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摘要：由于密闭通道的不可视性，如何快速可靠的检测通道内上车的位置是一个值得研究的课题。文章基于干簧管非接触接近开关，设计了一种位置检测方法，并将其应用于密闭转运通道，保证转运通道的密封及完整性。
关键词：接近开关、干簧管、密闭转运通道、磁铁
一、引言
由于密闭通道的不可视性，如何快速可靠的检测通道内上车的位置是很困难的。常用的位置检测元件采用电感原理接近开关，当有金属物体（被检测物体）接近时，检测元件的电感发生变化，并发出开关量信号，由此便可“感知”有物体接近。这种接近开关和被检测物体之间必须保持无障碍物，需要安装在通道内部，且要有电缆引出，安装、检修不方便，影响转运通道的密封性。
为了不破坏转运通道的密封性，采用干簧管检测方法，在密闭转运通道内上车上适当位置设置永磁铁，通道外面对应位置设置干簧管，通过“磁体吸附、干簧管闭合”的原理来检测密封通道内上车的位置，干簧管与通道之间没有电缆连接。
二、转运通道及干簧管介绍
（1）物料转运是生产线生产过程中的辅助生产过程，它是各个工序之间不可缺少的重要环节。密闭转运通道，采用上下车结构，上车在通道内部运行输送物料，下车在通道外部运行，二者通过磁力方式进行传动，实现了物料与通道外部无泄漏可靠密封。
（2）干簧管是干式舌簧管的简称，是一种有触点的无源电子开关元件，其外壳一般是一根密封的玻璃管，管中装有两个铁质的弹性簧片电板，还
灌有一种叫金属铑的惰性气体[1]。平时，玻璃管中的两个由特殊材料制成的簧片是分开的。当有磁性物质靠近玻璃管时，在磁场磁力线的作用下，管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触，簧片就会吸合在一起，使结点所连接的电路连通。外磁力消失后，两个簧片由于本身的弹性而分开，线路也就断开了。
（3）干簧管种类
根据大小可分为超小型（玻璃管长10mm以下、管径2mm以下）、小型（玻璃管长10~30mm、管径3~4mm）、大型（玻璃管长30mm以上、管径4mm以上）。
根据出点形式分为A型（常开型：在施加外部磁场时接点才闭合，而在平时，保持打开状态）、B型（常闭型：在施加外部磁场时接点才闭合，而在平时，保持闭合状态）、C型（转接开关型）。
三、干簧管在金属密闭转运通道中的应用
在密闭转运通道中，上车和下车应该是在同一位置，但是由于各种原因，上车和下车很容易出现脱扣，即上车和下车分开。故需要确定上车所在位置。由于转运通道的密闭性，上车的位置难以判断。
根据“磁体吸附、干簧管闭合”的原理，以下采用超小型、常开型号的单触点干簧管，设计了一种简单的非接触式位置检测方法。
（1）在转运通道侧壁外间隔一定距离（如30mm）设置一个干簧管。
（2）为了更直观的显示出上车位置，可用发光二极管和干簧管串联连接后，接入直流电路。
（3）在通道内上车上，对应壁外干簧管位置，固定一块永磁体。
（4）上车（即磁铁）在通道内移动时，逐渐靠近干簧管，当距离一定时（与磁铁大小有关），干簧管簧片吸合接通，发光二极管点亮。上车继续移动远离干簧管时，外加磁场消失，簧片恢复原状，电路断开，发光二级管熄灭。
这样在通道外通过观察一个或相邻的多个二极管发光，就可以直观的判断出上车所在位置，位置误差与设置干簧管的间距有关。同时由于干簧管和上车非接触，且和通道没有直接的电缆等连接，保证了通道的密闭性。
四、安装及注意事项
（1）当在一根靠近地位置上使用多个干簧管，亦可能会出现类似磁场干扰，导致工作特性改变及误动作。若发现存在这种干扰，则干簧管之间必须分隔15mm以上距离。
（2）磁体NS极方向和干簧管保持平行布置，且确保干簧管在比较灵敏位置。（干簧管和磁铁确保在同一高度，且垂直中心距离不超过干簧管最大动作距离）。
（3）磁体和干簧管垂直布置时，当磁体在干簧管中心时，干簧管是断开状态。
（4）干簧管的触点和簧片是相当小而精致的，所以它难以承受高压或大电流。电流过大时，簧片会因过热失去弹性。
（5）由于磁簧开关比较脆弱，需要恰当选择引出线的弯曲点，避免损坏玻璃和密封件。
五、结论
采用干簧管这种非接触式位置检测方法，可以检测上车在密闭转运通道中的位置，保证了转运通道的密闭完整性，并能通过上车位置，判断上车与下车是否脱开。而且由于干簧管具有体积小、成本低、响应速度快、使用方便、寿命长等优点，在实际工程应用中，可以根据需要加工成各种样式。
参考文献
[1]张桂红.实用新型电子元器件 福建科学技术出版社，2005
论文作者:陈宗猛,张哲
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/9
标签：通道论文; 干簧管论文; 簧片论文; 位置论文; 磁体论文; 磁场论文; 磁铁论文; 《建筑学研究前沿》2019年1期论文;