淺析金屬類和非金屬分揀系統(tǒng)中傳感器的應(yīng)用

王曉峰

摘 要：作為現(xiàn)代先進(jìn)配送中心所必須的要件之一——分揀系統(tǒng)，在各種控制領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。正由于其高效和正確率，可以為企業(yè)節(jié)省大量的人力和物力，也可以大大降低作業(yè)的難度，節(jié)省寶貴的時(shí)間。

關(guān)鍵詞：響應(yīng)頻率;靜電容量;信號(hào)放大器

在工業(yè)控制系統(tǒng)里的分揀系統(tǒng)中，需要將生產(chǎn)線傳送的元件進(jìn)行分揀處理操作，而金屬和非金屬是其中操作量最大的。

一般有可能需要檢測黑色金屬、任何類型的金屬或者是鋁一類的有色金屬。作為非接觸式檢測，可以避免傳感器和被檢測物相互接觸，降低了傳感器和物件的損壞，同時(shí)也延長了使用壽命。

感應(yīng)型傳感器是通過外部磁場對自身的影響，檢測在導(dǎo)體表面產(chǎn)生的磁滯損耗。被檢測的金屬體產(chǎn)生渦電流，而渦電流引起了阻抗變化從而進(jìn)行檢測的方式。

靜電容量型傳感器是通過被檢測體與傳感器之間產(chǎn)生的靜電容量變化進(jìn)行檢測，容量的大小視距離的變化而變化。

在控制分揀系統(tǒng)中需要有注意的幾點(diǎn)，首先是電氣雜音，大部分的傳感器都走的是直流信號(hào)，所以要處理好動(dòng)力線和信號(hào)線的位置關(guān)系，以及整體接地的處理情況，和傳感器的外形基材，也就是其本身的物理特性和參數(shù)指標(biāo)有直接的關(guān)系，同時(shí)還有相關(guān)測量指數(shù)的整定、采樣、采樣精度的確定，還有自身電源的選用，干凈無雜波的穩(wěn)定電源輸出也是需要注意的，可采用開關(guān)電源來解決這個(gè)問題。然后是檢測距離，需要注意溫度對它的影響、被檢測物體、周圍的物體和相同類型傳感器的距離的設(shè)置，對以上的影響都確定好了以后，在選擇檢測的距離。還有同規(guī)格設(shè)定的距離，如檢測樣本中需要較高的精度，還需要使用放大器分離型。然后是各種類型的振動(dòng)對傳感器的影響，因?yàn)樵诎l(fā)生振動(dòng)、沖擊的環(huán)境中會(huì)對傳感器的精度產(chǎn)生影響，所以要測試相關(guān)物理量的準(zhǔn)確工作距離，此外，為了防止正常作業(yè)引發(fā)傳感器的誤操作，還需要調(diào)整安裝時(shí)的緊固轉(zhuǎn)矩。

標(biāo)準(zhǔn)檢測物體也是其中要注意的一點(diǎn)，例如超聲波傳感器的標(biāo)準(zhǔn)檢測物體是平板，因?yàn)槌暡▊鞲衅髟谧鳂I(yè)檢測平面物體時(shí)正反射波最多，返回到受波器的超聲波也是最多的，所以就超聲波傳感器而言，平板是比較理想的被檢測物體。當(dāng)然聲波在物體中傳播的過程中會(huì)受到傳播介質(zhì)的影響，在傳播過程中也會(huì)受到一定的衰減，具體被檢測物體在作業(yè)中如何移動(dòng)、如何確定檢測距離和復(fù)位距離兩者的關(guān)系，以及基準(zhǔn)位置的整定。

設(shè)定距離中包括電氣隔離、電氣環(huán)境等相關(guān)物理量的影響在內(nèi)，可以調(diào)整使用的測量面和被檢測物體通過位置之間的相隔距離，其整定值通常是檢測距離的70%到80%之間，在安裝時(shí)可以根據(jù)手冊所示指標(biāo)測量出合適的距離，完成安裝。

同時(shí)還有關(guān)于Sn值設(shè)置的問題，也就是輸出的增加量與隨輸出增量變化的與之相對應(yīng)的輸入增量的比值問題，Sn值設(shè)置越大，傳感器的敏感程度越高，里面整定值也有線性和非線性的區(qū)別，其中線性的Sn值就是靜態(tài)指標(biāo)的斜率，而非線性的Sn值則是變化量，是其曲線上某一個(gè)點(diǎn)的斜率，也是輸出量和輸入量的求導(dǎo)所得，同時(shí)，如何表征輸入/輸出之間的關(guān)系，從傳感器的工作性能上需要擁有良好的線性曲線，即表現(xiàn)為一條直線的圖形狀態(tài)，但實(shí)際工作時(shí)的曲線往往不是，很多情況下多呈現(xiàn)出有偏差的曲線，即非線性的曲線，為了得到理想狀態(tài)中的輸入/輸出狀態(tài)和曲線，可以采用多環(huán)節(jié)的處理方法，通過計(jì)算差量來設(shè)計(jì)電路的硬件方法，也可以通過軟件處理的方法來使工作過程呈現(xiàn)出理想的曲線，也就是后期調(diào)整Υ值來實(shí)現(xiàn)對曲線的調(diào)整。

隨著測量時(shí)間的增加，傳感器的測量結(jié)果也會(huì)發(fā)生變化，即輸入量隨時(shí)間發(fā)生變化時(shí)，輸出量沒有辦法達(dá)到理想的狀態(tài)，輸入輸出會(huì)隨時(shí)間產(chǎn)生差異，可以用微分方程來表達(dá)他們之間的動(dòng)態(tài)差異。相關(guān)的參數(shù)指標(biāo)也可以通過拉布拉斯等變換方程得到。

接近開關(guān)在使用時(shí)有兩線制、三線制、四線制的，其中三線制的較為常見，可通過其對應(yīng)的顏色來接入不同的輸入系統(tǒng)，對于輸入系統(tǒng)比如PLC而言，可以將其傳送的信號(hào)作為開關(guān)量來處理，作為輸入繼電器X或I，可以驅(qū)動(dòng)輸出量來完成推桿的工作，完成對金屬、非金屬的分揀操作，這里一般由液壓氣動(dòng)控制系統(tǒng)完成對推桿的操作。

綜上所述，通過對各類傳感器的安裝，可以很好地對生產(chǎn)線中的物體進(jìn)行分揀，其中要對傳感器的型號(hào)，安裝位置，響應(yīng)時(shí)間以及屏蔽系統(tǒng)做好對應(yīng)的控制要求。

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