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SN-LDG-H-L/AC 感应式速度开关的工作原理是什么

发布日期:2025-07-17 13:21 点击次数:105

SN-LDG-H-L/AC感应式速度开关是一种基于电磁感应或光电感应原理的非接触式检测设备,用于监测旋转物体的转速或线性运动速度,并在速度异常时触发报警或控制信号。其核心工作原理可分为电磁感应式和光电感应式两大类,以下是详细说明:

一、电磁感应式速度开关

1. 基本结构

感应线圈:绕制在磁芯上的线圈,用于产生和检测磁场变化。

永久磁铁:提供静态磁场,与感应线圈配合形成磁路。

信号处理电路:放大、滤波并转换感应信号为可用的电平输出。

2. 工作原理

磁场切割:当旋转部件(如齿轮、齿盘)靠近开关时,其金属齿或凸起部分会切割感应线圈产生的磁场线。

感应电动势:根据法拉第电磁感应定律,磁场变化会在感应线圈中产生交变电动势(电压),其频率与旋转部件的转速成正比。

公式:f=60n⋅z,其中 f 为感应频率(Hz),n 为转速(rpm),z 为齿数。

信号处理:感应电动势经放大、整流后,转换为数字脉冲信号或模拟电压信号,供后续控制电路使用。

3. 典型应用场景

电机转速监测:检测电机轴上的齿轮转速,防止过载或堵转。

输送带打滑保护:通过监测驱动滚筒与输送带的速度差,判断是否打滑。

风机、泵类设备:实时监控旋转部件的运行状态,确保设备安全。

4. 优缺点

优点:

非接触式检测,无磨损,寿命长。

抗干扰能力强,适用于粉尘、油污等恶劣环境。

缺点:

需被测部件为金属材质(如钢、铁),非金属材料无法感应。

安装间距需精确控制(通常≤10mm),否则灵敏度下降。

二、光电感应式速度开关

1. 基本结构

发光元件:通常为红外LED,发射调制光束(如38kHz方波)。

光敏元件:如光电晶体管或光敏二极管,接收反射或透射光信号。

编码盘/标记:安装在旋转部件上的透光或不透光图案(如黑白条纹、孔洞)。

信号处理电路:解调光信号并转换为脉冲序列,计算转速。

2. 工作原理

光束调制:发光元件发射高频调制光束,避免环境光干扰。

光信号变化:当编码盘旋转时,光敏元件接收到的光强随标记图案周期性变化,产生脉冲信号。

示例:编码盘有60个孔,电机转速为1200rpm时,脉冲频率为

601200×60=1200 Hz。

速度计算:通过测量脉冲频率或周期,结合编码盘参数(如孔数),计算实际转速。

公式:n=zf×60,其中 n 为转速(rpm),f 为脉冲频率(Hz),z 为编码盘孔数。

3. 典型应用场景

高精度测速:如纺织机械、数控机床的主轴转速监测。

方向检测:通过编码盘图案设计(如AB相编码),判断旋转方向。

长距离传输:光电信号可通过光纤传输,适用于远距离监测。

4. 优缺点

优点:

分辨率高,可检测微小速度变化。

适用于金属和非金属旋转部件。

缺点:

易受粉尘、油污遮挡,需定期清洁。

强光环境可能干扰光敏元件,需采取遮光措施。

三、SN-LDG-H-L/AC感应式速度开关的核心功能

1、速度阈值检测

用户可设定上限和下限阈值(如正常转速范围为1000-1500rpm)。

当实际转速超出阈值时,开关输出报警信号(如继电器触点闭合)。

2、零速检测

检测旋转部件是否完全停止(如电机堵转),触发紧急停机。

3、方向判断(光电式)

通过编码盘图案设计,区分顺时针和逆时针旋转。

4、防抖动处理

软件或硬件滤波消除转速波动引起的误报警(如设置最小脉冲宽度)。

四、实际应用实例

1. 电机保护系统

场景:检测风机电机转速,防止因皮带断裂导致转速骤降。

工作过程:

电磁感应式开关监测电机轴齿轮转速。

当转速低于设定值(如80%额定转速)时,开关输出信号切断电源,避免电机过热损坏。

2. 输送带打滑控制

场景:监测驱动滚筒与输送带的速度差,判断是否打滑。

工作过程:

两个光电感应式开关分别检测驱动滚筒和输送带的速度(通过编码盘)。

当速度差超过10%时,触发报警并降低输送机速度。

五、选型注意事项

1、被测部件材质:金属选电磁感应式,非金属选光电式。

2、转速范围:确保开关量程覆盖实际转速(如0-10000rpm)。

3、输出信号类型:根据控制系统要求选择继电器、NPN/PNP或4-20mA输出。

4、环境适应性:粉尘环境选IP67防护等级,高温环境选耐温型号(如-40℃至+125℃)。

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