一
接近检测(Proximity Sensing)
接近检测主要包括检测:
物体的存在或不存在。
物体的尺寸或简单形状。
接近传感器可分为接触式和非接触式类型,并可在模拟或数字模式下工作。传感器的选择取决于物理条件、环境条件以及控制要求。
常见类型包括:
机械式接触传感器
使用机械/电气开关。由于机械开关需要物理力来触发,通常采用微动开关以提高灵敏度和耐用性。常见于振动式物位开关,振动式流量计等。
气动式接近传感器
通过扰动或中断气流来工作。作为接触式传感器,它们不适用于检测会被气流移动的轻质部件。
光电式接近传感器
通过检测照射在光敏器件(如光电二极管)上的光束是否被遮断来检测物体。它们是非接触式传感器,但容易受到灰尘、烟雾或焊接闪光等环境因素的影响,这些因素可能遮挡光路。
电气式接近传感器
可为接触式或非接触式。接触式通过完成电路来工作;非接触式则利用电感原理检测金属,或利用电容原理检测非金属。
距离检测(Distance Sensing)
距离传感器用于检测物体与传感器之间的远近。非接触方法在短距离检测中使用电容、电感和磁性技术,在长距离检测中使用发射能量波(如无线电波、超声波和激光)。
二
力检测(Force Sensing)
力检测包括检测六种主要类型的力,这些力可以是静态的或动态的:
拉力(Tension,拉伸力)
压力(Compression,推力)
剪切力(Shear Force)
扭转力(Torsion,扭曲力)
弯曲力(Bending Force)
摩擦力(Friction Force)
拉力:
通常通过应变计间接测量,应变计在被拉伸时检测电阻变化。
压力:
使用称重传感器(Load Cell)测量,在受载时检测尺寸变化、压力变化或压缩下的电阻变化。
扭转力:
被视为拉力与压力的组合,通常通过应变计与称重传感器的组合进行测量。
摩擦力:
通过结合力传感器与运动传感器间接检测,用于分析运动阻力。
三
触觉检测(Tactile Sensing)
触觉检测是通过接触进行检测。最简单的触觉传感器使用按行和列排列的触敏元件矩阵。每个传感器在接触时被激活,通过识别被激活的传感器(数字方式)或信号强度(模拟方式),可以确定物体的尺寸和形状。针对不同应用,已经开发出机械式、光学式和电子式触觉传感器。
四
热检测(Thermal Sensing)
热检测对于过程控制和安全监测至关重要。根据所需测量的温度范围,可选择不同的方法:
双金属片
通过机械弯曲实现简单温度检测。
热电偶
通过电压变化测量温差。
电阻温度检测器(RTD)
利用金属导体电阻变化测量温度。
热敏电阻
半导体器件,通过电阻变化检测温度。
红外热成像仪
用于在复杂系统中检测低水平热源。
五
声学检测(Acoustic Sensing)
声学传感器用于检测并有时区分不同声音,因此适用于语音识别和异常检测(如爆炸声)。最常见的声学传感器是麦克风。在工业环境中,背景噪声可能带来挑战。通过调节传感器以响应特定频率,可以区分不同声音。
六
气体检测(Gas Sensing)
气体或烟雾传感器通过依赖传感材料中的化学反应来检测特定气体。这些反应会引起物理膨胀或产生足够的热量以触发开关机制。气体传感器在安全和环境监测中至关重要。
七
机器人视觉(Robotic Vision)
机器人视觉是传感技术中最活跃的研究领域之一。它涉及通过摄像机实时捕获图像,并将这些图像转换为计算机系统可分析的数字格式。该过程必须快速完成,以使机器人能够在执行任务时做出响应和调整。
机器人视觉的应用包括:
检测物体的存在、位置和运动。
识别和辨认部件。
分析图案、样式和特征。
先进的机器人视觉提高了工业自动化和人工智能能力,但也需要大量的存储和处理能力。
PROFILE
技术工程师
刘工
资深工程师,长期专注于液位测量设备的现场应用与技术改进,具备丰富的工程实践经验。曾多次参与石化、电力等行业项目,对雷达液位计、磁翻板液位计等仪表的选型、安装与故障分析有深入研究,尤其擅长解决密封、振动、温差等极端工况下的安装问题,帮助客户提升系统稳定性与测量可靠性。
封面丨小黄
文字丨刘工
图片丨阿刀
审核丨小田
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