Виды и принцип работы вибрационных датчиков, монтаж и применение

Вибрационный датчики являются одними из самых надежных приборов в определении уровня жидких сред. К тому же, они не требуют обслуживания другими приборами.

Содержание

Датчик можно применять для следующих типов жидкостей и сыпучих веществ:

  • Жидкости пищевой промышленности – масло, растворы с солью, вода или молоко;
  • Жидкости, которые непригодны для еды – сточные и технические воды, жидкости в паровых котлах, конденсат.

Принцип действия вибрационных извещателей

Вибрационные датчики по принципу работы и внешнему виду очень похожи на камертон. В работе задействован пьезоэлектрический кристалл, приводящий в действие внешнюю вилку, настроенную на определенную частоту. Кристалл заставляет делать ее определенные колебательные движения на своей частоте. По мере погружения вилки в сыпучую или жидкую среду колебательные движения могут меняться. Данное изменение полностью зависит от свойств материала, в котором в данный момент находится вилка, частота ее колебаний по отношению к плотности среды пропорциональна в обратном порядке. Это означает, что период колебаний будет меняться в зависимости от вилки, которая погружена или не погружена в нужную среду.

Датчик, который применяется для определения уровня жидкости, определяется от периода колебаний вилки. Датчики, предназначенные для сыпучих сред, работают на принципе амплитуды. Все данные передаются на встроенный приемник, а затем переходят на усилитель.

Если у вилки меняется собственная периодичность колебаний, то она сразу передается на прибор, и приходит сигнал об оповещении достижения необходимого уровня.

Датчик вибрационный

Какие виды датчиков существуют

Вибрационные датчики, определяющие уровень жидкости или сыпучего материала, делятся на несколько видов.

По типу чувствительного элемента

Оптические вибрационные датчики

Чаще всего они используются для измерения вибрации строительных объектов. А также они находят применение в исследовательских лабораториях. Преимуществами такого типа датчика являются: пожаробезопасность, высокая чувствительность, маленькие размеры, высокая электроизоляционная прочность, стойкость к коррозии. Чувствительный элемент такого датчика — это волоконная брэгтовская решетка. Это структура с определенным периодом, которая располагается в оптическом волокне и отражает только определенный спектр длины волны. В анализаторе сигналов находится лазер, который отправляет некоторое количество волн около 100 раз в одну секунду.

Оптические вибрационные датчики

Пьезоэлектрические датчики

Принцип действия пьезоэлектрического датчика основан на прямом эффекте, который превращает энергию механики в электрическую. Пьезоэлектрический эффект достигается, благодаря связи среди механических свойств материала и электрических, а также кристаллических. В определенный момент к пьезоэлектрику применяется механическое напряжение, и он совершает поляризацию в заданном направлении, и среди его граней происходит разность потенциала энергии.

Благодаря полученным данным можно определить величину силы, которая действует на пьезокристалл. Но, у такого принципа работы есть одна сложность. Пьезокристалл- это емкость с определенным зарядом, и она существенно отличается от обычной батарейки. Пьезоэлектрик можно каким-то образом изменить и оставить его в таком состоянии, после чего напряжение начнет уменьшаться из-за того, что на нем начнут оседать ионы воздуха до тех пор, пока не приблизятся к нулю. Именно из-за этого датчик удобнее всего применять для быстрых измерений.

Пьезоэлектрические датчики

Трибоэлектрический

Датчик используют чаще всего в оборудовании заграждений по периметру определенной местности. Он нужен для получения сообщений тревоги, полученных из-за определенных механических изменений в конструкции ограды, которые создаются во время попытки вторжения объекта на строго охраняемую территорию. Благодаря датчику обеспечивается обнаружение объекта, нарушившего границу территории, который пытается перейти сплошные или сетчатые заграждения.

Как правило, сигнал передается, когда нарушитель пытается каким-либо образом деформировать конструкцию, установленную по периметру территории. В основе работы датчика лежит чувствительный элемент с эффектом трибоэлектричества и специального блока, который обрабатывает сигналы. Их соединение осуществляется благодаря герметично сделанному разъему без дополнительных переходников.

Трибоэлектрический датчик может устанавливаться на:

  • металлическую сетку;
  • сетку из металла, сделанную путем сварки;
  • тонкий лист из металла;
  • доски из дерева толщиной не более 40 мм.
  • объемную или плоскую металлическую ленту с элементами армирования.

Трибоэлектрический датчик

По типу совмещения чувствительного элемента и блока обработки сигнала

По типу сборки датчики делятся на моноблочные и двухблочные. В моноблочных датчиках приемник и сам излучатель располагаются в одном корпусе. У датчиков, состоящих из двух блоков, приемник сигнала и источник излучения находятся в разных корпусах.

Моноблочная система

Рефлекторные датчики располагают в одном корпусе и приемник сигнала, и передатчик самого оптического сигнала. Для осуществления отражения луча применяется специальный рефлектор или катафот. Подобные датчики часто применяются на заводах в конвейерах для точного определения количества выпускаемой продукции. Для того, чтобы обнаружить сами объекты, там есть фильтр поляризации. Дальность действия может достигать около 8 метров.

Также в датчиках диффузионного отражения есть источник оптического сигнала, который располагается в одном корпусе с его приемником. Чтобы сделать срабатывание более точным, в устройствах предусмотрено подавление внешнего фона. Дальность действия такого датчика около 2 метров. В таких датчиках есть индикатор состояния работы и чувствительности, с помощью которого может быстро обнаружиться объект.

Рефлекторные датчики

Система с выносным датчиком

Существуют барьерные датчики с устройством из двух частей. У таких приборов приемник и сигнальный излучатель располагаются в разных корпусах, но они всегда находятся строго на одной оси напротив друг друга. Два прибора могут находиться друг от друга на расстоянии около 100 метров. Объект, который попадает в зону наблюдения датчика, останавливает путь действия луча. Приемник замечает изменение и после его фиксации передает сигнал на другое устройство.

По количеству одновременно контролируемых точек

Датчики разделяются на однопозиционные и многопозиционные устройства. Однопозиционные устройства могут контролировать только одну точку. Многопозиционные приборы применяют при необходимости контроля сразу нескольких точек.

Однопозиционные датчики

Используются для того, чтобы зафиксировать вход на охраняемую территорию или на ее отдельную часть. После чего устройство передает тревожный сигнал с помощью разъединения контактов используемого реле.

Однопозиционные датчики

Особенности прибора:

  • прибор отлично функционирует в помещении при использовании сильной вентиляции и может маскироваться пропускающими радиоволнами, материалами;
  • присутствует функция регулирования охраняемой зоны;
  • устройство может функционировать с открытой панелью;
  • питание датчика происходит от источника тока с напряжением от 12 В до 24 В.

Предназначен для обнаружения проникновения в охраняемое помещение или его часть и формирования тревожного извещения путем размыкания контактов исполнительного реле.

Прибор не фиксирует следующие помехи:

  • движение небольших животных в зоне 2 м от нахождения прибора;
  • импульсы грозы;
  • движение человека на расстоянии 200 см;
  • излучения соседних радиостанций.

Однопозиционные датчики

Многопозиционные датчики

Датчики, которые могут контролировать сразу несколько позиций, используются вдоль линии ограждения на опорах или по верху линии охраны. Они могут обнаружить человека, который пересекает охраняемую территорию. Граница строго охраняемой территории может быть ломаной и состоять из разных по размеру участков.

По типу обрабатываемого сигнала

По типу обрабатываемого сигнала датчики делятся на аналоговые и цифровые.

Аналоговые датчики

Аналоговые датчики нужны для того, что получать информацию в реальном времени о точных физических характеристиках. Принцип работы основан на преобразовании определенной величины в электрический сигнал, который распознают и обработают линии связи. Такие приборы всегда располагают на достаточно отдаленном расстоянии от главного контроллера. Очень часто такие датчики называют полевыми.

Аналоговый датчик включает в себя такие части:

  • чувствительный сенсор, который переводит физическую величину в необходимый электрический сигнал;
  • контроллер, который преобразовывает сам сигнал.

Цифровые датчики

Работа цифровых датчиков основана на резонансном преобразовании электроэнергии, с помощью которой можно отследить все изменения тока в специальном контуре. Самым главным параметром здесь будет направление тока, а не его величина.

По типу выходного сигнала

Аналоговый

Датчик, который имеет аналоговый выход в роли напряжения, как правило, подключается к входу через специальную схему, которая превращает сигнал в простую двоичную форму. В роли такой схемы может выступать специальный триггер Шмидтта, компаратор или стабилитрон. С помощью компаратора могут быть доступны такие функции, как обратная связь, поддающаяся регулировке. Это очень часто применяется в фотореле, там они используются для превращения изменения сигнала фототранзистора в низкий или высокий сигнал.

Аналоговые датчики

Также аналоговый выход сигнала может быть обработан при помощи цифровой внешней схемы, которая осуществляется внутри небольшого контроллера или с использованием специальных микросхем.

Цифровой

В цифровой сфере электроники передача данных между частями устройства осуществляется с помощью специальной шины связи. Схема очень просто разрабатывается, это связано с тем, что данные по очереди передаются по двум разным проводам, и компоненты могут одновременно подключиться к одной шине. Обычно, на этой шине есть главное устройство и несколько второстепенных. Ведущие устройства могут передавать, так и принимать все необходимые данные. Из-за того, что к одной шине может подключаться сразу несколько устройств, у каждого имеется свой индивидуальный адрес для того, чтобы их можно было точно опознать.

цифровые датчики

По используемым каналам связи

Датчики делятся на проводные и беспроводные по типу использования каналов связи.

Проводные датчики

Использование проводных датчиков движения для сигнализации имеет несколько преимуществ по сравнению с беспроводными:

  • не требуют заряда батареи аккумулятора;
  • прибор можно удалить от объекта на достаточно большое расстояние. Это часто используется в железобетонных конструкциях и капитальных объектах строительства;
  • нарушители не смогут прекратить передачу информации какими-либо действиями, также, как и повредить провод. При повреждении провода раздается сигнал тревоги.

Но, у таких датчиков есть один недостаток. Они требуют достаточно дорогостоящего монтажа системы проводки. Это может быть проблематично на объектах исторической ценности.

Проводные датчики

Беспроводные датчики

Беспроводной датчик сигнализации — это автономный прибор, который осуществляет свои функции при помощи аккумулятора или специальной батареи. Из этого следует, что наиболее важной характеристикой беспроводного устройства является его срок действия. Как правило, этот срок равен одному году.

Если в работе применяются более дешевые модели, то срок их эксплуатации может составлять всего несколько месяцев. Это объясняется тем, что у них используются дешевые электронные элементы, и отсутствуют какие- либо алгоритмы. А также, если на датчик часто передаются срабатывания сигнала, то батарея будет разряжаться еще быстрее.

Беспроводные датчики

Принципы срабатывания

По принципу срабатывания датчики делятся на систему превышения порогового значения и обработку с помощью алгоритмов.

Превышение порогового значения

Датчики, которые работают по принципу превышения порогового значения, осуществляют следующие функции:

  • всегда выполняют начальную диагностику;
  • способны узнать процент загазованности в реальное время;
  • проверяет итоговые данные;
  • включает режим градуировки или калибровки. Также датчик умеет самостоятельно блокироваться при наличии опасной зоны взрыва;
  • сохраняет данные за несколько дней и самостоятельно составляет их протокол;
  • в определенные моменты времени проводит самостоятельную диагностику, при отказе показывает сообщение о нем;
  • имеет возможность подключения дополнительных устройств сигнализации.

Принцип действия датчика вибрации

Обработка данных алгоритмами

Датчики с таким принципом работы могут осуществлять функции по нескольким вариантам сразу. Преимущество данного способа в том, что данные устройства способны к анализу данных и более точным измерениям.

По методу настройки

Датчики также различаются по своим методам настройки. Они могут быть автоматические, полуавтоматические или настраиваться по принципу сменных фильтров.

Датчик

Автоматическая настройка датчика

Автоматическая настройка устройств будет очень удобной для людей, которые имели мало опыта с подобными приборами. Преимуществами такого метода являются:

  • самостоятельный анализ данных территории или области, на которой расположено устройство;
  • автоматическая настройка функций для измерения физических величин.

Полуавтоматическая настройка

Приборы с полуавтоматической настройкой включают в себя функции, которые можно настроить вручную. Это очень удобно в случаях, когда нужно получить какие-то конкретные измерения.

Датчик вибрации

Сменные фильтры

Устройства с принципом работы сменных фильтров удобны тем, что можно их менять в зависимости от нужных данных, определенной местности или области.

Достоинства и недостатки устройства

Датчики предельного уровня — это устройства, которые позволяют быстро измерить необходимые физические величины. Приборы имеют свои достоинства и недостатки.

Основными преимуществами датчиков предельного уровня является непрерывный контроль уровня наполненности резервуара и полная встраиваемость приборов уровня в автоматизированные системы. Также на подобных датчиках можно установить автоматический анализ данных.

Преимущества:

  • простая конструкция с неподвижными частями;
  • нечувствительность к неоднородной среде и внешним изменениям;
  • можно установить в любой точке и в любом положении пространства;
  • точно вычисляют дисперсность и плотность любой жидкости.

Недостатки:

  • могут работать только в жидкой среде, которые способны стекать с вилки измерения при уменьшении уровня;
  • возможность заклинивания прибора при наличии в среде твердых частиц больше 5 мм.
  • недостаточно высокая точность измерения;
  • зависимость от окружающей температуры.

Особенности монтажа и использования

Если знать особенности использования и монтажа охранной сигнализации, то ее можно установить самостоятельно.

  • Монтаж устройства нужно производить с учетом правил, которые прописаны в документации на конкретный прибор. Также каждая отдельная группа устройств имеет свои индивидуальные правила установки и использования.
  • Монтаж охранной сигнализации- это осуществление соединений электрических деталей между собой. В данном случае это прибор и датчик.
  • Выполнять соединения деталей нужно с помощью пайки на колодке самого устройства или в специальной распределительной коробке.
  • Необходимо правильно определить места установки датчиков. Обычно это двери, окна и стены, которые не являются несущими.

Обзор производителей и моделей

Geoquip

Джеокуип- это компания, которая представляет разработки для охраны определенной территории, принцип работы которых основан на сенсорных кабелях. Их приборы отлично справляются с регистрированием малейших механических колебаний.

GD5000-1Е

Устройство, которое способно объединяться с сенсорным кабелем. Это самостоятельная охранная система для ограждений длиной около 300 метров. Датчик работает по принципу оцифровки аналоговых сигналов во время проникновения нарушителя.

GD5000-2Е

Устройство обладает теми же функциями, что и его предшественник. Отличие состоит в том, что оно может работать на двух зонах сразу.

GD5000-2Е датчик

GCMMB-4

Преимущество данного датчика состоит в том, что он может контролировать охраняемые территории на 4 зонах одновременно.

Bosch Security Systems

Данная компания является надежным производителем охранных систем, которые включают в себя датчики и системы видеонаблюдения.

ISN-SM-50

Устройство анализирует все полученные сигналы и сразу сравнивает их с диапазоном частоты. Такие инструменты обычно используют для взлома сейфа или ночных ячеек. Радиус функционирования прибора около 4 метров.

Датчик ISN-SM-50

ISP SM 90-120

Это сейсмический датчик, который применяется для охраны специальных банкоматов, бронированных помещений или хранилищ. Устройство способно обнаружить все самые известные инструменты нарушителей: кислородные горелки, опасные вещества или алмазные инструменты.

ISN-SM-80

Устройство можно легко установить в любом тесном пространстве. Часто применяют для защиты сейфов или ночных ячеек.

OPTEX

Компания используют надежные и разнообразные системы защиты, которые используют охраняемую линию в несколько уровней. Она включает в себя охрану средней зоны, защиту помещений и охрану по периметру территории.

OPTEX датчик чёрный

VIBRO

Охранный датчик, который работает на поверхности в радиусе действия около 3,5 метров. Чувствительность прибора можно настроить в режиме обучения, что очень удобно для начинающих пользователей.

FD-342

Охранный двузонный датчик, который обладает следующими преимуществами:

  • охрана территории длиной 2 км;
  • 25 параметров настройки;
  • возможность установки собственного анализатора;
  • гарантийный срок 2 года.

FD-525

Устройство, которое способно одновременно охранять около 25 зон. Прибор имеет следующие преимущества:

  • 25 зон длиной около 800 м;
  • 25 параметров в настройках;
  • возможность установки индивидуального анализатора;
  • гарантийный срок 2 года.

FD-525 датчик

Правила эксплуатации

Охранная сигнализация должна работать круглосуточно. Но, для правильного ее функционирования, необходимо регулярно ее проверять. Для этого нужно выполнить следующие действия:

  • Связаться с постом охраны, сообщить свою фамилию и пароль и предупредить о проверке.
  • Не заканчивая связь, нажать на кнопку тревоги.
  • Проверить передачу сигнала на пульт управления.
Добавить комментарий
Adblock
detector