保證非接觸式定位和近程檢測的靈活性和可靠性

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提供了可靠而靈活的可選方案。這類傳感器能夠通過多種非磁性表面可靠地檢測磁場。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，實現(xiàn)了非接觸式物體檢測。它們尺寸較小，但傳感距離很長，而且能通過線束布置在不同地點。

背景

磁性近程傳感器也稱作爆竹式近程傳感器，與永磁鐵結(jié)合使用。全密封式簧片觸點在存在磁場的情況下起動，其中玻璃內(nèi)的薄金屬板發(fā)生彎曲和接觸，形成電接觸。由于這種磁性起動可以在短距離內(nèi)進行，因此它們能在起動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)計和布置的靈活性。全密封實現(xiàn)了針對腐蝕、氧化、揮發(fā)性化合物、污垢和灰塵的內(nèi)在保護，使傳感器成為應(yīng)對惡劣環(huán)境的極佳選擇。

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

應(yīng)用

近程傳感器最初設(shè)計用于居家有線應(yīng)用，例如門窗微開檢測（即居家安防監(jiān)測）。磁性近程傳感器現(xiàn)已成為汽車傳感器和指示器、工業(yè)傳感器、工廠自動化設(shè)備以及數(shù)據(jù)中心服務(wù)器/存儲器等其他應(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大到遠程和/或便攜式應(yīng)用。這類應(yīng)用可置于難以接近的區(qū)域、骯臟、惡劣或危險的環(huán)境內(nèi)，或者需要對設(shè)備進行監(jiān)測以防止盜竊和/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，從而提供實時數(shù)據(jù)。智慧農(nóng)業(yè)等應(yīng)用采用傳感器進行水土監(jiān)測、作物灌溉和施肥以及牧事活動。智能業(yè)務(wù)應(yīng)用中的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以對供應(yīng)鏈、實時銷售額和新趨勢進行監(jiān)測，從而實現(xiàn)有針對性的廣告宣傳。例如智能建筑、工廠和城市可以利用傳感器來監(jiān)測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。實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的遠程訪問，就能將這類物聯(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遠處的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進行保護。通過這類傳感器對這類設(shè)備進行遠程監(jiān)測，就能實現(xiàn)對倉儲設(shè)施、遠處庫房、掛車、大門、倉庫、電表蓋、紅綠燈及其他應(yīng)用的防篡改檢測和安防監(jiān)測。

解決方案

在很多上述應(yīng)用中，磁性近程傳感器針對這類挑戰(zhàn)提供了解決方案。例如，在智能汽車應(yīng)用中，磁性近程傳感器通過檢測是否存在附帶磁鐵，就能確定卡車上的掛車閘口或汽車行李箱是否打開。工廠自動化設(shè)備和機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離潛在污染和腐蝕場所中存在的危險。在遠程物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，根據(jù)是否存在附帶磁鐵，傳感器可以在無法方便地觀察功能的情況下，跟蹤功能是否按預(yù)期運行。對表現(xiàn)不如預(yù)期的傳感器進行監(jiān)測可以顯示是否發(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)了對某個系統(tǒng)的手動超控。

為應(yīng)對本應(yīng)用說明所述的挑戰(zhàn)并滿足行業(yè)趨勢和認(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時，這類傳感器的觸點斷開，而磁鐵處于起動范圍內(nèi)時它們將保持閉合。使用配備附帶磁鐵的這類傳感器可以對應(yīng)用內(nèi)的兩個接口進行監(jiān)測，而且在其中一個接口或兩個接口同時發(fā)生變更時發(fā)出警報。

MPS系列具有較長的使用壽命，達到400多萬次操作。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。該系列通過了UL61058認(rèn)證。雖然市場上有類似的爆竹式傳感器，但與C&K生產(chǎn)的傳感器相比，它們都無法達到同樣的加固防護和供應(yīng)商質(zhì)量水平。另外，C&K具有同類最佳的產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)支持和供應(yīng)商可靠性，可以保證準(zhǔn)時交付。

挑戰(zhàn)

原始設(shè)備制造商在這類應(yīng)用中面臨著很多挑戰(zhàn)和設(shè)計難題。其中一個重大挑戰(zhàn)是低耗電傳感 — 這類應(yīng)用當(dāng)中有很多處于偏僻場所，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會下降。在觸點斷開的情況下，采用簧片開關(guān)的磁性近程傳感器電池消耗為零，而主動式磁性傳感技術(shù)（例如霍爾效應(yīng)、磁阻效應(yīng)等…）需要始終連接的單獨電源電壓才能運行。這也實現(xiàn)了減少一條線（二線相對三線）的內(nèi)在優(yōu)勢，從而在緊湊式配置中節(jié)省了成本和空間。

在偏僻場所中抵御惡劣環(huán)境也非常關(guān)鍵。在某些遠程應(yīng)用中，傳感器必須在高溫環(huán)境中可靠運行。在偏僻場所中使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備存在意外或故意實體損壞的風(fēng)險，因此需要進行細致監(jiān)測。磁性起動傳感器不受被油脂、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)計傳感器和作動器磁鐵、提出傳感器組件安裝方案以及對外殼、導(dǎo)線和接頭進行定制，都是應(yīng)對特定應(yīng)用中所面臨挑戰(zhàn)的必要舉措。最后，對于涉及污染性、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

實現(xiàn)超高可靠性非接觸式接近檢測的磁性近程傳感器，與消耗電池或者受雜亂環(huán)境影響的主動式傳感技術(shù)相比，具有耗電、成本和功能上的優(yōu)勢，是理想解決方案。磁性近程傳感器可以測量位置或存在，可以在被監(jiān)測設(shè)備發(fā)生特性變化時發(fā)出警報，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、汽車和工廠自動化設(shè)備以及新興遠程物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。