Aparatura sterująca i sygnalizacyjna Czujniki indukcyjne zbliżeniowe LSI

Transkrypt

1 Aprtur sterując i sygnlizcyjn Czujniki indukcyjne zbliżeniowe LSI Czujnik indukcyjny zbliżeniowy prcuje n zsdzie tłumionego oscyltor LC: jeżeli w obszr dziłni dostnie się metl, to z ukłdu zostje pobrn energi. Część metlow wywołuje strtę energii n prądy wirowe. Strty n prądy wirowe są zleżne od wielkości i rodzju części metlowej..zmin mplitudy drgń oscyltor prowdzi do zminy prądu, którą ukłd elektroniczny nlizuje i przetwrz n określony sygnł łączący. W czsie tłumieni n wyjściu prtu jest do dyspozycji sttyczny sygnł. Oscyltor b Prostownik c Wzmcnicz d Wyjście e Zsilcz Włściwości indukcyjnego czujnik zbliżeniowego Dl wszystkich indukcyjnych czujników zbliżeniowych obowiązują nstępujące dne: izolcj ochronn według IEC46/VDE 0100 lub IEC 56, stopień ochrony IP 67, wysok częstość łączeń lub częstotliwość łączeń, brk konserwcji i zużyci (dług żywotność), nieczułość n wibrcje, dowoln pozycj wbudowni, wskźnik LED pokzujący stn łącznik lub stn wyjściowy i ułtwijący klibrcję podczs instlcji, zkres tempertur prcy -25 do + 70 C, odporność n nprężeni wywołne przez drgni: czs cyklu 5 min, mplitud 1 mm, zkres częstotliwości Hz, zgodność z IEC , sttyczne wyjście, które tk długo pozostje ktywne, jk długo prt jest tłumiony, brk odbić podczs łączeni w zkresie mikrosekund (10 6 s). Odległość zdziłni S Odległość zdziłni jest to odległość, przy której część metlow zbliżjąc się do ktywnej powierzchni powoduje zminę sygnłu n wyjściu. Odległość zdziłni jest zleżn od: kierunku njzdu wielkości rodzju mteriłu części metlowej. Przy różnych mteriłch nleży uwzględnić nstępujące współczynniki korekcyjne: Stl (St 7) Mosiądz Miedź Aluminium Stl szlchetn S n = Odległość zdziłni 1,00 x S n 0,5 0,50 x S n 0,25 0,45 x S n 0,5 0,50 x S n 0,60 1,00 x S n -21

2 Aprtur sterując i sygnlizcyjn Czujniki indukcyjne zbliżeniowe LSI Prc przy npięciu przemiennym Indukcyjne łączniki zbliżeniowe, prcujące przy npięciu przemiennym, posidją dw przyłącz. Obciążenie jest połączone szeregowo z czujnikiem. U czujnik Czujnik L1 U prcy R obc. U, I obc. N Prc przy npięciu stłym Czujniki indukcyjne zbliżeniowe, prcujące przy npięciu stłym, posidją trzy przyłącz. Do zsilni stosuje się npięcie bezpieczne. Przebiegi łączeniowe dją się tu bliżej określić, poniewż obciążenie jest sterowne poprzez wydzielone wyjście i dje się tu zobserwowć zchownie niezleżne od obciążeni. U czujnik R obc. Czujnik + U prcy U, I obc. -22

3 Aprtur sterując i sygnlizcyjn Czujniki zbliżeniowe optyczne LSO Zsd dziłni Optoelektroniczne sensory łącznik prcują z modulownym świtłem podczerwonym. Tk więc świtło widzilne nie może zkłócić ich dziłni. Świtło podczerwone może przeniknąć przez silne zbrudzenie elementu optycznego, gwrntując pewność dziłni. Ndjnik i odbiornik czujnik zbliżeniowego są wzjemnie zestrojone. Odbiornik sensor wzmcni w pierwszej kolejności poprzez sclony filtr psmowy częstotliwość ndjnik. Wszystkie inne częstotliwości zostją osłbione. Dje to prtom dużą odporność n świtło obce. Elementy optyczne z tworzyw sztucznego gwrntują duży zsięg. Z uwgi n dziłnie rozróżni się dw rodzje optycznych czujników zbliżeniowych. Optyczny czujnik odbiciowy Mterił Współczynnik ok. Ppier, biły, mtowy, 1 x S d 200 g/m 2 Metl, błyszczący 1,2 1,6 x S d Aluminium, czrne, 1,1 1,8 x S d nodowe Styropor, biły 1 x S d Mterił bwełniny, biły 0,6 x S d PVC, szre 0,5 x S d Drewno bez obróbki 0,4 x S d Krton, czrny, błyszczący 0, x S d Krton, czrny, mtowy 0,1 x S d S d = zkres łączeni Refleksyjn kurtyn świetln b Obiekt Optyczny czujnik refleksyjny wysył świtło podczerwone n wyczuwny obiekt, który odbij to świtło we wszystkich kierunkch. Sygnł świetlny (przy wystrczjącym ntężeniu) trfijący n odbiornik powoduje przełączenie. Anlizowne są stny "jest odbicie" i "nie m odbici". Stny te są jednoznczne z obecnością i nieobecnością obiektu w wyczuwnym zkresie. N stopień odbici wyczuwnych powierzchni obiektu m wpływ stref dziłni S d. Różne cechy odbijjącego mteriłu dją nstępujące współczynniki korekcyjne: Obiekt b Reflektor Aprt wysył impulsowy strumień świtł podczerwonego, który jest odbijny przez reflektor lub lustro. Przerwnie strumieni świetlnego powoduje przełączenie prtu. Zpory świetlne rozpoznją przedmioty niezleżnie od ich powierzchni, o ile nie są one błyszczące. Wielkość reflektor nleży tk dobrć, by wykrywny przedmiot prwie cłkowicie przerywł strumień świtł. Pewność rozpoznni jest zgwrntown w kżdym przypdku, gdy obiekt m wielkość reflektor. Aprt możn również tk nstwić, by rozpoznwł przezroczyste obiekty. -2

4 Aprtur sterując i sygnlizcyjn Pojemnościowe czujniki zbliżeniowe LSC Zsd dziłni Aktywn powierzchni pojemnościowego czujnik zbliżeniowego LSC utworzon zostje z dwóch koncentrycznie umieszczonych metlowych elektrod, które możn trktowć jko elektrody "otwrtego" kondenstor. Elektrody tego kondenstor umieszczone są w głęzi sprzężeni zwrotnego oscyltor wysokiej częstotliwości. Jest on tk dopsowny, by w przypdku wolnej powierzchni nie oscylowł. Jeżeli do czujnik zbliż się obiekt, to dostnie się on w pole elektryczne przed elektrodmi..to powoduje zwiększenie pojemności sprzężeni i oscyltorzczyn drgć. Amplitud drgń zostje rozpoznn przez detektor i zmienion w polecenie łączeni. A+ B C B A B C b e Oscyltor b Detektor c Wzmcnicz d Wyjście e Zsilcz A, B Elektrody główne C Elektrod pomocnicz c d Rodzje ingerencji Pojemnościowe czujniki zbliżeniowe uruchmine są zrówno przez obiekty przewodzące, jk i nieprzewodzące. Metle osiągją njwiększe odległości zdziłni, ze względu n swoją brdzo wysoką przewodność. Współczynników redukcji dl rozmitych metli, tk jk m to miejsce w przypdku czujników zbliżeniowych indukcyjnych, nie uwzględni się. Rekcj n obiekty wykonne z mteriłów nieprzewodzących (izoltorów): Jeżeli pomiędzy elektrodmi kondenstor umieszczony zostnie izoltor, to pojemność ulegnie podwyższeniu w zleżności od stłej dielektrycznej e izoltor. Stł dielektryczn jest dl wszystkich substncji stłych i ciekłych większ niż dl powietrz. Obiekty z mteriłów nieprzewodzących w ten sm sposób oddziływją n ktywną powierzchnię pojemnościowego czujnik zbliżeniowego. Pojemność sprzężeni zostje podniesion. Mteriły o większej stłej dielektrycznej uzyskują większe odległości zdziłni. Uwg Podczs bdni mteriłów orgnicznych (drewno, zboże, itd.) nleży zwrócić uwgę n to, że uzyskn odległość zdziłni zleży w ogromnym stopniu od zwrtości wody w tych mteriłch. (e wody = 80!) Wpływ wrunków środowisk N podstwie poniższego digrmu łtwo stwierdzić, że odległość zdziłni S r zleżn jest od stłej dielektrycznej e r rozpoznwnego obiektu. -24

5 Aprtur sterując i sygnlizcyjn Pojemnościowe czujniki zbliżeniowe LSC W przypdku obiektów metlowych osiąg się mksymlną odległość zdziłni (100%). W przypdku innych mteriłów odległość t uleg redukcji w zleżności od stłej dielektrycznej rozpoznwnego obiektu e r s r [%] W poniższej tbeli wymieniono stłe dielektryczne e r kilku njwżniejszych mteriłów. W przypdku drewn występują reltywnie duże whni, to ze względu n wysoką stłą dielektryczną wody. Wilgotne drewno rozpoznwne będzie ztem przez pojemnościowe czujniki zbliżeniowe o wiele lepiej niż suche. Mterił e r Powietrze, próżni 1 Teflon 2 Drewno 2 do 7 Prfin 2,2 Nft 2,2 Olej terpentynowy 2,2 Olej trnsformtorowy 2,2 Ppier 2, Polietylen 2, Polipropylen 2, Zlew kblow 2,5 Gum miękk 2,5 Gum silikonow 2,8 Polichlorek winylu 2,9 Polistyren Celuloid Pleksigls,2 Arldyt,6 Bkelit,6 Szkło kwrcowe,7 Gum twrd 4 Ppier olejowy 4 Preszpn 4 Porceln 4,4 Lmint ppierowy 4,5 Pisek kwrcowy 4,5 Szkło 5 Polimid 5 Mik 6 Mrmur 8 Alkohol 25,8 Wod 80-25