非接触式传感器在离散制造业的应用

关于离散传感器的话题层出不穷。一些人有疑问，接近或光电开关能做什么？虽然，目前限位开关没有化时代的进步。但这样的怀疑态度是完全错误的。微控制器电路现在非常微小，足以适应圆柱形的接近传感器。再加上网络连接技术，为其增加了更多的功能和适应性的潜力。

最初，限位开关（有时，开关和传感器能相互使用）的特性是离散的，信号的接通或关闭，或是在半导体中改变状态。接近和光电传感器是非接触式的，也就是说，他们能在标定的范围内检测到物体，而不需要与物体相接触。而限位开关，必须与被检测的物体接触。这一般用于各种杠杆臂或柱塞（roller plunger）。

接近开关有三种基本类型：感应式、电容式和超声波式。感应式传感器在制造业中使用最为普遍，能感知金属物体。电容式和超声波传感器能感知金属和非金属的物质。

一个感应式传感器的直径远大于开关，它通过产生电磁场，电磁场随着距离增加而减弱。这样，随着目标的越接近，传感器能检测涡电流的减少。当金属物质进入这个电磁场中，涡电流产生变化。

当安装在金属盘上，如金属模上时，感应磁场的直径的范围内就存在不少问题。"屏蔽"传感器解决了这个问题。屏蔽主要直接针对磁场，这样周围的金属就不被感应到。但是屏蔽的代价是缩短了感应的距离。

光电传感器有三种基本形式。传送式或透射式光电传感器需要一个发射器和一个接受器。反射感知从反射物体来的光。这两种传感器在光束中断的时候，产生输出。漫反射传感器感知物体漫反射回的光线，当接收到光线时，产生输出。

大多数产品的传感范围都是有特定的条件的，一般是1 mm厚的方形低碳钢。如果物体是不含铁性物质的，如黄铜或铝，那么额定的传感距离就要缩小。

接近智能传感器

现在的状况是，要么磁场存在，要么就彻底不行（当金属物体进入时）。随着在开关电路中增加的智能功能，磁场的不同能量能被感知和计算。另外一种用途是让传感器感知，在某个特定的点上，即在"死区"编程的能力。Cutler-Hammer开关以及Rockwell 的DeviceNet传感器就有这种功能，此外Schneider有全系列的"可编程"接近传感器，相比传统的输入设备的确有其先进之处。

Cutler-Hammer的接近传感器甚至能在笔记本电脑中进行编程。期待在不久的未来PDA与传感器也能顺利地连接。

一个感应式接近传感器含有一个线圈，用以产生电磁场；一个振荡器电路，用以激励线圈；一个触发电路和一个输出电路。最新型的传感器能进行编程，在额定的空间内感知物体，当然不是任何地方都可以正常使用。

也许接近开关最大的价值在于能经受恶劣的环境。大部分能应用于切割区，液体冲洗，或其他剧烈的环境中。特别的模型具有特富龙(Teflon)涂层，外部物质如焊渣等就不会黏附在表面。有些可用于焊接环境，具有坚固的内部电子器件，使失真最小化，不受焊弧产生的高的电磁场 (emf)的干扰。

在电工安装这些设备时，最重要的建议是什么呢？答案是，提醒安装电工，这些是非接触式的设备。虽然它们的传感距离比较小，有时仅仅为8mm(大约是0.3英寸)，接近传感器并不需要吸收货盘停止时的力。使用一个圆柱形接近传感器作为软梯也会用到，所以要注意放置的位置。

电容接近传感器优点包括，传感距离更远，以及能感知非金属物质。开关中的电路检测一个电容性磁场，这是由传感头和感知的物体内的极板形成。这些特性再加上一个模拟输出，使得电容接近传感器成为液体液位应用的理想产品。超声波接近传感器一般来说，其感知距离是最大的，它通过发送和接受一个超声波来感知物体的。

红光感应

光电传感器发出一个光束，并检测光束返回与否。大多数是常用的可视红光和红外线。可视红光在设备中十分有效，但现在大多数传感器都具有一个信号LED以增强信号。

光电传感器有三种基本形式，透射、反射和散射，基于这几种方式，他们发出并接受光。

可靠性最高的是透射型光电传感器，它使用独立的发送和接受器。这种方法对于接受器来说产生出最大的接受能量，产生最强的和最稳定的信号。常用的透射型光电传感器如现代自动化大门开启装置。装置被放置在大约门上6英寸，以确保没有遮挡，比如小孩等。在制造业中，这种类型最适合探测物体的通过，如通道或大门。

透射型光电传感器的缺点是成本问题，有两个元件，相对于其他的传感器，安装比较困难。接收器可放置在变送器的位置上，独立的设备可由反射体替代。光线从传感器发射出来，反射体将光线反射，然后再由传感器中不同物镜和线路接收。这种类型被称为：逆反射。它降低成本，因为只有一个元件，而且安装更为方便，因为只有一个设备需要调整。

散射光电传感器与接近传感器的运行方式相仿。例如，传感器以物体为反射物。这有利于近距离测量，或可应用于难以放置反射物的场合。一个散射传感器安装在滚动传送装置下，能检测包装，当包装传送路径错误时，产生输出。

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