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(shù)據(jù)的解決方案

每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(shù)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?shù)囊粋€極大優(yōu)勢幾乎沒有體現(xiàn)：電感耦合完全不會產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)工具或旋轉(zhuǎn)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(tǒng)通常應用在汽車行業(yè)。

功能強大的耦合型系列產(chǎn)品

　　圖爾克的NIC系統(tǒng)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(cè)的主體單元和連接傳感器/執(zhí)行器側(cè)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(xiàn)場總線設備。在客體單元通過連接VB2分線器，則此基礎系統(tǒng)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(tǒng)還可以用于具有IO-Link功能的傳感器傳輸信號。要實現(xiàn)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(xiàn)雙向IO-Link通信，涵蓋所有的IO-Link功能，如參數(shù)設置和數(shù)據(jù)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(tǒng)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(xié)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(xiàn)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(xiàn)場設備的常規(guī)PNP輸入采集端，也就是說，該系統(tǒng)只在內(nèi)部基于IO-Link技術運作，因而對用戶的功能沒有絲毫影響。

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(shù)據(jù)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
 

金屬檢測的診斷

　　除了8個PNP傳感器信號，系統(tǒng)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(zhì)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(shù)據(jù)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(zhuǎn)表現(xiàn)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(tǒng)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(zhuǎn)角度。即使是更大的偏轉(zhuǎn)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(nèi)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(nèi)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(tǒng)之一。當然一個主體單元也可根據(jù)實際情況與任意數(shù)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(xiàn)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(xiàn)場總線技術和傳感器產(chǎn)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(xiàn)場總線系統(tǒng)的12針適配器電纜。作為自動化領域?qū)＜遥瑘D爾克還可為各種不同的應用提供廣泛的傳感器產(chǎn)品組合。

在機器人自動換刀裝置應用中，NIC電感式耦合型傳感器以其10ms的啟動時間展現(xiàn)了卓越性能