淺析金屬類和非金屬分揀系統中傳感器的應用

王曉峰

摘 要：作為現代先進配送中心所必須的要件之一——分揀系統，在各種控制領域中發揮著越來越重要的作用。正由于其高效和正確率，可以為企業節省大量的人力和物力，也可以大大降低作業的難度，節省寶貴的時間。

關鍵詞：響應頻率;靜電容量;信號放大器

在工業控制系統里的分揀系統中，需要將生產線傳送的元件進行分揀處理操作，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，同時也延長了使用壽命。

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

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

在控制分揀系統中需要有注意的幾點，首先是電氣雜音，大部分的傳感器都走的是直流信號，所以要處理好動力線和信號線的位置關系，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指標有直接的關系，同時還有相關測量指數的整定、采樣、采樣精度的確定，還有自身電源的選用，干凈無雜波的穩定電源輸出也是需要注意的，可采用開關電源來解決這個問題。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。還有同規格設定的距離，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對傳感器的影響，因為在發生振動、沖擊的環境中會對傳感器的精度產生影響，所以要測試相關物理量的準確工作距離，此外，為了防止正常作業引發傳感器的誤操作，還需要調整安裝時的緊固轉矩。

標準檢測物體也是其中要注意的一點，例如超聲波傳感器的標準檢測物體是平板，因為超聲波傳感器在作業檢測平面物體時正反射波最多，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。當然聲波在物體中傳播的過程中會受到傳播介質的影響，在傳播過程中也會受到一定的衰減，具體被檢測物體在作業中如何移動、如何確定檢測距離和復位距離兩者的關系，以及基準位置的整定。

設定距離中包括電氣隔離、電氣環境等相關物理量的影響在內，可以調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，在安裝時可以根據手冊所示指標測量出合適的距離，完成安裝。

同時還有關于Sn值設置的問題，也就是輸出的增加量與隨輸出增量變化的與之相對應的輸入增量的比值問題，Sn值設置越大，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別，其中線性的Sn值就是靜態指標的斜率，而非線性的Sn值則是變化量，是其曲線上某一個點的斜率，也是輸出量和輸入量的求導所得，同時，如何表征輸入/輸出之間的關系，從傳感器的工作性能上需要擁有良好的線性曲線，即表現為一條直線的圖形狀態，但實際工作時的曲線往往不是，很多情況下多呈現出有偏差的曲線，即非線性的曲線，為了得到理想狀態中的輸入/輸出狀態和曲線，可以采用多環節的處理方法，通過計算差量來設計電路的硬件方法，也可以通過軟件處理的方法來使工作過程呈現出理想的曲線，也就是后期調整Υ值來實現對曲線的調整。

隨著測量時間的增加，傳感器的測量結果也會發生變化，即輸入量隨時間發生變化時，輸出量沒有辦法達到理想的狀態，輸入輸出會隨時間產生差異，可以用微分方程來表達他們之間的動態差異。相關的參數指標也可以通過拉布拉斯等變換方程得到。

接近開關在使用時有兩線制、三線制、四線制的，其中三線制的較為常見，可通過其對應的顏色來接入不同的輸入系統，對于輸入系統比如PLC而言，可以將其傳送的信號作為開關量來處理，作為輸入繼電器X或I，可以驅動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控制系統完成對推桿的操作。

綜上所述，通過對各類傳感器的安裝，可以很好地對生產線中的物體進行分揀，其中要對傳感器的型號，安裝位置，響應時間以及屏蔽系統做好對應的控制要求。

參考文獻：

[1]宋雪臣.傳感器與檢測技術.北京：郵電出版社，2009.

[2]梁森.自動檢測與轉換技術.北京：機械工業出版社，2007.

[3]王煜東.傳感器及應用.北京：機械工業出版社，2005.