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假如你是灌注機(jī)新生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)者。經(jīng)常用清潔劑或殺菌劑徹底清洗要求你在保證性能的前提下，實(shí)現(xiàn)材料和設(shè)備能滿足這些條件。你是一家汽車制造商的工程師。焊槍附近的傳感器在每臺(tái)機(jī)器每周清洗一次的頻率下失效。你的工作是找出一種使之一直正常運(yùn)行的方法。在兩個(gè)案例中，管理人員要求工程師在滿足這些苛刻環(huán)境下為系統(tǒng)選擇恰當(dāng)?shù)脑?，從而?shí)現(xiàn)最少的停機(jī)時(shí)間和最少的維護(hù)。涉及水、化學(xué)品、極端溫度、壓力、射頻干擾/電磁干擾、焊接、火、爆炸的苛刻環(huán)境，對(duì)在這些過(guò)程中使用的設(shè)備是一個(gè)難題。通過(guò)采用為這些應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的傳感器，能實(shí)現(xiàn)更少的停機(jī)時(shí)間和更少的維護(hù)。在這些應(yīng)用中混合使用專業(yè)傳感器經(jīng)常延長(zhǎng)更換和提供替代品的時(shí)間。因此你怎樣選擇恰當(dāng)?shù)膫鞲衅鳎?/p>
徹底清洗應(yīng)用
潮濕工業(yè)環(huán)境，在食品和飲料行業(yè)比較常見(jiàn)，例如牛奶廠、釀酒廠、冰凍食品、包裝和填充應(yīng)用，為在這些應(yīng)用中運(yùn)行的設(shè)備提供不利條件。經(jīng)常用水、泡沫、清潔劑/殺菌劑的徹底清洗使設(shè)備滿足由食品和藥物管理局和其他機(jī)構(gòu)設(shè)置的衛(wèi)生規(guī)章制度。
在這些環(huán)境中，傳感器用于運(yùn)輸小車、裝瓶和罐頭生產(chǎn)線、包裝和填充功能以及其他機(jī)器。為抵抗這些潮濕導(dǎo)致的苛刻環(huán)境，傳感器在保證所有技術(shù)指標(biāo)情況下被設(shè)計(jì)成防水和防蒸汽。通過(guò)集成設(shè)計(jì)特點(diǎn)到傳感器的前蓋、插入式連接器、一體化耐用封裝材料（例如316不銹鋼）來(lái)設(shè)計(jì)傳感器。
不同的制造商采用不同的方法阻止從傳感器的前蓋通過(guò)，一些制造商采用塑料或LCP罩；另一些制造商通過(guò)插入一個(gè)O型環(huán)修改罩的內(nèi)部。制造商也用不同的材料封裝這些傳感器以及修改插入式連接器來(lái)幫助阻止潮濕入侵。這些方法確保傳感器為徹底清洗能力而設(shè)計(jì)，從而抵抗高壓、腐蝕性的清潔劑、急劇溫度變化。因?yàn)檫@些傳感器能在這些環(huán)境中正常工作，它們被評(píng)為IP68和IP69K（環(huán)境保護(hù)等級(jí)）。傳感器也被設(shè)計(jì)在淹沒(méi)應(yīng)用中，例如石油鉆井平臺(tái)、海上鉆井平臺(tái)、堤防、輪船、污水槽。這些傳感器能在油、水或海（鹽）水的介質(zhì)下侵入一定深度的情況下正常工作。通常這些傳感器用聚丙烯封裝從而抵抗液體的入侵，并防止沖擊、震動(dòng)、腐蝕性的化學(xué)品。
極端溫度應(yīng)用
在火爐、冷藏箱、面包烤箱、硫化、半導(dǎo)體、玻璃廠和鋼廠的應(yīng)用經(jīng)常需要極端溫度。許多傳感器能適應(yīng)一定溫度范圍，但是一些傳感器更適用于極低或極高的環(huán)境；一些傳感器有更寬的量程從而它能承受極端的溫度。
在選擇傳感器使用前，因?yàn)椴煌牧线m應(yīng)環(huán)境不同，因此考慮傳感器安裝位置的溫度非常重要。塑料、不銹鋼、，聚四氟乙烯、鉻銅合金以及其他材料用于封裝這些傳感器。制造商也用專用封裝材料來(lái)封裝外殼、前蓋、插入式連接器，這些材料專門設(shè)計(jì)用于抵抗存在極端溫度的環(huán)境。記住：一些材料更適用于低溫——低至-40℃，而其他傳感器更適用于高溫——高達(dá)160℃。
靠電池運(yùn)行的移動(dòng)設(shè)備
在移動(dòng)設(shè)備中使用甩負(fù)荷傳感器對(duì)多種電子和機(jī)械組件來(lái)說(shuō)是另一種選擇，這些組件測(cè)量機(jī)器部件的位置。傳感器的可靠性和少的維護(hù)也使它們?nèi)〈鷻C(jī)械開關(guān)是可取的。在重載和卸載應(yīng)用中，開關(guān)設(shè)備，例如繼電器、交流發(fā)電機(jī)開關(guān)或用于負(fù)載轉(zhuǎn)換的電池，能導(dǎo)致持續(xù)5秒高達(dá)600V的放電。當(dāng)一些設(shè)備供電時(shí)，使用12或24V電池系統(tǒng)的移動(dòng)車輛，例如軍事車輛、起重機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械容易受到瞬間放電產(chǎn)生電火花的影響。當(dāng)電氣設(shè)備開或關(guān)時(shí)，這個(gè)討厭的電氣反饋是由電容、電感或射頻能量放電引起的。
傳統(tǒng)的感性傳感器測(cè)量機(jī)器組件的位置，例如鏟車上的叉形抓爪或反鏟挖土機(jī)的承力外伸支架，然而它們?nèi)菀资艿椒烹姷挠绊?。這些放電能導(dǎo)致常規(guī)接近傳感器暫時(shí)失靈或永久損壞。電源線上的電氣放電對(duì)甩負(fù)荷傳感器不起作用，因此它被開發(fā)用于減少停機(jī)時(shí)間、生產(chǎn)延誤以及超支。固態(tài)甩負(fù)荷傳感器能用于承受高的過(guò)載開關(guān)能量，比繼電器持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)，更容易解決問(wèn)題以及更換。這些傳感器內(nèi)嵌保護(hù)電路，在非常苛刻的應(yīng)用中，能增加它們良好的幾率。
甩負(fù)荷傳感器不僅設(shè)計(jì)用于承受電火花，而且當(dāng)仍完成傳統(tǒng)非接觸固態(tài)電感傳感器的功能時(shí)，在極端燥聲的環(huán)境下仍能工作。燥聲對(duì)這些傳感器不起作用，它們持續(xù)工作，好象這里沒(méi)有干擾一樣：不能簡(jiǎn)單的使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電感傳感器或機(jī)械開關(guān)。
高射頻干擾/電磁干擾環(huán)境
在工廠車間，射頻燥聲是由變頻器、步進(jìn)電機(jī)、高能通訊設(shè)備，例如AM/FM無(wú)線電、雙向無(wú)線電、尋呼機(jī)、一些蜂窩電話引起的。從這些設(shè)備中發(fā)射的能量/頻率能導(dǎo)致傳感器不管現(xiàn)在目標(biāo)而錯(cuò)誤輸出。
射頻燥聲是由上述設(shè)備電源開/關(guān)信號(hào)產(chǎn)生，并通過(guò)空氣耦合到附近傳感器的電子電路。它能通過(guò)在燥聲發(fā)射設(shè)備的板上濾波器抑制，或設(shè)計(jì)傳感器能承受一定級(jí)別的燥聲從而使運(yùn)行不受影響。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）的60947-5-2標(biāo)準(zhǔn)是在接近開關(guān)上承受輻射能力是3V/ m［伏/米］或超過(guò)80 MHz 到1000 MHz的頻率范圍。另外，進(jìn)行測(cè)試是為了測(cè)量一個(gè)電子產(chǎn)品承受射頻燥聲的能力，和IEC 61000-4-3一致，1 V/m、3V/m、10V/m?；蛑褌鞲衅魃系母蓴_移除，或著保持非常低的干擾——典型距離不超過(guò)半英寸，每個(gè)都非常重要。開發(fā)成能承受這種燥聲的傳感器已集成專用內(nèi)部電路、板上濾波器、屏蔽，以及在一些情況下，集成穩(wěn)壓二極管，它能鉗位電壓從而降低射頻燥聲危害的程度。傳感器制造商持續(xù)努力使燥聲影響到最低限度。對(duì)這些發(fā)射源進(jìn)行開發(fā)越來(lái)越困難，這種開發(fā)是在更大量程范圍內(nèi)，用更大功率更接近信號(hào)。
沖壓應(yīng)用
非接觸式接近開關(guān)用于工業(yè)金屬成型中的沖壓和沖模應(yīng)用中，例如，在汽車模具應(yīng)用中。這些傳感器用于測(cè)量一些量，包括位置（進(jìn)給過(guò)多和進(jìn)給過(guò)少）、零件脫模、孔定位和鑲嵌。傳感器校驗(yàn)過(guò)程，并降低損壞模具的可能。
傳感器直接安裝在模具上從而決定零件位置和放置。在這些應(yīng)用中，在沖模和彎曲階段，一些傳感器是獨(dú)立的。模具內(nèi)的傳感器也用于雙沖擊、定位以及零件脫模。機(jī)械手使用的環(huán)境，也是用接近開關(guān)在其他設(shè)備之間移動(dòng)大零件、把零件焊接到一起或保持零件原位。在這些應(yīng)用中，一路傳感器通過(guò)安裝在手臂汽缸的附近放置的傳感器來(lái)測(cè)量活塞的運(yùn)動(dòng)，在汽缸對(duì)應(yīng)的角度，鉗口或鉗子打開。這種方法能被配置從而允許鉗子開到與零件對(duì)應(yīng)的精確的位置。這種方法的缺陷是鉗子不能判斷實(shí)際的零件是否在鉗子里，或這個(gè)零件是否移動(dòng)到恰當(dāng)位置。制造商在鉗位應(yīng)用中使用的另一個(gè)測(cè)量方法是探測(cè)零件的位置和/或零件是否在鉗口里。這種方法是在鉗口的槽里放置一個(gè)傳感器。通過(guò)這樣做，傳感器能檢測(cè)零件是否真的在鉗口里，鉗口是否在正確的位置，或零件被移動(dòng)到恰當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>
焊接領(lǐng)域
在汽車工業(yè)中，焊接用于熔合車體的零件，傳感器用于檢測(cè)汽車金屬零件放置的位置，從而確保在焊接前恰當(dāng)?shù)姆胖昧慵?。一個(gè)自動(dòng)（機(jī)器人）焊接臂運(yùn)動(dòng)到正確位置，在車輛周圍焊接多個(gè)點(diǎn)。這導(dǎo)致傳感器在接近焊接火花時(shí)經(jīng)歷了不同程度的暴露的影響。傳感器在涉及依靠焊接量的速率情況下失效，以及根據(jù)焊接指令（速度、角度、焊接火花的距離）定位的地方失效。
傳感器受到焊接產(chǎn)生的條件的影響，強(qiáng)大的電磁場(chǎng)導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)接近開關(guān)不能觸發(fā)或跟蹤。焊接火花或火星累積到傳感器上或熔化封裝材料，以致形成“麻點(diǎn)”。這些地方很容易再受到焊接火花或火星的影響。一些制造商通過(guò)使用不同材料（例如聚四氟乙烯）制成前蓋解決這個(gè)問(wèn)題。一些制造商使用不同的材料封裝，例如聚四氟乙烯或銅。一些制造商使用專門抵抗焊接的特殊材料用于封裝和前蓋。當(dāng)封裝不能完全密封以防止熔渣/火花，以及不能完全抵抗電磁場(chǎng)的干擾時(shí)，確保前蓋（測(cè)量面）有抵抗焊接區(qū)、熔渣、火花的測(cè)量能力。這是因?yàn)閭鞲衅鞯臏y(cè)量面經(jīng)常直接暴露在焊接火花下，熔渣和火星會(huì)依附在傳感器的表面，而不是有更少累積可能地滑到一邊。工作在焊接環(huán)境下的傳感器也把技術(shù)集成到它們的設(shè)計(jì)里，從而使傳感器能抵抗更強(qiáng)的電磁場(chǎng)。在PCB板上使用分離的獨(dú)立發(fā)送和接收線圈并刪除鐵心的一類傳感器根本不受磁場(chǎng)干擾，這種干擾常發(fā)生在電氣焊接、起重機(jī)、電爐中。沒(méi)有鐵心也允許一類傳感器運(yùn)行在更高的開關(guān)頻率下。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，在這種環(huán)境下，通過(guò)簡(jiǎn)單地更換傳感器來(lái)處理傳感器故障很常見(jiàn)。一些用戶通過(guò)使用工具（螺絲刀）鏟下溶渣來(lái)修理傳感器。這種方式下修理的傳感器能工作一段時(shí)間，但是在更少的弧光灼傷作用下，故障會(huì)再次發(fā)生，直到放棄使用。不建議采取這種方式修理傳感器，當(dāng)損壞面時(shí)會(huì)導(dǎo)致傳感器故障。用戶不需要接受這種困境，研究發(fā)現(xiàn)：高端傳感器能抵抗高達(dá)20000-30000次的焊接火花。當(dāng)為焊接環(huán)境選擇一個(gè)傳感器時(shí)，記住根據(jù)傳感器安放的位置，也會(huì)受到人為的損傷或機(jī)械損傷。在這種情況下，用戶需要比聚四氟乙烯或銅更具保護(hù)性的封裝。制造商用保護(hù)套安裝這些傳感器阻止兩邊和前部受影響。一些制造商在封裝傳感器之前把安裝面板集成到傳感器，使傳感器成為一塊，實(shí)際上密封防止來(lái)自兩邊的物理?yè)p壞和來(lái)自前部的損壞（當(dāng)采用專用防焊接前罩或涂層時(shí)）。
電纜
焊接環(huán)境也為電纜產(chǎn)生了一些問(wèn)題。很象傳感器，電纜受到焊接熔渣的損壞。到傳感器的連接器也被焊接熔渣熔化。保護(hù)套管能用在電纜以及其他能抵抗高溫和熔化的應(yīng)用上，焊接熔渣累積在保護(hù)套管上，而不是累積到電纜外殼上，從而保持連接器和電纜的完整。這種套管是由編織玻璃絲制造，用于高溫環(huán)境，雖然在低溫環(huán)境下工作的也好。
帶PVC護(hù)套的電纜最適于長(zhǎng)期暴露在徹底清洗化學(xué)品的環(huán)境中，例如氯化鈉、硫酸，硫酸，能導(dǎo)致用其他材料（例如PUR）制造的電纜變脆。這些化學(xué)品對(duì)PVC不起作用，316不銹鋼連接螺母極好地適應(yīng)這些環(huán)境。也有為另一種方法設(shè)計(jì)的電纜，通過(guò)電纜槽布線，直接埋在地下和電纜橋架布線。鋁護(hù)套和PVC電纜外殼阻止化學(xué)品、切削、磨損等，也能連接屏蔽到螺母。當(dāng)用在危險(xiǎn)或安全場(chǎng)合時(shí)，使用凱裝ITC電纜能提供重要的好處，因?yàn)闆](méi)有要求進(jìn)一步的機(jī)械保護(hù)。這種凱裝金屬電纜自接地，被視為開放接線，特別適用于NEC允許的危險(xiǎn)場(chǎng)合。能抵抗它們安裝的環(huán)境條件的集成組件是確保連續(xù)運(yùn)行的相關(guān)步驟。在長(zhǎng)期的運(yùn)行中，花時(shí)間調(diào)查哪種傳感器和相應(yīng)的組件能最好適用于特殊的環(huán)境條件，能節(jié)省時(shí)間和金錢，以及使解決故障和維護(hù)簡(jiǎn)單。
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