Информация на тему "БЕСКОНТАКТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ"

БЕСКОНТАКТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

НАЗНАЧЕНИЕ И УСТАНОВКА

Бесконтактный выключатель — это устройство управления светом без непосредственного участия человека. В качестве примера бесконтактных приборов можно привести инфракрасные датчики, которые включают свет лишь при приближении к помещению человека. Когда же помещение оказывается пустым, инфракрасное устройство гасит свет.

Принцип действия бесконтактных датчиков

Принцип действия бесконтактных выключателей (датчиков) основан на изменении амплитуды колебаний генератора при внесении в чувствительную зону датчика конкретного материала определенных размеров. Расстояние переключения устройства задается в зависимости от потребностей процесса и разновидности датчика. Бесконтактный способ распознавания объекта воздействия позволяет существенно повысить надежность работы устройства по причине отсутствия движущихся и трущихся деталей.

Перечень функциональных возможностей бесконтактных датчиков широк. Обнаружение положения объекта, подсчет, позиционирование и сортировка предметов на конвейерах, контроль перемещения и скорости, обнаружение поломок механизмов, определение угла поворота, измерение перекоса и еще много других функций заложено в понятие «датчик приближения», как еще называют бесконтактный выключатель.

Именно потому их используют в самых разных отраслях: от металлообработки до пищевого производства, как элемент автоматизации транспорта и для контроля в станкостроении, для управления водо- газо, нефтеснабжением и на морских нефтеперерабатывающих платформах. Чтобы подобрать подходящий переключатель, стоит ознакомиться с классификацией датчиков по принципу их действия.

Индуктивные бесконтактные выключатели

Индуктивные датчики реагируют на металлические, магнитные, ферромагнитные или аморфные материалы нужных размеров. Эффект достигается за счет изменения амплитуды колебаний генератора при попадании объекта в чувствительную зону датчика.

Емкостные бесконтактные выключатели

Емкостные выключатели обнаруживают как металлические, так и диэлектрические объекты. Принцип действия выключателя основан на изменении емкости конденсатора, выполняющего роль чувствительного элемента, при внесении в чувствительную зону объектов.

Оптические бесконтактные выключатели

Оптические бесконтактные датчики обнаруживают контролируемые объекты, отражающие или прерывающие оптическое излучение. Коммутационный элемент у оптических бесконтактных датчиков полупроводниковый или релейный. Дальность действия этих датчиков может достигать значения 150 метров.

Магниточувствительные бесконтактные выключатели

Магниточувствительные датчики служат для обнаружения в пространстве намагниченного объекта. Срабатывание датчика происходит при изменении напряженности магнитного поля, вызванного, например, перемещением постоянного магнита, расположенного на подвижной части механизма.

Бесконтактные датчики могут быть исполнены в особо прочных корпусах из специальных материалов, согласно стандарту NAMUR, а также с приемкой 5.

Достоинства бесконтактных датчиков (выключателей):

• частота срабатывания: до 3 кГц, на эффекте Холла до 15 кГц;

• высокая надежность;

• однозначная зависимость выходной величины от входной;

• стабильность характеристик во времени;

• небольшие размеры и масса;

• отсутствие обратного воздействия на объект;

• повышенная герметичность IP 68

• различные варианты монтажа

• работа при различных условиях эксплуатации:

• в общепромышленных условиях

• в широких температурных диапазонах (от -60C° до +150C°)

• при высоком давлении (до 500 Атм)

• в агрессивных средах

• во взрывоопасных зонах

Виды бесконтактных выключателей

Принципы функционирования чувствительного элемента в бесконтактных моделях могут отличаться в зависимости от рабочих условий и необходимого быстродействия. При этом конструкция устройств всегда включает следующие компоненты:

• чувствительный элемент;

• элемент для обработки сигнала;

• силовой ключ.

Применяются следующие виды датчиков: емкостные, индуктивные, оптические, ультразвуковые. Об особенностях этих устройств пойдет речь ниже.

Емкостные датчики

Функционирование емкостных датчиков основано на взаимодействии с человеческим телом: когда человек поблизости, возникает электрическая емкость, в результате чего запускается задающий время контур мультивибратора. Чем ближе человек к выключателю, тем больше объем емкости и ниже частота, создаваемая мультивибратором. После преодоления частотой минимального порога устройство включается, однако стоит человеку отойти на определенное расстояние, датчик срабатывает на выключение.

Функцию чувствительного элемента в приборе выполняет пластина, наложенная на конденсатор, который, в свою очередь, подключается к мультивибратору. На выходе мультивибратор стыкуется с преобразователем частоты и напряжения, а также компаратором, выступающим в качестве порогового элемента.

Индуктивные датчики

Бесконтактные выключатели этого типа отзываются не на присутствие человека, а на передвижения магнита. В зависимости от исполнения магнитного изделия, датчик изготавливается с металлическим или намагниченным сердечником. Индуктивный датчик создает электрические импульсы разной направленности в зависимости от приближения или отдаления объекта. Сигнал обрабатывается пороговым элементом: после превышения определенного уровня напряжения на обмотке датчика включается триггер, который открывает ключ.

Оптические датчики

Оптические приборы включают в себя инфракрасный светодиод и фототранзисторы. Светодиод работает вне зависимости от помех, создаваемых естественным освещением. Устройство может отражать свет (принцип работы устройства, считывающего штрих-код) или прерывать поток (предмет должен располагаться между датчиком и световым источником).

Ультразвуковые датчики

В ультразвуковых устройствах применяются кварцевые звуковые излучатели. На звук реагирует настроенный на определенную частоту приемник. Ультразвуковые приборы имеют и другое название — датчики движения и объема. При этом в помещении, где отсутствуют движущиеся объекты, период возврата и амплитуда сигнала являются постоянными. Если в помещении появляется движущийся объект, звуковые волны распределяются иначе, что отражается на изменении в сигнале, получаемом датчиком.

Преимущества бесконтактных моделей

Главным преимуществом бесконтактных выключателей является экономия электричества. Электроэнергия не тратится в случае отсутствия людей в помещении. Человеку не нужно принимать участие, чтобы включить или выключить свет. Следовательно, использование таких моделей считается комфортным.

Техническая простота является плюсом стандартных контактных выключателей, но есть некоторые минусы:

1. Маленький ресурс при применении максимальной нагрузки. Если контакты размыкаются, возникает искра, что вызывает поломку выключателя. При наличии постоянного тока устранить аварию поможет конденсатор, имеющий параллельное подключение к контактам. При наличии в сетях переменного тока понадобится тугоплавкая напайка из вольфрама.

2. Минусом контактного устройства считается сильная чувствительность к пыли и грязи. Это вызывает нарушение электрической цепи. Далее происходит снижение взаимодействия контактов, а в итоге — перегрев и поломка.

Бесконтактные выключатели отличаются от традиционных моделей высокой надежностью. Работа современных приборов заключается в использовании транзисторных ключей, имеющих незначительное сопротивление. Это способствует проведению значительных токов с отсутствием перегрева.

Огромный выбор дает возможность найти элемент для использования в конкретном случае. Если нужно реализовать сенсорное управление, подойдет емкостный выключатель, а для использования в загрязненных условиях лучше выбрать индуктивный вариант.

Источники https://kachestvolife.club/elektrika/raznovidnosti-i-princip-raboty-beskontaktnyh-vyklyuchateley-sveta

https://mirinteresen.ru/89817-beskontaktnye-izmeritelnye-pribory.html