Оптические бесконтактные выключатели

   Источник излучения (излучатель)
   Генератор вырабатывает последовательность электрических импульсов на излучатель.
   Излучатель — светодиод, создающий излучение оптического диапазона.
   Индикатор показывает наличие напряжения питания на излучателе.

   Оптическая система формирует диаграмму направленности излучения и при необходимости поляризацию излучения.
   Компаунд обеспечивает необходимую степень защиты от проникновения твердых частиц и воды.
   Корпус обеспечивает монтаж выключателя, защищает от механических воздействий.

Выполняется из латуни или полиамида, комплектуется метизными изделиями.

   Приемник излучения
   Оптическая система формирует диаграмму направленности приемника и при необходимости производит поляризационную селекцию.
   Фотоприемник воспринимает излучение и преобразует его в электрический сигнал.
   Усилитель увеличивает входной сигнал до необходимого значения.

   Пороговый элемент обеспечивает необходимую крутизну фронта сигнала переключения и значение гистерезиса.
   Электронный ключ обеспечивает коммутацию выходного тока выключателя, определяет схему подключения нагрузки, имеет защиту от перегрузки и короткого замыкания.

   Регулятор чувствительности позволяет производить настройку выключателя по фактической контрастности объекта на фоне окружающих предметов.
   Светодиодный цветной индикатор — в основном применяется два индикатора. Первый (красный) — показывает состояние выхода выключателя, обеспечивает контроль работоспособности и оперативность настройки.

Второй (цветной) — позволяет определить функциональный резерв по выбранному объекту и качество принимаемого сигнала.

   Функциональный резерв определяется как отношение светового потока, полученного приемником, к минимальному световому потоку, вызывающему срабатывание выключателя. Функциональный резерв позволяет компенсировать ослабление сигнала в результате загрязнения оптики и наличия аэрозольных компонентов в окружающем пространстве.

   Цвет индикатора:

· красный, красно-оранжевый — означает, что контролируемый объект находится в зоне уверенного срабатывания выключателя;
· желтый, желто-зеленый — при том же объекте, означает уменьшение интенсивности принятого выключателем отраженного светового потока. Это вызвано:    1) загрязнением оптики    2) наличием аэрозольных компонентов в пространстве    3) удалением объекта от выключателя

· зеленый — при том же объекте, означает, что принятый выключателем отраженный световой поток минимален, т.е.:

   1) контролируемый объект находится на границе зоны чуствительности выключателя    2) сильное загрязнением оптики; · индикатор не светится — объект вне зоны чувствительности выключателя.
   Оптические выключатели, работающие на прямом луче, состоят из приемника и передатчика, выполненных в отдельных корпусах. При эксплуатации они располагаются соосно дуг против друга. Поток излучения от излучателя передатчика направлен на приемник. Срабатывание происходит при прерывании луча объектом. Выключатели, использующие принцип прерывание луча, отличаются большой дальностью действия — до нескольких десятков метров и большой помехозащищенностью от воздействия посторонних факторов (пыль, капли воды и других жидкостей).    Основными недостатками таких выключателей является наличие двух отдельных изделий, что не всегда удобно при их монтаже и прокладке проводов питания к ним.    Необходимо иметь в виду, что:    · посторонние предметы с высоким коэффициентом отражения, подобные рефлектору, находящиеся в области перекрытия диаграмм направленностей приемника и передатчика, могут вызвать ложное срабатывание;    · прозрачные и полупрозрачные недостаточно ослабят луч до порога срабатывания.    Для уменьшения или полного устранения вышеперечисленных эффектов оптические выключатели снабжены регуляторами чувствительности.    Диаметр прямого луча определяет минимальный размер регистрируемого объекта.   В оптических выключателях, использующих эффект диффузного и зеркального отражения потока излучения от объекта, приемник и излучатель выполнены в одном корпусе. Поток излучения от передатчика попадает на поверхность объекта, от которого происходит его отражение в различных направлениях. Распределение отраженного потока определяется оптическими свойствами объекта. Часть потока возвращается обратно в приемник, вызывая его срабатывание.    При использовании выключателей данного типа необходимо учитывать возможность появления ложных срабатываний в случае появления за контролируемым объектом предметов с гораздо большей отражательной способностью. В этих случаях следует применять диффузные оптические выключатели с подавлением фона.    Поскольку различные материалы отражают падающий на них поток излучения по-разному, то для нормирования расстояния срабатывания согласно по ГОСТ Р 50030.5.2-99 выбран стандартный объект воздействия — лист белой бумаги с размерами 100×100мм для выключателей с расстоянием срабатывания до 400мм и лист белой бумаги с размерами 200×200мм для выключателей с расстоянием срабатывания более 400мм (тест-карта Кодак).

   Но учитывая специфику машиностроительных предприятий, технологические процессы на которых требуют контроля объектов с достаточно низкой отражающей способностью, сильно отличающейся от чистой белой бумаги, ПКФ «СТРАУС» использует в своей системе обозначений привязку к отражающей способности листа горячекатаной стали.

Поэтому в каталоге присутствует информация по расстоянию срабатывания по 2-м видам стандартных объектов воздействия.

Вторым видом стандартного объекта воздействия является пластина из горячекатаной стали с размерами 100×100мм для выключателей с расстоянием срабатывания до 400мм и пластина из горячекатаной стали с размерами 200×200мм для выключателей с расстоянием срабатывания более 400мм.

   Для пересчета расстояния срабатывания для объектов из других материалов, имеющих другую отражающую способность, следует выбрать тип материала из приведенной ниже таблицы (табл.1). Затем следует выбрать соответствующий этому материалу поправочный коэффициент, который покажет в какую сторону и насколько отличается расстояние срабатывания по сравнению с расстоянием срабатывания на стандартный объект.    Например, оптический выключатель в обозначении имеет значение расстояния срабатывания 100мм. Это значит, что если потребитель будет использовать данный выключатель для контроля объекта из холоднокатаной стали, то расстояние срабатывания изменится в 1,5 раза и составит 150мм. Аналогично, расстояние срабатывания на объект из белой бумаги составит около 120мм.    Минимальный размер регистрируемого объекта определяется его отражающей способностью, контрастностью и функциональным резервом.   В оптических выключателях R типа, приемник и излучатель выполнены в одном корпусе. Поток излучения (луч) от излучателя направляется на специальный рефлектор (световозвращатель), отражается от него и попадает на приемник, вызывая срабатывание выключателя. При пересечении луча объектом, выключатель срабатывает еще раз (возвращается в прежнее состояние).    Включатели R типа отличаются большим расстоянием срабатывания — до 10 м. При этом они могут быть применены для контроля полупрозрачных объектов.

Источник: http://www.megak.ru/structure_VBO.php

Оптический бесконтактный выключатель освещения своими руками

Преимущество данного бесконтактного выключателя в отличие от других схем дистанционного включения света, например, сенсорный выключатель, состоит в том, что им можно включать и выключать освещение или же любую другую нагрузку бесконтактным способом то есть, не прикасаясь своими руками непосредственно к устройству.

Осуществлять управление освещением можно двумя разными путями. Первый, поднеся руку непосредственно к оптическому датчику данного выключателя на расстоянии 10 сантиметров. Второй, посредством любого типового пульта дистанционного управления использующий в своей работе модулированное инфракрасное излучение.

Простой взмах рукой либо нажатие на произвольную кнопку ПДУ и бесконтактный выключатель меняет свое состояние на противоположное. В случае сбоя в электросети и при возобновлении электроснабжения, оптический выключатель света будет находиться в выключенном состоянии.

Повысив силу излучения инфракрасного светодиода, выполняющего роль оптического датчика, можно добиться увеличения дальности действия срабатывания устройства. В этом случае, к примеру, устройство может оповещать охрану о подъезде автомобиля к  пропускному пункту.

В схеме применена  всего одна интегральная микросхема К561ТМ2, имеющая в своем составе два D-триггера. На первом триггере DD1.1 собран мультивибратор, создающий прямоугольные импульсы в диапазоне 35…40кГц. Подстройка частоты осуществляется путем подбора сопротивлений R1 и R2.

Данные импульсы, пройдя сквозь токоограничивающий резистор R3, поступают на ИК-светодиод HL1. Можно применить любой подходящий ИК-светодиод, к примеру, такой который используется в ПДУ. Совместно с фотодатчиком они создают оптическую схему, которая срабатывает при отражении инфракрасного излучения.

Для предотвращения ложных срабатываний между фотодатчиком и ИК-светодиодом, необходимо проложить непрозрачную перегородку, а так же они должны быть обращены  в сторону, куда подносят руки.

 Схема запитана от бестрансформаторного источника питания собранного на диодном мосте VD4, гасящем резисторе R7 и стабилитроне VD3 на 4.7В.

Конденсатор C5 предназначен для фильтрации выпрямленного напряжения.

В момент подачи напряжения на бесконтактный выключатель освещения, через резистор R5 идет зарядка конденсатора C4. В результате этого на вход триггера DD1.2 поступает импульс, из-за которого на инверсном его выходе 2 появляется уровень лог.0. транзистор VT1 закрыт и лампа не горит.

Так же после подачи питания на схему оптического выключателя, мультивибратор начинает генерировать импульсы. Приблизительная частота их составляет 38 кГц, и соответственно светодиод испускает излучение с такой же частотой.

Читайте также:  Управление приводом грузового лифта

Если теперь поднести руку к окошку, где расположен оптический блок выключателя, то отраженный луч от руки попадет на фотоприемник. На  его выходе образуется низкий уровень напряжения, убрав руку, вновь появляется высокий уровень.

Таким образом, формируется импульс, который поступая на вход 3 триггера DD1.2 переключает его в противоположное состояние, тем самым включая освещение.

Для обеспечения четкого переключения триггера добавлена цепь из элементов R6 и C3, обеспечивающая некоторую задержку переключения.

Источник: «Радиоконструктор», 10/2012

Источник: http://www.joyta.ru/4316-opticheskij-beskontaktnyj-vyklyuchatel-osveshheniya-svoimi-rukami/

Бесконтактные выключатели

СВЕТА — КОНЦЕВЫЕ

При всей своей простоте традиционные контактные выключатели имеют множество недостатков. Основной из них – это низкий ресурс при коммутации высоких нагрузок: при размыкании контактов между ними возникает искра, приводящая к их обгоранию и выходу из строя.

Если в цепях постоянного тока с этим явлением в некоторой степени может бороться конденсатор, подключенный параллельно контактам (классический пример – трамблер контактного зажигания), то в цепях переменного тока единственным способом увеличения ресурса контактов является тугоплавкая вольфрамовая напайка.

Второй недостаток – это высокая чувствительность к загрязнению: попадание масла, пыли или песка способно если не полностью разорвать цепь, то как минимум уменьшить площадь соприкосновения контактов и вызвать их перегрев.

Сказанное относится в том числе и к таким коммутационным устройствам как реле различных типов и исполнений.

Развитие силовой электроники позволило создать транзисторные и симисторные ключи с крайне низким сопротивлением в открытом состоянии – от десятых до сотых долей ома, благодаря этому они способны пропускать большие токи без заметного нагрева (напомним, что тепловая мощность, выделяемая на ключе, определяется как квадрат тока, умноженный на сопротивление открытого ключа).

Таким образом стало возможным создание индуктивных, емкостных и оптических бесконтактных выключателей – удобных, долговечных и стойких к воздействию внешних условий.

Конструктивно бесконтактный выключатель состоит из трех частей:

  • чувствительный элемент (емкостный, индуктивный и т.д.);
  • схема обработки сигнала;
  • силовой ключ.

Про электронные датчики на этом сайте есть еще один материал, размещенный здесь.

Принцип работы чувствительного элемента может быть различным. В зависимости от конкретных условий работы и требуемого быстродействия выключателя могут использоваться следующие варианты:

Емкостный датчик использует в своей работе собственную емкость человеческого тела. Чувствительный элемент емкостного датчика – это пластина, являющаяся фактически обкладкой конденсатора, подключенного к мультивибратору. Выход мультивибратора соединяется с преобразователем частота-напряжение и пороговым элементом (компаратором).

Поднося руку к емкостному датчику, человек создает определенную электрическую емкость, запускающую времязадающий RC-контур мультивибратора. Чем меньше расстояние между телом человека и емкостным датчиком, тем больше емкость образующегося конденсатора и ниже частота, генерируемая мультивибратором. Как только она становится ниже заданного порога, пороговый элемент открывает ключ.

Индуктивный датчик в отличие от емкостного реагирует не на расстояние до объекта, а на движение рядом с ним магнитного предмета либо предмета, выполненного из способного намагничиваться сплава. В первом случае индуктивный датчик имеет простой металлический сердечник, во втором – намагниченный (как, например, у автомобильного датчика положения коленвала или гитарного звукоснимателя).

В зависимости от того, приближается или отдаляется предмет, индуктивный датчик генерирует импульс тока разного направления. Обработка сигнала датчика осуществляется обычным пороговым элементом – как только напряжение на обмотке индуктивного сенсора превышает заданное значение, срабатывает триггер, открывающий ключ.

Оптические датчики состоят из инфракрасного (для избавления от помех, создаваемых солнечным светом) светодиода и работающего с ним в паре фототранзистора. В зависимости от типа датчика они могут работать на отражение света (таким образом, например, работают считыватели штрих-кода) или на прерывание потока (объект должен оказаться между датчиком и источником света).

Ультразвуковые датчики используют кварцевые излучатели звука, улавливаемого затем настроенным на ту же частоту приемником. Также их называют датчиками объема и движения – в помещении, где нет движущихся предметов, время возврата и амплитуда принятого датчиком сигнала будут постоянными.

Как только в помещение кто-нибудь войдет или в нем начнется движение, картина распределения звуковых волн изменится, соответственно изменится и сигнал, принимаемый датчиком.

Аналогичным образом работают и инфракрасные датчики движения, только вместо ультразвука в них используются импульсы света.

Бесконтактный выключатель света

Бесконтактные выключатели позволяют осуществлять не только удобное, но и экономичное управление светом. Простейший пример – это освещение проходных помещений наподобие лестничных пролетов и коридоров: инфракрасный датчик включает освещение только тогда, когда в коридор кто-либо входит, и гасит свет спустя некоторое время после прекращения движения.

По сути своей это является электронным вариантом проходного выключателя, естественно, более простым в эксплуатации так как процесс включения-выключения света полностью автоматизирован.

Благодаря этому минимизируются затраты на дежурное освещение, увеличивается ресурс ламп освещения. Наиболее удобно использовать такие датчики в системах светодиодного освещения.

Минимальный ток потребления и работа в цепях постоянного тока позволяет коммутировать осветительные приборы сравнительно маломощными ключами.

Емкостные бесконтактные выключатели света являются основой сенсорных датчиков. В зависимости от размеров и чувствительности емкостного элемента они могут реагировать как на прикосновение пальца к панели, так и на поднесение руки к нему. Чаще всего подобного рода емкостные бесконтактные выключатели оформляются как обычные настенные, просто они не используют клавиш.

Применение емкостных выключателей удобно в тех случаях, когда есть смысл избегать прямого контакта рук с ними, например, на кухне: человек сможет включать и выключать свет мокрыми или испачканными руками, не дотрагиваясь до самого емкостного выключателя.

Бесконтактные выключатели, использующие индуктивный принцип работы датчика, реагируют на металлические предметы, которые есть у входящего в помещение человека – как минимум, это связка ключей.

В отличие от емкостных бесконтактных выключателей, они не чувствительны к изменению плотности или влажности воздуха.

С другой стороны, для срабатывания индуктивного выключателя в его «поле зрения» должна обязательно вноситься определенная масса металла – включать таким образом свет в бане, как Вы понимаете, точно не получится.

В начало

КОНЦЕВЫЕ Бесконтактные выключатели

Наибольшее распространение бесконтактные выключатели получили в промышленности. На основе емкостных выключателей создаются разнообразные датчики уровня (жидкостей, сыпучих тел), применяемые в дозаторах различного рода. Например, при заполнении жидкостью емкостей в них вводится бесконтактный концевой выключатель, перекрывающий поток жидкости по достижению нужного уровня.

Тематически близкий материал — датчики уровня воды.

Индуктивные бесконтактные выключатели часто являются элементами систем безопасности, так как реагируют не только на массу металла, но и на скорость его движения.

Таким образом реализуются ограничители хода штоков, индуктивные датчики поворота зубчатых колес, датчики движения защитных кожухов.

Нечувствительность индуктивных сенсоров к грязи, влажности и запыленности позволяет им надежно работать в любых условиях производства.

Оптические сенсоры благодаря точности и высокому быстродействию применяются в станкостроении как концевые выключатели хода подвижных узлов (кареток, суппортов), в системах автоматического управления воротами, где они срабатывают как в финишных точках движения створки (сигнал прекращения подъема/опускания), так и при появлении посторонних предметов перед начавшей опускаться створкой.

Принципиальным отличием концевого бесконтактного выключателя является принцип формирования управляющего сигнала.

В обычном бесконтактном выключателе ключом управляет либо схема временной задержки (инфракрасные выключатели света) или триггер, меняющий состояние при каждом срабатывании (емкостные бесконтактные выключатели, включающие и выключающие свет по касанию).

Бесконтактный же концевой выключатель в большинстве случаев подает лишь импульс в блок управляющей электроники (в первую очередь это касается индуктивных сенсоров).

Исключением являются оптические бесконтактные концевые выключатели – они, как и обычные механические концевики, имеют два постоянных состояния, благодаря чему часто используются при усовершенствовании схем, рассчитанных на использование контактных концевых выключателей.

Широкий выбор типов бесконтактных выключателей позволяет выбрать наиболее подходящий для каждого конкретного применения чувствительный элемент. Емкостные выключатели наиболее удобны при реализации сенсорного управления, индуктивные – лучший выбор для работы в условиях загрязнения и вибраций.

В начало

© 2012-2018 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Источник: https://eltechbook.ru/princip_raboty_vykljuchatel_beskontaktnyj.html

Бесконтактные выключатели света: виды и преимущества

Бесконтактный выключатель используется для автоматического включения и выключения света. Встроенные инфракрасные датчики обеспечивают включение освещения в момент приближения людей. Когда в помещении никого нет, система отключает осветительные приборы. Это способствует снижению затрат на электроэнергию и увеличению ресурса ламп.

Читайте также:  Техническое обслуживание воздушных линий электропередачи

Например, бесконтактные выключатели применяют для освещения в коридорах и на лестничных площадках. В таких случаях свет включается, когда человек входит. При отсутствии движения, если на площадке никого нет, свет выключается.

К составным частям бесконтактного выключателя относятся:

  • чувствительный элемент;
  • схема обработки сигнала;
  • силовой ключ.

Разновидности

Существует несколько типов датчиков, входящих в состав бесконтактных моделей:

  • емкостные;
  • индуктивные;
  • оптические;
  • ультразвуковые.

Емкостные датчики

Суть работы емкостного выключателя света заключается в том, что электрическая емкость образуется при приближении людей. Это позволяет запустить контур мультивибратора, задающего время.

Объем емкости возрастает, а частота снижается, если приблизиться к прибору. Минимальная частота датчика вызывает срабатывание устройства на включение. Если человек отдаляется от помещения, происходит отключение. Чувствительный элемент в устройстве работает за счет пластины, находящейся на конденсаторе, подключенном к мультивибратору.

Иногда емкостные бесконтактные модели похожи на обычные настенные выключатели, но без использования клавиш. Очень удобно иметь подобного вида устройство на кухне, чтобы не прикасаться к нему своими руками.

Индуктивные датчики

Работа бесконтактных моделей такого типа обусловлена передвижением магнита. Датчики содержат металлический или намагниченный сердечник. Электрические импульсы создаются, если объект находится близко или далеко. В момент, когда превышено напряжение порогового элемента, обрабатывается сигнал. Далее включается триггер, который открывает ключ.

Например, человек, который входит в помещение, имеет связку ключей, что вызовет реакцию датчика на металл. Бесконтактные модели с индуктивным датчиком отличаются от емкостных вариантов отсутствием чувствительности к влажному воздуху или смене плотности.

Оптические датчики

В состав оптических приборов входят фототранзисторы и светодиод. Помехи от освещения не мешают функционированию светодиодного элемента. Суть работы устройства — прерывать либо отражать поток света. Чтобы осветить небольшие участки помещения, используются светодиодные ленты.

Ультразвуковые датчики

Данные устройства работают благодаря кварцевым звуковым излучателям. Для этого необходимо настроить на нужную частоту приемник, который будет давать реакцию на звук. Ультразвуковые модели иногда называют датчиками движения и объема. При возникновении движения, вызванного присутствием людей, распределение звуковой волны меняется, датчик получает измененный сигнал.

Концевые выключатели

В основном бесконтактные выключатели используются в промышленности. Емкостные выключатели являются основой различных уровневых датчиков, находящихся в дозаторах. Это обеспечивает контроль над определенными материалами, например, при наполнении емкости жидкостью концевой выключатель срабатывает, чтобы вовремя прекратить поступление вещества.

Как это работает

Бесконтактные модели имеют чувствительный элемент, принцип действия которого зависит от условий функционирования и нужного быстродействия. Так как индуктивные выключатели реагируют на нагрузку и передвижение, их используют в системах безопасности. Эти приборы нечувствительны к загрязнениям, поэтому их применяют в различных технологических процессах.

Концевые бесконтактные выключатели востребованы на таком производстве, где нужна особая точность. Оптические сенсоры применяют в станкостроении, а также для регулировки движения деталей, автоматических ворот.

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.

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.

Бесконтактные выключатели света: виды и преимущества

Источник: https://220.guru/electroprovodka/rozetki-vyklyuchateli/beskontaktnyj-vyklyuchatel.html

Виды и преимущества бесконтактных выключателей

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.

Преимущества бесконтактных моделей

Безусловное преимущество бесконтактных датчиков состоит в существенной экономии на электричестве: свет будет использоваться лишь тогда, когда кто-то находится в помещении. К достоинствам бесконтактных приборов относится и комфортность управления светом: освещение включается и выключается без участия человека.

Несмотря на свою техническую элементарность, стандартные контактные выключатели характеризуются многими недочетами.

Прежде всего, такие устройства отличаются небольшим ресурсом при коммутации больших нагрузок: достаточно размыкания контактов, чтобы возникшая искра привела к поломке выключателя.

В сетях постоянного тока с аварийными ситуациями в какой-то степени может справиться конденсатор с параллельным подключением к контактам. В сетях же переменного тока не обойтись без тугоплавкой напайки из вольфрама.

В противовес традиционным, бесконтактные выключатели отличаются гораздо большей надежностью. Современные приборы работают с транзисторными ключами с небольшим сопротивлением в открытом положении, что позволяет проводить значительные токи без перегрева.

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.

Концевые выключатели

Бесконтактные выключатели наиболее распространены в промышленном производстве. На базе емкостных выключателей изготавливаются всевозможные уровневые датчики в дозаторах (для контроля над сыпучими материалами, жидкостями и т.п.). К примеру, при заполнении емкости жидким составом, находящийся в ней концевой выключатель в нужный момент перекрывает поступление жидкости.

Индуктивные выключатели нередко применяются в системах безопасности, поскольку откликаются не только на вес металла, но и на динамику его передвижения.

Например, индуктивные устройства используются в штоках (как ограничители хода), в зубчатых колесах и защитных кожухах.

Отличительное качество индуктивных приборов — отсутствие чувствительности к загрязнениям — позволяет применять их в самых разных технологических процессах.

Концевые бесконтактные выключатели оснащаются оптическими сенсорами, благодаря чему эти устройства используются в сферах, где необходима особенно высокая точность, например, в станкостроении.

Читайте также:  Организация эксплуатации электрических распределительных сетей

К примеру, выключатели с оптикой используются для регулирования хода подвижных деталей (суппортов, кареток).

Также устройства с оптическими сенсорами применяются в автоматических воротах, где они включаются на конечной стадии движения створок, а также в случае обнаружения посторонних объектов перед опускающейся створкой.

Главной особенностью концевого устройства является способ создания сигнала управления.

В стандартном бесконтактном выключателе функционирование системы основывается на задержке по времени (инфракрасные приборы) или триггере, который реагирует на каждое срабатывание.

Концевые же приборы просто передают импульс в электронный блок управления (прежде всего, сказанное относится к индуктивным сенсорам).

В продаже имеется широкий выбор выключателей бесконтактного типа, поэтому можно подобрать модель для любых потребностей. Перед покупкой рекомендуется проконсультироваться с продавцом, чтобы учесть все возможные факторы, влияющие на выбор конкретной модели.

Источник: http://energomir.biz/elektrichestvo/osveshhenie/beskontaktnyj-vyklyuchatel.html

Как работает бесконтактный выключатель света

Сегодня использование различных бесконтактных технологий приобретает огромную популярность. Они применяются в различных технологических процессах для учета или контроля того или иного явления.

Существует несколько видов таких датчиков, которые могут работать в различных условиях. Более подробно о них можно узнать на сайте http://teko-com.ru.

Виды выключателей

Данные механизмы могут работать, опираясь абсолютно на разные принципы.

Бесконтактные выключатели можно разделить на несколько основных видов:

  1. Изделия емкостного типа. Работают по принципу измерения емкости электрических конденсаторов. Очень часто применяются как «сенсорные» клавиатуры или датчики уровня жидкости.
  2. Индуктивные выключатели основываются на механизме изменения параметров индуктивности на специальной катушке. Являются очень востребованными при изготовлении деталей на определенных станках.
  3. Оптические механизмы производят анализ потоков света с помощью специальных индикаторов. Очень широко применяются в различных видах промышленности, где производиться анализ наличия определенной детали на конвейере.
  4. Датчики ультразвукового типа используют свойство отражения ультразвука. Такие продукты можно встретить в различных системах паркования автомобилей.
  5. Микроволновые продукты.
  6. Бесконтактные выключатели магнитного типа.
  7. Пирометрические изделия основываются на воздействии инфракрасного излучения. Самым распространенным вариантом являются датчики движения, что очень часто применяется при организации охранных объектов.

Принцип действия

Выключатель света на бесконтактной основе можно организовать различным способом. Но самым простым является использование оптических свойств определенных видов лучей.

Рассмотрим принцип работы таких устройств:

  1. Главную роль в таких выключателях играет емкостный конденсатор и оптический датчик.
  2. При помещении руки в качестве преграды перед потоком света, происходит уменьшение количества данного параметра.
  3. Контроллер, отвечающий за данный параметр, анализирует уровень света и при его уменьшении подает сигнал реле, которое и выключает освещение в комнате.
  4. Существуют более сложные системы, которые могут реагировать на сами движения, что позволяет не только включать и выключать свет, а и изменять саму освещенность в зависимости от поданного сигнала.

Бесконтактные выключатели это уникальные устройства, которые позволяют значительно упростить жизнь и сделать ее более безопасной.

Обзор одной из моделей сенсорного выключателя — в этом видео:

Источник: http://euroelectrica.ru/kak-rabotaet-beskontaktnyiy-vyiklyuchatel-sveta/

Оптические бесконтактные выключатели

Оптические бесконтактные выключатели (датчики) широко применяются сегодня во многих отраслях, где используется оборудование, предназначенное для позиционирования, счета, да и просто для обнаружения различных объектов.

Применение кодирования в схемах датчиков позволяет избежать постороннего влияния на них источников света, и защищает таким образом от ложных срабатываний.

Для функционирования в условиях низких температур предназначены датчики в термокожухах.

Данные приборы представляют собой электронные схемы, реагирующие на изменение светового потока, падающего на приемник, благодаря которому фиксируется наличие или отсутствие объекта в определенной области пространства. Кодирование светового излучения источника (пространственная селекция и модуляция) повышает эффективность, и, как упоминалось выше, сводит на нет влияние помех.

Конструктивно система датчика включает в себя два главных функциональных блока — источник излучения и его приемник. Это могут быть два отдельных корпуса, либо один корпус для обоих блоков, в зависимости от принципа работы конкретного датчика (выключателя).

Источник или излучатель состоит из следующих частей: генератор, излучатель, индикатор, оптическая система, и корпус, внутри которого расположена защищенная компаундом схема, а снаружи — все что нужно для крепежа. Задача генератора — вырабатывать последовательность сигнальных импульсов для излучателя.

Непосредственно излучатель — это светодиод. Диаграмма направленности излучения светодиода формируется оптической системой. Индикатор свидетельствует о наличии либо отсутствии питания датчика. Корпус защищает от внешних механических воздействий, и служит для удобного монтажа на место применения датчика.

Приемник, в свою очередь, также имеет оптическую систему, формирующую диаграмму направленности приемника, и обеспечивающую селекцию.

Фотоприемник, которым служит фототранзистор, воспринимающий излучение, и преобразующий его в электрический сигнал; схему усилителя с пороговый элементом для обеспечения надежной крутизны фронта с гистерезисом; электронный ключ для коммутации нагрузки, и регулятор для настройки чувствительности приемника, чтобы объекты четко фиксировались на окружающем фоне.

Индикаторов здесь два: первый показывает состояние выхода, второй — свидетельствует о качестве принимаемого сигнала и позволяет определить функциональный резерв по отслеживаемому объекту.

В данном случае, функциональный резерв характеризует отношение получаемого приемником светового потока от излучателя к минимальному его значению, уже вызывающему срабатывание. Функциональный резерв компенсирует ослабление сигнала по причине загрязнения оптики или от мешающих аэрозольных частиц в окружающем пространстве.

Например:

  • индикатор светится красным цветом, значит отслеживаемый объект присутствует в зоне срабатывания;
  • желтый свет — интенсивность принятого светового потока снижена;
  • зеленый — интенсивность принятого светового потока минимальна;
  • не светится — объект отсутствует в рабочей зоне датчика.

По принципу работы оптические датчики бывают трех типов:

Барьерный (тип T)

Оптические выключатели барьерного типа работают на прямом луче, и содержат две отдельные части, передатчик и приемник, которые должны быть расположены соосно друг напротив друга, чтобы поток излучения, испускаемый излучателем (передатчиком) был направлен и точно попадал на приемник.

Когда луч прерывается объектом, происходит срабатывание выключателя. Датчики данного типа могут работать при расстоянии в десятки метров между передатчиком и приемником, к тому же они обладают хорошей помехозащищенностью, им не страшны ни пыль, ни капли жидкости и т. д.

Но есть и недостатки:

  • прокладывать провода питания отдельно к каждой из двух частей приходится иногда на большие расстояния;
  • хорошо отражающие предметы могут вызвать ложные срабатывания;
  • прозрачные предметы могут не достаточно ослабить луч, требуется это учитывать.

Для приемлемого устранения названных недостатков и служит регулятор чувствительности. И, конечно, минимальный размер обнаруживаемого объекта не должен быть меньше диаметра луча.

Диффузный (тип D)

Датчики диффузного типа используют отраженный от объекта луч, зеркальное отражение. Приемник и передатчик находятся в едином корпусе. Излучатель направляет поток на объект, луч отражается от его поверхности в разных направлениях, в зависимости от оптических особенностей объекта. Частично поток возвращается назад, где улавливается приемником, и происходит срабатывание выключателя.

Важно здесь учесть то, что ложные срабатывания могут быть вызваны отражающими объектами, расположенными за рабочей областью установки, за контролируемым объектом. Для устранения таких помех применяют выключатели с функцией подавления фона.

С целью нормирования расстояния, на котором будет происходить срабатывание диффузного датчика, берут белый лист бумаги (10 на 10 см для расстояния до 40 см, либо 20 на 20 см для расстояния срабатывания более 40 см) или пластину горячекатаной стали, и проверяют в аналогичных условиях. Вообще, на разных производствах — по разному.

Для более точной нормировки пересчет расстояния производят по специальной таблице, где отражены отражающие свойства различных материалов, в связи с чем добавляют поправочный коэффициент. Например, датчик имеет значение 100 мм, а нужно контролировать, скажем, объекты из нержавеющей стали.

Поправочный коэффициент будет 7,5, значит расстояние надежного срабатывания будет в 7,5 раз больше, а именно 750 мм. Наименьший размер объекта определяют его отражающие свойства, контрастность и функциональный резерв.

Рефлекторный (Тип R)

Здесь используется отраженный от рефлектора луч. Приемник с излучателем в одном корпусе, луч, падая на рефлектор, отражается, попадает на приемник, происходит срабатывание. Когда объект выходит из рабочей зоны, происходит еще одно срабатывание. Датчики данного типа могут работать на расстоянии до 10 метров, и применяться для фиксации полупрозрачных объектов.

Источник: http://dokladinf.ru/akat16/21395-ptichki-bkntktni-vikliuchtli

Ссылка на основную публикацию