保證非接觸式定位和近程檢測(cè)的靈活性和可靠性

磁性近程傳感器為多種應(yīng)用中的非接觸式定位和近程檢測(cè)提供了可靠而靈活的可選方案。這類(lèi)傳感器能夠通過(guò)多種非磁性表面可靠地檢測(cè)磁場(chǎng)。磁性近程傳感器突破了感應(yīng)式傳感器等產(chǎn)品的正常界限，實(shí)現(xiàn)了非接觸式物體檢測(cè)。它們尺寸較小，但傳感距離很長(zhǎng)，而且能通過(guò)線束布置在不同地點(diǎn)。

背景

磁性近程傳感器也稱(chēng)作爆竹式近程傳感器，與永磁鐵結(jié)合使用。全密封式簧片觸點(diǎn)在存在磁場(chǎng)的情況下起動(dòng)，其中玻璃內(nèi)的薄金屬板發(fā)生彎曲和接觸，形成電接觸。由于這種磁性起動(dòng)可以在短距離內(nèi)進(jìn)行，因此它們能在起動(dòng)磁鐵與傳感器本身不直接接觸的情況下提供傳感解決方案， 由此確保了便于設(shè)計(jì)和布置的靈活性。全密封實(shí)現(xiàn)了針對(duì)腐蝕、氧化、揮發(fā)性化合物、污垢和灰塵的內(nèi)在保護(hù)，使傳感器成為應(yīng)對(duì)惡劣環(huán)境的極佳選擇。

這類(lèi)傳感器具有很多優(yōu)點(diǎn)，包括體積小巧、安裝快速方便以及免維護(hù)運(yùn)行所需的密封觸點(diǎn)。觸點(diǎn)涂有一種特殊的表面處理材料以保證傳感器的長(zhǎng)使用壽命。傳感器具有很高的穩(wěn)定性和極佳的抗震性。還能通過(guò)有色金屬、不銹鋼、鋁、塑料和木材等表面進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)具體應(yīng)用的需要，觸點(diǎn)可以表面貼裝或嵌入。

應(yīng)用

近程傳感器最初設(shè)計(jì)用于居家有線應(yīng)用，例如門(mén)窗微開(kāi)檢測(cè)（即居家安防監(jiān)測(cè)）。磁性近程傳感器現(xiàn)已成為汽車(chē)傳感器和指示器、工業(yè)傳感器、工廠自動(dòng)化設(shè)備以及數(shù)據(jù)中心服務(wù)器/存儲(chǔ)器等其他應(yīng)用的合理選擇。

一種較新且不斷發(fā)展的做法是將磁性近程傳感器的使用擴(kuò)大到遠(yuǎn)程和/或便攜式應(yīng)用。這類(lèi)應(yīng)用可置于難以接近的區(qū)域、骯臟、惡劣或危險(xiǎn)的環(huán)境內(nèi)，或者需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)以防止盜竊和/或違法篡改。

物聯(lián)網(wǎng)將各種設(shè)備（包括工業(yè)傳感器、攝像頭等）與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，從而提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。智慧農(nóng)業(yè)等應(yīng)用采用傳感器進(jìn)行水土監(jiān)測(cè)、作物灌溉和施肥以及牧事活動(dòng)。智能業(yè)務(wù)應(yīng)用中的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以對(duì)供應(yīng)鏈、實(shí)時(shí)銷(xiāo)售額和新趨勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的廣告宣傳。例如智能建筑、工廠和城市可以利用傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)能源消耗量和用水量、智能照明、系統(tǒng)狀態(tài)、交通管理和建筑基礎(chǔ)設(shè)施。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程訪問(wèn)，就能將這類(lèi)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備布置在幾乎任何地方。

采用磁性近程傳感器便于對(duì)遠(yuǎn)處的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。通過(guò)這類(lèi)傳感器對(duì)這類(lèi)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施、遠(yuǎn)處庫(kù)房、掛車(chē)、大門(mén)、倉(cāng)庫(kù)、電表蓋、紅綠燈及其他應(yīng)用的防篡改檢測(cè)和安防監(jiān)測(cè)。

解決方案

在很多上述應(yīng)用中，磁性近程傳感器針對(duì)這類(lèi)挑戰(zhàn)提供了解決方案。例如，在智能汽車(chē)應(yīng)用中，磁性近程傳感器通過(guò)檢測(cè)是否存在附帶磁鐵，就能確定卡車(chē)上的掛車(chē)閘口或汽車(chē)行李箱是否打開(kāi)。工廠自動(dòng)化設(shè)備和機(jī)器人中利用磁性近程傳感器，以高精度、準(zhǔn)確度和可重復(fù)性執(zhí)行復(fù)雜的動(dòng)作。傳感器也能在智能傳感應(yīng)用中使用，以符合節(jié)能節(jié)水方面的監(jiān)管要求。

為磁性近程傳感器配備加固型外殼是有必要的，以便在惡劣環(huán)境中保護(hù)它們。增加線束保證了布置的靈活性，這樣傳感器就能布置在需要布置的地方，而敏感電子器件能夠始終遠(yuǎn)離潛在污染和腐蝕場(chǎng)所中存在的危險(xiǎn)。在遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，根據(jù)是否存在附帶磁鐵，傳感器可以在無(wú)法方便地觀察功能的情況下，跟蹤功能是否按預(yù)期運(yùn)行。對(duì)表現(xiàn)不如預(yù)期的傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)可以顯示是否發(fā)生意外或故意損壞、盜竊或篡改。例如，這項(xiàng)技術(shù)可以用于確定電表的蓋子是否被拆除、作物灌溉系統(tǒng)是否發(fā)生故障，甚至技術(shù)人員是否觸發(fā)了對(duì)某個(gè)系統(tǒng)的手動(dòng)超控。

為應(yīng)對(duì)本應(yīng)用說(shuō)明所述的挑戰(zhàn)并滿足行業(yè)趨勢(shì)和認(rèn)證要求，C&K推出了兩種產(chǎn)品 — MPS系列磁性近程傳感器和MPSR加固型磁性近程傳感器。當(dāng)阻尼磁鐵從傳感器附近移開(kāi)時(shí)，這類(lèi)傳感器的觸點(diǎn)斷開(kāi)，而磁鐵處于起動(dòng)范圍內(nèi)時(shí)它們將保持閉合。使用配備附帶磁鐵的這類(lèi)傳感器可以對(duì)應(yīng)用內(nèi)的兩個(gè)接口進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而且在其中一個(gè)接口或兩個(gè)接口同時(shí)發(fā)生變更時(shí)發(fā)出警報(bào)。

MPS系列具有較長(zhǎng)的使用壽命，達(dá)到400多萬(wàn)次操作。工作溫度范圍是-40℉至212℉（-40℃至100℃），因此可以在極端溫度環(huán)境中使用。該系列通過(guò)了UL61058認(rèn)證。雖然市場(chǎng)上有類(lèi)似的爆竹式傳感器，但與C&K生產(chǎn)的傳感器相比，它們都無(wú)法達(dá)到同樣的加固防護(hù)和供應(yīng)商質(zhì)量水平。另外，C&K具有同類(lèi)最佳的產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)支持和供應(yīng)商可靠性，可以保證準(zhǔn)時(shí)交付。

挑戰(zhàn)

原始設(shè)備制造商在這類(lèi)應(yīng)用中面臨著很多挑戰(zhàn)和設(shè)計(jì)難題。其中一個(gè)重大挑戰(zhàn)是低耗電傳感 — 這類(lèi)應(yīng)用當(dāng)中有很多處于偏僻場(chǎng)所，依賴某種形式的電池電力，因此必須盡可能地節(jié)省電力并知道電池電量何時(shí)會(huì)下降。在觸點(diǎn)斷開(kāi)的情況下，采用簧片開(kāi)關(guān)的磁性近程傳感器電池消耗為零，而主動(dòng)式磁性傳感技術(shù)（例如霍爾效應(yīng)、磁阻效應(yīng)等…）需要始終連接的單獨(dú)電源電壓才能運(yùn)行。這也實(shí)現(xiàn)了減少一條線（二線相對(duì)三線）的內(nèi)在優(yōu)勢(shì)，從而在緊湊式配置中節(jié)省了成本和空間。

在偏僻場(chǎng)所中抵御惡劣環(huán)境也非常關(guān)鍵。在某些遠(yuǎn)程應(yīng)用中，傳感器必須在高溫環(huán)境中可靠運(yùn)行。在偏僻場(chǎng)所中使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備存在意外或故意實(shí)體損壞的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要進(jìn)行細(xì)致監(jiān)測(cè)。磁性起動(dòng)傳感器不受被油脂、污垢或其他污染物影響，而其他接近傳感技術(shù)則可能受到這些污染物的危害。

靈活設(shè)計(jì)傳感器和作動(dòng)器磁鐵、提出傳感器組件安裝方案以及對(duì)外殼、導(dǎo)線和接頭進(jìn)行定制，都是應(yīng)對(duì)特定應(yīng)用中所面臨挑戰(zhàn)的必要舉措。最后，對(duì)于涉及污染性、腐蝕性、爆炸性或其他揮發(fā)性化合物的應(yīng)用，必須滿足安全認(rèn)證要求（例如UL）。

結(jié)論

實(shí)現(xiàn)超高可靠性非接觸式接近檢測(cè)的磁性近程傳感器，與消耗電池或者受雜亂環(huán)境影響的主動(dòng)式傳感技術(shù)相比，具有耗電、成本和功能上的優(yōu)勢(shì)，是理想解決方案。磁性近程傳感器可以測(cè)量位置或存在，可以在被監(jiān)測(cè)設(shè)備發(fā)生特性變化時(shí)發(fā)出警報(bào)，而且可以在從正常到惡劣環(huán)境的各種條件下提供靈活而可靠的感應(yīng)方案。磁性近程傳感器為多種使用情形提供了一種簡(jiǎn)化的解決方案，廣泛應(yīng)用范圍包括傳統(tǒng)居家安防監(jiān)測(cè)、汽車(chē)和工廠自動(dòng)化設(shè)備以及新興遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。