超声波接近开关
用于检测距离物体然后做出相应动作的传感器
超声波接近开关是用于检测距离物体然后做出相应动作的一种传感器，可检测到2.5cm至10m内的任何物体，误差小，精度高，广泛用于各类自动化产品中。
产品介绍
超声波接近开关，可检测到2.5cm至10m内的任何物体。超声波接近开关用于检测不同材料、外形、颜色或浓度的物体，具有极佳的精确性、灵活性和可靠性。其应用范围非常广泛。不管是液位测量还是高度测量，不管是距离测量还是装瓶计数，不管是2.5cm 还是10m，各种不同特性的物体都可检测。并且可以是固体、液体、粉末，甚至是透明物体。检测与表面的性质无关，表面可以粗糙或平滑、清洁或脏污、潮湿或干燥。接近开关传感器结构非常坚固，对脏物、环境光线或噪声不敏感。
参数
■突出特点
测量精确至毫米
不受颜色和材料影响， 甚至是透明物体亦可检测
单独参数设定
小巧，紧凑外壳(M18S)
高重复精度
全球范围内使用：UL/CSA认证
可适用于Ex Zone 2/22
对温度，噪音，灯光或水不敏感
带有IQ-Sense的传感器
■PXS系列超声波接近开关按照其技术类型和设计特性进行分类：
SIMATIC传感器
PXS100紧凑系列K0，紧凑系列3SG16，直通波束传感器
PXS200紧凑系列M30 K1，紧凑系列M18S，紧凑系列K08，紧凑系列K21
PXS300紧凑系列M30 K2，紧凑系列M18，紧凑系列K65
PXS400紧凑系列M30 K3
PXS800紧凑系列M18 ATEX，紧凑系列M30 K3ATEX
PXS900双层板监控
■应用
超声波传感器具有超出您的想象的众多应用领域：
填充物位和高度感测
间隔测量
线圈直径感测
瓶子计数
尺寸测量
材料堆积高度测量
直径和速度测量
轮廓测量
回路监控
质量检验
距离监视
填充液面测量
尺寸测量 材料堆积高度测量
直径和速度测量 轮廓测量
回路监控 质量检验
距离监视 物料、液位测量
■功能
超声波接近开关只借助于空气介质进行工作，可以检测可反射超声波的任何物
体。传感器循环发射超声波脉冲。这些脉冲被物体反射后，所形成的反射波被
接收并转换成一个电信号。入射回波的探测是根据其强度，而回波强度则取决
于物体和超声波接近开关之间的距离。超声波接近开关按照反射波传播原理进
行工作，即评估发射的脉冲和反射波脉冲之间的时间差。传感器的结构可使超
声波波束以锥形的形式发射。只有位于此声锥中的反射物体才得到检测。在传
感器表面与感应范围之间的盲区内，反射波因物理原因而无法被评价。
■声锥
■分辨率
分辨率是使接近开关的输出发生改变的到物体的距离的最小改变。内部分辨率
为256或4096步。如果在边城过程中输入超过此分辨率的数值，则程序会自动
对它们进行校正。校正过的值会显示在窗口中并带有一条消息。
■示例
超声波接近开关3RG6014 - (60 - 600 cm)
对于60至600cm 的感应距离，分辨率为1.3 mm：6000 mm - 600 mm = 5400 mm
5400 mm/4096 = 1.3 mm(12 bit)
如果测量范围受到限制，则步距大小就会降低，因为被分为4096步的距离降低
了。但最小步距值被电子电路限制为1mm。如果感应距离受到限制，则分辨率就
会提高。
■温度补偿
小型系列M30 K2，M30 K3和M18以及模板化系列II超声波接近开关安装有温度传
感器和用于平衡由温度变化所引起的工作距离改变的补偿电路。可以在整个温度
范围内进行温度补偿。这意味着可以取得±1.5%(小型系列M30 K2和M30 K3)或
±2.5%(小型系列M18)的绝对精度。
■带开关量输出的工作模式
带开关输出的超声波接近开关(图中显示了带常闭功能的传感器)可以根据其类型
在以下模式中使用。
仅为发射器，仅为接收器
在此工作模式下的每种情况下都需要两个超声波接近开关。一个用作接收器，另
一个用作发射器。共有两种可能的应用：
■直通波束传感器
只对接近开关之间是否存在物体进行评估。距离是正常距离的两倍。工作距离的
调节和模拟量输出的评估在此情况下并不重要。
■活动测量系统：
超声波信号从发射器到接收器的传播时间得到测量。为此，必须将两个接近开关
的允许输入连接在一起。接近开关的选件仍然可用，其范围为正常范围的两倍。
发射器和接收器
这是超声波接近开关的正常工作模式；它的作为一个典型的接近开关使用。
■漫射传感器：
在此情况下，被检测的物体充当反射器。一旦物体进入预设的工作距离，来自此
物体的反射波可引起接近开关的输出信号发生改变。
■反射传感器：
在此情况下，在接近开关的对面要安装一个永久安装的反射器(如一块小金属板
)。工作距离根据此反射器进行调节。如果接近开关和反射器间的通路被阻断，
则传感器就检测不到反射器，因而在开关输出处触发一个变化。
■超声波接近开关的结构非常坚固，对脏污、振动和环境噪声不敏感。
■食品加工行业应用
若用于食品或腐蚀性化学物质中，根据要求，超声波传感器还可采用特氟龙薄膜
进行保护，并配以不锈钢外壳。使用超声波技术的超声波接近开关可以检测各种
类型的物体，包括各种液体、粉末或颗粒以及有色和透明物体。不管物体表面是
粗糙还是光滑，是清洁还是脏污，是潮湿还是干燥，对于sonar-BERO来说都不重
要。甚至在最大工作距离上，所有物位或光滑表面都可以可靠得到检测，与声锥
的角度偏离最大可达大约3°。根据物体的峰- 谷高度，角度偏离可能更高。通
常，物体可以从各个方向进入声锥。
■用于Ex Zone 2/22的接近开关
超声波接近开关PXS800已通过EU Guidline94/9/EG(ATEX)Appendix V III
认证。包括：
Gas EX II 3G EEx nA II T6 X
Dust EX II 3D IP65 T 80°C X
通过ATEX认证的超声波式接近开关的功能与标准接近开关相同。
■人身安全
由于其固有的物理性质，超声波接近开关不能用于与安全有关的应用例如(保护
人身安全)。
■其它信息
1、有效表面---------超声波接近传感器的有效表面是发射和接收超声波的表面
(IEC)。
2、参考轴---------参考轴是与有效表面垂直并通过其中心的轴(IEC)。
3、感应范围---------感应范围是指可以设置工作距离的范围 (IEC)。对于超声波
接近开关而言，感应范围是3cm至10m，取决于传感器类型。传感器的结构可使
超声波波束以锥形的形式发射。只有位于此声锥中的反射物体才得到检测。在
传感器表面与感应范围之间的盲区内，反射波因物理原因而无法被评价。
4、工作距离-------工作距离是目标沿参考轴接近有效表面时引起输出处信号发生
改变的距离( IEC)。
5、额定工作距离sn------额定工作距离是用于定义工作距离的一个常规变量。不
考虑被测物体的散射以及由电压或温度等外部影响所引起的变化(IEC)。
6、实际工作距离Sr--------实际工作距离是指在确定的温度、电压和安装条件
下，一个特定接近开关的工作距离(IEC)。
7、精 度--------准确度是指真实距离与指示值之间的一个允许误差。声纳型
接近开关的精度取决于内部公差以及空气的某些物理参数如湿度、大气压力和
空气移动。这些参数会影响声音传播时间，因而影响接收到的测量值。
8、大气压力-------在永久性位置处任何其它的大气变化对声音传播时间的影响可
忽略不计。在海拔高度和3000m高度之间，声音传送速度下降不到1%。声音
无法在真空中传播。
9、空气湿度-------在室温和更低温度下，湿度对声音传播时间的影响可忽略不
计。在较高温度下，声音的传播速度会随湿度的增加而增加。声音传播时间取
决于空气的温度。在这里，将20°C 的空气温度用作参考值。声音速度随空气
温度的变化为0.17%/K。这种与温度相关的声音传播时间的改变意味着，随着
温度的上升，到物体的距离似乎缩短了。举例来说，+10°C 的的温度改变将导
致声音速度改变大约+1.75%，因此，工作距离就会改变+1.75%。
10、气体类型------超声波接近开关设计用于在大气中工作。如果在其它种类气体
中使用该传感器，则声音速度和衰减数值的不同会导致显著的测量误差甚至出
现故障(例如在一氧化碳中)。
11、气 流-------因空气流动方向和流动速度不断变化而引起的声音速度的改
变无法用通常使用的公式进行定量。高温物体(例如灼热的金属)会引起空气扰
动。这种扰动的空气会使超声波发生散射或偏转。无法生成可被评价的反射
波。
12、降 水--------以雨、雪形式出现的低程度的降水对超声波接近开关的功能
不会产生不利影响。但不要使传感器表面变得潮湿。结露是允许的。
13、喷 漆--------这对超声波接近开关的功能没有明显影响。但为了防止对传
感器的灵敏度造成有害影响，不应将油漆喷到传感器有效表面上。
14、外部声音---------外部声音与系统产生的反射波是有区别的，它通常不会引
起故障。
15、重复精度R---------重复精度是指在确定条件下真实工作距离sr上的变化
(IEC)。重复精度是在23°C(±5°C)、在规定范围相对湿度内和确定电源电压
下在8小时内测量得到的。超声波接近开关的重复精度为满刻度的0.15%。
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