??????? 近年來，隨著計算機和自動控制技術(shù)的發(fā)展，采煤技術(shù)設(shè)備的自動化也日趨成熟，液壓支架的電液控制技術(shù)也隨之發(fā)展起來。與手動操作相比，電液控制系統(tǒng)具有許多無可比擬的優(yōu)越性，比如移架速度快，能夠高效地與采煤設(shè)備相配合，從而大幅度提高生產(chǎn)作業(yè)效率；可以實現(xiàn)自動化作業(yè)，降低工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，從而減少工作面的操作人員；可以解決特殊地質(zhì)條件和困難生產(chǎn)條件下的生產(chǎn)工藝問題，有利于保障人身安全等等，液壓支架電液控制系統(tǒng)不但可以自動控制液壓支架的動作，而且可以實現(xiàn)鄰架或遠程控制液壓支架，從而為實現(xiàn)井下無人工作面提供了可能。正是這些突出的優(yōu)點，在國家煤礦安全生產(chǎn)形勢的迫切需要下，目前越來越多的液壓支架生產(chǎn)廠家開始加大電液控制系統(tǒng)的投入力度。
??????? 液壓支架電液控制系統(tǒng)是具有單片機、傳感器等電子裝置和液壓回路控制部件，可以根據(jù)生產(chǎn)需要而控制液壓支架自動動作的系統(tǒng)。其中傳感器部分主要是壓力傳感器和傾角傳感器。
??????? 壓力傳感器用于檢測液壓支架前、后支柱及前伸梁的壓力值；傾角傳感器用于檢測液壓支架水平面X軸和Y軸的傾斜角度值。常用液壓支架電液控制系統(tǒng)對壓力和傾角傳感器的一般要求為：
??????? 壓力測量范圍：0～60 MPa，2倍以上過壓能力；
??????? 傾角測量范圍：±30°，雙軸；
??????? 檢測精度：±1%；
??????? 此外，系統(tǒng)還要求傳感器具有較小的溫度誤差以及良好的頻率特性，較快的響應(yīng)速度，以便準(zhǔn)確地測出壓力的變化狀態(tài)，實現(xiàn)對液壓支架的準(zhǔn)確控制。
??????? 西安中星測控有限公司自主研制的CS-PT2000壓力變送器和CS-PS3000系列壓力傳感器是專門針對液壓支架檢測而設(shè)計的，具有穩(wěn)定性好，精度和可靠性高等特點，而且結(jié)構(gòu)巧妙，便于快速拆裝。產(chǎn)品通過了本安認證、隔爆認證和CE認證，廣泛應(yīng)用于煤礦機械行業(yè)。
CS-PT2000壓力變送器主要技術(shù)參數(shù)如下表：
常? 規(guī)?數(shù)??? 值?備? 注?
壓力量程?60MPa?1MPa≈145PSI?
過載壓力?2倍額定壓力??
破壞壓力?4倍額定壓力??
精??? 度?±0.5%F.S??
穩(wěn) 定 性?典型值0.25%F.S,????????? *大值：0.4%F.S??
使用溫度?－40℃~+85℃??
補償溫度?－10℃~+70℃??
介質(zhì)兼容性?與1Cr18Ni9Ti兼容的所有腐蝕性介質(zhì)??
電器性能?二線制?三線制??
輸出信號??4~20mA??0~5V??0~10V??
供電電源??10~30Vdc??10~30Vdc/ac?12~30Vdc/ac?Vdc/ac意為交直流兩用?
負載電阻?(U-5)/0.02(?)?＞100k???
絕??? 緣?＞100M ?，500V??
電器連接?接插件DIN43650，外殼防護IP65?俗稱赫斯曼插頭?
航空插頭GX16-7，外殼防護IP45?俗稱快接插頭?
防水出線（五級防水密封），外殼防護IP68??
壓力接口?KJ10，G1/2，NPT1/2??
響應(yīng)時間?10ms??
壓力形式?表壓G，密封表壓S??
認證項目?本質(zhì)安全型E、隔爆型D、歐盟電器安全標(biāo)準(zhǔn)CE??
電磁兼容性?電磁放射：EN50081-1/-2；電磁靈敏度：EN50082-2??
外形尺寸
??????? 針對顧客不同的需求，中星公司還專門研制了經(jīng)濟型的CS-PS3000系列壓力傳感器，主要技術(shù)指標(biāo)如下：
量??? 程：60MPa ；
輸入阻抗：350Ω，4 個350Ω橋接 ；
靈 敏 度：1.0—1.2mV/V ；
精??? 度：0.5% ；
零??? 點：≤80μV ；
溫度零點：≤0.2/10℃ ；
工作電壓：≤15V DC ；
使用溫度：－40℃~+85℃；
引線長度：350mm ；
紅??? 線：電源“+”TJC3-4-1 ；
藍??? 線：電源“-” TJC3-4-4 ；
黃??? 線：信號“+” TJC3-4-3 ；
綠??? 線：信號“-” TJC3-4-2 ；
外形尺寸：與CS-PT2000相同。
??????? 西安中星測控有限公司自主研制的CS-2TAS-02型雙軸傾角計是基于MEMS技術(shù)的傳感器，用于測量物體相對于水平面的傾斜度。兩個敏感軸分別感受俯仰角和滾轉(zhuǎn)角的變化。產(chǎn)品具有分辨率高、體積小、成本低、可靠性高等特點，還具有良好的防水、防潮和防塵能力，適合平臺水平測量、精密傾角測量、機械設(shè)備水平測量和實驗室儀器調(diào)平等應(yīng)用，目前廣泛應(yīng)用于礦山機械、煤炭機械行業(yè)中的采煤機、液壓支架等設(shè)備。主要技術(shù)指標(biāo)如下：
輸入電壓（VDC）????????? 5±0.25
輸入電流（mA）??????????? ＜40
測量范圍（°）???????????? ±45（可選±20、±40、±60、±75）
精度（°）???????????????? 0.2（在25℃溫度下，±20°測量范圍內(nèi)）
分辨率（°）?????????????? 0.05
帶寬（Hz）???????????????? 10
非線性（﹪FS）???????????? 0.3
零偏溫漂（°/℃）????????? 0.01
啟動時間（S）????????????? ＜0.5
接口類型?????????????????? RS-485
數(shù)據(jù)輸出格式?????????????? 16位二進制補碼
工作溫度（℃）???????????? -40～+70
重量（g）????????????????? 50
外形尺寸
美國邦納光電傳感器是一種小型電子設(shè)備，各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件。它主要是利用光的各種性質(zhì)，檢測物體的有無和表面狀態(tài)的變化等的傳感器。光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點，因此在工業(yè)自動化裝置和機器人中獲得廣泛應(yīng)用。
美國邦納光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。 把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后借助光電元件進一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。
光電元件是光電傳感器中重要的組成部分，它的核心工作原理是不同類型的光電效應(yīng)。根據(jù)波粒二象性，光是由光速運動的光子所組成， 當(dāng)物體受到光線照射時，其內(nèi)部的電子吸收了光子的能量后改變狀態(tài)，自身的電性質(zhì)也會發(fā)生改變，這樣的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。
根據(jù)電屬性狀態(tài)的不同變化，將光電效應(yīng)分為以下三種：
1）外光電效應(yīng)
在光線作用下使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)。基于外光電效應(yīng)的光電元件有光電管，光電倍增管等
2）光電導(dǎo)效應(yīng)
半導(dǎo)體內(nèi)的電子吸收光子后不能躍出半導(dǎo)體，使物體的電導(dǎo)率發(fā)生變化，或產(chǎn)生光生電動勢的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng)。內(nèi)光電效應(yīng)按其工作原理可分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏應(yīng)?；诠怆妼?dǎo)效應(yīng)的光電元件有光敏電阻，光敏晶體管等
3）光生伏應(yīng)
在光線作用下，物體產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象稱為光生伏應(yīng)?；诠馍鼞?yīng)的光電元件有光電池和光敏二極管、三極管等
基于不同的光電效應(yīng)，我們來看一下他們分別是如何工作的：
利用物質(zhì)在光的照射下發(fā)射電子的外光電效應(yīng)而制成的光電器件，一般都是真空的或充氣的光電器件，如光電管和光電倍增管。
以光電管為例，當(dāng)入射光照射在陰極上時，單個光子把它的全部能量傳遞給陰極材料中的一個自由電子，從而使自由電子的能量增加。當(dāng)電子獲得的能量大于陰極材料的逸出功時，它就可以克服金屬表面束縛而逸出，形成電子發(fā)射，這種電子稱為光電子。 只有當(dāng)入射光的頻率高于極限頻率時，才會產(chǎn)生光電子。
光電子產(chǎn)生之后，被真空管中的陽極所吸收，從而產(chǎn)生電流。若此時增加光照強度，更多的光子將會照射到陰極材料，從而產(chǎn)生更多光電子，光電流也會相應(yīng)增加。在電阻R值確定的情況下，回路中的光電流與入射光的光照強度成函數(shù)關(guān)系，從而實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)化，通過測量電路讀取電流數(shù)，即可算出光照強度。
利用物質(zhì)在光的照射下電導(dǎo)性能改變或產(chǎn)生電動勢的光電器件稱內(nèi)光電效應(yīng)器件，常見的有光敏電阻、光電池和光敏晶體管等。
根據(jù)能帶理論，自由原子中電子具有的能量狀態(tài)不是任意的，電子只能存在在一定的能級上。能帶分為價帶、禁帶和導(dǎo)帶。電子可以在導(dǎo)帶中流動，不可以在價帶中流動，在外界影響下，電子可由價帶越過帶隙進入到導(dǎo)帶，從而改變導(dǎo)體的電阻。
不同導(dǎo)體的帶隙厚度不一樣，如下圖所示，絕緣體的帶隙較寬，導(dǎo)致電子很難從價帶躍遷至導(dǎo)帶，所以其電阻很大；金屬導(dǎo)體沒有帶隙，其價帶和導(dǎo)帶相連，因此導(dǎo)電性能好。
電子吸收光子能量后，由價帶躍遷至導(dǎo)帶從而改變導(dǎo)體電阻的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng)。利用該效應(yīng)可以制作光敏電阻，通過觀察電阻的變化來確定被測光量。
光生伏應(yīng)簡稱光伏效應(yīng)，指的是物體在受到光照之后產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。光電池是一種自發(fā)電式的光電元件，它受到光照時自身能產(chǎn)生一定方向的電動勢，在不加電源的情況下，只要接通外電路，便有電流通過。具體的工作原理如下：
光伏電池在一塊N型硅片上用擴散的方法摻入一些P型雜質(zhì)而形成的一個大面積PN結(jié)，P區(qū)有大量的空穴，N區(qū)有大量的電子。
當(dāng)光照射P區(qū)表面時，若光子能量大于硅的禁帶寬度，則在P型區(qū)內(nèi)每吸收一個光子便產(chǎn)生一個電子—空穴對，P區(qū)表面吸收的光子越多，激發(fā)的電子空穴越多，越向PN結(jié)區(qū)越少。
由于PN結(jié)內(nèi)電場的方向是由N區(qū)指向P區(qū)的，它使擴散到PN結(jié)附近的電子—空穴對分離，光生電子被推向N區(qū)，光生空穴被留在P區(qū)。從而使N區(qū)帶負電，P區(qū)帶正電，形成光生電動勢。若用導(dǎo)線連接P區(qū)和N區(qū)，電路中就有光電流流過。
光電傳感器按檢測方式分為漫反射型、反射板型、對射型：
根據(jù)相應(yīng)的檢測方式有下列這些不同結(jié)構(gòu)的光電傳感器：
⑴槽型光電傳感器
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)的是槽形光電。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。
⑵對射型光電傳感器
若把發(fā)光器和收光器分離開，就可使檢測距離加大。由一個發(fā)光器和一個收光器組成的光電開關(guān)就稱為對射分離式光電開關(guān)，簡稱對射式光電開關(guān)。它的檢測距離可達幾米乃至幾十米。使用時把發(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。
⑶反光板型光電開關(guān)
把發(fā)光器和收光器裝入同一個裝置內(nèi)，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用的稱為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開關(guān)。正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來被收光器收到;一旦光路被檢測物擋住，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。
⑷擴散反射型光電開關(guān)
它的檢測頭里也裝有一個發(fā)光器和一個收光器，但前方?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。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。
光電傳感器的基本特性包括輸出電流與接收器兩端電壓之間的關(guān)系曲線、輸出電流與發(fā)射器輸入電流之間的關(guān)系曲線、輸出電流隨溫度變化的關(guān)系曲線、脈沖響應(yīng)特性曲線等。
在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中有下列特點：
1、檢測距離長
如果在對射型中保留10m以上的檢測距離等，便能實現(xiàn)其他檢測手段（磁性、超聲波等） 無法遠距離檢測。
2、對檢測物體的限制少
由于以檢測物體引起的遮光和反射為檢測原理，所以不象接近傳感器等將檢測物體限定 在金屬，它可對玻璃.塑料.木材.液體等幾乎所有物體進行檢測。
3、響應(yīng)時間短
光本身為高速，并且傳感器的電路都由電子零件構(gòu)成，所以不包含機械性工作時間，響應(yīng)時間非常短。
4、分辨率高
能通過設(shè)計技術(shù)使投光光束集中在小光點，或通過構(gòu)成特殊的受光光學(xué)系統(tǒng)，來實現(xiàn)高分辨率。也可進行微小物體的檢測和高精度的位置檢測。
5、可實現(xiàn)非接觸的檢測
可以無須機械性地接觸檢測物體實現(xiàn)檢測，因此不會對檢測物體和傳感器造成損傷。因此，傳感器能長期使用。
6、可實現(xiàn)顏色判別
通過檢測物體形成的光的反射率和吸收率根據(jù)被投光的光線波長和檢測物體的顏色組合 而有所差異。利用這種性質(zhì)，可對檢測物體的顏色進行檢測。
7、便于調(diào)整
在投射可視光的類型中，投光光束是眼睛可見的，便于對檢測物體的位置進行調(diào)整。
光電傳感器使用前的選型需考慮下列因素：
檢測物體
1、對射型（物體被測面尺寸）
2、回歸反射型（物體被測面尺寸，光澤反射能力強弱）
3、擴散反射型（物體被測面尺寸，被測物體顏色）
檢測方式
1、對射型（投光器+受光器），
2、回歸反射型（反射板+投受光器），
3、擴散反射型（靠物體將投出的光線反射回受光器，固需要確認是否有背景物體）
輸出形態(tài)
1、常開（NO）2、常閉（NC）3、常開（NO）+常閉（NC）4、常開（NO）或常閉（NC）
檢測距離
1、對射型（投光器到受光器的距離），
2、回歸反射型（反射板到投受光器的距離），
3、擴散反射型（被測物體到投受光器的距離）
控制輸出
1、晶體管輸出（NPN低電平輸出，PNP高電平輸出）
2、繼電器接點輸出
工作電源
1、直流
2、交流
3、交直流通用
安裝連接方式
1、導(dǎo)線引出型（默認導(dǎo)線長度1.2m）
2、 接插件型（配接插線需要確認直線性或L字型，導(dǎo)線長度）
其他功能
延時功能（E3JM）
附 件
反射板，安裝配件（固定安裝傳感器使用）
隨著自動化生產(chǎn)程度的不斷提高,對傳感器的要求也在不斷提高,這就促使光電傳感器不得不隨著時代步伐而更新,改善光電傳感器性能必須朝著高靈敏度?高度?響應(yīng)速度快?互換性好的方向發(fā)展?
液位傳感器,液位傳感器如何選型
佛山一眾傳感儀器PY201簡介：
??? 采用進口擴散硅感壓芯體，全不銹鋼封焊結(jié)構(gòu)，具有良好的防潮能力及優(yōu)異的介質(zhì)兼容性，適用于介質(zhì)壓力微弱的負壓壓力場合的測量與控制。
??? 采用進口高精度感應(yīng)芯體，選進的貼片工藝，配套帶有零點、滿量程補償，溫度補償?shù)母呔群透叻€(wěn)定性放大集成電路，將被測量介質(zhì)的壓力轉(zhuǎn)換成4～20mA、0～5VDC、0～10VDC、0.5～4.5VDC等標(biāo)準(zhǔn)電信號。采用全不銹鋼封焊結(jié)構(gòu)，具有良好的防潮能力及優(yōu)異的介質(zhì)兼容性。
??? 使之產(chǎn)品的抗沖擊能力、過載能力、產(chǎn)品密封性等性能有了較大提高，產(chǎn)品*高壓力可達500米水位。主要適用于河流、地下水位、水庫、水塔及容器等的液位測量與控制。些類傳感器通常也稱為：投入式液位傳感器、投入式液位變送器、液位傳感器、液位變送器、地下水位傳感器、地下水位變送器，水塔水位和水壓測控儀器。
產(chǎn) 品 說 明
液位傳感器，投入式液位傳感器
1、產(chǎn)品概述及特點：
? A、采用進口擴散硅感壓芯片；
? B、選進的貼片工藝，具有零點、滿量程補償，溫度補償；
? C、高精度和高穩(wěn)定性放大集成電路；
? D、全封焊結(jié)構(gòu)、抗沖擊、耐疲勞、可靠性高；
? E、輸出信號多樣化（有電流型、電壓型）；
? F、結(jié)構(gòu)小巧，安裝方便；
? G、電氣連接采用特殊灌封工藝，配套3芯導(dǎo)氣屏蔽電纜，防護等級達國家IP68標(biāo)準(zhǔn)
2、產(chǎn)品應(yīng)用：
? A、水箱水位、油箱油位、水槽（油槽）的液位測量；
? B、水井、水塔、河流、水庫的水位測量；
? C、污水處理設(shè)備、海洋水位、地下水監(jiān)測；
3、產(chǎn)品主要參數(shù)：
? 被測介質(zhì)： 液體（弱腐蝕性）
? 壓力類型： 表壓
? 量 程： 0～0.1M～1M～3M～5M～10M～20M～50M～100M～200M～500M （水位高/深度,*小? 量程為0.1米）
? 輸 出：4～20mA（二線制）、0～5VDC、0～10VDC、0.5～4.5VDC（三線制）
? 綜合精度： ±0.25%FS、±0.5%FS
? 供 電： 24V Dc（9～36VDC）
? 絕緣電阻： ≥1000 MΩ/100VDC
? 負載電阻: 電流輸出型：*大800Ω
? 電壓輸出型：大于50KΩ
? 介質(zhì)溫度：-20～85℃
? 環(huán)境溫度：-20～85℃
? 儲存溫度：-40～90℃
? 相對濕度： 0～95% RH
? 密封等級：IP68
? 過載能力： 150%FS
? 響應(yīng)時間：≤5mS
? 穩(wěn) 定 性：≤±0.15%FS/年
? 振動影響：≤±0.15%FS/年（機械振動頻率20Hz～1000Hz）
? 電氣連接：3/5芯導(dǎo)氣屏蔽電纜全密封；標(biāo)準(zhǔn)配線8米
? 連接螺紋：投入式
? 連接螺紋材料：304/316L不銹鋼
449717568
