首先接近開關(guān)是一種開關(guān),只不過(guò)開關(guān)的通斷是特定物質(zhì)接近和遠(yuǎn)離的動(dòng)作而決定的。如一般數(shù)控機(jī)床上作為限位的接近開關(guān)是其金屬檔塊在感應(yīng)面的接近和遠(yuǎn)離而控制其通斷。根據(jù)用途不同,感應(yīng)物可以是金屬、非金屬或人。感應(yīng)開關(guān)按引線可分二線和三線式,按極性又可分為PNP和NPN式,按觸點(diǎn)通斷狀態(tài)分常開和常閉式。
接近開關(guān)弓線有棕色線藍(lán)線和黑色線。DC型棕色接正極,藍(lán)色接負(fù)級(jí),黑色是輸出。三線PNP常開型工作時(shí),無(wú)感應(yīng)時(shí)(萬(wàn)用表DC檔,紅筆接棕色線,黑筆接黑色線)黑線電壓為電源電壓。有感應(yīng)時(shí)黑線(萬(wàn)用表紅筆接正極)電壓為0v左右。( 此時(shí)對(duì)應(yīng)的plc或其它設(shè)備輸入端指示燈應(yīng)有反應(yīng))。當(dāng)然棕線藍(lán)線間電壓為電源電壓。常閉型黑線棕線間電壓與常開時(shí)相反。
接近開關(guān)正因?yàn)槿绱?,非齊平安裝的接近開關(guān)的靈敏度比齊平安裝的靈敏度要大些,在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)實(shí)際需要選用。接近傳感器由高頻振蕩、檢波、放大、觸發(fā)及輸出電路等組成。
接近開關(guān)振蕩器在傳感器檢測(cè)面產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場(chǎng),當(dāng)金屬物體接近傳感器檢測(cè)面時(shí),金屬中產(chǎn)生的渦流吸收了振蕩器的能量,使振蕩減弱以至停振。振蕩器的振蕩及停振這二種狀態(tài),轉(zhuǎn)換為電信號(hào)通過(guò)整形放大轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的開關(guān)信號(hào),經(jīng)功率放大后輸出。
接近開關(guān)可以齊平安裝的接近開關(guān)也可以非齊平安裝,但非齊平安裝的接近開關(guān)不能齊平安裝。這是因?yàn)?,可以齊平安裝的接近開關(guān)頭部帶有屏蔽,齊平安裝時(shí),其檢測(cè)不到金屬安裝支架,而非齊平安裝的接近開關(guān)不帶屏蔽,當(dāng)齊平安裝時(shí),其可以檢測(cè)到金屬安裝。
接近開關(guān)有一種對(duì)接近它物件有“感知”能力的元件——位移傳感器。利用位移傳感器對(duì)接近物體的敏感特性達(dá)到控制開關(guān)通或斷的目的,這就是接近開關(guān)。當(dāng)有物體移向接近開關(guān),并接近到一定距離時(shí),位移傳感器才有“感知”,開關(guān)才會(huì)動(dòng)作。
通常把這個(gè)距離叫“檢出距離”。不同的接近開關(guān)檢出距離也不同。有時(shí)被檢測(cè)驗(yàn)物體是按一定的時(shí)間間隔,一個(gè)接一個(gè)地移向接近開關(guān),又一個(gè)一個(gè)地離開,這樣不斷地重復(fù)。不同的接近開關(guān),接近開關(guān)對(duì)檢測(cè)對(duì)象的響應(yīng)能力是不同的。這種響應(yīng)特性被稱為“響應(yīng)頻率”。接近開關(guān)時(shí),使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用到接近開關(guān),使開關(guān)內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化,由此識(shí)別出有無(wú)導(dǎo)電物體移近,進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是導(dǎo)電體。
接近開關(guān)這種開關(guān)的測(cè)量通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板,而另一個(gè)極板是開關(guān)的外殼。這個(gè)外殼在測(cè)量過(guò)程中通常是接地或與設(shè)備的機(jī)殼相連接。當(dāng)有物體移向接近開關(guān)時(shí),不論它是否為導(dǎo)體,由于它的接近,總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化,從而使電容量發(fā)生變化,使得和測(cè)量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化,接近開關(guān)由此便可控制開關(guān)的接通或斷開。這種接近開關(guān)檢測(cè)的對(duì)象,不限于導(dǎo)體,可以絕緣的液體或粉狀物等。
在一般的工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)所,通常都選用對(duì)環(huán)境要求條件較低的渦流式接近開關(guān)和式接近開關(guān)。
1、當(dāng)被測(cè)物件是導(dǎo)電物體或可以固定在一塊金屬物上的物體時(shí),一般都選用渦流式接近開關(guān)。因?yàn)樗幕貞?yīng)頻率高抗環(huán)境干擾性能好、應(yīng)用范圍廣、價(jià)格較低。
2、若所測(cè)物件是非金屬(或金屬)、液位元高度、粉狀物高度、塑膠、煙草等,則應(yīng)選用電容式接近開關(guān)。電容式接近開關(guān)的回應(yīng)頻率低、穩(wěn)定性好。
安裝時(shí)應(yīng)考慮環(huán)境因素的影響。
1、若被測(cè)物為導(dǎo)磁材料或者為了區(qū)別和它在一同運(yùn)動(dòng)的物體而把磁鋼埋在被測(cè)物體內(nèi)時(shí),應(yīng)選用價(jià)格最低的霍爾接近開關(guān)。
2、在環(huán)境條件比較好、無(wú)粉塵污染的場(chǎng)合,可采用光電接近開關(guān)。光電接近開關(guān)工作時(shí)對(duì)被測(cè)物件幾乎無(wú)任何影響因此,在要求較高的傳真機(jī)上,在煙草機(jī)械上都被廣泛地使用。
3、在防盜系統(tǒng)中,自動(dòng)門通常使用熱釋電接近開關(guān)、超聲波接近開關(guān)、微波接近開關(guān)。
有時(shí)為了提高識(shí)別的可靠性,上述幾種接近開關(guān)往往被復(fù)合使用。無(wú)論選用哪種接近開關(guān),都應(yīng)注意對(duì)工作電壓、負(fù)載電流、回應(yīng)頻率、檢測(cè)距離等各項(xiàng)指標(biāo)的要求。
1、無(wú)源接近開關(guān)
這種開關(guān)不需要,通過(guò)磁力感應(yīng)控制開關(guān)的閉合狀態(tài)。當(dāng)磁或者鐵質(zhì)觸發(fā)器靠近開關(guān)磁場(chǎng)時(shí),和開關(guān)內(nèi)部磁力作用控制閉合。特點(diǎn):不需要電源,非接觸式,免維護(hù),環(huán)保。
2、渦流式接近開關(guān)
這種開關(guān)有時(shí)也叫電感式接近開關(guān)。它是利用導(dǎo)電物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)接近開關(guān)時(shí),使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用到接近開關(guān),使開關(guān)內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化,由此識(shí)別出有無(wú)導(dǎo)電物體移近,進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是導(dǎo)電體。
3、式接近開關(guān)
這種開關(guān)的測(cè)量通常是構(gòu)成的一個(gè)極板,而另一個(gè)極板是開關(guān)的外殼。這個(gè)外殼在測(cè)量過(guò)程中通常是接地或與設(shè)備的機(jī)殼相連接。當(dāng)有物體移向接近開關(guān)時(shí),不論它是否為導(dǎo)體,由于它的接近,總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化,從而使電容量發(fā)生變化,使得和測(cè)量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化,由此便可控制開關(guān)的接通或斷開。這種接近開關(guān)檢測(cè)的對(duì)象,不限于導(dǎo)體,可以絕緣的液體或粉狀物等。
4、霍爾接近開關(guān)
霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關(guān),叫做霍爾開關(guān)。當(dāng)磁性物件移近霍爾開關(guān)時(shí),開關(guān)檢測(cè)面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化,由此識(shí)別附近有磁性物體存在,進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)的檢測(cè)對(duì)象必須是磁性物體。
5、光電式接近開關(guān)
利用光電效應(yīng)做成的開關(guān)叫光電開關(guān)。將發(fā)光器件與光電器件按一定方向裝在同一個(gè)檢測(cè)頭內(nèi)。當(dāng)有反光面(被檢測(cè)物體)接近時(shí),光電器件接收到反射光后便在信號(hào)輸出,由此便可“感知”有物體接近。
6、熱釋電式接近開關(guān)
用能感知溫度變化的元件做成的開關(guān)叫熱釋電式接近開關(guān)。這種開關(guān)是將熱釋電器件安裝在開關(guān)的檢測(cè)面上,當(dāng)有與環(huán)境溫度不同的物體接近時(shí),熱釋電器件的輸出便變化,由此便可檢測(cè)出有物體接近。
7、其它型式的接近開關(guān)
當(dāng)觀察者或系統(tǒng)對(duì)波源的距離發(fā)生改變時(shí),接近到的波的頻率會(huì)發(fā)生偏移,這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。聲納和雷達(dá)就是利用這個(gè)效應(yīng)的原理制成的。利用多普勒效應(yīng)可制成超聲波接近開關(guān)、微波接近開關(guān)等。當(dāng)有物體移近時(shí),接近開關(guān)接收到的反射信號(hào)會(huì)產(chǎn)生多普勒頻移,由此可以識(shí)別出有無(wú)物體接近。