Бесконтактные выключатели: принцип работы, виды и применение

Что такое бесконтактные выключатели. Как работают индуктивные, емкостные и оптические датчики. Какие преимущества имеют бесконтактные выключатели. Где применяются бесконтактные датчики в промышленности.

Содержание

Принцип работы бесконтактных выключателей

Бесконтактные выключатели (или датчики) — это устройства, которые обнаруживают наличие объектов без физического контакта с ними. Принцип их работы основан на создании в рабочей зоне датчика электромагнитного, электростатического или оптического поля и регистрации изменений этого поля при появлении объекта.

Основные элементы бесконтактного выключателя:

Чувствительный элемент (сенсор)
Электронная схема обработки сигнала
Выходной каскад
Корпус

При приближении объекта к чувствительной поверхности датчика происходит изменение параметров поля. Это изменение регистрируется электронной схемой, которая формирует выходной сигнал.

Виды бесконтактных выключателей

Существует несколько основных типов бесконтактных выключателей:

Индуктивные датчики

Принцип действия индуктивных датчиков основан на изменении параметров магнитного поля при внесении в него металлического объекта. Они способны обнаруживать только металлические предметы.

Емкостные датчики

Емкостные датчики реагируют на изменение электрической емкости чувствительного элемента при приближении объекта. Они могут обнаруживать как металлические, так и неметаллические предметы.

Оптические датчики

Оптические датчики используют инфракрасный луч для обнаружения объектов. Они срабатывают при прерывании или отражении луча объектом.

Преимущества бесконтактных выключателей

Бесконтактные выключатели имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с механическими датчиками:

Отсутствие механического износа
Высокая надежность и длительный срок службы

Высокое быстродействие
Отсутствие дребезга контактов
Возможность работы в агрессивных средах
Малые габариты

Благодаря этим преимуществам бесконтактные выключатели широко применяются в современных системах автоматизации.

Основные характеристики бесконтактных выключателей

При выборе бесконтактного выключателя важно учитывать следующие характеристики:

Расстояние срабатывания — максимальное расстояние, на котором датчик обнаруживает объект
Частота переключения — максимальное количество срабатываний в секунду
Тип выхода — PNP/NPN, NO/NC
Напряжение питания
Степень защиты корпуса (IP)
Диапазон рабочих температур

Правильный выбор этих параметров обеспечивает надежную работу датчика в конкретных условиях применения.

Применение бесконтактных выключателей в промышленности

Бесконтактные выключатели широко используются в различных отраслях промышленности:

Машиностроение — контроль положения деталей и узлов
Робототехника — определение положения захватов и манипуляторов
Конвейерные линии — подсчет и позиционирование объектов
Упаковочное оборудование — контроль наличия продукции
Металлургия — контроль уровня расплава в ковшах
Пищевая промышленность — контроль уровня жидкостей и сыпучих продуктов

Благодаря своей универсальности и надежности бесконтактные выключатели стали неотъемлемой частью современных автоматизированных производств.

Особенности монтажа и эксплуатации бесконтактных выключателей

При установке и использовании бесконтактных выключателей необходимо учитывать некоторые важные моменты:

Правильный выбор места установки с учетом рабочей зоны датчика
Соблюдение требований к окружающей среде (температура, влажность, вибрации)

Корректное подключение питания и нагрузки
Периодическая проверка работоспособности и очистка чувствительной поверхности

Соблюдение этих правил обеспечивает длительную и безотказную работу бесконтактных выключателей.

Тенденции развития технологии бесконтактных выключателей

Современные тенденции в области бесконтактных выключателей направлены на улучшение их характеристик и расширение функциональных возможностей:

Увеличение расстояния срабатывания
Повышение точности и стабильности работы
Расширение диапазона рабочих температур
Интеграция интеллектуальных функций (самодиагностика, настройка параметров)
Уменьшение габаритов
Разработка специализированных датчиков для конкретных отраслей

Эти инновации позволяют создавать более эффективные и гибкие системы автоматизации, отвечающие растущим требованиям современной промышленности.

ВБИ-М30: Индуктивные бесконтактные выключатели ВБИ-М30 СЕНСОР. КИП-Сервис: промышленная автоматика

Главная Датчики положения СЕНСОР Индуктивные бесконтактные датчики ВБИ-М30

Наименование	Тип документа	Размер	Тип файла
Паспорт на ВБИ	Паспорт	103 KB	pdf
Электротехника	Каталог	18 MB	pdf
Библиотека EPLAN для датчиков СЕНСОР	Библиотека E-PLAN	181 KB	zip
3D Модели ВБИ-М30	CAD библиотека	73 KB	zip

Документация и ПО

4 файла, 18 MB

totalkip.ru/report.local/photo/photo1/Foto_sensor_12269.jpg»>

Наименование	Наличие	Цена с НДС
ВБИ-М30-49В-2111-С Бесконтактный индуктивный датчик (pnp, 10-30В, 15мм, 150Гц, НО)	В наличии	4 134	Купить
ВБИ-М30-49В-2121-С Бесконтактный индуктивный датчик (npn, 10-30В, 15мм, 150Гц, НО)	В наличии	4 155	Купить

Параметр	Значение
Гарантированный интервал срабатывания S_a	0…0,81 S_n
Диапазон номинальных напряжений питания	12…24 В
Диапазон рабочих напряжений питания	10…30 В
Номинальный ток	400 мА
Категория применения коммутационного элемента	DC13
Индикация срабатывания	есть
Температура окружающей среды	–45…+80 °C
Материал корпуса	латунь
Максимальная масса изделия	0,16 кг
Исполнение	неутапливаемое исполнение
Подключение	встроенный кабель ПВС 3×0,35 мм²
Длина кабеля	2 м
Степень защиты	IP67

Габаритные размеры датчика ВБИ-М30, мм Схемы подключения датчика ВБИ-М30

Артикул	Схема подключения	Коммутационная функция	Расстояние срабатывания	Частота циклов срабатывания
ВБИ-М30-49У-2111-Л	PNP	НО	S_n = 15 мм	150 Гц
ВБИ-М30-49У-2121-Л	NPN	НО	S_n = 15 мм	150 Гц

Бесконтактные выключатели | СЕНСОР

Главная
База знаний
Бесконтактный выключатель

Бесконтактным выключателем (ВБ) называется выключатель, приводимый в действие внешним объектом без механического контакта выключателя и объекта. Коммутация нагрузки производится полупроводниковыми элементами…

Читать 7 минуты

Последнее обновление 07 марта 2023

Читать

Бесконтактным выключателем (ВБ) называется выключатель, приводимый в действие внешним объектом без механического контакта выключателя и объекта.

Коммутация нагрузки производится полупроводниковыми элементами.

Все это обеспечивает высокую надёжность работы бесконтактных выключателей.
В системах управления они, как правило, выполняют функции датчиков обратной связи, сигнализируя о завершении выполнения конкретным элементом оборудования команды на перемещение.

Входя в зону чувствительности бесконтактного выключателя, движущийся объект вызывает его срабатывание, при этом коммутационный элемент ВБ включает или отключает ток нагрузки.

В качестве нагрузки может быть использован вход контроллера, электронной схемы или непосредственно обмотка реле, контактора.

Электрическая часть ВБ помещена в корпус из пластмассы или никелированной латуни. Для обеспечения работоспособности в экстремальных условиях эксплуатации электрическая часть герметизируется компаундом.

Схема бесконтактного выключателя

Классификация бесконтактных выключателей

Бесконтактные выключатели классифицируются:
1) по принципу действия чувствительного элемента: индуктивные, емкостные, оптические, ультразвуковые, магнитные немеханические;
2) по условиям установки в конструкцию.
Индуктивные и емкостные ВБ выпускаются утапливаемого или неутапливаемого исполнения. Последним необходимо наличие вокруг чувствительного элемента зоны, свободной от демпфирующего материала.
Оптические (фотоэлектрические) ВБ по особенностям чувствительного элемента подразделяются на три вида Диффузные, Рефлекторные, Барьерные;
3) по возможностям коммутационного элемента.
ВБ различаются по коммутационной функции и по типу выхода (схемам подключения).
4) по особенностям конструктивного исполнения.
ВБ различаются по форме корпуса и по способу подключения.

Основные определения

Бесконтактный выключатель

Позиционный выключатель, приводимый в действие внешним объектом воздействия без механического контакта выключателя с движущимся объектом.

Бесконтактный выключатель, создающий электромагнитное поле в зоне чувствительности и имеющий полупроводниковый коммутационный элемент.

Бесконтактный выключатель, создающий электрическое поле в зоне чувствительности и имеющий полупроводниковый коммутационный элемент.

Бесконтактный выключатель, обнаруживающий объекты, прерывающие или отражающие видимое или невидимое оптическое излучение, и имеющий полупроводниковый коммутационный элемент.

Бесконтактный выключатель, передающий и принимающий ультразвуковые волны в зоне чувствительности и имеющий полупроводниковый коммутационный элемент.

Конструкция

Полупроводниковый коммутационный элемент. Элемент, выполняющий коммутацию тока в электрической цепи нагрузки посредством воздействия на проводимость полупроводника.

Активная поверхность бесконтактного выключателя. Поверхность, излучающая и воспринимающая электромагнитное или электрическое поле.

Относительная ось. Ось, перпендикулярная активной поверхности и проходящая через ее центр.

Срабатывание бесконтактного выключателя

Стандартный объект воздействия. Специальный объект, предназначенный для сравнительных измерений расстояний срабатывания и зоны чувствительности.

S – расстояние срабатывания. Расстояние, при котором объект воздействия, приближаясь к активной поверхности по относительной оси, изменяет выходной сигнал выключателя.

Sn – номинальное расстояние срабатывания. Условное значение расстояния срабатывания. Оно не учитывает допуски при изготовлении или отклонения, обусловленные внешними факторами, такими, как напряжение питания и температура.

Sr – реальное расстояние срабатывания. Расстояние срабатывания конкретного бесконтактного выключателя, измеренное при номинальном напряжении питания, определенных температуре и условиях монтажа.

Su – используемое расстояние срабатывания. Расстояние срабатывания конкретного бесконтактного выключателя, измеренное во всем диапазоне рабочих напряжений и температур окружающей среды.

Sa – гарантированный интервал срабатывания. Интервал, начинающийся от активной поверхности, внутри которого гарантируется нормальная работа бесконтактного выключателя в нормированных условиях эксплуатации.

R – точность повторения. Изменение реального расстояния срабатывания (Sr) в нормированных условиях.

H – дифференциальный ход. Расстояние между точкой срабатывания при приближении объекта воздействия вдоль относительной оси и точкой возврата в исходное состояние при удалении объекта.

Характеристики коммутационного элемента

Независимое (мгновенное) срабатывание. Однократное без «дребезга» срабатывание коммутационного элемента, не зависящее от скорости движения объекта воздействия.

Частота циклов срабатывания f. Число циклов срабатывания, произведенное бесконтактным выключателем за единицу времени.

Задержка готовности tv . Промежуток времени между включением питания и моментом готовности выключателя к нормальному функционированию.

Электрические характеристики

Ue – номинальное напряжение. Напряжение питания, являющееся базовым для отсчета отклонений напряжения и при проведении испытаний.

Ub – диапазон рабочих напряжений. Диапазон номинальных напряжений питания с учетом допускаемых изготовителем верхних и нижних пределов номинальных напряжений.

Ud – падение напряжения. Напряжение, измеренное на активном выходе при протекании номинального тока.

Ie – номинальный ток. Максимально допустимое значение тока нагрузки, коммутируемое бесконтактным выключателем.

Ir – остаточный ток. Ток, протекающий в цепи нагрузки при выключенном состоянии коммутационного элемента.

Im – минимальный рабочий ток. Ток, необходимый для сохранения включенного состояния коммутационного элемента.

Iо – собственный ток потребления. Ток, потребляемый от источника питания бесконтактным выключателем с тремя или четырьмя выводами при отключенной нагрузке.

Условия эксплуатации

Свободная зона. Пространство вокруг бесконтактного выключателя, свободное от присутствия материалов, способных влиять на характеристики.

Демпфирующий материал. Материал, который оказывает влияние на характеристики бесконтактного выключателя.

Бесконтактный выключатель встраиваемый заподлицо. Бесконтактный выключатель имеет исполнение «встраиваемый заподлицо», если демпфирующий материал может окружать его до плоскости активной поверхности без влияния на характеристики.

Бесконтактный выключатель не встраиваемый заподлицо. Бесконтактный выключатель имеет исполнение «не встраиваемый заподлицо», если вокруг его активной поверхности необходима свободная от демпфирующего материала зона для сохранения характеристик.

Закажите бесплатную консультацию

Расскажите о вашем проекте – мы сделаем предложение

Имя

Номер телефона

Сообщение

Этот сайт использует файлы cookie для хранения данных и сервисы статистики.
Продолжая использовать сайт, вы даете свое согласие на работу с этими файлами и сервисами.

Закажите звонок

Мы Вам перезвоним в ближайшее время

Имя

Номер телефона

Сообщение

Отправить запрос

Расскажите о вашем проекте – мы сделаем предложение

Имя

Номер телефона

Сообщение

Перезвоните мне

Номер телефона