[實用新型]長距離型電感式接近開關

無效

• 申請號: 200720040440.5
• 申請日: 2007-07-30
• 公開（公告）號: CN201113962Y
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 陳柏志
• 申請（專利權）人: 伊瑪精密電子(蘇州)有限公司
• 主分類號: H03K17/95
• 分類號: H03K17/95
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司
• 代理人: 湯志武;朱戈勝

技術領域

本實用新型涉及一種接近開關，特別是一種長距離型電感式接近開關。

背景技術

電子傳感器是工控領域中必不可少的重要產品，它的應用繼續以正常的速度增加。在需要計數、監視、定位或者測量的工業機器制造過程中，接近傳感器、光電傳感器和超聲波傳感器是常見的元件。但是，最成熟的產品是電感式接近傳感器及電容型接近傳感器，它在機器制造業中用得最多。作為電感式接近傳感器的一種應用，電感式接近開關可以無接觸地檢測所有的金屬，而且電感式接近開關外殼采用螺紋型，接頭采用標準接插件，便于安裝。其原理是，一個LC振蕩回路產生一個高頻交變磁場，該交變場是從傳感器的感應面輻射出來。一種具有電導能力的物體進入該場，這樣根據感應定律，物體內部產成渦流電流，該渦流電流反作用于LC振蕩回路，消除振蕩電路的能量，振幅因此減小，內部電路的參數發生變化，由此識別出有無金屬物體接近，進而控制開關的通或斷。當電導材料接近傳感器而導致信開關量變化時，其與感應面的距離稱為感應距離。此類接近近傳感器具有無滑動觸點，工作時不受灰塵等非金屬因素的影響，并且低功耗，長壽命，可使用在各種惡劣條件下。但是，一般的電感式接近開關的感應距離最大只能達到10mm。

發明內容

為了解決現有技術中電感式接近開關感應距離短的問題，本實用新型提出了一種長距離型電感式接近開關，具體技術方案是：

一種長距離型電感式接近開關，包括外殼、高頻振蕩電路、整形檢波電路、信號處理電路、開關量輸出電路。高頻振蕩電路輸出的信號經整形檢波電路整形檢波后，連接信號處理電路，信號處理電路的輸出端連接開關量輸出電路的輸入端；所述高頻振蕩電路是LC振蕩電路。LC振蕩電路中采用精度±0.5％、溫漂不大于20PPM/℃的電容和多股導線繞制的電感，來提高振蕩頻率和振蕩幅度的穩定度。LC振蕩電路的頻率范圍是300-500kHz。

上述信號處理電路是以U2136系列芯片為核心的電路；U2136系列芯片的內部設有整型檢波電路；所述U2136系列芯片采用U2136P芯片，可對溫度升高引起電容值的漂移進行相應補償，從而提高了在高溫下近接開關基準點上的穩定性，使本接近開關工作溫度大于80℃；LC振蕩電路的輸出端連接所得直流信號送入U2136P芯片的8腳，U2136P芯片的5腳連接開關量輸出電路的控制端。U2136P芯片的2腳通過濾波電容接地，以消除紋波；U2136P芯片的7腳連接用于信號校正的可調電阻。

上述電氣部分被密封在加長型外殼內，該加長型外殼是外表面帶有螺紋的圓柱體。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：通過提高電路核心元件的精密度，提高了感應距離，使感應距離達到15mm；通過使用對溫度升高引起電容值的漂移進行相應補償，使工作溫度范圍更大；通過采用外表面帶有螺紋的圓柱體形狀的加長型外殼，可使在組裝時方便快捷。

附圖說明

圖1是本實用新型的爆炸圖

圖2是本實用新型的工作過程圖

圖3是本實用新型的電路簡圖

1感應外殼，2電感，3為螺母，4為加長型外殼，5為PCB板，6和8為密封圈，7為后蓋，9為LED燈，10為四芯插頭塑件，11為四芯插頭鑲件

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步說明。

基于的理論公式有：F²＝1/4LCπ²其中：F-頻率(HZ)、L-電感(H)、C-電容(F)通過以上公式我們可以知道頻率F的值與LC成反比關系，當我們的電感值固定在一個范圍之內，就需要通過調節電容的值來調整振蕩頻率，如果我們所用的電容的容值隨溫度變化太大的話，那么頻率的變化就會很大；如果我們把電容固定在一個值，那么就需要采用精密度很高的電感頭，使電感式接近開關工作在遠距離15mm時，頻率能夠保持穩定。所以通過使用精度高的電感頭和電容，才能使感應距離保持在遠距離。同時采用可對溫度升高引起電容值的漂移進行相應補償的電路，從而提高了在高溫下近接開關基準點上的穩定性。

如圖2所示，電感線圈設在感應磁罐內，當被測金屬物體靠近電感式接近開關的感應磁罐時，近接開關內部的LC振蕩頻率衰減，這個信號將送入整形檢波，再經過信號處理，進而控制開關輸出量。在開關量輸出電路上還連接有LED燈，開關量輸出狀態可由該燈判斷其通或斷。上述電氣部分被密封在加長型外殼4內，該加長型外殼4是外表面帶有螺紋的圓柱體。

如圖3所示LC振蕩電路的輸出端連接所得直流信號送入U2136P芯片的8腳，U2136P芯片的5腳連接開關量輸出電路的控制端。U2136P芯片的2腳通過濾波電容接地，以消除紋波。U2136P芯片的7腳連接用于信號校正的可調電阻。2136P芯片的5腳還控制一LED的開關，用以指示開關量輸出的狀態。在所述LC振蕩線路中采用精度±0.5％、溫漂是20PPM/℃的電容和0.05mm*60股，在工型骨架上繞20圈所成電感，LC振蕩線路的頻率范圍是300-500kHz。通過這些措施，使本實用新型感應距離達到15mm；通過使用對溫度升高引起電容值的漂移進行相應補償，使工作溫度范圍更大；通過采用外表面帶有螺紋的圓柱體形狀的加長型外殼，可使在組裝時方便快捷。