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德國(guó)P+F倍加福接近傳感器在醫(yī)療和化工領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用
P+F接近傳感器，是代替限位開(kāi)關(guān)等接觸式檢測(cè)方式，以無(wú)需接觸檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)為目的的傳感器的總稱。能檢測(cè)對(duì)象的移動(dòng)信息和存在信息轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)。在換為電氣信號(hào)的檢測(cè)方式中，包括利用電磁感應(yīng)引起的檢測(cè)對(duì)象的金屬體中產(chǎn)生的渦電流的方式、捕測(cè)體的接近引起的電氣信號(hào)的容量變化的方式、利石和引導(dǎo)開(kāi)關(guān)的方式。
P+F接近傳感器是一種具有感知物體接近能力的器件，它利用位移傳感器對(duì)接近的物體具有敏感特性來(lái)識(shí)別物體的接近，并輸出相應(yīng)開(kāi)關(guān)信號(hào)，因此，通常又把P+F接近傳感器稱為接近開(kāi)關(guān)。 [1] 它是代替開(kāi)關(guān)等接觸式檢測(cè)式檢測(cè)方式，以無(wú)需接觸被檢測(cè)對(duì)象為目的的傳感器的總稱，它能檢測(cè)對(duì)象的移動(dòng)和存在信息并轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。 [2]
在JIS規(guī)格中，根據(jù)IEC60947-5-2的非接觸式位置檢測(cè)用開(kāi)關(guān)，制定了JIS規(guī)格（JIS C 8201-5-2低壓開(kāi)關(guān)裝置及控制裝置、第5控制電路機(jī)器及開(kāi)關(guān)元件、第2節(jié)接近開(kāi)關(guān)）。在JIS的定義中，在傳感器中也能以非接觸方式檢測(cè)到物體的接近和附近檢測(cè)對(duì)象有無(wú)的產(chǎn)品總稱為“接近開(kāi)關(guān)"，由感應(yīng)型、靜電容量型、超聲波型、光電型、磁力型等構(gòu)成。在本技術(shù)指南中，將檢測(cè)金屬存在的感應(yīng)型P+F接近傳感器、檢測(cè)金屬及非金屬物體存在的靜電容量型P+F接近傳感器、利用磁力產(chǎn)生的直流磁場(chǎng)的開(kāi)關(guān)定義為“P+F接近傳感器"。
感應(yīng)型P+F接近傳感器的檢測(cè)原理
通過(guò)外部磁場(chǎng)影響，檢測(cè)在導(dǎo)體表面產(chǎn)生的渦電流引起的磁性損耗。在檢測(cè)線圈內(nèi)使其產(chǎn)生交流磁場(chǎng)，并檢測(cè)體的金屬體產(chǎn)生的渦電流引起的阻抗變化進(jìn)行檢測(cè)的方式。
此外，作為另外一種方式，還包括檢測(cè)頻率相位成分的鋁檢測(cè)傳感器，和通過(guò)工作線圈僅檢測(cè)阻抗變化成分的全金屬傳感器。
在檢測(cè)體一側(cè)和傳感器一側(cè)的表面上，發(fā)生變壓器的狀態(tài)。
電容式P+F接近傳感器
電容式P+F接近傳感器是一個(gè)以電極為檢測(cè)端的經(jīng)電電容接近開(kāi)關(guān)，它由高頻振蕩電路、檢波電路、放大電路、整形電路及輸出電路組成。
平時(shí)檢測(cè)電極與大地之間存在一定的電容量，它成為振蕩電路的一個(gè)組成部分。當(dāng)被檢測(cè)物體接近檢測(cè)電極時(shí)，由于檢測(cè)電極加有電壓，檢測(cè)電極就會(huì)受到靜電感應(yīng)而產(chǎn)生極化現(xiàn)象，被測(cè)物體越靠近檢測(cè)電極，檢測(cè)電極上的感應(yīng)電荷就越多。由于檢測(cè)電極上的靜電電容為，所以隨著電荷量的增多，使檢測(cè)電極電容C隨之增大。由于振蕩電路的振蕩頻率與電容成反比，所以當(dāng)電容C增大時(shí)振蕩電路的振蕩減弱，甚至停止振蕩。振蕩電路的振蕩與停振這兩種狀態(tài)被檢測(cè)電路轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)信號(hào)后向外輸出。
電感式P+F接近傳感器
電感式P+F接近傳感器由高頻振蕩電路、檢波電路、放大電路、整形電路及輸出電路組成。檢測(cè)用敏感元件為檢測(cè)線圈，它是振蕩電路的一個(gè)組成部分，振蕩電路的振蕩頻率為。當(dāng)檢測(cè)線圈通以交流電時(shí)，在檢測(cè)線圈的周?chē)彤a(chǎn)生一個(gè)交變的磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物體接近檢測(cè)線圈時(shí)，金屬物體就會(huì)產(chǎn)生電渦流而吸收磁場(chǎng)能量，使檢測(cè)線圈的電感L發(fā)生變化，從而使振蕩電路的振蕩頻率減小，以至停振。振蕩與停振這兩種狀態(tài)經(jīng)監(jiān)測(cè)電路轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出。 [1]
需要注意的是：與電容式P+F接近傳感器相同，電感式P+F接近傳感器檢測(cè)的被測(cè)物體也是金屬導(dǎo)體，非金屬導(dǎo)體不能用該方法測(cè)量。振幅變化隨目標(biāo)物金屬種類而不同，因此檢測(cè)距離也隨目標(biāo)物金屬的種類而不同。 [1]
光電式P+F接近傳感器
光電式P+F接近傳感器中，發(fā)光二極管（或半導(dǎo)體激光管）的光束軸線和光電三極管的軸線在一個(gè)平面上，并成一定的夾角，兩軸線在傳感器前方交于一點(diǎn)。當(dāng)被檢測(cè)物體表面接近交點(diǎn)時(shí)，發(fā)光二極管的反射光被光電三極管接收，產(chǎn)生電信號(hào)。當(dāng)物體遠(yuǎn)離交點(diǎn)時(shí)，反射區(qū)不在光電三極管的視角內(nèi)，檢測(cè)電路沒(méi)有輸出。一般情況下，送給發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電流并不是直流電流，而是一定頻率的交變電流，這樣，接收電路得到的也是同頻率的交變信號(hào)。如果對(duì)接收來(lái)的信號(hào)進(jìn)行濾波，只允許同頻率的信號(hào)通過(guò)，可以有效地防止其他雜光的干擾，并可以提高發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度。
① 由于能以非接觸方式進(jìn)行檢測(cè)，所以不會(huì)磨損和損傷檢測(cè)對(duì)象物。
② 由于采用無(wú)接點(diǎn)輸出方式，因此壽命延長(zhǎng)（磁力式除外）采用半導(dǎo)體輸出，對(duì)接點(diǎn)的壽命無(wú)影響。
③ 與光檢測(cè)方式不同，適合在水和油等環(huán)境下使用檢測(cè)時(shí)幾乎不受檢測(cè)對(duì)象的污漬和油、水等的影響。此外，還包括特氟龍外殼型及耐藥品良好的產(chǎn)品
④ 與接觸式開(kāi)關(guān)相比，可實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)
⑤ 能對(duì)應(yīng)廣泛的溫度范圍
⑥ 不受檢測(cè)物體顏色的影響對(duì)檢測(cè)對(duì)象的物理性質(zhì)變化進(jìn)行檢測(cè)，所以幾乎不受表面顏色等的影響
⑦ 與接觸式不同，會(huì)受周?chē)鷾囟鹊挠绊憽⒅車(chē)矬w、同類傳感器的影響包括感應(yīng)型、靜電容量型在內(nèi)，傳感器之間相互影響。因此，對(duì)于傳感器的設(shè)置，需要考慮相互干擾。此外，在感應(yīng)型中，需要考慮周?chē)饘俚挠绊懀陟o電容量型中則需考慮周?chē)矬w的影響。
P+F接近傳感器主要用于檢測(cè)物體的位移，在航空、航天技術(shù)以及工業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用。在日常生活中，如賓館、飯店、車(chē)庫(kù)的自動(dòng)門(mén)、自動(dòng)熱風(fēng)機(jī)上都有應(yīng)用。在安全防盜方面，如資料檔案、財(cái)會(huì)、金融、博物館、金庫(kù)等重地，通常都裝有由各種接近開(kāi)關(guān)組成的防盜裝置。在測(cè)量技術(shù)中，長(zhǎng)度、位置的測(cè)量；在控制技術(shù)中，如位移、速度、加速度的測(cè)量和控制，也都使用者大量的接近開(kāi)關(guān)。
