Бесконтактный выключатель

Виды и преимущества бесконтактных выключателей

Руслан Коновалов Руслан Коновалов

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.

Бесконтактный выключатель

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.

Еще один недостаток контактных устройств — повышенная чувствительность к грязи. Масло, частички песка или пыли могут нарушить электрическую цепь, что приводит к сокращению площади взаимодействия контактов. Следствием небольшой площади соприкосновения контактов является их перегрев и выход из строя.

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.
    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.

Индуктивные датчики

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.

Ультразвуковой датчик

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. 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.

Похожие статьи
Добавить комментарий