基于電感耦合原理，在面臨劇烈機械應力造成的連接磨損時，圖爾克提供了非接觸式傳輸能量與數據的解決方案

當把智能手機放在一個非接觸式充電站上時，總感覺有奇跡發(fā)生。沒有電纜也可以傳輸電能？

使這一奇跡成為可能的是電感耦合原理。此項技術并不新奇，但它在消費領域還未得到廣泛應用。具備充電功能的電動牙刷和無繩電話是迄今為止此項技術為數不多的大眾應用。

只有在一些特定市場中，電感耦合作為一種傳輸電能的方法才得到最好的利用。例如，心臟起搏器和其它醫(yī)用設備，植入設備通常必須采用非接觸式電能和信號傳輸。這樣做的好處是顯而易見的：在胸腔上裝一個給起搏器充電的USB端口，光是想象這一幕都感覺更像是恐怖片或科幻片中的畫面，而不是嚴肅的醫(yī)療技術。

零磨損操作

然而在這些應用中，基于電感耦合原理的信號和電能傳輸的一個極大優(yōu)勢幾乎沒有體現：電感耦合完全不會產生磨損。在家庭應用中，這一優(yōu)勢的重要性并不明顯；然而在工業(yè)應用中，這可能是決定產品選擇的關鍵因素。它所帶來的更長保養(yǎng)周期、更短停機時間和更高使用周期，對于采購員和生產計劃員來說是非常重要的考慮因素。

特別是在觸點插拔非常頻繁的應用中，磨損是一個嚴重的問題——因此也是一個關鍵的成本動因。當連接終端和接插件的廠商開始采用鍍金觸點的解決方案，他們才清楚地意識到，當下迫切需要

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機器人自動換刀裝置或旋轉分度臺對于連接技術的要求非常苛刻。易受磨損的觸點和連接器要求短期的維護時間，否則可能會導致機器停機。如今，圖爾克的非接觸式電感式耦合型傳感器為傳統連接技術提供了一種全新的替代方案。NIC耦合型傳感器最大可以傳輸12W的功率，最大可傳輸多達8路開關量信號，可以為易受劇烈機械應力影響的滑環(huán)或連接器提供一種零磨損的替代方案。

解決方案1：連接一個VB2分線器，兩個PNP開關量信號可以通過客體單元（右面）傳輸

解決方案2：主體單元（左面）連接到一個IO-Link主站，IO-Link傳感器測得的數據可以雙向傳輸

解決方案3：客體單元當作IO-Link主站，通過I/O-Hub（右面）可連接多達8路開關量信號

一種零磨損的解決方案。任何人都沒有把金子僅僅用作裝飾的想法。即使貴金屬可以減少接觸磨損，但它并不能阻止磨損的發(fā)生。因此，只要應用中存在易受劇烈應力影響的連接，不管應力是源自振動還是頻繁的接點通斷，這些應用都可以成為“非接觸式連接”技術的大顯身手之地。機器人自動換刀裝置或旋轉分度臺是這類應用的典型例子。

當電感式耦合型傳感器用作非接觸式連接時，它為耦合部件提供的運動自由度同樣令人印象深刻。例如需要采集機器人旋轉工具或旋轉軸上的傳感器信號。這里非接觸式連接的接口是其一大優(yōu)點。雖然滑環(huán)在工業(yè)中也被確立為一種替代解決方案，但由于存在磨損問題，所以并不是很受歡迎。電感式耦合型傳感器的另一個應用領域是空中輸送吊具，這類系統通常應用在汽車行業(yè)。

功能強大的耦合型系列產品

圖爾克的NIC系統包含一系列的電感式耦合型傳感器，可以輕松應對前面提到的應用領域的挑戰(zhàn)。這些耦合型傳感器由連接控制器側的主體單元和連接傳感器/執(zhí)行器側的客體單元構成。NIC電感式耦合型傳感器最大能傳輸12W的功率，最大可傳輸多達8路PNP開關量信號，提供高達500mA的電流。

這使得光幕、壓電閥或小型的閥島這一類的傳感器和執(zhí)行器在工作時無需在客體端額外配備放大器。主體單元可通過4針M12針頭接插件或出30cm導線的12針M12針頭預鑄接插件相連；客體單元通過30cm導線的4針M12針頭預鑄接插件相連。圖爾克的耦合型傳感器長度僅為80毫米，是M30外殼中最緊湊的設備。

三種方案——包含IO-Link

電感式耦合型傳感器的連接像接插件連接一樣容易。傳感器或其它信號源連接到客體單元(NICS-M30-IOL2P8-0,3-RKC4.4T)。主體單元(NICP-M30-IOL2P8XH1141)與其相對，并通過一個標準4針M12接插件連接到控制器或現場總線設備。在客體單元通過連接VB2分線器，則此基礎系統可以非接觸式傳輸兩路PNP開關量信號。此時的空氣間隙可以達到7mm。

由主體和客體單元構成的同一類系統還可以用于具有IO-Link功能的傳感器傳輸信號。要實現這一功能，只需將主體單元連接到一個IO-Link主站。在客體單元，用戶只需簡單地連接一個合適的IO-Link傳感器或任何其他支持IO-Link功能的設備即可。這些組合甚至還能實現雙向IO-Link通信，涵蓋所有的IO-Link功能，如參數設置和數據診斷。如果在客體單元連接的是圖爾克的I/O-Hub（支持16位PNP輸入的TBIL-M1-16DIP），該系統還可以用于機器人自動換刀裝置之類的識別任務，因為此時的集線器可以通過IO-Link向控制器傳送唯一的ID。

當需要傳輸兩個以上的開關量信號時，則可以采用第三種解決方案：該情況下，IO-Link協議可以用于傳輸多達8個開關量信號。一個主體單元、一個客體單元再加上一個I/O-Hub，即可實現8個PNP信號的傳輸。此時使用的NICP-M30-8P8-0,3-RSC12T的12針客體單元被用作IO-Link主站，I/O-Hub則作為從站。主體單元通過12針M12連接器連接到現場設備的常規(guī)PNP輸入采集端，也就是說，該系統只在內部基于IO-Link技術運作，因而對用戶的功能沒有絲毫影響。

金屬檢測的診斷

除了8個PNP傳感器信號，系統還提供了兩個用于診斷信號的通道。一個信號指示客體單元是否存在，另一個用于檢測異物。一旦有任何金屬異物落入主體和客體單元之間，導致傳輸質量降低，故障信號就會被發(fā)送到控制器，以迅速定位誤差源。帶4針端子的客體單元可通過全方位可見的LED狀態(tài)指示燈直接在設備上指示診斷信息。如果連接的是一個IO-Link設備，診斷數據在控制器中也是可用的。

7mm的空氣間隙

圖爾克的電感式耦合型傳感器相較于其他解決方案的優(yōu)異之處在于其寬達7mm的空氣間隙和12W的傳輸功率。在采用同類外殼的所有電感式耦合型傳感器中，圖爾克的電感式耦合型傳感器可提供最大的傳輸距離，它們的主體和客體單元的抗沖擊和抗扭轉表現也更為出色。如果主體和客體單元以標稱距離正對放置，它們可以沿橫向偏移多達5mm。

如果在實際應用中兩個耦合器不能同軸安裝，耦合器系統也可呈一定角度安裝。當彼此之間的空氣氣隙為4mm時，允許高達15°的偏轉角度。即使是更大的偏轉角度，信號也不會直接中斷。雖然此時功率會逐漸減弱，但就某些特定應用而言，它仍然足以勝任工作。

10ms內進入工作狀態(tài)

在許多要求頻繁變換連接的應用中，客體單元的準備運行狀態(tài)也是一個重要考慮因素。特別是在機器人自動換刀裝置應用中，連接解決方案所允許的循環(huán)時間是一個關鍵因素。圖爾克電感式耦合型傳感器的客體單元在10ms內即可進入工作狀態(tài)。固定的主體單元具備永久供電。就啟動時間而言，這是當下市場最快的耦合器系統之一。當然一個主體單元也可根據實際情況與任意數量的客體單元結合使用，反之亦然。多個主體單元和多個客體單元通過動態(tài)配對則可以輕易實現更復雜的應用。

連接技術和傳感器

客戶可以利用圖爾克的一系列連接、現場總線技術和傳感器產品以完成這些新的NIC電感式耦合型傳感器的便捷安裝和使用。相關附件的選擇也十分靈活，從標準的4針M12連接器和多種Y型分線器，到I/O-Hub，直到適用于BL67模塊化現場總線系統的12針適配器電纜。作為自動化領域專家，圖爾克還可為各種不同的應用提供廣泛的傳感器產品組合。