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德國P+F倍加福接近傳感器在醫(yī)療和化工領(lǐng)域的實際應(yīng)用
P+F接近傳感器，是代替限位開關(guān)等接觸式檢測方式，以無需接觸檢測對象進行檢測為目的的傳感器的總稱。能檢測對象的移動信息和存在信息轉(zhuǎn)換為電氣信號。在換為電氣信號的檢測方式中，包括利用電磁感應(yīng)引起的檢測對象的金屬體中產(chǎn)生的渦電流的方式、捕測體的接近引起的電氣信號的容量變化的方式、利石和引導(dǎo)開關(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接近的物體具有敏感特性來識別物體的接近，并輸出相應(yīng)開關(guān)信號，因此，通常又把P+F接近傳感器稱為接近開關(guān)。 [1] 它是代替開關(guān)等接觸式檢測式檢測方式，以無需接觸被檢測對象為目的的傳感器的總稱，它能檢測對象的移動和存在信息并轉(zhuǎn)化成電信號。 [2]
在JIS規(guī)格中，根據(jù)IEC60947-5-2的非接觸式位置檢測用開關(guān)，制定了JIS規(guī)格（JIS C 8201-5-2低壓開關(guān)裝置及控制裝置、第5控制電路機器及開關(guān)元件、第2節(jié)接近開關(guān)）。在JIS的定義中，在傳感器中也能以非接觸方式檢測到物體的接近和附近檢測對象有無的產(chǎn)品總稱為“接近開關(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，將檢測金屬存在的感應(yīng)型P+F接近傳感器、檢測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)生的直流磁場的開關(guān)定義為“P+F接近傳感器"。
感應(yīng)型P+F接近傳感器的檢測原理
通過外部磁場影響，檢測在導(dǎo)體表面產(chǎn)生的渦電流引起的磁性損耗。在檢測線圈內(nèi)使其產(chǎn)生交流磁場，并檢測體的金屬體產(chǎn)生的渦電流引起的阻抗變化進行檢測的方式。
此外，作為另外一種方式，還包括檢測頻率相位成分的鋁檢測傳感器，和通過工作線圈僅檢測阻抗變化成分的全金屬傳感器。
在檢測體一側(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接近傳感器是一個以電極為檢測端的經(jīng)電電容接近開關(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。
平時檢測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組成部分。當(dāng)被檢測物體接近檢測電極時，由于檢測電極加有電壓，檢測電極就會受到靜電感應(yīng)而產(chǎn)生極化現(xiàn)象，被測物體越靠近檢測電極，檢測電極上的感應(yīng)電荷就越多。由于檢測電極上的靜電電容為，所以隨著電荷量的增多，使檢測電極電容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)被檢測電路轉(zhuǎn)換為開關(guān)信號后向外輸出。
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。檢測用敏感元件為檢測線圈，它是振蕩電路的一個組成部分，振蕩電路的振蕩頻率為。當(dāng)檢測線圈通以交流電時，在檢測線圈的周圍就產(chǎn)生一個交變的磁場，當(dāng)金屬物體接近檢測線圈時，金屬物體就會產(chǎn)生電渦流而吸收磁場能量，使檢測線圈的電感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)測電路轉(zhuǎn)換為開關(guān)信號輸出。 [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接近傳感器檢測的被測物體也是金屬導(dǎo)體，非金屬導(dǎo)體不能用該方法測量。振幅變化隨目標(biāo)物金屬種類而不同，因此檢測距離也隨目標(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平面上，并成一定的夾角，兩軸線在傳感器前方交于一點。當(dāng)被檢測物體表面接近交點時，發(fā)光二極管的反射光被光電三極管接收，產(chǎn)生電信號。當(dāng)物體遠離交點時，反射區(qū)不在光電三極管的視角內(nèi)，檢測電路沒有輸出。一般情況下，送給發(fā)光二極管的驅(qū)動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。如果對接收來的信號進行濾波，只允許同頻率的信號通過，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)光強度。
① 由于能以非接觸方式進行檢測，所以不會磨損和損傷檢測對象物。
② 由于采用無接點輸出方式，因此壽命延長（磁力式除外）采用半導(dǎo)體輸出，對接點的壽命無影響。
③ 與光檢測方式不同，適合在水和油等環(huán)境下使用檢測時幾乎不受檢測對象的污漬和油、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 與接觸式開關(guān)相比，可實現(xiàn)高速響應(yīng)
⑤ 能對應(yīng)廣泛的溫度范圍
⑥ 不受檢測物體顏色的影響對檢測對象的物理性質(zhì)變化進行檢測，所以幾乎不受表面顏色等的影響
⑦ 與接觸式不同，會受周圍溫度的影響、周圍物體、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，需要考慮周圍金屬的影響，而在靜電容量型中則需考慮周圍物體的影響。
P+F接近傳感器主要用于檢測物體的位移，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、車庫的自動門、自動熱風(fēng)機上都有應(yīng)用。在安全防盜方面，如資料檔案、財會、金融、博物館、金庫等重地，通常都裝有由各種接近開關(guān)組成的防盜裝置。在測量技術(shù)中，長度、位置的測量；在控制技術(shù)中，如位移、速度、加速度的測量和控制，也都使用者大量的接近開關(guān)。
