивні сенсори (ИС), принцип роботи яких наведений на мал. 4.15, надійні й прості в експлуатації. Вони можуть працювати при впливі шумів, світла, діелектричного пилу й рідин, наприклад, машинного масла. ИС мають чітко обкреслену активну зону, при влученні в яку будь-якого металевого предмета, відбувається зміна логічного стану вихідного комутуючого елемента сенсора, у якості якого може використовуватися PNP або NPN транзистор або тиристор (при роботі сенсора на змінному струмі).

Особливості роботи й погрішності виміру ИС залежать як від властивостей об'єкта, так і самих сенсорів. Оптимальні розміри контрольованого об'єкта (пластини) повинні становити не менш величини діаметра сенсора. При використанні не сталевих матеріалів майже завжди виходять менші відстані спрацьовування (S_n): хром і нікель = 0,9S_n; латунь = 0,5S_n; алюміній і мідь = 0,4S_n.

Для металевої фольги й вимірювальних пластин у спеціальному виконанні потрібні контрольні виміри. Об'єктом можуть служити окремі фрагменти встаткування - зуби шестірень, кулачки, повзуни та інше.

Для всіх комутуючих сенсорів необхідний гістерезис для усунення дребезга виходів. В індуктивних вимикачів гістерезис виходить від різниці робочих відстаней до об'єкта при наближенні й видаленні вимірювальної пластини й становить близько 10% від номінальної відстані спрацьовування.

ИС положення з аналоговим виходом серії ДПА компанії «МИТЬ Электро» [11] перетворять значення відстані між активною поверхнею й сенсора й об'єктом впливу у величину струмового сигналу на виході. Графічно характеристики сенсорів серії ДПА різних типорозмірів виражають залежність струму вихідного сигналу від відстані сенсора до об'єкта. Деякі з них наведені на малюнку 4.16.

Сенсори серії ДПА застосовуються як прості й малоинерционные сенсори регуляторів положення в системах керування. Вони можуть реагувати безпосередньо на металевий об'єкт або на металевий прапорець, механічно пов'язаний з об'єктом, і застосовуються в системах регулювання натягу стрічки, троса, проведення в кабельному виробництві й т.п.

Сенсор контролю швидкості серії ДКС на базі індуктивних перетворювачів, приклад використання якого наведений на мал. 4.17, призначений у першу чергу для контролю зупинки або зниження швидкості обертання (руху) різних пристроїв, таких, як конвеєри, транспортери, барабани. Може застосовуватися для виявлення аварійного проковзування стрічки на транспортері. ДКС являє собою ИС зі схемою контролю частоти імпульсів впливу й бінарним виходом. Контрольований обертовий об'єкт безпосередньо або за допомогою з'єднаного з ним металевого об'єкта впливає на чутливий елемент сенсора із частотою, пропорційній частоті обертання. При нормальній частоті обертання на виході сенсора й на навантаженні є напруга. Пасивний вихідний сигнал повідомляє про зниження частоти нижче припустимої. Необхідне значення контрольованої мінімальної частоти встановлюється за допомогою потенціометра.

З огляду на широкі технічні можливості ИС, областями їхнього застосування можуть бути наступні:

обробні центри;

промислові млини;

лазерні автомати для нанесення написів;

захисні ґрати;

зварювальні автомати;

поліграфічні машини;

роботи;

вантажні підйомники;

машини для заливання;

затискні механізми;

підйомно-транспортні машини;

автомати для навісного монтажу друкованих плат;

двері, ворота;

преси.

Компанією ЭФО [10] розроблені нові досить компактні ИС із широким діапазоном чутливості (мал.4.14).

Індуктивні сенсори компанії BERO [11] сконструйовані таким чином, що забезпечують економічне безконтактне виявлена металевих об'єктів. Їх переважно використовують в областях промисловості, пов'язаних з обробкою металу, автомобилесстроении, машинобудуванні, робототехніці, транспортних пристроях і механізмах, а також у целюлозно-паперовій галузі й поліграфії.

Використані в їхніх схемах перетворювачі типу Siemens роблять ИС компанії BERO (таблиця 4.3) досить надійними при дуже високій точності репродукування й довговічними завдяки відсутності зношування а також нечутливості до темпетуре, шумам, світлу й воді. Велика розмаїтість безконтактних ИС BERO, характеризується такими основними параметрами:

искробезопасные сенсори для вибухонебезпечних середовищ,

циліндричної й кубічної конструкції,

відстанями спрацьовування від 0,6 до 75 мм,

у нормальному виконанні в якості 3-3- і 4-провідних сенсорів,

у якості 2-провідних сенсорів для програмувальних контролерів,

с підвищеними електричними параметрами (DC 65 У або UC 320 У),

зі ступенем захисту IP 68 для тяжких умов навколишнього середовища,

с підвищеними відстанями спрацьовування,

без коефіцієнта ослаблення,

для підвищеного тиску,

по специфікації DESINA,

с безпосереднім підключенням до AS-Інтерфейсу.

Перераховані технічні характеристики сприяють широкому застосуванню ИС, деякі області застосування яких наведені в таблищ 4.3.