一種耐高壓電感式接近開關的製作方法
2023-04-27 00:25:16
一種耐高壓電感式接近開關的製作方法
【專利摘要】一種電感式接近開關，包括一外殼體；一電路裝置，該內部電路位於該外殼體內部，用於產生以及處理信號；一連接元件，該連接元件電連接於該內部電路裝置，用於將內部電路連接於外部裝置；該外殼體包括一感應層和一封裝殼體，該感應層連接於所述封裝殼體，該電路裝置位於該封裝殼體內，該感應層一體成型地連接於該封裝殼體，該感應層具有一定厚度，調節電路裝置，以使得電路裝置產生一定範圍的低頻信號，從而獲得一定的範圍的感應距離。
【專利說明】一種耐高壓電感式接近開關
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種接近開關，更進一步，涉及一種採用全金屬封裝的接近開關，其感應面具有更好的抗高壓流體衝擊的性能，以及更好的抗雷擊浪湧衝擊的電氣性能。
【背景技術】
[0002]電感式接近開關是一種用於檢測移動金屬部件的接近開關，金屬在接近感應面時內部產生渦流，渦流吸收振蕩能量，使得接近開關內的振蕩減弱，直至停振。
[0003]傳統的電感式接近開關主要包括一殼體單元，和一內部電路，該內部電路封裝在該殼體單兀內，用於產生振蕩磁場以及處理信號，該殼體單兀包括一感應面和封裝殼體，被檢測的金屬部件在檢測過程中與該感應面相對，該內部電路包括一感應部件，該感應部件與該殼體單元的感應面相對，也就是說，在金屬檢測過程中，被檢測部件和感應部件位於該感應面的兩側，當達到檢測距離時，被檢測的金屬與金屬部件產生的渦流使得內部感應部件的振蕩磁場減弱，從而通過內部電路轉變為開關控制量。
[0004]感應距離是接近開關的一個至關重要的參數，由於電磁波要穿過感應面和外部金屬感應，所以感應面的材質和厚度對於感應距離有重大影響，在一些工況環境中，對於感應面和封裝殼體的結構也有一定要求，比如在流體高壓環境中，感應面要求能夠耐高壓，得到結構耐壓而且保證一定有效的感應距離，這是電感式接近開關需要突破的方面。
[0005]現有的比較常見的一種電感式接近開關，為了保證一定的耐壓性，需要增大感應面的厚度，同時為了保證一定的感應距離，減少感應面對於感應過程的影響，感應面由陶瓷或者塑料材質構成，感應面採用膠水或者其它方式固定並連接於封裝殼體，對於這種陶瓷材質的感應面，優勢在於在增大厚度時感應面對於感應過程的影響較小，可是同時存在一些缺點，比如在檢測氣缸內或者液壓缸內的活塞的移動位置時，一方面，在長期的流體高壓環境中，陶瓷感應面容易出現裂紋，外部流體進入封裝殼體內部，損壞內部電路，導致整體功能失效，也就是說，材質的選擇減低了對感應過程的幹擾，但是同時也帶來材質本身其他不利特性，尤其服役在流體高壓環境中表現出不利因素，據試驗驗證，經長期50013#流體高壓的衝擊，該種結構的感應面極易出現裂痕，導致產品整體功能失效；另一方面，感應面與封裝殼體的接縫位置也是結構弱點，兩個不同材質部件之間的連接方式極大影響結構的穩定性，在現有技術中，採用膠水等連接物連接感應面和封裝殼體，在流體高壓工況中容易失效，感應面和封裝殼體連接不穩定，甚至脫離，進而影響到內部電路。
[0006]感應面和封裝殼體的另一種結構是感應面一體地連接於封裝殼體，也就是說，感應面採用和封裝殼體相同的金屬材質，這種結構中存在的明顯問題之一，就是感應面的厚度對於感應過程和感應距離的影響，在振蕩磁場產生的電磁波感金屬檢測物的過程中，首先要穿過感應面，所以感應面的材質對於感應過程至關重要，選擇金屬材質，意味著感應面對于振蕩電磁波會產生幹擾作用，當厚度較小時，幹擾相對較小，所以對於感應距離影響較小，可是同樣耐壓性差；增大厚度時，增強了耐壓性，可是感應面對于振蕩電磁波的幹擾增強，感應距離減小，到一定厚度，沒有感應距離，也就是說，完全失去接近開關的作用，所以金屬材質的厚度和感應距離之間的矛盾使得這種結構無法實現良好的耐流體高壓的性能。
[0007]另一方面，對於金屬材質的感應面，存在的另一個問題是振蕩頻率的選擇，採用陶瓷或者塑料時，不需要考慮頻率的不同而引起的感應面對於感應過程的影響的大小，而採用金屬材質時，選擇不同的頻率對於感應過程的影響作用不同，也就是說，相同金屬材質，相同厚度，不同振蕩頻率，感應面對於感應過程的影響不同，感應距離不同。
[0008]材質，振蕩頻率，厚度等綜合因素同時影響感應過程，進而決定感應距離的大小或者有無，因此各個變量之間複雜的關係，使得要得到具有一定厚度且耐壓性好的金屬材質感應面，而且保證一定有效的感應距離是現有技術無法突破的方面。
[0009]此外，對於現有的電感式接近開關還存在一些未解決的問題，其中一問題是，抗雷擊浪湧衝擊的性能較差，不適宜室外作業和應用，另外一個問題是，對於電子元器件，需要通過電磁兼容￡1(:測試，檢測電子元器件的電氣性能，可是對於現有的產品存在的普遍問題是，￡10檢測指標較差，也就是說，電磁兼容的電氣性能較差。
【發明內容】
[0010]本發明的主要目的在於提供一種電感式接近開關，其包括一振蕩模塊，用於調節振蕩頻率，使其感應距離增大，感應更加靈敏。
[0011]本發明的另一目的在於提供一種電感式接近開關，其包括一頻率調節模塊，用於調節振蕩頻率，得到匹配不同材質的感應面的振蕩頻率。
[0012]本發明的另一目的在於提供一種電感式接近開關，其包括一金屬的感應層，該頻率調節模塊得到與該金屬感應層的材質和厚度相匹配的振蕩頻率，減小感應層對於檢測感應過程的幹擾。
[0013]本發明的另一目的在於提供一種電感式接近開關，其包括一體成型的金屬感應層，該頻率調節模塊得到與該金屬感應層相匹配的感應頻率，減小金屬感應層對於檢測金屬的感應過程的幹擾，感應更加靈敏。
[0014]本發明的另一目的在於提供一種電感式接近開關，其包括一具有一定厚度的金屬感應層，頻率調節模塊得到與該感應面材質和感應面厚度相匹配的振蕩頻率，使得感應面具有更聞的耐流體聞壓的性能，同時具有一定有效的感應距尚。
[0015]本發明的另一目的在於提供一種電感式接近開關，其包括一體成型的一定厚度的不鏽鋼感應層，結構上具有良好的耐高壓性，頻率調節達到一定區間，使得振蕩電磁波穿過不鏽鋼的性能優化，從而保證有效的感應距離。
[0016]本發明的另一目的在於提供一種電感式接近開關，其包括一輸出保護模塊，該輸出保護模塊採用自鎖型保護，改進了該電感式接近開關的在使用環境中的幹擾性，提高了抗幹擾性能，優化電磁兼容(￡10性能。
[0017]本發明的另一目的在於提供一種電感式接近開關，其包括電源模塊，該電源模塊包括一穩壓元件，提高電源的抗雷擊浪湧衝擊性能，保護電路裝置免受浪湧衝擊。
[0018]為了實現以上發明目的，本發明提供一種電感式接近開關，包括一殼體單元；一電路裝置，該內部電路位於該殼體單元內部；一連接元件，該連接元件電連接於該內部電路裝置，用於將內部電路連接於外部裝置；
[0019]該殼體單元包括一感應層，和一封裝殼，該感應層連接於該封裝殼一端，在檢測金屬部件的過程中，該感應層和檢測金屬部件相對，該內部電路裝置產生振蕩磁場，被檢測金屬部件接近該振蕩磁場時，內部產生渦流，使得振蕩磁場減弱，直至停振，該電路裝置將該磁信號轉變為電信號，傳遞至外部裝置；該電路裝置包括一電源模塊，一振蕩模塊，一信號處理模塊，和一輸出保護模塊，該電源模塊用於連接於外部電源，為電路裝置提供工作電源，穩定電壓；該振蕩模塊用於產生振蕩磁場，提供磁信號，該振蕩模塊電連接於信號處理模塊；該信號處理模塊用於將該振蕩模塊產生的磁信號轉變為電信號，並且將信號處理，傳遞至輸出保護模塊；該信號輸出模塊用於連接於外部設備，將獲得的電信號傳遞至外部設備，控制外部設備的工作狀態。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是根據本發明的一個優選實施例的整體立體圖。
[0021]圖2是根據本發明的一個優選實施例的爆炸圖。
[0022]圖3是根據本發明的一個優選實施例的剖視圖。
[0023]圖4是根據本發明的一個優選實施例的電路模塊圖。
[0024]圖5是根據本發明的另一優選實施例的整體立體圖。
[0025]圖6是根據本發明的另一優選實施例的爆炸圖。
[0026]圖7是根據本發明的另一優選實施例的部分剖視圖，用於說明感應層。
[0027]圖8是根據本發明的另一優選實施例的連接元件的剖視圖。
[0028]圖9是根據本發明的另一優選實施例的軸向剖視圖。
[0029]圖10是根據本發明的另一優選實施例的電路模塊圖。
[0030]圖11是根據本發明的另一優選實施例的電路圖。
[0031]圖12是根據本發明的另一優選實施例的不同感應過程示意圖。
[0032]
【具體實施方式】
[0033]以下描述用於揭露本發明以使本領域技術人員能夠實現本發明。以下描述中的優選實施例只作為舉例，本領域技術人員可以想到其他顯而易見的變型。在以下描述中界定的本發明的基本原理可以應用於其他實施方案、變形方案、改進方案、等同方案以及沒有背離本發明的精神和範圍的其他技術方案。
[0034]參照圖1，圖2是根據本發明的一個優選實施例電感式接近開關，包括一殼體單元10，一電路裝置20，和一連接元件30，該電路裝置20位於該殼體單元10內，該殼體單元10用於保護內部電路，防止內部電路受到機械損傷，同時防止外部設備電磁幹擾該電路裝置20，該連接元件30電連接於該電路裝置20，用於連接於外部設備，該電路裝置20用於產生電磁信號，同時將電磁信號轉變為開關變量控制外部設備的動作。
[0035]在檢測金屬部件的過程中，該電路裝置產生振蕩磁場，提供電磁信號，穿過該殼體單元10，將外部設備剛好收到動作信號時被檢測金屬部件檢測面所在位置至該殼體單元10外側面的距離定義為感應距離3，被檢測金屬部件1達到感應距離3後內部產生渦流，吸收振蕩磁場的能量，使得振蕩減弱，直至停振，該電路裝置20將電磁信號的變化進行處理轉變為電信號，通過連接元件30輸出至外部設備。
[0036]該殼體單兀10包括一感應層11，一封裝殼體12，和至少一固定兀件13，該感應層11連接於該封裝殼體12，該固定元件13連接於該封裝殼體12外部，用於在固定過程進行操作，適於扳手等工具。在檢測金屬部件的過程中，被檢測金屬部件1和該感應層11位置相對，當被檢測金屬部件1與該感應層11的距離到達感應距離3時，被檢測金屬1內部產生渦流，作用於該電路裝置20振蕩磁場，也就是說金屬部件1被檢測到。
[0037]根據本發明的一優選實施例，該感應層11通過結構膠或其它粘接物固定連接於該封裝殼體12，根據不同需要，感應層可以位於該封裝殼體12的一端或者側面，該感應層11採用陶瓷或者塑料材質構成，該封裝殼體12可以採用金屬，不鏽鋼，或者八83樹脂構成，根據不同使用工況選擇不同的材質。
[0038]更進一步，該封裝殼體12構成一中空的圓柱形結構，該感應層11連接於該圓柱形結構的一端，該連接元件30連接於該圓柱體結構的另一端，該電路裝置20封裝於該圓柱形結構內部，在檢測金屬部件的過程中，被檢測金屬部件1和電路裝置20位於該感應層11的兩側，當該金屬部件1至該感應層11外側面的距離到達感應距離3時，金屬部件被檢測。
[0039]該封裝殼體12包括兩個固定部，分別是第一，第二固定部121，122，該第一固定部121用於提供安裝位置，也就是說，在安裝該電感式接近開關時，安裝於該第一固定部121所在位置，該第一固定部具有一定長度的螺紋結構，適於固定，安裝時可以在封裝殼體12的螺紋結構上自由調整，以確保合適的感應距離3。
[0040]更進一步，第二固定部122用於加固連接元件30與外部設備的連接，防止連接器或航空插頭的鬆動。
[0041]該固定元件13形成一多邊形稜柱結構，適於在安裝過程中進行操作，也就是說，在安裝過程中，扳手等安裝工具作用於該固定元件13，調整該第一固定部121的安裝位置，以確定合適的感應距離3，該固定元件13由金屬材質構成。
[0042]該殼體單元10還包括一墊圈14，該墊圈14可分離地安置於該封裝殼體12和該固定元件13之間，以確保該單元10與設備裝置內部高壓流體間的密封功能，保證其工作環境存在的高壓流體不能洩露出來，保證在這特殊環境下不易腐蝕和老化。該墊圈14形成一環形結構環繞於該封裝殼體12外部，支撐於該固定元件13內側，該墊圈14由橡膠材質構成，以確保一定的彈性和密封效果，更具體地，該墊圈14由丁晴橡膠或氟橡膠構成。
[0043]該連接元件30包括一連接殼31和數個插針32，每一插針32固定連接於連接殼31，該連接殼31可拆卸地連接於該封裝殼體12的一端，每一插針連接於該電路裝置20，也就是說，數個插針內端與該電路裝置20連接，外端用於連接於外部裝置，比如連接外部電源，控制裝置等，將電信號傳遞於外部裝置。
[0044]根據本發明的一優選實施例，該連接元件30的連接殼31由尼龍材料？八66或者工程塑料製成，具有良好的絕緣性能，每一插針由黃銅62鍍金材料構成，確保信號傳遞的穩定性。
[0045]該連接元件30方便插拔，使得該電感式接近開關的連接更加簡便，免去接線過程的複雜工作，該連接元件30也可以是合適型號的航空插頭，使得電路連接更加方便，穩定。
[0046]參照圖3是根據本發明一優選實施例的該電感式接近開關的軸向剖視圖，該電路裝置20設置於一電路板201上，安裝於該殼體單元封裝殼體12內部，該電路裝置20包括一電源模塊21，一振蕩模塊22，一信號處理模塊23，和一輸出保護模塊24。
[0047]該電感式接近開關的連接元件30連接於外部裝置時，該電源模塊21用於提供該電路裝置20的工作電源，將外部電源轉變為適合該電路裝置20工作的電源，該電源模塊21電連接於該振蕩模塊22，該信號處理模塊23和該輸出保護模塊24，也就是說，該電感式接近開關在工作過程中，該電路裝置20通過該連接元件30獲得工作電源，進而將外部電源轉變為適宜該電路裝置20工作的電源，同時該電源模塊21具有穩壓作用，以保證該電路裝置20正常穩定的工作。
[0048]對於普通的電源模塊，在通常工作環境中可以提供該電路裝置穩定工作的電源，可是在產生一些突變因素時，並不能很好的保證電路裝置穩定工作，比如在是室外複雜環境中，對於抗雷擊浪湧性能較差，根據本發明的一優選實施例，該電源模塊21具有一穩壓元件211，當電源模塊21經受高能量衝擊時，該穩壓元件211能以極高的速度(最高達1*10-12秒)使其阻抗驟然降低，同時吸收一個大電流，將其兩端間的電壓箝位在一個預定的數值上，從而確保後面的電路元件免受瞬態高能量的衝擊而損壞。也就是說，該穩壓元件211提高了該電源模塊的穩壓性能，使該電感式接近開關具有更好的抗雷浪湧衝擊的電氣性能，適於室外作業，使其使用範圍更廣。
[0049]更近一步，該穩壓元件211為一瞬變電壓抑制二極體(1%)，根據該電路裝置20的振蕩模塊21，信號處理模塊22和輸出保護模塊23各自的工作電壓，電流，以及能承受的最大電壓，電流，選擇和各電路模塊相匹配的瞬變電壓抑制二極體(1^3)安裝於該電源模塊，使得該電源模塊21具有更好的穩壓性能，保護該電路裝置20的振蕩模塊21，信號處理模塊22和輸出保護模塊23免受高能量的衝擊。
[0050]根據本發明的一優選實施例，經過試驗驗證，該具有173管的電源模塊21，可以承受2」的瞬間雷擊浪湧衝擊，保護了電路裝置20不受損傷，提高了該電感式接近開關的使用壽命。
[0051]參照圖4是根據本發明一優選實施的電路裝置模塊圖，該振蕩模塊22用於提供振蕩的電磁信號，該振蕩模塊22包括一振蕩線圈221和一振蕩電路222，該振蕩線圈221電連接於該振蕩電路222，該振蕩線圈221連接於該電路板201的端部，與該殼體單元10的感應層11相對，也就是說，在檢測金屬部件時，該檢測金屬部件1和該振蕩線圈221位於該感應層11的兩側，該振蕩線圈221產生的振蕩電磁波信號需要穿過該感應層11，與檢測金屬感應，金屬檢測部件到達感應距離3時，金屬檢測部件內部產生渦流，吸收振蕩磁場產生的能量，使得振蕩減弱，該信號處理模塊22將電磁信號的變化通過檢波電路231，放大電路232，和整形電路233將電磁信號進行放大，處理，轉變為電信號，傳遞至輸出保護模塊24，該輸出保護模塊將信號轉變為相應控制的開關變量輸出，通過連接元件30傳遞至相對應的外部控制裝置。
[0052]根據本發明的一優選實施例，該振蕩電路222協同該振蕩線圈221產生的振蕩電磁波，先要穿過位于振蕩線圈222和被檢測金屬部件1之間的感應層11，再與檢測金屬1感應，而電磁波的振蕩頻率影響電磁波穿過該感應層11透過率，而透過感應層11的電磁波決定感應距離3，也就是說，調製合適的振蕩頻率，對於檢測金屬部件的感應距離至關重要。
[0053]振蕩電路中電感I，電容和頻率？之間存在如下關係:
則 '卜!^
[0055]而電感I大小與振蕩線圈222的匝數！1，振蕩線圈222的直徑0有關，因此，要得到合適的振蕩頻率？需要協調振蕩線圈的匝數，振蕩線圈的直徑0以及振蕩電路中的電容0等變量之間的關係。
[0056]根據本發明的一優選實施例，調節電路裝置中的電感I，該電感I與磁芯、線圈關係如下:
[0057]I = 111^/1
[0058]八:為磁芯的截面積，1:磁芯的磁路平均長度，1:線圈匝數，4:磁芯磁導率。
[0059]該信號處理模塊23電連接於該振蕩模塊22，該振蕩模塊產生的電磁信號，以及在檢測過程中引起的電磁信號的變化，傳遞至該信號處理模塊23，該信號處理模塊23將接收到的信息進行放大處理，轉變為開關量的電信號，傳遞至輸出保護模塊24。
[0060]該輸出保護模塊24電連接於該信號處理模塊23，該輸出保護模塊24用於接收該信號處理模塊傳遞的信息，轉化為控制信息輸出，將控制信息通過連接元件30傳遞至相對應的外部控制設備。
[0061]傳統的電感式接近開關採用脈衝式短路保護，使其電磁兼容性能較差，根據本發明的一優選實施例，該輸出保護採用自鎖型短路保護，使得整體的電磁兼容性能優化。
[0062]參照圖5，圖6是根據本發明的另一優選實施例，一電感式接近開關，包括一殼體單元10』，一電路裝置20』，和一連接元件30』，該電路裝置20』位於該殼體單元10』內，該殼體單元10』用於保護內部電路，防止內部電路受到機械損傷，同時防止外界環境中電磁幹擾該電路裝置20』，該連接元件30』電連接於該電路裝置20』，用於連接於外部設備，該電路裝置20』用於產生電磁信號，同時將電磁信號轉變為開關變量控制外部設備的動作。
[0063]在檢測金屬部件的過程中，該電路裝置20』產生振蕩磁場，提供電磁信號，電磁信號穿過該殼體單元10』，將外部設備剛好收到動作信號時被檢測金屬部件檢測面所在位置至該殼體單元外側面的距離定義為感應距離3，被檢測金屬部件1達到感應距離3後感應電磁信號，內部產生渦流，吸收振蕩磁場的能量，使得振蕩減弱，直至停振，該電路裝置20』將電磁信號的變化進行處理轉變為電信號，通過連接元件30』輸出至外部設備。
[0064]該殼體單兀10』包括一感應層11』，一封裝殼體12』，和至少一固定兀件13』，該感應層11』連接於該封裝殼體12』，該固定元件13』連接於該封裝殼體12』外部，用於在固定過程進行操作，適於扳手等工具。在檢測金屬部件1的過程中，被檢測金屬部件1和該感應層11』位置相對，當被檢測金屬部件1與該感應層11』的距離到達感應距離3時，被檢測金屬1內部產生渦流，作用於該電路裝置20』振蕩磁場，也就是說金屬部件1被檢測到。
[0065]參照圖7是根據本發明的一優選實施例部分剖視圖，該感應層11』 一體成型地連接於該封裝殼體12』，根據不同需要，該感應層11』可以位於該封裝殼體12』的一端或者側面，根據本發明一優選實施例，該感應層11』採用金屬不鏽鋼材質構成，該感應層11』具有一定厚度II，該厚度達到1.5皿，使得該殼體單元10』具有更好的耐流體高壓的性能，經過試驗驗證，當感應層11』的厚度達到1.5111111時，該感應層11』耐受600132^流體環境的衝擊壓力，相對於現有技術中承受50013犯'的流體高壓，該感應層11』的耐流體高壓性能顯著提高。
[0066]更進一步，該封裝殼體12』構成一中空的圓柱形結構，該感應層11』連接於該圓柱形結構的一端，該連接元件30』連接於該圓柱體結構的另一端，該電路裝置20』封裝於該圓柱形結構內部，在檢測金屬部件的過程中，被檢測金屬部件1和電路裝置20』位於該感應層11』的兩側，當該金屬部件1至該感應層11』外側面的距離到達感應距離3時，金屬部件被檢測，也就是說，該電路裝置20』產生的振蕩電磁波可以穿過1.5皿厚的感應層11』檢測金屬部件1。
[0067]該封裝殼體12,包括兩個固定部，分別是第一，第二固定部121, ,122,，該第一固定部12」用於提供安裝位置，也就是說，在安裝該電感式接近開關時，安裝於該第一固定部12」所在位置，該第一固定部具有一定長度的螺紋結構，適於固定，安裝時可以在封裝殼體12,的螺紋結構上自由調整，以確保合適的感應距離3。
[0068]更進一步，第二固定部1227用於加固連接元件3(^與外部設備的連接，防止連接器或航空插頭的鬆動。
[0069]該固定元件13』形成一多邊形稜柱結構，適於在安裝過程中進行操作，也就是說，在安裝過程中，扳手等安裝工具作用於該固定元件13』，調整該第一固定部121』或者第二固定部122』的安裝位置，以確定合適的感應距離3，該固定元件13』由金屬材質構成，更進一步，該固定元件13』可以由與該封裝殼體12』材質相同的不鏽鋼構成。
[0070]該殼體單元10』還包括一墊圈14』，該墊圈14』可分離地安置於該封裝殼體12』和該固定元件13』之間，以確保該單元10』與設備裝置內部高壓流體間的密封功能，保證其工作環境存在的高壓流體不能洩露出來，保證在這特殊環境下不易腐蝕和老化。該墊圈14』形成一環形結構環繞於該封裝殼體12』外部，支撐於該固定元件13』內側，該墊圈14』由橡膠材質構成，以確保一定的彈性和密封效果，更具體地，該墊圈14』由丁晴橡膠或氟橡膠構成。
[0071]參照圖8是根據本發明的另一優選實施例的連接元件的剖視圖，該連接元件30』包括一連接殼31』和數個插針32』，每一插針32』固定連接於該連接殼31』，該連接殼31』可拆卸地連接於該封裝殼體12的一端，每一插針電連接於該電路裝置20』，也就是說，數個插針32』內端與該電路裝置20』連接，外端用於連接於外部裝置，比如連接外部電源，控制裝置等，將電信號傳遞於外部裝置。
[0072]根據本發明的一優選實施例，該連接元件30』的連接殼31』由尼龍材料？八66或者工程塑料製成，具有良好的絕緣性能，每一插針由黃銅冊2鍍金材料構成，以確保信號傳遞的穩定性。
[0073]該連接元件30』方便插拔，使得該電感式接近開關的連接更加簡便，免去接線過程的複雜工作，該連接元件30』也可以是合適型號的航空插頭，使得電路連接更加方便，穩定。
[0074]參照圖9是根據本發明一優選實施例的該電感式接近開關的軸向剖視圖，該電路裝置20』設置於一電路板201』上，安裝於該殼體單元的10』封裝殼體12』內部，該電路裝置20』包括一電源模塊21』，一振蕩模塊22』，一信號處理模塊23』，和一輸出保護模塊24』。
[0075]該電感式接近開關的連接元件30』連接於外部裝置時，該電源模塊21』用於提供該電路裝置20』的工作電源，將外部電源轉變為適合該電路裝置20』工作的電源，該電源模塊21』電連接於該振蕩模塊22』，該信號處理模塊23』以及該輸出保護模塊24』，也就是說，該電感式接近開關在工作過程中，該電路裝置20』通過該連接元件30獲得工作電源，進而將外部電源轉變為適宜該電路裝置20』工作的電源，同時該電源模塊21』具有穩壓作用，以保證該電路裝置20』正常穩定的工作。
[0076]對於普通的電源模塊，在通常工作環境中可以提供該電路裝置穩定工作的電源，可是在產生一些突變因素時，並不能很好的保證電路裝置穩定工作，比如在是室外複雜環境中，對於抗雷擊浪湧性能較差，根據本發明的一優選實施例，該電源模塊21』包括一穩壓元件211』，當電源模塊21』經受高能量衝擊時，該穩壓元件211』能以極高的速度(最高達1*10-12秒)使其阻抗驟然降低，同時吸收一個大電流，將其兩端間的電壓箝位在一個預定的數值上，從而確保後面的電路元件免受瞬態高能量的衝擊而損壞。也就是說，該穩壓元件211』提高了該電源模塊21』的穩壓性能，使該電感式接近開關具有更好的抗雷浪湧衝擊的電氣性能，適於室外作業，使其使用範圍更廣。
[0077]更近一步，該穩壓元件211』為一瞬變電壓抑制二極體(1%)，根據該電路裝置20』的振蕩模塊21，該信號處理模塊22』和該輸出保護模塊23各自的工作電壓、電流，以及能承受的最大電壓、電流，選擇和各電路模塊相匹配的瞬變電壓抑制二極體(1^3)安裝於該電源模塊21』，使得該電源模塊21』具有更好的穩壓性能，保護該電路裝置20』的振蕩模塊21』，信號處理模塊22』和輸出保護模塊23』免受高能量的衝擊。
[0078]根據本發明的一優選實施例，經過試驗驗證，該具有173管的電源模塊21』，可以承受2」的瞬間雷擊浪湧衝擊，保護了電路裝置20』在浪湧衝擊下不受損傷，提高了該電感式接近開關的使用壽命。
[0079]參照圖10是根據本發明的另一優選實施例的電路裝置模塊圖以及圖11是相應的電路圖，該振蕩模塊22』用於提供振蕩的電磁信號，該振蕩模塊22』包括一振蕩線圈221』和一振蕩電路222』，該振蕩線圈221』電連接於該振蕩電路222』，該振蕩線圈221』連接於該電路板201』的端部，與該殼體單元10』的感應層11』相對，該信號處理模塊23包括一檢波電路231，一放大電路232，一整形電路233，也就是說，在檢測金屬部件時，該檢測金屬部件1與該振蕩線圈221』位於該感應層11』的兩側，該振蕩線圈221』產生的振蕩電磁波信號需要穿過具有一定厚度的該感應層11』與檢測金屬感應，金屬檢測部件到達感應距離3時，金屬檢測部件內部產生渦流，吸收振蕩磁場產生的能量，使得振蕩減弱，該信號處理模塊22將電磁信號的變化通過檢波電路231』，放大電路232』，整形電路233』進行放大，處理，轉變為電信號，傳遞至輸出保護模塊24』的輸出電路241』，該輸出保護模塊24』將信號轉變為相應控制的開關變量輸出，通過連接元件30』傳遞至相對應的外部控制裝置。
[0080]參照圖12是根據本發明另一優選實施例的不同厚度，不同頻率的感應過程示意圖，根據本發明的一優選實施例，該振蕩電路222』協同該振蕩線圈221』產生的振蕩電磁波，先要穿過位于振蕩線圈222』和被檢測金屬部件1之間的感應層11』，再與檢測金屬1感應，而電磁波的振蕩頻率影響電磁波穿過該感應層11』透過率，而透過感應層11』的電磁波決定感應距離3，也就是說，調製合適的振蕩頻率？，對於檢測金屬部件的感應距離至關重要。
[0081]振蕩電路中電感匕電容和頻率？之間存在如下關係:
[0082]/ = ~~7==
[0083]而電感[大小與振蕩線圈222』的匝數II，振蕩線圈222』的直徑0有關，因此，要得到合適的振蕩頻率？需要協調振蕩線圈222』的匝數，振蕩線圈222』的直徑0以及振蕩電路中的電容0等變量之間的關係。
[0084]此外，電磁波透過感應層11』的透過率還與感應層11』的厚度有關，當感應層的厚度相對較小時，對不同頻率的電磁波的透過影響較小，而當該感應層11』厚度增大時，不同頻率的電磁波都有所減弱，但是不同頻率的影響程度不同，當達到一定厚度，比如1.5皿時，高頻電磁波完全不能通過該不鏽鋼感應層11』，也就是說，沒有有效的感應距離3，因此，該振蕩模塊22』中要協調該感應層11』的厚度!I，振蕩頻率？，感應距離3之間的關係。
[0085]根據本發明的一優選實施，該感應層11』為1.5.厚的不鏽鋼材質，調節該振蕩模塊22』中的電感匕電容0，振蕩線圈222』的匝數和直徑0，使得振蕩頻率？達到201^至30匕之間時，感應距離3達到3皿，也就是說，該一體式的不鏽鋼感應層11』厚度增大，使得耐流體高壓的性能增強，同時，振蕩模塊22』中頻率？的調節，使其具有一定的感應距離3。
[0086]換句話說，根據本發明的一優選實施例，該感應層11』 一體成型的連接於該封裝殼體12』，由不鏽鋼材質構成，厚度達到1.5臟時，振蕩頻率為2&至3&之間時，該振蕩線圈222』產生的振蕩電磁波可以穿過該感應層11』檢測金屬部件，感應距離達到3皿。
[0087]該信號處理模塊23』電連接於該振蕩模塊22』，該振蕩模塊22』產生的電磁信號，以及在檢測過程中引起的電磁信號的變化，傳遞至該信號處理模塊23』，該信號處理模塊23』將接收到的信息進行放大處理，轉變為開關量的電信號，傳遞至輸出保護模塊24』。
[0088]該輸出保護模塊24』電連接於該信號處理模塊23』，該輸出保護模塊24』用於接收該信號處理模塊傳遞的信息，轉化為控制信息輸出，將控制信息通過連接元件13』傳遞至相對應的外部控制設備。
[0089]傳統的電感式接近開關採用脈衝式短路保護，使其電磁兼容性能較差，根據本發明的一優選實施例，該輸出保護採用自鎖型短路保護，使得整體的電磁兼容性能優化。已試驗證明，群脈衝幹擾(￡51)，傳導幹擾(⑶)，輻射幹擾(⑶/即)等￡1(:指標都已達到￡^60947-5-2相關要求。
[0090]本領域的技術人員應理解，上述描述及附圖中所示的本發明的實施例只作為舉例而並不限制本發明。本發明的目的已經完整並有效地實現。本發明的功能及結構原理已在實施例中展示和說明，在沒有背離所述原理下，本發明的實施方式可以有任何變形或修改。
【權利要求】
1.一種電感式接近開關，用於檢測一金屬部件，其特徵在於，包括 一殼體單元，所述殼體單元包括一感應層和一封裝殼體，所述感應層連接於所述封裝殼體； 一電路裝置，所述電路裝置位於所述封裝殼體內部，所述電路裝置包括一振蕩模塊，一信號處理模塊，和一輸出保護模塊，在檢測金屬部件的過程中，被測金屬部件進入感應，使得振蕩磁場減弱，所述振蕩模塊產生振蕩電磁信號，信號處理模塊接收電磁信號，將電磁信號處理為可控制的開關信號，所述輸出保護模塊接收所述信號處理模塊傳遞的控制信號，並將控制信號輸出；和一連接元件，所述連接元件連接於所述電路裝置，所述連接元件將所述輸出保護模塊輸出的信息傳遞至外部控制設備； 其中，所述振蕩模塊包括一振蕩線圈和一振蕩電路，所述振蕩線圈電連接於所述振蕩電路，用於產生一定範圍的低頻電磁信號，以得到一定的感應距離。
2.如權利要求1所述電感式接近開關，其特徵在於，所述感應層一體成型地連接於所述封裝殼體。
3.如權利要求2所述電感式接近開關，其特徵在於，所述感應層材質採用不鏽鋼材質。
4.如權利要求1或3所述電感式接近開關，其特徵在於，所述振蕩模塊產生的振蕩頻率範圍為20k至30k。
5.如權利要求4所述電感式接近開關,其特徵在於,所述感應層厚度達1.5mm,得到感應距離達3mm。
6.如權利要求1所述電感式接近開關，其特徵在於，所述封裝殼體採用不繡鋼材質構成。
7.如權利要求1或5所述電感式接近開關，其特徵在於，所述封裝殼體包括至少一固定部，所述固定部形成螺紋結構，用於調節感應距離。
8.如權利要求7所述電感式接近開關，其特徵在於，所述所述封裝殼體包括至少一固定元件，所述固定元件形成一多邊形結構，提供工具操作位置。
9.如權利要求7所述電感式接近開關，其特徵在於，所述連接元件可拆卸地連接於所述封裝殼體。
10.如權利要求7所述電感式接近開關，其特徵在於，所述連接元件包括一連接殼和數個插針，每一插針固定地連接於殼體內部電路裝置。
11.如權利要求10所述電感式接近開關，其特徵在於，所述連接殼採用尼龍材料或者工程塑料製成。
12.如權利要求11所述電感式接近開關，其特徵在於，所述插針採用黃銅鍍金材料製成。
13.—種電感式接近開關，用於檢測一金屬部件，其特徵在於，包括: 一殼體單元，所述殼體單元包括一感應層和一封裝殼體，所述感應層連接於所述封裝殼體； 一電路裝置，所述電路裝置位於所述封裝殼體內；其中，所述電路裝置包括一振蕩模塊，一信號處理模塊，和一輸出保護模塊，在檢測金屬部件的過程中，被測金屬部件進入感應區，振蕩磁場減弱，所述振蕩模塊產生振蕩電磁信號，信號處理模塊接收電磁信號，將電磁信號處理為可控制的開關信號，所述輸出保護模塊接收所述信號處理模塊傳遞的開關信號，並將控制信號輸出；其中所述輸出保護模塊採用自鎖型輸出保護。
14.一種電感式接近開關，其特徵在於，包括: 一殼體單元，所述殼體單元包括一感應層和一封裝殼體，所述感應層連接於所述封裝殼體； 一電路裝置，所述所述電路裝置位於所述封裝殼體內；其中，所述電路裝置包括一電源模塊，用於將外部電源轉變為適於所述電路裝置工作的電源；一振蕩模塊，用於產生振蕩電磁信號；一信號處理模塊，用於處理所述振蕩模塊傳遞的電磁信號，和一輸出保護模塊，用於將信號處理模塊傳遞的開關信號輸出；其中，所述電源模塊包括一穩壓元件，使得電源模塊能夠承受一定電壓衝擊。
15.如權利要求14所述電感式接近開關，其特徵在於，所述穩壓元件為一瞬變電壓抑制二極體。
【文檔編號】H03K17/95GK104300957SQ201410412514
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月20日 優先權日:2014年8月20日
【發明者】何俊才, 吳斌, 陳坤速 申請人:上海索迪龍自動化有限公司