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现代化机械设备的自动化程度越来越高，在这种情况下，一种尽可能通用的加工检查则显得越来越重要。对于这种用于监视的传感器来说，它意味着所需设备的数量在增加，而安装的位置则变得紧张且具有强制性的安全功能。现代化的接近开关接受了所提出的要求并且与日益增加的要求相匹配。
接近开关通常作为一个信号发送器使用，可用于各种控制过程，以确保对危险范围或其他重要的控制功能施加影响。
接近开关大多数为感应式、光电式接近开关，也有一些是使用超声波或电容的接近开关。尽管每种接近开关的作用方式和使用范围并不相同，但所有的接近开关至少都有一个共同点：即它们均为非接触式工作。这使得接近开关在实际使用中也就不存在磨损，并且在很大程度上不会受环境的影响而发生失效或损坏。 （图片） 由于不同的接近开关是以各种不同的功能原理为基础，因此对于不同的任务，可以找到适合的方案。
感应式接近开关
相对便宜的感应式接近开关，可用于探测所有导电的金属目标。它们紧固耐用，对污染不敏感，容易操作。最早的感应式接近开关大约在20世纪60年代初期推出，并迅速在市场上推广开来，此后开辟了广阔的应用领域。
感应式接近开关进行了许多次技术改进，但其仍然存在着一些缺点，如在尺寸比例方面控制距离比较小，但由于特殊的振荡原理而使其得到了改变。如今Contrinex可提供宽板感应式接近开关，其控制间距相当于标准所规定的3~4倍。（图片）
图1 感应式接近开关。传感器完全封装在耐腐蚀的金属壳内，金属壳所用材料为V2A或V4A特种钢。它们适用于汽车制造业、造船业、食品工业以及机床等。图为装在喷水池的底座采用微型结构的感应式接近开关时，其控制间距仅为0.6或1.0mm一个典型的例子是Condet接近开关，它的控制间距提高了3倍，这不仅对钢铁是如此，对其他有色金属如黄铜或铝也是如此。其使用方式很容易理解，Condet接近开关的构造类似于变压器，这不同于通常感应式接近开关利用某一振动回路的衰减的方式。
Condet接近开关在有效面积后面设有一个线圈，它发出一个很短的电流脉冲，在这一脉冲断开后，目标便成为初级绕组，感应到一个电压进入到仪器侧的线圈，随后处理这一电压。以这种方式实现的控制间距为3(M8，齐平安装)~40mm (M30，非齐平安装)。
感应式接近开关整个封装在一个耐腐蚀的金属壳内，这种金属壳所用材料为V2A或V4A特种钢，主要用在汽车制造业领域。但这种产品也同样适用于造船业、食品工业和机床等领域。
由于Contrinex技术的控制间距较大，因此在许多场合都可以使用小型的接近开关，同时因为较大的间距允许较大的公差，安装也就简化了许多。感应式接近开关可以做得很小并能够成批生产，这种小感应式接近开关集成了电子处理技术，其直径仅为3mm，装在一个仅22mm长的机壳内，大致相当于一根火柴的尺寸。Winzling的控制间距为0.6mm或1.0mm，直径为4mm或M5的规格时，采取完全齐平的安装方式可达到2.5mm。
光电式接近开关（图片）
图2 光电式接近开关朝多用途、“ 看得远”和小型化圆柱形结构发展在许多情况下，光电式传感器适用于非金属目标，因为其拥有单通道光栅，反射光测头和反射光栅。它们只是在遇到透明的或反射的材料时才触及其边缘。如今最典型的发展趋势是小型化的圆柱形结构。
由于新的光学原理的原因，所以它有一个圆柱形光电“侏儒”的雅号，其直径仅为4mm或相当于M5螺纹。电缆结构仅为35mm长，插头结构为45mm。反射光测头检测的间距超过50mm，光栅甚至达到250mm。采用先进的加工技术及高度的集成化，微型化光控开关的价格仍然停留在感兴趣的范围。如果其控制间距达不到要求或需检测的目标是非金属材料时，那么光电微型传感器就是一个值得认真对待的选择方案。
光导式接近开关（图片）
图3 光导式控制器，适合安装到DIN导轨上，它们已达到了很高的技术水准，Contrinex生产的这种控制器宽10mm光电技术的发展对光导技术产生了影响，从而使广泛流行的、适于安装到DIN导轨上的装置达到了一个很高的技术水准。由Contrinex公司研发的这种装置宽10mm，可相互无间隙地联成一排。它们适用于0~200mm的控制间距，开关频率有1.5kHz和5kHz两种可供选择，可捕捉到时间上很短的过程。对于透明的目标，可选用控制间距达100mm的蓝光结构。此外，带平行光出口的塑料光导体也适合许多场所的应用，即使在一些关键安装位置也可以提供可靠的结果，例如在套筒中安装。
超声波接近开关（图片）
图4 超声波接近开关是万能的天才，具有较大的作用半径，但比感应式或光电式系统贵一些超声波传感器利用的是超声波信号遇到障碍物后的反射，它虽然比感应式和光电式接近开关贵一些，却几乎可以检测所有能想象得到的目标。目标可以是固态的、粉状的、液态的和粒状的，目标也可以是透明的、染色的和任意形状的，还可以是抛光的或无光泽的。超声波传感器都可以检测得到。
超声波传感器工作非常可靠而且坚固耐用，即使安装间距小，也可通过同步来阻止多台仪器之间的相互干扰。这种传感器还适用于检测超大的间距，在现代化的自动化技术中其应用的可能性很多，只有在温度很高的情况下需要注意，在安全领域是不允许使用的。
除了反射测头或反射屏障以外，在机械设备制造业中广泛流行的M18和M30结构中还有一些Contrinex计划中的传感器，它们采用不同的结构长度并有一个弯曲成角形的传感器头。这种带背面渐隐的装置像反射屏障/反射测头一样可屏蔽600mm的距离。
为了与应用实现最佳匹配，可通过PC接口进行编程，比如开关范围的开始和结束、开关频率、常开或常闭功能、平均值的生成、温度补偿和灵敏度等是可调的。这些数值可储存起来或打印出来，以此作为文件，这样有助于设备的维护。
电容式接近开关（图片）
图5 电容式接近开关。由于它能透过非金属隔板进行检测，故特别适用于料位监视电容式接近开关非常坚固且用途广泛，尤其是它既可用于检测金属目标也可用于检测非金属目标。其有效面积含有电极，借助电极的帮助可以感觉到环境中的介质情况。测量区域内的电容随着所测目标的材料及间距的变化而变化。由于它以这种方式工作并可透过非金属的隔板进行检测，所以电容式接近开关特别适合用于液体、纸浆或松散物料的料位监视。在机械设备制造业中，人们也很喜欢把它作为终端开关、非接触式的极限测量仪以及计数用的脉冲发送器使用。
电容式接近开关被装在圆柱形的M12、M18或M30的机壳内，这种机壳用耐抗的塑料或金属制造。电子元件内部完全被浇铸，因此振动对它的性能没有什么影响。最大的开关间距视型号而定，介于4mm和15mm之间。有4线和2线的方案可供选择。对于齐平安装的传感器可密集布置，特别适用于非接触式透过非金属隔板采集固体或液体的料位(最大壁厚4mm)。对于那些介质直接与传感器头接触的应用，最好采用非齐平安装的传感器结构。在实践中的每一项任务都可以找到“量身裁制”的结构。
6/20/2008
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