Pollife.ru

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

Индуктивные датчики: назначение и принцип работы, устройство индуктивного датчика

Индуктивные датчики: назначение и принцип работы, устройство индуктивного датчика

Различные промышленные устройства предполагают использование всевозможных датчиков, которые отличаются своими особенностями и принципами работы. Одним из вариантов, получивших достаточно широкое распространение, является индуктивный датчик, который активно применяется в низовом оборудовании у различных систем, обеспечивающих автоматизированное управление линиями производства. Встретить такие датчики можно в устройствах, которые отвечают за работу линий пищевой и текстильной промышленности, предприятий машиностроения и многих других.

Индуктивные датчики: назначение и принцип работы, устройство индуктивного датчика

Что представляет собой индуктивный датчик?

На другие материалы, соответственно, этот прибор не реагирует и пропускает их мимо своего поля деятельности. Основное направление использования этих устройств — всевозможные автоматизированные линии и системы. У них может присутствовать как замкнутый, так и разомкнутый контакт. Принцип действия у подобных устройств осуществляется за счет присутствия специальной катушки, которая создает магнитное поле, позволяющее взаимодействовать с металлами. У такой работы есть свои особенности и принципы, которые играют важную роль.

Индуктивные датчики: назначение и принцип работы, устройство индуктивного датчика

Как действует датчик?

Индуктивный датчик за счет своего внутреннего устройства имеет определенный принцип действия. В нем используется специальный генератор, который выдает определенную амплитуду колебаний. Когда в поле действия агрегата попадает объект, состоящий из металлического или ферромагнитного материала, то колебания начинают меняться, что и сигнализирует о наличии предмета. Из-за этого датчики работают только с подобными материалами и бесполезны в других случаях.

  1. При начале работы на конечный выключатель подается питание, что способствует образованию магнитного поля. Именно оно влияет на вихревые токи, которые, в свою очередь, меняют амплитуду колебаний у работающего генератора.
  2. Результат всех этих преобразований — получение выходного сигнала, который может варьироваться, в зависимости от расстояния между работающим датчиком и исследуемым предметом. Затем при помощи специального устройства аналоговый сигнал преображается в логический.
  3. Индуктивный датчик также нужен, чтобы распознавать положение металлических предметов. Это может играть важную роль на производстве. Если по линии следуют изделия, на которых металлические детали должны быть расположены в определенном порядке, то датчики проконтролируют правильность этого расположения. В случае обнаружения ошибки устройство подаст сигнал на конвейер, и программа предпримет дальнейшие действия для устранения проблемы.

Индуктивные датчики: назначение и принцип работы, устройство индуктивного датчика

Конструкция устройства

Индуктивный датчик положения имеет своеобразное устройство и состоит из нескольких важных узлов, которые обеспечивают полноценную работу этого агрегата.

  1. Важной деталью является генератор, именно он создает электромагнитное поле, которое помогает анализировать металлические предметы и определять их положение. Без этого поля работа была бы невозможной.
  2. Также в работе используется такой специальный элемент, как триггер Шмидта – в его задачу входит преобразование сигнала, чтобы датчики могли взаимодействовать с другими элементами в системе и передавать информацию дальше.
  3. Может использоваться усилитель – он нужен, чтобы получаемый сигнал достиг необходимого уровня для дальнейшей передачи.
  4. В работе датчика применяются индикаторы на светодиодах, они помогают контролировать работу устройства, сигнализируя о том, что оно включилось, а также лампочки могут загораться при выполнении различных настроек системы.
  5. Такое приспособление как компаунд защищает датчик от попадания внутрь воды и всяческих мелких частиц. Поскольку посторонние субстанции могут негативно сказаться на работе прибора и даже привести к его поломке, качественная защита является важным моментом.
  6. Корпус — в нем помещаются все перечисленные внутренние элементы, которые собираются в единое целое. Сам корпус монтируется в нужном месте при помощи специальных креплений, позволяющих расположить его так, как это требуется для правильной и эффективной работы на линии. Кроме того, оболочка защищает детали от механических воздействий и повреждений, которые могут быть получены таким путем. Для этого корпуса датчиков изготавливают из латуни, либо полиамида — они являются достаточно надежными материалами.
Читайте так же:
Автоматический выключатель ва47 29 размер

Индуктивные датчики: назначение и принцип работы, устройство индуктивного датчика

Что следует знать о работе датчика?

Индуктивный датчик положения — это устройство со своей спецификой, поэтому в описании его работы и принципа действия часто используются специализированные определения:

  1. Активная зона означает область, где степень воздействия магнитного поля проявляется в наибольшей степени. Она находится перед чувствительной поверхностью самого датчика, там уровень концентрации является самым высоким. Как правило, по размеру эта зона равна диаметру самого устройства.
  2. Номинальное расстояние переключения. Такой параметр считается теоретическим, поскольку он не учитывает производственных особенностей, режим температуры, уровень напряжения и прочие факторы.
  3. Рабочий зазор. Так обозначается тот диапазон параметров, который гарантирует эффективную и нормальную работу прибора без возникновения каких-либо проблем с его функционированием на производстве.
  4. Поправочный коэффициент. Этот момент связан с тем, из какого материала сделан металлический объект, обследуемый датчиком, поскольку в зависимости от этого может быть скорректировано значение рабочего зазора.

Индуктивные датчики: назначение и принцип работы, устройство индуктивного датчика

Достоинства и недостатки индуктивных датчиков

Как и различные другие приборы, эти обладают своими плюсами и минусами, которые становятся заметными в эксплуатации. Датчики стали довольно популярными благодаря тому, что у них есть несколько важных преимуществ.

  1. Конструкция этих агрегатов достаточно простая, она не содержит каких-то сложных элементов, требующих особой настройки. За счет этого датчики обладают высокой прочностью и надежностью, нечасто ломаются и могут постоянно использоваться на производстве. Также удобно, что у них не имеется скользящих контактов.
  2. Особенности устройства позволяют подключать приборы к промышленной системе напряжения без всяких проблем.
  3. Обладают хорошей чувствительностью, поэтому их можно использовать при работе с различными металлическими объектами.

К минусам можно отнести то, что при работе датчики могут выдавать погрешности из-за наличия различных факторов. На них может влиять температура, а также воздействие других полей похожего типа. Поэтому для качественной работы нужно обеспечить подходящие условия, которые не мешали бы датчикам правильно функционировать.

Индуктивные датчики конечный выключатель

Индуктивные бесконтактные выключатели цилиндрической формы с разъемом на кабеле.

  • Сокращение затрат времени на техническое обслуживание
  • Улучшенная помехозащищенность за счет использования 3-х проводной схемы постоянного тока
  • Защита от переполюсовки (3-проводные постоянного тока), перенапряжений (-/

Индуктивные бесконтактные выключатели прямоугольной формы с кабелем.

  • Сокращение затрат времени на техническое обслуживание
  • Улучшенная помехозащищенность за счет использования 3-х проводной схемы постоянного тока
  • Защита от переполюсовки (3-проводные постоянного тока), перенапряжений (-/

Индуктивные бесконтактные выключатели с увеличенным расстоянием срабатывания. Увеличенное расстояние срабатывания и повышенная надежность.

  • Увеличенное расстояние срабатывания – до 25 мм
  • Улучшенная помехозащищенность
  • Защита от переполюсовки, перенапряжений, перегрузки по току
  • Высокая надежность и длительный срок службы
  • Красный индикатор (СИД) состояния выхода
  • Класс защиты IP67 (стандарт IEC)
  • Предназначены для замены микропереключателей и концевых выключателей

Датчики для сварочного оборудования.

  • Улучшенная помехозащищенность за счет использования 3-х проводной схемы постоянного тока
  • Защита от переполюсовки (3-проводные постоянного тока), перенапряжений (-/

Индуктивные бесконтактные выключатели цилиндрической формы с кабелем. Улучшенная помехозащищенность, обеспечивающая повышение безопасности работы

  • Улучшенная помехозащищенность за счет использования 3-х проводной схемы постоянного тока
  • Защита от переполюсовки, перенапряжений, перегрузки по току (За исключением датчиков серии PR08)
  • Высокая надежность, длительный срок службы и удобство в эксплуатации
  • Красный индикатор (СИД) состояния выхода
  • Класс защиты IP67 (стандарт IEC)
  • Предназначены для замены микропереключателей и концевых выключателей

Индуктивные бесконтактные выключатели цилиндрической формы с разъемом.

  • Сокращение затрат времени на техническое обслуживание
  • Улучшенная помехозащищенность за счет использования 3-х проводной схемы постоянного тока
  • Защита от переполюсовки (3-проводные постоянного тока), перенапряжений (-/

Индуктивный передатчик.

  • Энергонезависимая передача сигнала. Передача сигнала осуществляется за счет магнитной связи, возникающей между катушками
  • Исключительная стойкость к неблагоприятным воздействиям окружающей среды. Функционирование прибора не нарушается даже в случае загрязнения маслянистыми веществами
  • Области применения: буровое оборудование, станочные столы, манипуляторы роботов, конвейерные системы, различные вращающиеся валы

Индуктивные бесконтактные выключатели с увеличенным расстоянием срабатывания.

индуктивные датчики

Индуктивный датчик (бесконтактный индуктивный выключатель) — это устройство, реагирующее только на металл. Принцип действия таких устройств основан на изменении амплитуды колебаний генератора при внесении в чувствительную зону выключателя металлического, магнитного, ферромагнитного или аморфного материала определенных размеров. При подаче питания на конечный выключатель в области его чувствительной поверхности образуется изменяющееся магнитное поле, наводящее во внесенном в зону материале вихревые токи, которые приводят к изменению амплитуды колебаний генератора. В результате вырабатывается аналоговый выходной сигнал, величина которого изменяется от расстояния между устройством и контролируемым предметом. Триггер преобразует аналоговый сигнал в логический, устанавливая уровень переключения и величину гистерезиса.

induktivdatchik.jpg inddatchik_2.jpginddatchik_3.jpg

Бесконтактные индуктивные датчики положения специального исполнения:

  • преобразователи перемещения
  • контроля минимальной скорости
  • для работы в среде высокого давления
  • кольцевые датчики
  • автотранспортного исполнения
  • морского исполнения
  • взрывозащищенные датчики NAMUR

Система обозначения индуктивных выключателей

пример оформления заказа индуктивных датчиков

Особенности применения:

  • срабатывание только на металл и абсолютная нечувствительность к другим материалам (например, в отличии от емкостных датчиков);
  • возможность распознавания различных групп металлов;
  • долговечность, благодаря отсутствию механического воздействия и износа.

примеры применения индуктивных датчиков

примеры применения индуктивных датчиков перемещения

Свойства:

  • Исполнение постоянного DC, переменного AC и постоянного/переменного DC/AC напряжения;
  • Возможности разного подключения: двух-, трех-, четырехпроводное. Способы подключения: кабель, разъем, клеммы.
  • Размеры корпусов от Ø 4 мм до 170х170х60 мм.
  • Механизм защиты от перегрузок и короткого замыкания.
  • Светодиодная индикация срабатывания и питания.
  • Степени защиты IP65, IP67, IP68.
  • Стойкость к высокому давлению – до 500 бар.
  • Различные варианты исполнения – высокотемпературный до + 150°С, низкотемпературный до -60°С.
  • Датчики стойки к пульсации питающего напряжения до 67%, а так же приспособлены к работе в бортовой системе автомобилей.
  • Возможно взрывозащищенное исполнение.
  • Стойкость к химически активным средам.
  • Дискретный или аналоговый выход определения положения объекта воздействия относительно датчика.
  • Решение специальных задач (датчики минимальной скорости).

Индуктивные бесконтактные датчики предназначены для автоматизации технологических процессов, систем безопасности и контроля. Спектр применения обширен и включает практически все отрасли промышленности, где необходима автоматизация процессов. Такие устройства с успехом применяются в машиностроении, пищевой промышленности, металлургии, станкостроении, деревообработке и т.д.

Индуктивные бесконтактные датчики положения постоянного тока изготавливаются в соответствии с техническими условиями ВТИЮ.3428.006.2006 ТУ.

Замена индуктивного датчика

Мы, как специалисты в системах промышленной автоматизации, часто сталкиваемся с необходимостью замены индуктивных датчиков. Для знающего человека, работа с индуктивными датчиками не является даже рутинным событием — просто какое-то очередное действие. Для эксплуатирующего же персонала это может являться серьезной проблемой, которая только ухудшается стеснением озвучить свои вопросы или изначально неправильным пониманием работы системы автоматизации.

В промышленности и на производстве часто стоит задача определения положения какого-либо объекта. Это может быть подъехавшая кабина лифта, приблизившиеся металлическая болванка, кончик задвижки и так далее. Другими словами, во всех этих применениях нам нужен какой-то датчик положения. Задвижка закрылась? Можно запускать газ? Исторически датчиком положения в России может являться концевой выключатель типа ВПК 2110, ВП15 или тому подобное. Когда же возникает вопрос компактности или хоть какой-то точности, то любят использовать микропереключатель типа какого-нибудь МП2101.

На основе и своего, и мирового опыт мы категорически не рекомендуем использовать концевой выключатель в технологическом процессе. Концевые выключатели по международной классификации уже начинают называться "Выключателями безопасности". Потому, что подобная конструкция предназначена для нечастого, но надёжного срабатывания. Это и описывает полностью элемента системы обеспечения безопасности. Частое же срабатывание приводит к механическому износу изделия.

Индуктивный датчик же представляет собой бесконтактным датчиком. В чём плюс? Допустим датчик используется для определения положения задвижки. Подали сигнал и задвижка должны была закрыться для перехода к следующему этапу технологического процесса. Как же нам убедиться что задвижка не должна была, а на самом деле закрылась? Для этого нужен датчик. Использование механического датчика возможно, но тогда надо задаться вопросом о частоте закрытия-открытие задвижки. Ведь частое механическое воздействие приводит к физическому износу датчика. Например, у ВПК 2110 подвижный механизм крепится к корпусу гайкой. Каждое воздействие на механизм приводит к ослабеванию гайки вплоть до её потери. А неисправности датчики — это, мягко говоря, весьма сложный момент для любого качественного производства.

Индуктивный же датчик не имеет проблемы механического износа — он будет работать столько, сколько надо. Это только повышает надёжность технологического процесса. Датчик индуктивности бесконтактный, а это также значит что обслуживающему персоналу сложнее его обмануть. Если головку (подвижный) элемент концевого выключателя персонал может просто отвернуть в другую сторону, то с индуктивным это уже не вариант.

Мы все знаем в каких условиях приходится работать оборудованию. Обеспечить долговременную защиту датчика по IP быстро становится амбициозной задачей. Индуктивный же датчик обычно представляет из себя единое целое, что уже означает принципиально более высокую защиту от воздействия окружающей среды. Но это не предел. Корпус и внешние материалы индуктивного датчика могут выполняться и из специализированных материалов — для обеспечения химического сопротивления, для обеспечения гигиеничности и так далее.

Не только химическое или атмосферное воздействие приводит к порче. Мы чрезвычайно часто сталкиваемся с физического поломкой в следствии кинетического воздействия. Слишком умно звучит? Если проще, то датчик маленький, а на производстве периодически падают большие и тяжелые вещи. Это ломает датчики. Или, коннектор — провод подключения.

Обозначив все основные моменты, вернёмся же к замене сломавшегося или установке нового датчика.

Первое. Расстояние срабатывания датчика.

Это расстояние в 95% случаев измеряется в миллиметрах или нескольких сантиметрах. При приближении металлического объекта происходит изменение индуктивности поля вокруг датчика. Но если не языком учителя физики, то расскажем иначе. Индуктивный датчик проще рассматривать в качестве индуктивного выключателя, который выключается-включается какой-нибудь металлической штукой. То есть подъехала задвижка ближе, чем на 5.0мм и датчик переключился. Отъехала на 5,01 мм и датчик выключился.

В интернете почему-то модно использование индуктивного датчика в контексте коленвала. Рассмотрим. В этом случае речь идёт о датчике положения коленвала в, например, системе зажигания. Здесь становится понятно причина невозможности использования даже микропереключателя а-ля МП 1101. Диапазон ближе-дальше чрезвычайно мал и не факт что подвижный элемент механического датчика будет корректно переключаться.

Говоря практически про расстояние срабатывания. Нельзя универсально сказать что "больше лучше" или "меньше лучше". Допустим надо отработать приближение или "вход". Допустим мимо нас едет на конвейере металлическая банка диаметром 40мм. Её ближайший край находится на удалении 10 мм от датчика. Тогда, по большой счёту, нам не может подойти любой датчик в диапазоне срабатывания 10-50мм. (Ну, или почти так в зависимости от тонкостей окружности).

Второе. Диаметр датчика.

Наиболее популярны индуктивные датчики цилиндрической форму по стандартам М6, М8, М10, М12 и так далее. Допустим речь идёт и конвейере со стенкой толщиной 1 мм. Тогда в этой стенке делается отверстие нужного диаметра, вставляется датчик, зажимается двумя гайками и всё хорошо. Иногда же из пластины делают уголок с отверстием нужного диаметра.

Поэтому если речь идёт о замене индуктивного датчика, то изначально следует задуматься о возможности его физической установки.

Отдельно заметим что диаметра датчика примерно пропорционален расстоянию срабатывания.

Третье. Подключение датчика PNP/NPN или про выходной сигнал.

Данный вопрос заслуживает отдельного обсуждения и поэтому затронем его поверхностно. Если на практическом уровне и абстагироваться от электроники, то PNP обычно используется в европейском оборудовании, а NPN обычно используется в американском оборудовании. Соответственно NPN редко являются складскими в России. Беда в том, что PNP или NPN важно на уровне самой системы, куда подключается датчик. Индуктивный датчик в нашем контексте практически всегда работает от постоянного тока, где становится важным что мы коммутируем (переключаем) — плюс или минус. Если Вы не хотите детально разобраться в хитростях электроники, то лучше сразу же обратить на это внимание при замене. Если же Вы берёте не на замену, то лучше выбрать PNP.

Четвёртое. Кабель подключения.

Кто первый раз сталкивается с подобной проблемой, тот либо жутко пугается, либо ошибается. Работа датчика обеспечивает на столько им самим. Сам датчик требуется подключить к вышестояющему оборудованию с помощью кабель. Стоп. Не пугаемся. Здесь следует подходить по-этапно.

Ставим новый индуктивный датчик или на замену? Если новый, то лучше кабель брать отдельно. Если же на замену, то надо посмотреть состояния кабеля на предмет его замены.

Смотрим размер и количество контактов. Если размер стандартен — М6, М8, М10, М12 и так далее, то гораздо интереснее с контактной группой. Обычно речь идёт просто о количестве контактов. Тем не менее, стоит обратить внимание на их расположение. Для этого практически всегда прилагается фото или схема.

Смотрим длину кабеля. Ну, хоть здесь всё понятно)

Смотрим индивидуальные моменты. Из какого материала сделан кабель? Каков его радиус загиба? Есть на нём светодиод сигнализации работы? Он прямого включения или углового? И много-много чего ещё.

Итого по кабелю подключения. Не стоит его бояться. Один раз возьмёте в руки и все страхи пропадут.

Пятое. Частоты работы.

На этом пункте, наверное, и закончим. Помните обсуждение механического выключателя, концевого выключателя? У его подвижных элементов есть (а) инерция и (б) время на перемещение. В виду этого, у них ярко ограничена частота включения-выключения. Индуктивные же датчики спокойно работают на сотнях или даже тысячах Гц или количестве переключений в секунду.

Почему это важно? Для того же датчика коленвала. Всё крутиться очень быстро — нельзя пропустить и надо правильно считать. Не очень понятно? Ставим, правильно подобрав расстояние срабатывания, индуктивный датчик на шестерёнку какого-то механизма. Это мы делаем для того, чтобы по количеству пройденных зубьев корректно считаться количество сделанных оборотов и/или положение. Если же шестерёнка будет крутиться быстро, то частота срабатывание датчика должна быть соответствующей.

Всё равно тяжело? Не волнуйтесь — для этого есть. Специалисты Texenergo установили на наших заводах и на заводах клиент тысячи индуктивных датчиков. Обращайтесь. Мы знаем что делать и как помочь.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector