電感式傳感器針對特殊工況的設(shè)計和應(yīng)用

??? 摘要:本文以ELCO(宜科)公司產(chǎn)品為例,介紹針對特殊工況設(shè)計的電感式傳感器的應(yīng)用
??? 關(guān)鍵詞:電感式傳感器、應(yīng)用
引言

電感式傳感器的發(fā)展及分類
??? 電感式傳感器以線圈自感變化為原理,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制行業(yè)各個領(lǐng)域。其優(yōu)勢在于:無機械運動部件、壽命長、高靈敏度、高精度、高輸出頻率、易于現(xiàn)場安裝和現(xiàn)場維護等。在汽車制造、冶金、機械、紡織、造紙、印刷、包裝、電梯、物流、電力、食品飲料、水泥建材、工程機械等行業(yè)發(fā)揮著重要作用,是不可或缺的檢測手段之一。
隨著電感式傳感器在自動化控制領(lǐng)域行業(yè)的應(yīng)用的擴張,以及傳統(tǒng)行業(yè)特殊工位對其的需求,最原先的標(biāo)準(zhǔn)型(通用型)電感式傳感器已經(jīng)不能完全滿足各種特殊需求。隨即,特殊型的產(chǎn)品應(yīng)運而生,其中包括Long-Sensing檢測距離增強型、All-Metal全金屬封裝型、Factor=1全金屬檢測型、抗焊接干擾型、寬溫度范圍型、溫度擴展型、特氟龍涂層型、本安型、模擬量輸出型、轉(zhuǎn)速監(jiān)控型、耐高壓型等。其基于原有標(biāo)準(zhǔn)型產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,以更加細化的針對特殊環(huán)境或特殊應(yīng)用,進行了設(shè)計和改進,使產(chǎn)品特性更為適合,避免了標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的使用限制,擴充了電感式傳感器的應(yīng)用范圍,使電感式傳感器適應(yīng)性更強,其的優(yōu)勢更柔性的發(fā)揮出來。
本文即針對部分特殊型電感式傳感器產(chǎn)品及應(yīng)用做一些介紹。

Long-Sensing檢測距離增強型系列
??? 標(biāo)準(zhǔn)型的電感式接近開關(guān)的檢測距離,各個廠家都采用的同一標(biāo)準(zhǔn)。比如:M18尺寸齊平式和非齊平式,檢測距離分別為5mm和8mm;M30尺寸齊平式和非齊平式,檢測距離為10mm和15mm,其也是最廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品系列。但對于某些使用工位,如被測物運行軌跡不穩(wěn)定時,傳感器與被測物安裝距離標(biāo)準(zhǔn)時,被測物可能會偏移出傳感器檢測范圍,當(dāng)安裝距離稍靠近時,被測物與傳感器感應(yīng)面又有可能發(fā)生撞擊,導(dǎo)致傳感器損毀。
??? 因此,Long-Sensing系列產(chǎn)品發(fā)揮了其優(yōu)勢。M18尺寸,檢測距離齊平為8mm非齊平12mm;M30尺寸,齊平15mm非齊平30mm。相比,檢測距離提升了50%~100%。此設(shè)計,可大大降低碰撞風(fēng)險,同時也降低設(shè)備維護的時間。其與標(biāo)準(zhǔn)型產(chǎn)品相比,即保留了原有的優(yōu)勢特性,又提升了檢測距離,可以說是標(biāo)準(zhǔn)型產(chǎn)品的進化。
All-Metal全金屬封裝型
??? 如引言所述,電感傳感器的基本檢測原理是線圈磁場。磁場易于穿透非金屬材質(zhì),所以通常的電感傳感器感應(yīng)面采用的是PBT等塑料材質(zhì)。
??? All-Metal系列產(chǎn)品完全顛覆了這一傳統(tǒng),其采用的工藝是以不銹鋼棒材作為外殼加工原料,將棒材從后部向內(nèi)車空,但保留感應(yīng)面與管殼的一體式結(jié)構(gòu),以此作為傳感器的管殼。真正做到一體式全不銹鋼封裝,前感應(yīng)面與管殼同為不銹鋼材質(zhì),并且無縫隙。該系列產(chǎn)品技術(shù)得益于對電感傳感器電路的優(yōu)化和對線圈的重新設(shè)計。其優(yōu)勢在于:
??? 1 金屬感應(yīng)面的硬度使其具有更好的抗機械沖擊性和耐磨損性,適用于易產(chǎn)生機械碰撞的場合,比如:機加工的金屬碎屑防護等
??? 2 前端完全密閉,使其有更好的防護等級,適用于對防塵、防水、油等要求很高的場合,比如:機加工的切削液噴濺和腐蝕等
Factor=1全金屬檢測型
??? 基于物理原理,磁場對鐵磁性金屬作用較明顯,而對非鐵磁性金屬作用較差。所以,電感式傳感器的標(biāo)準(zhǔn)被測物(標(biāo)定檢測距離的靶標(biāo))材質(zhì)為37號鋼。這也意味著由于原理所限,電感式傳感器檢測鐵質(zhì)金屬檢測距離為標(biāo)準(zhǔn);但檢測銅、鋁等非鐵磁性金屬檢測距離會大幅衰減至20%~50%,劣勢非常明顯。
??? Factor=1系列產(chǎn)品,對于線圈重新設(shè)計為多線圈結(jié)構(gòu),增加了一個作為補償?shù)慕邮站€圈。這個設(shè)計,使得其在檢測過程中,將損失的檢測距離“彌補”過來。保證了對銅、鋁、鐵等金屬材質(zhì)具有相同的無衰減檢測距離。這對于被測物為非鐵質(zhì)金屬的應(yīng)用有很大幫助。另外,此系列產(chǎn)品對于抗電磁干擾特性也有進一步提升。
抗焊接干擾型全金屬檢測
??? 此系列產(chǎn)品為焊裝車間量身定制的產(chǎn)品。焊裝車間工況較為特殊,其在焊接過程中,會產(chǎn)生強磁干擾,這對于電感式傳感器而言無疑是對EMC特性的進一步要求。另外產(chǎn)生的焊接火花噴濺,也是對傳感器外殼防護的重要要求之一。
??? 根據(jù)焊裝車間的特點,該系列傳感器的設(shè)計與制造逐一需要考慮與滿足。首先,加強抗強磁干擾,避免因磁場導(dǎo)致的誤動作,是重中之重,傳感器的初衷就是提供穩(wěn)定、可靠的檢測;再者,該產(chǎn)品采用Telfon或其他特殊涂層,該材料具有不粘連、耐短暫高溫的特性,以保證不會被焊接火花濺射灼傷,以提高其免維護特性。為汽車行業(yè)等焊裝車間的首選產(chǎn)品。
寬溫度范圍型
??? 電感式傳感器的使用溫度范圍在-25℃~70℃之間,其可以覆蓋大多數(shù)自然溫度場合。但,有些應(yīng)用工位,情況比較特殊,比如:室內(nèi)應(yīng)用,散熱較差,其溫度可能會略高于70℃,對此若選擇耐高溫型系列產(chǎn)品則價格相差懸殊。
??? 寬溫度范圍產(chǎn)品,在保證其他參數(shù)不變的情況下,由標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍擴展到-30℃~100℃,并具有合理的價格定位,對于溫度略超常溫的工位,提供了性價比最高的選擇。另外,此系列產(chǎn)品具有的溫寬也非常適用于晝夜溫差較大的戶外應(yīng)用。
溫度擴展型
??? 該系列產(chǎn)品主要為特殊溫度范圍應(yīng)用提供解決方案。產(chǎn)品系列溫寬囊括-40℃~250℃溫度范圍,分為不同溫度階梯,可選擇最適合產(chǎn)品.?
耐低溫型,以適應(yīng)北方戶外、冷庫應(yīng)用。溫寬范圍:-40℃~70℃,可長期在低溫下應(yīng)用。
??? 耐高溫型,從120℃到耐超高溫250℃,適合冶金行業(yè)及汽車涂裝車間等。對于高溫應(yīng)用場合,因其特殊的環(huán)境及維護的難度較大,傳感器的耐久性十分重要,是需要以優(yōu)良的品質(zhì)提供穩(wěn)定、可靠的檢測。

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