2.5 Пневматичні локаційні давачі

З перерахованих безконтактних давачів зовнішньої інформації зупинимося більш детально на струменевих давачах, робота яких аналогічна роботі фотоелектричних і електромагнітних давачів. Наприклад, пневматичні мікрометри, широко використовувані для вимірювання дуже малих зазорів, можна застосовувати в якості безконтактних вимикачів. Проте при загальній високій чутливості вони не дозволяють знайти об'єкт, якщо він видалений більш ніж на 1 мм. При певних умовах за допомогою струменевих давачів можна виміряти відстані, що перевищують діаметр сопла приблизно в 50 разів. В цьому випадку пневмострумінь поводиться подібно світловому пучку. Слід зазначити, що чутливість струменевих давачів може бути навіть вищою, ніж оптичних, хоча при вимірюванні об'єктів, що рухаються, їхні розміри можуть виявитися значними унаслідок руху повітря навкруги самих об'єктів.

Робота струменевих давачів заснована на взаємодії потоку, що витікає з формуючого сопла, і об'єкту. Давач типу сопло—заслонка має живляче сопло /, міжсоплову камеру 2, канал виходу 3, вимірювальне сопло 4 (рисунок 13.10, а). Звичайно діаметр d_ж живлячого сопла значно менше діаметра d_в вимірювального сопла, і тому тиск р_к в камері 2 визначається щілиною  між торцем сопла 4 і заслінкою (об'єктом) 5. Витрата повітря через сопло виходу 3 є навантаженням давача, проте при подачі виходного тиску р_{в ≈} р_к на мембрану або сильфонний підсилювач витрата повітря може бути відсутня. При переміщенні заслінки (об'єкту) уздовж осі сопел струменевий перетворювач сопло—засувка може працювати як аналоговий вимірник відстані, а при переміщенні заслінки в перпендикулярному напрямі — як давач положення (наявність об'єкту).

Явище переривання струменя рухомим об'єктом використовується в дискретних давачах переміщення, аналогових вимірниках кількості обертів і ін. Давач типу сопло—сопло складається з живлячого 1 і приймального 2 сопел і переривника (об'єкту) 3 (рисунок 13.10, б). До сопла / підводиться стисле повітря тиском р_ж, а приймальне сопло 2 сполучають з пневмопідсилювачем або перетворювачем вихідного сигналу р_в в електричний імпульс. В результаті періодичного переривання струменя на виході виникає сигнал 0 або 1. За наявності в переривнику отвору на виході можна отримати сигнал р_в різного рівня залежно від діаметра d_о отвору і його положення щодо осі сопел. В цьому випадку давач сопло —сопло можна використовувати для розпізнавання положення виробу з визначенням (в деяких межах) значень ознаки орієнтації.

Експериментально встановлено, що при порівняно низькому значенні р_ж (порядка 60 кПа) мінімальне значення контрольованого параметра, яке відчуває давач, d_о = 50 мкм. В цьому випадку на відстані l = 3 мм вихідний сигнал р_в стабільний і рівний 150 Па. Такий рівень сигналу достатній для надійного спрацьовування пневмоелектричного перетворювача типу мембрани.

Виходячи з функціональних можливостей, переваг і недоліків пневматичних систем надання чутливості можна визначити наступні раціональні області їхнього застосування:

в промислових роботах з пневматичним приводом з метою визначення наявності об'єктів, вимірювання відстаней, малих переміщень;

в роботах, що працюють в екстремальних умовах (вибухонебезпечні середовища, підвищені температури, радіація, електромагнітні перешкоди і т. п.).