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工业过程控制和监控中使用的传感器类型

时间:2022-09-30 点击次数:

市场上有各种各样的工业传感器,所以选择合适的传感器作为特定的应用可能是一个挑战。几乎所有类型的工业传感器,包括工业过程控制、能源、航空、安全和安全、汽车、医疗和建筑自动化。

有时传感器是产品和解决方案的核心要素。这些都是定义预期应用质量、效率和安全产品的重要组成部分。传感器解决方案和技术存在于整个价值链中,从裸露的半导体芯片和变送器到复杂的系统。本文介绍了工业过程控制和监控中使用的传感器的特点,包括无线传感器,然后介绍了一些领先的工业传感器制造商。

一、工业过程控制。

工业过程控制包括对机械、系统和工艺的监测和控制,如化学品、制药、生物技术、能源、水、石油和天然气、塑料、纸张、食品和饮料。现代工业加工制造系统自动化程度高,保证了原材料和能源的有效消耗。压力、温度、液位、流量、湿度、粉尘、腐蚀性物质、爆炸性物质、液体和气体需要监测和控制。

传感器是过程控制和测量系统的第一个组件。在过去的几年里,准确控制纳米和皮米计的尺度和位移/位置越来越重要。

灵敏度、分辨率、紧凑性、长期稳定性、热漂移和功率效率是工业传感器的主要性能指标。

二、工业过程控制中的传感器类型。

接近传感器。它们可以是机械、光学、感应和电容器,广泛应用于工业自动化,如计数和堵塞检测输送线、安全联锁和分拣机床,以及物体是否存在。

机械传感器基本上是开关操作的机械开关。

光传感器可以是光源,如发光二极管和光晶体管。它们基本上是非接触的,没有运动部件。它们体积小,开关速度快,对振动和冲击不敏感。但它们需要对齐,可以被环境光照条件覆盖,可能需要无水环境。

感应式和电容式短程传感器通常距离较短,但非常坚固可靠。感应传感器用磁性检测金属物体的存在,通常用于检测非金属物体引起的电容。

位置传感器。包括编码器和线性变差变压器(LVDTS)。编码器是一种通常用于向执行器提供位置反馈的数字传感器。它们由玻璃或塑料板组成,在光源(LED)和一对光电探测器之间旋转。塑料磁盘代码位于交替的明暗风扇区域,因此当磁盘旋转时会产生脉冲。LVDTS由移动在圆柱体中的磁芯组成,通常用于伺服机构、自动测量和许多其他工业和科学应用的位置反馈。

力传感器。压力传感器通常用作传感器,施加的压力产生信号。当力、压力或机械应力作用于传感器表面时,力传感器的电阻会发生变化。

振动/加速传感器。振动检测中最常用的是压电陶瓷传感器或加速度计。移动系统、汽车、涡轮振动信息和位置数据、汽车、涡轮和飞机。陀螺仪和加速度计通常用于测量惯性测量装置的线性和角度运动。广泛应用于飞机和导弹的导航和制导。

液位传感器。由于其大小和几何形状,这些传感器在工业过程控制中很常见。工业过程控制包括静液压和光学液位传感器,从简单的极限检测到精确的连续液位传感器。静水压力传感器可安装为液体定位或与外壁螺纹连接的潜水传感器。

三、工业无线传感器。

大多数传统传感器通常需要连接铜线、双绞线或光纤的电线或电缆。然而,传输电缆会导致信号和功率损失。此外,安装有线网络也很麻烦,需要很多时间。无线传感器提供了安装的灵活性,提高了过程监控,降低了安装和维护成本。

无线数据传输在工业应用中历史悠久。工业应用的流行趋势是通过无线技术监测温度、流量、液位和压力参数。随着物联网技术的出现,无线传感器网络已广泛应用于一些关键的工业应用,用于监控和数据采集的无线传感器有效地解决了各种工业应用的需求。

为了降低大型商业和工业建筑的安装和电缆成本,许多公司一直致力于开发具有压力、流量和温度监测和控制选项的低功耗无线电台和传感器。

近年来,随着电子技术的发展,微型、低功耗、多功能传感器在短距离工业中得到了广泛的应用。智能传感器通过无线链路或无线传感器网络连接,为包括环境在内的各种工业监控应用提供了前所未有的机会。

为防止设备故障提供更有效的方法。无线传感器不仅可以佩戴,而且具有实时、连续、远程传感、操作方便等优点。

手机、Zigbee、GPS、Wi-Fi、卫星、红外、射频、蓝牙等无线数据传输技术较多。所有行业都不一样,它们的确切要求和应用也不一样。因此,Hart和Zigbee等工业联盟为满足各种工业应用的要求,定义了各种传感器连接标准。ZigBee的工作频率为2.4GHz,数据速率为250kbps。根据功率输出和环境特点,这些传感器的室外视线范围可达1500米。

工业无线传感器的应用。

监控机械设备。无线传感器网络用于监控机器状态维护。无线传感器可以轻松进入位置、旋转机械、危险或有限的区域和移动设备,否则有线技术很难进入这些区域。

光传感器可以是光源,如发光二极管和光晶体管。它们基本上是非接触的,没有运动部件。它们体积小,开关速度快,对振动和冲击不敏感。用于们需要对齐,可以被环境光照条件覆盖,可能需要无水环境。

水资源管理。无线传感器适用于监测地下或地表水质,防止水浪费,特别是在基础设施有限的偏远地区。由于部署速度快,无线传感器网络对当地环境的干扰最小,非常理想。

监测化学过程。传感器网络可以监测化学过程中材料的浓度分布,单个传感器节点可以与其他节点通信,提供温度、压力、阻抗、pH和溶解气体的全貌。


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