圖1  載重車輛和移動(dòng)式工程機(jī)械要在各種不同的惡劣環(huán)境中工作。在它們的工作過程中，傳感器扮演著重要的角色

在現(xiàn)代化的載重車輛和移動(dòng)式工程機(jī)械中，越來越多的電子技術(shù)承擔(dān)著調(diào)節(jié)這些昂貴機(jī)械的任務(wù)，使得它們高效地完成應(yīng)該完成的任務(wù)。也就是說：節(jié)約能源、節(jié)省原材料并且節(jié)省時(shí)間。要做到這一切只有依靠高效的傳感器：在惡劣環(huán)境中工作、非常堅(jiān)固、長壽命并且高效的傳感器。

載重車輛和移動(dòng)式工程機(jī)械要在各種不同的惡劣環(huán)境中工作。在它們的工作過程中，傳感器扮演著重要的角色（圖1）。它們向控制器發(fā)送有關(guān)轉(zhuǎn)速和傾角的數(shù)據(jù)，報(bào)告著機(jī)械手、抓斗、鏟叉的位置以及密封缸的工況，傳遞著輔助設(shè)備的工作情況以及其他更多信息。在這長長的技術(shù)要求明細(xì)最上方，是對(duì)傳感器可靠性和質(zhì)量的要求：因?yàn)檩d重車輛每天都在行駛，其維修服務(wù)團(tuán)隊(duì)不可能像工廠中固定設(shè)備的維修團(tuán)隊(duì)那樣在幾分鐘內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場。在傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，無論如何載重車輛要在緊急狀態(tài)下能夠堅(jiān)持行駛。它所使用的儀器設(shè)備應(yīng)能長久地承受冷、熱、雨、雪、海水潮氣、腐蝕性化學(xué)介質(zhì)以及振動(dòng)和顛簸的影響。

除了在車輛制造技術(shù)中改進(jìn)、提高，進(jìn)一步研發(fā)新的傳感器之外，非接觸式原理的傳感器已成為最明顯的發(fā)展趨勢。工作時(shí)無磨損的傳感器保證了很長的使用壽命和很高的機(jī)械設(shè)備、儀器使用可靠性。無論是電感式、電容式、電磁式、光學(xué)或者超聲波技術(shù)，在Pepperl+Fuchs公司的產(chǎn)品目錄中，總能找到適合于在車輛制造和移動(dòng)工程機(jī)械中完成常規(guī)任務(wù)或者特殊任務(wù)的傳感器。

適合特殊應(yīng)用的特殊性能

如圖2所示，不同工程機(jī)械應(yīng)用所需不同的傳感器解決方案：測定狀態(tài)、位置、傾斜和角度位置的傳感器。根據(jù)具體的使用情況，傳感器系統(tǒng)又有著不同的特性。其電壓范圍10～60V，滿足了傳統(tǒng)車輛啟動(dòng)電壓12V、24V和48V的要求；連接電纜都具有很好的耐油性能，電纜的橫截面積有0.5mm2和0.75mm2兩種。更值得一提的是：具有很高抗干擾性能和電磁兼容性（EMV）。因此，高性能的車用傳感器系列產(chǎn)品滿足了e1級(jí)的公路車輛行駛常規(guī)所需的認(rèn)證許可。

例如：M12、M18和M30系列圓柱形電感式傳感器就是最好的工程機(jī)械所用傳感器。它們具有e1級(jí)的認(rèn)證許可，非接觸式的工作；由于工作原理是電感式，安全防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP68和IP69K，在惡劣的工作環(huán)境中非常堅(jiān)固耐用；適合于在環(huán)境溫度-40～+85℃的范圍內(nèi)使用。在建筑機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械中常用的就是這種傳感器，如挖掘機(jī)挖斗和輔助裝置的監(jiān)控。在這些機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用中，快速更換系統(tǒng)在節(jié)約時(shí)間和費(fèi)用方面起到了積極的作用。在農(nóng)業(yè)收割機(jī)中，這些傳感器用來對(duì)不同擋板、傳送裝置、收割機(jī)構(gòu)或者自鎖裝置進(jìn)行監(jiān)控。非常實(shí)用的圓柱形外殼使它能夠毫無問題的安裝在機(jī)械中的任何部位。

圖2  移動(dòng)式工程機(jī)械惡劣的工作環(huán)境對(duì)傳感器提出了很高的要求

超出標(biāo)準(zhǔn)要求的三倍

高達(dá)100V/m的抗干擾性能使得這一傳感器超過了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的30V/m的三倍多，矩形的F33和VariKont型電感式傳感器也是如此。其中VariKont系列傳感器還可以在大型建筑機(jī)械以及物流領(lǐng)域中的港口起重機(jī)中使用，尤其當(dāng)電纜長度較長時(shí)、因裝卸要求沒有規(guī)定長度的電纜可用時(shí)。有著鋼質(zhì)保護(hù)層、包括不銹鋼外殼的圓柱形電感式傳感器主要應(yīng)用領(lǐng)域是腐蝕性特別強(qiáng)的環(huán)境。例如用于酸和化學(xué)產(chǎn)品運(yùn)輸車輛，港口碼頭的吊具或者起重設(shè)備等長期與含鹽潮氣、垃圾處理或者經(jīng)常要用高壓清洗的設(shè)備中。

消防隊(duì)也希望實(shí)時(shí)報(bào)警

F99型傳感器滿足了e1級(jí)的認(rèn)證許可，適合于在復(fù)雜車輛傾斜角度或者輔助設(shè)備調(diào)整、活動(dòng)部件的收放等過程中使用。在挖掘機(jī)中，F(xiàn)99在地面不平時(shí)報(bào)警；在起重車輛、叉車或者消防車的云梯使用過程中，F(xiàn)99都能在出現(xiàn)臨界傾斜角度之前報(bào)警。這種集成了彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)的微型機(jī)械檢測元器件包括其電氣控制系統(tǒng)都安裝在一個(gè)堅(jiān)固的金屬盒中，其安全防護(hù)等級(jí)達(dá)到了IP68/IP69K，因此可以無需其他防護(hù)裝置直接安裝在車輛中使用。

圖3  不同移動(dòng)式工程機(jī)械應(yīng)用所需不同的傳感器解決方案：測定狀態(tài)、位置、傾斜和角度位置的傳感器

這種傾斜角度傳感器的信號(hào)輸出是0～5V或者4～20mA的模擬信號(hào)，可選開關(guān)輸出端子；結(jié)構(gòu)形式有單軸或者雙軸，檢測范圍為0～360。工程機(jī)械中應(yīng)用不斷擴(kuò)大的CANopen總線系統(tǒng)同樣也支持這種傳感器的使用，但所需的傳感器型號(hào)應(yīng)是有CANopen總線輸出的本版（專門的傾斜傳感器CiA410）。

PMI系列傳感器涵蓋了工程機(jī)械中大部分行程和角度的檢測。這種無磨損的傳感器是一種全密封，在堅(jiān)固、高密封性的殼體中工作的檢測儀器。通過可賦值設(shè)定的檢測范圍和開關(guān)控制范圍，使其可以準(zhǔn)確完成各種不同的任務(wù)。它輸出的是4～20mA的電流信號(hào)，可選附加開關(guān)控制的輸出端。PMI 360D系列監(jiān)控的角度范圍為0～360；F110系列長度檢測傳感器的檢測范圍最長可達(dá)810mm。

這種傳感器可以應(yīng)用于如農(nóng)業(yè)機(jī)械轉(zhuǎn)向時(shí)對(duì)前后軸轉(zhuǎn)向情況的監(jiān)控；或者當(dāng)要求將整個(gè)車輛的負(fù)載有目的地分散到幾個(gè)車道上時(shí)，對(duì)軸的精確定位進(jìn)行監(jiān)控。實(shí)際工作中常常也要對(duì)載重車、機(jī)床部件等輔助設(shè)備位置進(jìn)行精確識(shí)別。為此有專門的IdentControl Compact系列傳感器。它們都具有堅(jiān)固的、安全防護(hù)等級(jí)達(dá)IP67的金屬外殼，以及M12的連接電纜。

傳感器生產(chǎn)廠家為用戶提供了工程機(jī)械使用的不同傳感器和傳感技術(shù)。Pepperl+Fuchs公司按照用戶對(duì)傳感器電纜長度的特殊要求提供合適的傳感器，以及市場上著名廠家生產(chǎn)的電纜插接連接件，例如Compagnie德國公司、Tyco Electronics公司，Molex公司，JST公司和ITT公司的連接器。