P+F倍加福傳感器故障排查及原理分析
如果P+F傳感器出現(xiàn)故障時,先要考慮的是接線或配置的問題。對于對射型光電傳感器必須由投光部和受光部組合使用,兩端都需要供電;而回歸反射型必須由傳感器探頭和回歸反射板組合使用;同時,用戶必須給傳感器提供穩(wěn)定電源,如果是直流供電,必須確認(rèn)正負(fù)極,如若正負(fù)極連接錯誤則會導(dǎo)致輸出信號沒有。
上述的原因分析是對光電傳感器本身的考慮,我們還需要考慮的是檢測物體的位置問題,如果檢測物體不在檢測區(qū)域,這樣的檢測是徒勞的。檢測物體必須在傳感器可以檢測的區(qū)域內(nèi),也就是光電可以感知的范圍內(nèi)。
其次,要考慮傳感器光軸有沒有對準(zhǔn)問題,對射型的投光部和受光部光軸必須對準(zhǔn),對應(yīng)的回歸反射型的探頭部分和反光板光軸必須對準(zhǔn)。同樣還要考慮的是檢測物體是否符合標(biāo)準(zhǔn)檢測物體或者小檢測物體的標(biāo)準(zhǔn),檢測物體不能小于小檢測物體的標(biāo)準(zhǔn),從而避免導(dǎo)致對射型、反射型不能很好檢測透明物體,像反射型對檢測物體的顏色有要求,顏色越深,檢測距離就越近。
如果以上情況都可以很明確地做出排除后,我們需要做的事就是檢測環(huán)境的干擾因素。如光照強度不能超出額定范圍;如果現(xiàn)場環(huán)境有粉塵,就需要我們定期清理光電傳感器探頭表面;或者是多個傳感器緊密安裝,互相產(chǎn)生干擾;還有一種影響比較大的是電氣干擾,如果周圍有大功率設(shè)備,產(chǎn)生干擾時必須要有相應(yīng)的抗干擾措施。如果做過上述的逐一排查,這些因素都可以明確地排除還是沒有信號輸出的話,建議退回廠家檢測判斷。
德國P+F傳感器自檢:
您可能知道,如果您有一套(倍加福P+F)我們一個傳感器,您可以向傳感器發(fā)送一個測試脈沖,并將其與工廠標(biāo)定值進行比較。如果讀數(shù)有顯著差異,我們建議將此傳感器送回工廠進行校準(zhǔn)。
AC-7x和AC-4x可以進行傾斜測試。這也是另一種確定傳感器是否需要校準(zhǔn)的方法。
后,我們的經(jīng)驗表明,在任何環(huán)境下使用超過10年的任何傳感器都應(yīng)該送回工廠重新校準(zhǔn)。
P+F傳感器技術(shù)原理分析:
P+F傳感器把發(fā)光器和收光器裝入同一個裝置內(nèi),在前方裝一塊反光板,利用反射原理完成光電控制作用,稱為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開關(guān)。正常情況下,發(fā)光器發(fā)出的光源被反光板反射回來再被收光器收到;一旦被檢測物擋住光路,收光器收不到光時,光電開關(guān)就動作,輸出一個開關(guān)控制信號。
P+F傳感器把一個光發(fā)射器和一個接收器面對面地裝在一個槽的兩側(cè)組成槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光,在無阻情況下光接收器能收到光。但當(dāng)被檢測物體從槽中通過時,光被遮擋,光電開關(guān)便動作,輸出一個開關(guān)控制信號,切斷或接通負(fù)載電流,從而完成一次控制動作。槽形開關(guān)的檢測距離因為受整體結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米。
P+F傳感器若把發(fā)光器和收光器分離開,就可使檢測距離加大,一個發(fā)光器和一個收光器組成對射分離式光電開關(guān),簡稱對射式光電開關(guān)。對射式光電開關(guān)的檢測距離可達(dá)幾米乃至幾十米。使用對射式光電開關(guān)時把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側(cè),檢測物通過時阻擋光路,收光器就動作輸出一個開關(guān)控制信號。
P+F傳感器擴散反射型光電開關(guān)的檢測頭里也裝有一個發(fā)光器和一個收光器,但擴散反射型光電開關(guān)前方?jīng)]有反光板。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的。在檢測時,當(dāng)檢測物通過時擋住了光,并把光部分反射回來,收光器就收到光信號,輸出一個開關(guān)信號。
1.光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理
以電為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)傳感器是一種把測量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y的電信號的裝置。它的電源、敏感元件、信號接收和處理系統(tǒng)以及信息傳輸均用金屬導(dǎo)線連接。
光纖傳感器則是一種把被測量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y的光信號的裝置。由光發(fā)送器、敏感元件(光纖或非光纖的)、光接收器、信號處理系統(tǒng)以及光纖構(gòu)成。
由光發(fā)送器發(fā)出的光經(jīng)源光纖引導(dǎo)至敏感元件。
這時,光的某一性質(zhì)受到被測量的調(diào)制,已調(diào)光經(jīng)接收光纖耦合到光接收器,使光信號變?yōu)殡娦盘?,最后?jīng)信號處理得到所期待的被測量。
可見,光纖傳感器與以電為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)傳感器相比較,在測量原理上有本質(zhì)的差別。傳統(tǒng)傳感器是以機電測量為基礎(chǔ),而光纖傳感器則以光學(xué)測量為基礎(chǔ)。
2.光纖傳感器的分類:
注:MM多模;SM單模;PM偏振保持;a,b,c功能型、非功能型、拾光型
3、根據(jù)光纖在傳感器中的作用,光纖傳感器分為功能型、非功能型和拾光型三大類。
1)功能型(全光纖型)光纖傳感器
利用對外界信息具有造紙廠能力和檢測能力的光纖(或特殊光纖)作傳感元件。將“傳”和“感”合為一體的傳感器。
光纖不僅起傳光作用,而且還利用光纖在外界因素(彎曲、相變)的作用下,其光學(xué)特性(光強、相位、偏振態(tài)等)的變化來實現(xiàn)“傳”和“感”的功能。因此,傳感器中光纖是連續(xù)的。由于光纖連續(xù),增加其長度,可提高靈敏度。
1)非功能型(或稱傳光型)光纖傳感器
光纖僅起導(dǎo)光作用,只“傳”不“感”,對外界信息的“感覺”功能依靠其他物理性質(zhì)的功能元件完成。光纖不連續(xù)。
此類光纖傳感器無需特殊光纖及其他特殊技術(shù),比較容易實現(xiàn),成本低。但靈敏度也較低,用于對靈敏度要求不太高的場合。
2)拾光型光纖傳感器
用光纖作為探頭,接收由被測對象輻射的光或被其反射、散射的光。其典型例子如光纖激光多普勒速度計、輻射式光纖溫度傳感器等。
(2)根據(jù)光受被測對象的調(diào)制形式
形式:強度調(diào)制型、偏振調(diào)制、頻率調(diào)制、相位調(diào)制。
1)強度調(diào)制型光纖傳感器
是一種利用被測對象的變化引起敏感元件的折射率、吸收或反射等參數(shù)的變化,而導(dǎo)致光強度變化來實現(xiàn)敏感測量的傳感器。
有利用光纖的微彎損耗;各物質(zhì)的吸收特性;振動膜可液晶的反射光強度的變化;物質(zhì)因各種粒子射線或化學(xué)、機械的激勵而發(fā)光的現(xiàn)象;以及物質(zhì)的熒光輻射或光路的遮斷等來構(gòu)成壓力、振動、溫度、位移、氣體等各種強度調(diào)制型光纖傳感器。
優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、容易實現(xiàn),成本低。
缺點:受光源強度波動和連接器損耗變化等影響較大。
2)偏振調(diào)制光纖傳感器
是一種利用光偏振態(tài)變化來傳遞被測對象信息的傳感器。
有利用光在磁場中媒質(zhì)內(nèi)傳播的法拉弟效應(yīng)做成的電流、磁場傳感器;利用光在電場中的壓電晶體內(nèi)傳播的泡爾效應(yīng)做成的電場、電壓傳感器;利用物質(zhì)的光彈效應(yīng)構(gòu)成的壓力、振動或聲傳感器;以及利用光纖的雙折射性構(gòu)成溫度、壓力、振動等傳感器。
這類傳感器可以避免光源強度變化的影響,
因此靈敏度高。
1)頻率調(diào)制光纖傳感器
是一種利用單色光射到被測物體上反射回來的光的頻率發(fā)生變化來進行監(jiān)測的傳感器。
有利用運動物體反射光和散射光的多普勒效應(yīng)的光纖速度、流速、振動、壓力、加速度傳感器;利用物質(zhì)受強光照射時的喇曼散射構(gòu)成的測量氣體濃度或監(jiān)測大氣污染的氣體傳感器;以及利用光致發(fā)光的溫度傳感器等。
2)相位調(diào)制傳感器
其基本原理是利用被測對象敏感元件的作用,使敏感元件的折射率或傳播常數(shù)發(fā)生變化,而導(dǎo)致光的相位變化,使兩束單色光所產(chǎn)生的干涉系統(tǒng)發(fā)生變化,通過檢測干涉系統(tǒng)的變化量來確定光的相位變化量,從而得到被測對象的信息。
通常有利用光彈效應(yīng)的聲、壓力或振動傳感器;利用磁致伸縮效應(yīng)的電流、磁場傳感器;利用電致伸縮的電場、電壓傳感器以及利用光纖賽格納克(Sagnac)效應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角速度傳感器(光纖陀螺)等。這類傳感器的靈敏度很高。但由于須用特殊光纖及高精度檢測系統(tǒng),因此成本高。
由于電磁流量計傳感器的輸出信號很小,通常只有幾毫伏。為了提高儀表抗干擾能力,電磁流量計輸入回路中的零電位必須接地,以大地電位為零電位,這是傳感器接地的充分條件。
接地不良或沒接地線會導(dǎo)致外界干擾信號,導(dǎo)致電磁流量計AD轉(zhuǎn)換器采樣出錯,報錯形式有:空管、信號為零或信號出現(xiàn)負(fù)值。電磁流量計的接地要求有兩個方面:
1、從電磁流量計的工作原理和流量感應(yīng)信號電流的回路來分析,傳感器和轉(zhuǎn)換器的接地端必須與被測介質(zhì)同電位。
2、接地。以大地為零電位,減少外界干擾。一般情況下,工藝管道都是金屬管,本身都是接地的,這點要求很容易滿足。但是在外界電磁場干擾較大的情況下,電磁流量計應(yīng)另行設(shè)置接地裝置,接地線采用截面大于5mm2的多股銅線,傳感器的接地線絕不能接在電機或其它設(shè)備的公共地線上,以避免漏電流的影響。接地電阻應(yīng)小于10Ω。
a、電磁流量計的傳感器在金屬管道上安裝(金屬管道內(nèi)壁沒有絕緣涂層)。
b、電磁流量計的傳感器在塑料管道上或在有絕緣襯里的管道上安裝,傳感器的兩端應(yīng)安裝接地環(huán)、或接地法蘭、或帶有接地電極的短管。
使管內(nèi)流動的被測介質(zhì)與大地短路,具有零電位,否則,電磁流量計無法正常工作。
因此,電磁流量計并不要求非單獨設(shè)置接地裝置不可,尤其是小口徑電磁流量傳感器,但單獨設(shè)置接地裝置有利于儀表的可靠運行。也就是說,對于電磁流量計的接地問題必須有一個正確的認(rèn)識,要重視,但又不能盲目地過分強調(diào)。