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怎么为恶劣的环境下挑选恰当的传感器

如何为恶劣的环境下选择恰当的传感器-潮湿工业环境,在食品和饮料行业比较常见,例如牛奶厂、酿酒厂、冰冻食品、包装和填充应用,为在这些应用中运行的设备提供不利条件。经常用水、泡沫、清洁剂/杀菌剂的彻底清洗使设备满足由食品和药物管理局和其他机构设置的卫生规章制度。

假设你是灌注机新出产线的规划者。常常用清洁剂或杀菌剂完全清洗要求你在保证功用的前提下,完结资料和设备能满意这些条件。你是一家轿车制作商的工程师。焊枪邻近的传感器在每台机器每周清洗一次的频率下失效。你的作业是找出一种使之一向正常运转的办法。在两个事例中,管理人员要求工程师在满意这些严苛环境下为体系挑选恰当的元件,然后完结最少的停机时刻和最少的保护。触及水、化学品、极点温度、压力、射频搅扰/电磁搅扰、焊接、火、爆破的严苛环境,对在这些进程中运用的设备是一个难题。经过选用为这些运用专门规划的传感器,能完结更少的停机时刻和更少的保护。在这些运用中混合运用专业传感器常常延伸替换和供给替代品的时刻。因而你怎样挑选恰当的传感器?

怎么为恶劣的环境下挑选恰当的传感器

完全清洗运用

湿润工业环境,在食物和饮料职业比较常见,例如牛奶厂、酿酒厂、冰冻食物、包装和填充运用,为在这些运用中运转的设备供给不利条件。常常用水、泡沫、清洁剂/杀菌剂的完全清洗使设备满意由食物和药物管理局和其他组织设置的卫生规章制度。

在这些环境中,传感器用于运送小车、装瓶和罐头出产线、包装和填充功用以及其他机器。为反抗这些湿润导致的严苛环境,传感器在保证一切技能指标情况下被规划成防水和防蒸汽。经过集成规划特点到传感器的前盖、刺进式衔接器、一体化经用封装资料(例如316不锈钢)来规划传感器。

不同的制作商选用不同的办法阻挠从传感器的前盖经过,一些制作商选用塑料或LCP罩;另一些制作商经过刺进一个O型环修正罩的内部。制作商也用不同的资料封装这些传感器以及修正刺进式衔接器来协助阻挠湿润侵略。这些办法保证传感器为完全清洗才能而规划,然后反抗高压、腐蚀性的清洁剂、急剧温度改变。由于这些传感器能在这些环境中正常作业,它们被评为IP68和IP69K(环境保护等级)。传感器也被规划在吞没运用中,例如石油钻井渠道、海上钻井渠道、堤防、轮船、污水槽。这些传感器能在油、水或海(盐)水的介质下侵入必定深度的情况下正常作业。一般这些传感器用聚丙烯封装然后反抗液体的侵略,并避免冲击、轰动、腐蚀性的化学品。

极点温度运用

在火炉、冷藏箱、面包烤箱、硫化、半导体、玻璃厂和钢厂的运用常常需求极点温度。许多传感器能习惯必定温度规模,可是一些传感器更适用于极低或极高的环境;一些传感器有更宽的量程然后它能承受极点的温度。

在挑选传感器运用前,由于不同资料习惯环境不同,因而考虑传感器装置方位的温度十分重要。塑料、不锈钢、,聚四氟乙烯、铬铜合金以及其他资料用于封装这些传感器。制作商也用专用封装资料来封装外壳、前盖、刺进式衔接器,这些资料专门规划用于反抗存在极点温度的环境。记住:一些资料更适用于低温——低至-40℃,而其他传感器更适用于高温——高达160℃。

电池运转的移动设备

在移动设备中运用甩负荷传感器对多种电子和机械组件来说是另一种挑选,这些组件丈量机器部件的方位。传感器的可靠性和少的保护也使它们替代机械开关是可取的。在重载和卸载运用中,开关设备,例如继电器、沟通发电机开关或用于负载转化的电池,能导致继续5秒高达600V的放电。当一些设备供电时,运用12或24V电池体系的移动车辆,例如军事车辆、起重机、农业机械简略遭到瞬间放电发生电火花的影响。当电气设备开或关时,这个厌烦的电气反应是由电容电感或射频能量放电引起的。

传统的理性传感器丈量机器组件的方位,例如铲车上的叉形抓爪或反铲挖土机的承力外伸支架,但是它们简略遭到放电的影响。这些放电能导致惯例挨近传感器暂时失灵或永久损坏。电源线上的电气放电对甩负荷传感器不起效果,因而它被开发用于削减停机时刻、出产延误以及超标。固态甩负荷传感器能用于承受高的过载开关能量,比继电器继续的时刻长,更简略处理问题以及替换。这些传感器内嵌保护电路,在十分严苛的运用中,能添加它们杰出的几率。

甩负荷传感器不只规划用于承受电火花,并且当仍完结传统非触摸固态电感传感器的功用时,在极点燥声的环境下仍能作业。燥声对这些传感器不起效果,它们继续作业,好象这儿没有搅扰相同:不能简略的运用一个规范的电感传感器或机械开关。

高射频搅扰/电磁搅扰环境

在工厂车间,射频燥声是由变频器步进电机、高能通讯设备,例如AM/FM无线电、双向无线电、寻呼机、一些蜂窝电话引起的。从这些设备中发射的能量/频率能导致传感器不论现在方针而过错输出。

射频燥声是由上述设备电源开/关信号发生,并经过空气耦合到邻近传感器的电子电路。它能经过在燥声发射设备的板上滤波器按捺,或规划传感器能承受必定级其他燥声然后使运转不受影响。世界电工委员会(IEC)的60947-5-2规范是在挨近开关上承受辐射才能是3V/ m[伏/米]或超越80 MHz 到1000 MHz的频率规模。别的,进行测验是为了丈量一个电子产品承受射频燥声的才能,和IEC 61000-4-3共同,1 V/m、3V/m、10V/m。或着把传感器上的搅扰移除,或着坚持十分低的搅扰——典型间隔不超越半英寸,每个都十分重要。开发成能承受这种燥声的传感器已集成专用内部电路、板上滤波器、屏蔽,以及在一些情况下,集成稳压二极管,它能钳位电压然后下降射频燥声损害的程度。传感器制作商继续努力使燥声影响到最低极限。对这些发射源进行开发越来越困难,这种开发是在更大量程规模内,用更大功率更挨近信号。

冲压运用

非触摸式挨近开关用于工业金属成型中的冲压和冲模运用中,例如,在轿车模具运用中。这些传感器用于丈量一些量,包含方位(进给过多和进给过少)、零件脱模、孔定位和镶嵌。传感器校验进程,并下降损坏模具的或许。

传感器直接装置在模具上然后决议零件方位和放置。在这些运用中,在冲模和曲折阶段,一些传感器是独立的。模具内的传感器也用于双冲击、定位以及零件脱模。机械手运用的环境,也是用挨近开关在其他设备之间移动大零件、把零件焊接到一同或坚持零件原位。在这些运用中,一路传感器经过装置在手臂汽缸的邻近放置的传感器来丈量活塞的运动,在汽缸对应的视点,钳口或钳子翻开。这种办法能被装备然后答应钳子开到与零件对应的准确的方位。这种办法的缺点是钳子不能判别实践的零件是否在钳子里,或这个零件是否移动到恰当方位。制作商在钳位运用中运用的另一个丈量办法是勘探零件的方位和/或零件是否在钳口里。这种办法是在钳口的槽里放置一个传感器。经过这样做,传感器能检测零件是否真的在钳口里,钳口是否在正确的方位,或零件被移动到恰当的方位。

焊接范畴

在轿车工业中,焊接用于熔合车体的零件,传感器用于检测轿车金属零件放置的方位,然后保证在焊接前恰当的放置零件。一个主动(机器人)焊接臂运动到正确方位,在车辆周围焊接多个点。这导致传感器在挨近焊接火花时阅历了不同程度的露出的影响。传感器在触及依托焊接量的速率情况下失效,以及依据焊接指令(速度、视点、焊接火花的间隔)定位的当地失效。

传感器遭到焊接发生的条件的影响,强壮的电磁场导致规范挨近开关不能触发或盯梢。焊接火花或火星累积到传感器上或熔化封装资料,致使构成“麻点”。这些当地很简略再遭到焊接火花或火星的影响。一些制作商经过运用不同资料(例如聚四氟乙烯)制成前盖处理这个问题。一些制作商运用不同的资料封装,例如聚四氟乙烯或铜。一些制作商运用专门反抗焊接的特别资料用于封装和前盖。当封装不能完全密封以避免熔渣/火花,以及不能完全反抗电磁场的搅扰时,保证前盖(丈量面)有反抗焊接区、熔渣、火花的丈量才能。这是由于传感器的丈量面常常直接露出在焊接火花下,熔渣和火星会依附在传感器的外表,而不是有更少累积或许地滑到一边。作业在焊接环境下的传感器也把技能集成到它们的规划里,然后使传感器能反抗更强的电磁场。在PCB板上运用别离的独立发送和接纳线圈并删去铁心的一类传感器底子不受磁场搅扰,这种搅扰常发生在电气焊接、起重机、电炉中。没有铁心也答应一类传感器运转在更高的开关频率下。对用户来说,在这种环境下,经过简略地替换传感器来处理传感器毛病很常见。一些用户经过运用东西(螺丝刀)铲下溶渣来修补传感器。这种方法下修补的传感器能作业一段时刻,可是在更少的弧光灼伤效果下,毛病会再次发生,直到抛弃运用。不主张采纳这种方法修补传感器,当损坏面时会导致传感器毛病。用户不需求承受这种窘境,研讨发现:高端传感器能反抗高达20000-30000次的焊接火花。当为焊接环境挑选一个传感器时,记住依据传感器安放的方位,也会遭到人为的损害或机械损害。在这种情况下,用户需求比聚四氟乙烯或铜更具保护性的封装。制作商用保护套装置这些传感器阻挠两头和前部受影响。一些制作商在封装传感器之前把装置面板集成到传感器,使传感器成为一块,实践上密封避免来自两头的物理损坏和来自前部的损坏(当选用专用防焊接前罩或涂层时)。

电缆

焊接环境也为电缆发生了一些问题。很象传感器,电缆遭到焊接熔渣的损坏。到传感器的衔接器也被焊接熔渣熔化。保护套管能用在电缆以及其他能反抗高温文熔化的运用上,焊接熔渣累积在保护套管上,而不是累积到电缆外壳上,然后坚持衔接器和电缆的完好。这种套管是由织造玻璃丝制作,用于高温环境,虽然在低温环境下作业的也好。

带PVC护套的电缆最适于长时间露出在完全清洗化学品的环境中,例如氯化钠、硫酸,硫酸,能导致用其他资料(例如PUR)制作的电缆变脆。这些化学品对PVC不起效果,316不锈钢衔接螺母极好地习惯这些环境。也有为另一种办法规划的电缆,经过电缆槽布线,直接埋在地下和电缆桥架布线。铝护套和PVC电缆外壳阻挠化学品、切削、磨损等,也能衔接屏蔽到螺母。当用在风险或安全场合时,运用凯装ITC电缆能供给重要的优点,由于没有要求进一步的机械保护。这种凯装金属电缆自接地,被视为敞开接线,特别适用于NEC答应的风险场合。能反抗它们装置的环境条件的集成组件是保证接连运转的相关过程。在长时间的运转中,花时刻查询哪种传感器和相应的组件能最好适用于特别的环境条件,能节省时刻和金钱,以及使处理毛病和保护简略。
责任编辑;zl

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