Diyargroup.ru

Ремонт Строй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Бесконтактные выключатели

Бесконтактные выключатели

Индуктивные датчики

Бесконтактные выключатели (БВ) – специальные устройства для коммутации, которые приводятся в действие внешним объектом без механического управления человеком. Включение нагрузки выполняется полупроводниковыми элементами. Это обеспечивает высокое быстродействие, большую частоту включений и надежную работу механизма.

Сферы использования датчиков безграничны, они могут работать в широком диапазоне температур и способны переносить тяжелые промышленные условия. Чаще всего такое устройство используется в автоматизированных процессах в промышленности. С помощью выключателей могут создаваться уровневые механизмы, контролирующие налив жидкости или загрузку сыпучих материалов.

Виды бесконтактных датчиков

В зависимости от чувствительного элемента, сенсоры подразделяются на:

  • ультразвуковые,
  • оптические,
  • индуктивные,
  • емкостные
  • магнитные.

Ультразвуковой датчик

Принцип действия построен на измерении времени между поданным ультразвуковым сигналом и регистрацией отраженного импульса.
Эти датчики могут измерять расстояние от любых поверхностей: твердых, жидких, прозрачных, цветных, чистых, грязных, шершавых, гладких и т.д.
Они нечувствительны к шуму, звуку, температуре и вибрации.

Ультразвуковые сенсоры применяются для обнаружения различных объектов или для измерения расстояний на поверхности, а также применяются в акустической парковочной системе (АПС).

Оптический датчик

В приборах такого типа чувствительным элементом является фотосенсор (устройство, производящее реакцию на изменение светового потока). Принцип работы заключается в перекрытии светового луча непрозрачным объектом.
В его состав входят: фотодетектор, источник света и устройства, которое управляет светом (это может быть линза или зеркало).
Исходя из типа устройства оптические датчики подразделяются на:

  • Моноблочные. Приемник и излучатель находятся в одном корпусе.
  • Двухблочные. Приемник оптического сигнала и источник излучения находятмя в разных корпусах

Барьерный оптический датчик обозначается буквой «Т». Приемник и излучатель находятся в разных корпусах, они устанавливаются на одной оси, друг напротив друга. Корпуса могут становиться на расстоянии до 100 м.
Принцип действия такого прибора заключается в том, что предмет, который попадает в зону видимости, прерывает прохождение луча. Приемник фиксирует изменение, а появившийся после обработки сигнал подается на управляющее устройство.

Буквой «R» обозначается рефлекторный оптический датчик. В этом типе приемник и излучатель производятся в одном корпусе. Для отражения луча применяется рефлектор. Отраженный от рефлектора свет попадает на приемник и как только луч прервется каким-нибудь объектом, датчик срабатывает.
Сенсоры рефлекторного типа используются на конвейере, производят подсчёт продукции. Для обнаружения объектов с разными поверхностями (зеркальной, отражающей или металлической) применяют фильтр поляризации. Дальность действия может распространяться до 8 метров.

Читайте так же:
Каталог высоковольтных выключателей abb

Последний тип — диффузионный, обозначается буквой «D». Приемник и излучатель также находятся в одном корпусе. Интенсивность луча, который отражен от объекта, контролируется приемником. Для точности срабатывания может быть использована функция фонового подавления. Дальность действия зависит от самого объекта и его отражательных свойств, может достигать 2-х метров.

Датчик бесконтактный индуктивный

Является дискретным и используется для обнаружения металлических объектов. В основе работы лежит генератор с катушкой индуктивности. Распределяется переменное магнитное поле, силовые линии выходят из чувствительного элемента и проникают в чувствительную зону. При нахождении в этой зоне электрического или магнитного предмета поле ослабляется, датчик срабатывает и обнаруживает этот предмет.
Индуктивные датчики активно применяются в промышленной автоматике.

Емкостной датчик

Представляет собой конденсатор с металлическими обкладками, которые развернуты вдоль плоскости. Если в это электрическое поле возле поверхности электрода попадет объект — меняется емкость конденсатора, а сенсор, соответственно обнаруживает этот предмет.
Могут обнаруживать любые объекты: твердые, порошкообразные, жидкие и т.д.

Магнитный датчик

Регистрируют объекты с постоянным магнитом. Могут обнаружить магнитную метку даже за стенкой, которая не состоит из магнитного материала, но пропускает магнитное поле.

На сайте вы найдете описания, подробные технические характеристики и фотографии.

Мы предлагаем товары со всей документацией, гарантией и быстрой доставкой.

Разновидности

Чтобы выбрать подходящий тип изделия, необходимо обладать некоторыми знаниями о разновидностях коммутирующих приспособлений. концевой выключатель имеет различные модели, которые отличаются по принципу действия и характеристикам.

Существуют следующие виды выключателей: механические, бесконтактные, герконы, индуктивные, оптические, емкостные и другие.

Механические

Данный вид концевиков используется в производственных целях, а также в бытовых условиях. Они выпускаются в виде кнопки, рычажка или ролика. В их конструкцию входят резиновые уплотнители, замыкающие и размыкающие контакты.

Самым ярким примером является микровыключатель. Он имеет минимальные габариты и величину тока, а также рабочий элемент обладает минимальным ходом. Поэтому микровыключателю требуется точная настройка при монтаже. При этом рабочий ход повышается при помощи рычага или ролика.

Основным недостатком микровыключателя является подгорание или залипание контактных элементов при множественных включениях и отключениях. С целью продления сроков службы выключателей устройство снабжено дугогасительной камерой.

Магнитные

Магнитный концевик откликается на присутствие устойчивого электромагнитного поля. В большинстве случаев имеет один или два ферромагнитных контакта. В случае приближения магнита к выключателю, контакты замыкаются, в результате чего на систему управления подается импульс.

Читайте так же:
Автоматы выключатели для дома

Концевой выключатель: виды и область применения

Горизонтальный концевой выключатель

Основным плюсом магнитного выключателя является отсутствие механического механизма, что способствует его долговечности. Сфера применения магнитных концевиков разнообразна.

Устройство можно подсоединить к дверной конструкции. При открывании двери магниты перемещаются, и срабатывает сигнализация или зажигается свет.

Индуктивные

Такие выключатели имеет электронную конструкцию и бесконтактное управление. Индуктивные концевики реагируют на передвижение магнитного элемента. В его механизм входит металлический или намагниченный сердечник. Если объект приближается или отдаляется, концевик выдает электрические импульсы, в результате чего происходит открытие или закрытие контактов.

На их основе производятся разные датчики, которые необходимы для автоматизации производственных процессов. Данные виды выключателей способны контролировать и дозировать жидкое и сыпучее сырье.

Область их применения разнообразна. Они применяются для ограничения движения различных устройств. Свое использование они нашли в системах безопасности. Помимо этого индуктивные концевики реагируют на металл и его перемещение.

Выключатели приходят в рабочее состояние путем подачи на них напряжения. Они не являются отдельным модулем и входят в конструкцию механизма. Для монтажа выключателей используют гайки, клей, болты.

Основным преимуществом данного приспособления является непритязательность его к чистоте. Поэтому они широко используются в производственных процессах, связанных с повышенным загрязнением.

Эти типы изделий могут послужить заменой механических моделей. Они просты в эксплуатации, для приведения их в действие не требуется непосредственного нажатия. Конструкция оснащена катушкой индуктивности, реагирующая на металлические предметы.

Для чего нужен бесконтактный выключатель + маркировка и особенности его подключения

Новаторские идеи позволяют упростить многие процессы, добавить удобство при использовании бытового и производственного оборудования, автоматизировать рабочие циклы.

Часто для их реализации берут бесконтактный выключатель, умеющий своевременно среагировать на конкретный раздражитель без физического присутствия человека.

Давайте подробнее рассмотрим, что это за прибор и для каких целей он служит.

Для чего нужен бесконтактный выключатель?

Чтобы выполнить определенное действие, необязательно самому принимать активное участие – идти к предполагаемому объекту и проводить с ним какие-либо манипуляции. Предлагаемое производителями электротехнического оборудования умное изделие, способно частично заменить человека.

Принцип работы оборудования

Аппарат, прекращающий функционирование определенного оборудования бесконтактным способом, называется выключателем или сокращенно ВБ. Еще его часто именуют датчиком – но это понятие обобщает в себе еще и приборы с аналоговым выходным сигналом.

Такая терминология, а также сфера использования, устойчивость к различного рода повреждениям и технические характеристики предусмотрены ГОСТом Р 50030.5.2-99. Документ регламентирует соответствие рабочих параметров, своевременное срабатывание защитного механизма при перегрузке и прочие эксплуатационные нюансы приспособления.

Читайте так же:
Коробка для установки пакетного выключателя

Численное моделирование

Продемонстрировать работу всей вышеизложенной теории можно, выполнив симуляцию SPICE модели нашего устройства из двух связанных катушек.

SPICE модель двух индуктивно-связанных катушек
SPICE модель двух индуктивно-связанных катушек

Симуляция выполнена для коэффициента связи %, что соответствует 25 см удаления между катушками. Параметры катушек те же, что и в предыдущем параграфе, принятые для построения графика .

Получается, что реактивные сопротивления каждой из катушек необходимо скомпенсировать конденсаторами и . То есть настроить каждый из контуров (передающий и принимающий) в резонанс на заданной частоте. Если предположить, что величина нагрузки действительная, то величины емкостей могут быть найдены из формул

Ниже приведены два графика для переданного напряжения и переданной мощности во времени на частоте (кГц).

Переданное напряжение

Переданное напряжение

Переданная мощность

Переданная мощность

Из рисунков видно, что на расстоянии 25 (см) переданное напряжение оказалось приблизительно в 2.5 меньше входного, а переданная пиковая мощность — приблизительно в 4 раза меньше мощности, потребляемой от входа, что согласуется с полученными формулами.

В заключении опишем, какие меры можно предпринять для увеличения передаваемой мощности:

Какие бывают емкостные датчики?

1. В зависимости от типа исполнения такие устройства подразделяются на следующие виды:

Одноемкостные. Устройства такого типа имеют достаточно простую конструкцию. По сути, одноемкостный датчик — это конденсатор с переменной емкостью. Существенным недостатком такого прибора является подверженность воздействию внешних факторов, среди которых повышенная влажность, температурные колебания и проч.

Двухъемкостные. Датчики такого типа подразделяются на дифференциальные и полудифференциальные. Первые отличаются устойчивостью к воздействиям негативных внешних факторов, высокой точностью и стабильностью работы. Полудифференциальные преобразователи используются в том случае, если применение дифференциальных моделей затруднительно или невозможно.

2. По принципу действия приборы подразделяются на следующие виды:

Емкостные датчики линейных перемещений. Неэлектрические волны, нуждающиеся в регулярном измерении, отличаются значительным многообразием. Большую их часть составляют линейные перемещения. Для контроля их уровня разработаны специальные емкостные датчики. Задействуя их, можно измерять как большие, так и очень маленькие перемещения.

Емкостные датчики угловых перемещений. По алгоритму работы такие устройства схожи с приборами описанного выше типа. Они позволяют с высокой точностью измерять угловые перемещения в различных диапазонах. Наиболее часто используются многосекционные устройства с переменной площадью обкладок конденсатора. В емкостных датчиках данного типа один из электродов конденсатора фиксируется на валу объекта. Вращаясь, он перемещается. В результате происходит изменение площади перекрытия пластин конденсатора, после чего меняется емкость.

Читайте так же:
Выключатель для трансформатора 1600 ква

Инклинометры. Данные устройства, именуемые также датчиками крена, представляют собой дифференциальные преобразователи наклона, в составе которых присутствует элемент в виде капсулы. Эта деталь включает подложку с планарными электродами, на которые нанесен специальный изоляционный слой. Внутри корпуса устройства находится проводящая жидкость, являющаяся общим электродом чувствительного элемента. Общий электрод вместе с планарными электродами образует дифференциальный конденсатор. Выходной сигнал датчика пропорционален величине емкости дифференциального конденсатора. Последняя находится, в зависимости от положения корпуса, в вертикальной плоскости. Особенности проектирования инклинометра предполагают наличие линейной зависимости выходного сигнала от угла наклона в рабочей плоскости. При этом параметры в нерабочей плоскости остаются неизменными. На сам сигнал могут оказывать незначительное влияние температурные колебания. Если требуется определить положение плоскости в пространстве, применяются сразу два таких датчика, причем они должны располагаться под углом 90 градусов. Сегодня в продаже представлены компактные датчики с электрическим выходным сигналом, который пропорционален углу наклона прибора. Среди многочисленных достоинств данного оборудования стоит выделить высокую точность измерений, небольшой вес, отсутствие подвижных конструкционных элементов, удобство фиксации и оптимальную стоимость. Благодаря этим преимуществам инклинометры такого типа активно применяются не только на стационарных, но также и на подвижных объектах.

Емкостные датчики уровня. Оборудование такого типа активно применяется в системах контроля и управления технологическими процессами в различных промышленных отраслях (химической, пищевой, фармацевтической и проч.). Они позволяют измерять уровень различных жидкостей, сыпучих материалов, всевозможных вязких сред. Одним из основных достоинств таких приборов является возможность эксплуатации в сложных условиях, к примеру, при образовании конденсата или высокой запыленности.

Датчики (преобразователи) давления . Такие устройства могут иметь одностаторную и двухстаторную конструкцию. Датчики первого типа имеют в своем составе металлическую ячейку. Она поделена на части плоской диафрагмой, на которой располагается статичный электрод. Вместе с диафрагмой он создает переменную емкость. Как только параметры давления с каждой из сторон диафрагмы уравниваются, датчик считается сбалансированным. При изменении давления в камере диафрагма деформируется, в результате чего изменяется емкость. В двухстаторных датчиках диафрагма двигается, в камеру поступает опорное давление. В итоге осуществляется точное измерение дифференциального давления. Уровень погрешности при этом остается незначительным.

4. Методы и средства защиты от ЭДС самоиндукции

Для подавления ЭДС самоиндукции и предотвращения выхода из строя оборудования необходимо принимать специальные меры. Для подавления пиков напряжения на катушке во время выключения, необходимо параллельно катушке включить в схему диод (для постоянного напряжения) или варистор (для переменного напряжения). ЭДС самоиндукции будет ограничиваться этими элементами, тем самым они будут обеспечивать защиту схемы.

Читайте так же:
Выключатели сименс дельта ирис

Диод включается параллельно катушке против напряжения питания (рисунок 10). Таким образом, в установившемся режиме он не оказывает никакого воздействия на работу схемы. Однако при отключении питания на катушке возникает ЭДС самоиндукции, имеющая полярность, противоположную рабочему напряжению. Диод открывается и шунтирует катушку индуктивности.

Схема включения диода для защиты от самоиндукцииа — включение диода в схему PNP Схема включения диода для защиты от самоиндукцииб — включение диода в схему NPN

Рисунок 10 — Схема включения диода для защиты от самоиндукции

Варистор также включается параллельно катушке (рисунок 11).

Схема включения варистора для защиты от самоиндукцииРисунок 11 — Схема включения варистора для защиты от самоиндукции

При увеличении напряжения выше пороговой величины, сопротивление варистора резко уменьшается, шунтируя индуктивную нагрузку. Соответственно, при броске тока варистор быстро срабатывает и обеспечивает надежную защиту схемы.

На рисунке 12 изображен график напряжения во время включения и выключения индуктивной катушки с использованием защитного диода для напряжения 24 В.

 ЭДС самоиндукции с использованием диодаРисунок 12 — ЭДС самоиндукции с использованием диода

На графике видно, что использование защитных диодов сглаживает переходную характеристику напряжения.

Для защиты от ЭДС самоиндукции существует целый ряд готовых устройств. Их выбор зависит от применяемой катушки и типа напряжения питания. Для гашения ЭДС самоиндукции на катушках промежуточных реле используют модули FINDER серии 99 (рисунок 13):

Защитный модуль Finder/99.02.9.024.99Рисунок 13 — Защитный модуль Finder/99.02.9.024.99

Модули устанавливаются непосредственно на колодку реле, не требуют дополнительного изменения схемы управления.

В случае подключения катушек пускателей, либо катушек соленоидных клапанов, необходимо использовать защитные клеммники Klemsan серии WG-EKI (рисунок 14):

Защитный клеммник WG-EKIРисунок 14 – Защитный клеммник WG-EKI

Клеммники позволяют осуществить подключение индуктивной катушки без дополнительного изменения схемы. Клеммник имеет два яруса, соединенных между собой защитным диодом либо варистором. Для осуществления защиты необходимо провести провода питания катушки через этот клеммник. При использовании клеммника с защитным диодом необходимо соблюдать полярность при подключении (рисунок 15).

Схема подключения клеммника WG-EKI с защитным диодомРисунок 15 — Схема подключения клеммника WG-EKI с защитным диодом

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector