传感器是机器的边缘设备，所以在第一线——经常完全暴露在自动化装配的最坏情况下。在最近的《设计世界》采访中，班纳工程公司传感器全球业务发展经理Dana福尔摩斯回答了几个关于传感器在这些恶劣环境下生存的问题。以下是她的回答。
艾特尔•设计世界:跟我说说恶劣环境下的传感器。
霍尔姆斯•班纳工程:恶劣的环境可能意味着食品和饮料行业的冲刷环境，也可能只是意味着受振动或温度波动影响的设置。但当工程师们提到极端环境时，他们通常指的是冲刷型设置——因为这是大多数终端用户需要坚固传感器的地方。我们专门生产传感器，以满足这些环境所需的特定IP评级。我们的一些传感器还包括支持卫生条件的功能——防止碎片堆积和细菌生长。我们还在某些传感器内部放入盆栽材料，以帮助它们抵御温度循环。
这是Banner工程公司的Q3X激光对比度传感器，用于高速探测和固定背景抑制。它的镀镍锌外壳可以承受有切削液和油的环境。
艾特尔•设计世界:这些是什么样的特征——光滑的表面还是特殊的外壳塑料?
霍尔姆斯•班纳工程:零部件材料是在这些环境中生存的关键，因为终端用户有时会使用化学品来帮助清洁设备。不锈钢可以抵抗许多这样的化学物质，但不是所有的。其他金属在化学环境中会被腐蚀，有些塑料甚至会融化。
艾特尔•设计世界:设计工程师从哪里可以了解到哪些材料在哪里工作?
霍尔姆斯•班纳工程:我们在数据表上公布化学相容性信息。一个常见的问题是，设计工程师和原始设备制造商对这些传感器最终将安装的环境知之甚少。相比之下，终端用户很容易描述应用程序设置——因为他们确切地知道他们的人员正在使用什么。这意味着在大多数情况下，他们甚至可以给我们提供一份化学品清单，说，“这是我的工厂使用的化学品”，有时更重要的是，“这是我们使用的浓度。”对某种塑料来说，20%的化学物质浓度可能还可以，但30%的化学物质浓度就会使其腐蚀。
艾特尔•设计世界:这很有趣。
霍尔姆斯•班纳工程:它是。一个相关的问题是，客户经常会告诉原始设备制造商，“我们的机器不会进入冲洗区，所以不用担心”或说，“这种设计永远不会接触化学物质。”但接下来你知道的是，我们得到的是融化的产品，因为它确实接触了化学物质。
艾特尔•设计世界:你会描述一个恶劣的环境吗?或者一个产品在极具挑战性的环境中损坏了?
霍尔姆斯•班纳工程:我刚去了一家包装盒OEM。他们的顾客正在用他们的设备把瓶子装进纸箱里。最终用户告诉OEM，“不会有任何材料溢出，因为这是一个完全干燥的环境——这很好。”因此，OEM安装了标准的金属Q3X激光对比度传感器和一些塑料传感器。好吧，最终用户没有提到的是瓶盖不能很好地工作，他们装在纸箱里的材料实际上是几瓶盐酸——30%的盐酸溶液。当瓶子从传送带上下来时，它们把盐酸都洒进了机器里。接下来我们知道的是，一些传感器上的镜头融化了，因为它们是塑料做的，不适合那种环境。
所以我们不得不回去把传感器换成聚四氟乙烯封装的光纤变种。这种传感器可以在30%的溶液中存活，选择塑料传感器和镜头也可以。我们和OEM只需要更多地了解实际应用程序。
艾特尔•设计世界:当你说“封装”的时候，你的意思是传感器主体被硅树脂填充吗?
霍尔姆斯•班纳工程:我们用特氟龙覆盖传感器，作为一个保护套，覆盖在光纤组件的顶部。
Banner工程公司的T18-2传感器可以承受冲刷和热冲击环境。
艾特尔•设计世界:谈谈在恶劣环境下什么是实际的传感功能。
霍尔姆斯•班纳工程:光电传感器是我们的强项，它们在很多情况下都很出色……但需要依靠光来发挥作用。所以潮湿的环境或材料会聚集在镜头上的地方是具有挑战性的。超声波技术可以更好地服务于这样的制造环境。
也就是说，光电传感器使用可见的红色led或红外led，而后者实际上在蒸汽环境中表现更好类型环境。这在功率很大的对位模式传感器中尤其如此，它们不受潮湿环境中空气中的大型水粒子的影响。这些传感器基本上比传统的选择更好地消耗了这些容量。
艾特尔•设计世界:关于极端环境我们还有什么要说的吗?
霍尔姆斯•班纳工程:我们要求终端用户真正理解环境中正在发生的事情，并尽可能多地分享这方面的信息——这样我们就可以帮助他们使用正确的产品。在盐酸的应用上，我们可以在一开始就围绕这种物质进行设计，从而避免失败。
温度循环设置——如乳制品或肉类加工厂——也很独特。房间必须保持寒冷，以保持产品安全和新鲜。但在产品通过后，所有设备都要用热水冲洗。这意味着机器会从非常冷到非常热，这可能会导致冷凝以及热膨胀和收缩。有些传感器比其他传感器处理得更好。例如，金属和塑料接头上的热循环是明显的，因为材料以不同的速度膨胀和收缩。这意味着这些关节甚至可以有开口，允许水进入。所以设计工程师必须认识到这一点。
我们生产非常坚固的传感器，以适应极端的温度波动-在某些情况下，超声波焊接聚合物传感器的一半，使它们有一个整体的主体，在热循环中始终保持牢不可破。
热循环在如何导致传感器内部凝结方面也是一个挑战。对于这些应用，我们将用环氧树脂填充传感器，这样就不会有空气在内部凝结和干扰传感器光学。
冲洗过程中的高压喷雾是另一个挑战。一些终端用户称IP67冲期，而另一些用户称IP69K冲期。理解冲洗的定义是关键——以及被擦干净的机器和被无压力冲洗的机器之间的区别。这些情况需要IP67产品。但如果一台机器采用高压高温喷雾进行严格的清洗，那么这台机器就需要IP69K产品。
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